第4章-污水管道系统设计-输配水技术课件.ppt
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- 污水 管道 系统 设计 输配水 技术 课件
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1、第四章第四章 污水管道系统设计污水管道系统设计第一节第一节 设计资料、设计方案设计资料、设计方案第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算第四节第四节 污水管道的设计污水管道的设计第五节第五节 污水管道的设计计算举例污水管道的设计计算举例第一节第一节 设计资料、设计方案设计资料、设计方案 一、概一、概 述述二、资料的调查二、资料的调查三、设计方案的考虑三、设计方案的考虑 一、概述一、概述1 1、污水管道系统是收集和输送城镇或企业产生的、污水管道系统是收集和输送城镇或企业产生的污水的管道及其附属构筑物。污水的管道及其附属构筑物。2 2、污
2、水管道系统的设计依据是城镇或工业企业总、污水管道系统的设计依据是城镇或工业企业总体规划及排水工程总体规划。体规划及排水工程总体规划。3 3、污水管道系统设计的主要内容如下:、污水管道系统设计的主要内容如下:设计基础数据的确定设计基础数据的确定设计方案确定设计方案确定划分排水流域,布置管道系统划分排水流域,布置管道系统计算污水设计流量计算污水设计流量确定断面尺寸、设计坡度、埋深确定断面尺寸、设计坡度、埋深绘制管道平面图和纵剖面图绘制管道平面图和纵剖面图第一节第一节 设计资料、设计方案设计资料、设计方案 二、资料的调查二、资料的调查(1 1)有关明确任务的资料有关明确任务的资料(2 2)有关自然因
3、素方面的资料有关自然因素方面的资料 地形图地形图 气象资料气象资料 水文资料水文资料 地质资料地质资料(3 3)有关工程情况的资料有关工程情况的资料第一节第一节 设计资料、设计方案设计资料、设计方案 三、设计方案的确定三、设计方案的确定 当掌握比较可靠的设计资料后,会提出不同的解决方案,设计方案应力求做到投资少、建设快、用料少、效果好,在综合比较设计方案时,应考虑如下问题:采用区域排水系统或是采用城镇单独排水系统采用区域排水系统或是采用城镇单独排水系统城市生活污水与工业废水是分开处理或合并处理(排水城市生活污水与工业废水是分开处理或合并处理(排水体制)体制)城市污水是分散处理或集中处理;城市污
4、水是分散处理或集中处理;近期建设和远期发展如何结合;近期建设和远期发展如何结合;方案是否体现环境保护的方针和设计规范方案是否体现环境保护的方针和设计规范方案的技术经济比较方案的技术经济比较第一节第一节 设计资料、设计方案设计资料、设计方案第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定定义:污水管道及其附属构筑物能保证通过的污定义:污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量。水最大流量称为污水设计流量。说明:污水设计流量的确定是污水管道系统设计说明:污水设计流量的确定是污水管道系统设计的首要任务;通常以最大日最大时平均秒流量的首要任务;通常以最大日最大时平均秒流量流量作为
5、污水管道系统的设计流量,单位流量作为污水管道系统的设计流量,单位 L/sL/s一、生活污水量计算公式一、生活污水量计算公式1、居住区生活污水设计流量计算Q1=(nNKz)/243600 Q1-居民区生活污水设计流量(L/s)n-居住区生活污水量标准(L/capd)N-设计人口数 Kz-总变化系数 cap-人的计量单位第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定居住区生活污水计算的几个相关概念居住区生活污水计算的几个相关概念n(1 1)居住区生活污水定额)居住区生活污水定额 1 1)居民生活污水定额)居民生活污水定额:居民每人每天日常生活中居民每人每天日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水
6、量洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水量(L/capd)2 2)综合生活污水定额:居民生活污水和公共设施)综合生活污水定额:居民生活污水和公共设施(包括娱乐场所、宾馆、学校、商业网点、浴室、(包括娱乐场所、宾馆、学校、商业网点、浴室、办公楼等)排出的污水两部分总和办公楼等)排出的污水两部分总和(L/capd)按用水定额确定污水定额,通常居民生活污水按按用水定额确定污水定额,通常居民生活污水按80809090用水定额来确定,公共建筑污水定额和用水用水定额来确定,公共建筑污水定额和用水定额取值相同。定额取值相同。第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定居住区生活污水计算的几个相关概念居住区生活污
7、水计算的几个相关概念n(2 2)设计人口)设计人口 1 1)污水排水系统设计期限终期的规划人口数,是)污水排水系统设计期限终期的规划人口数,是计算污水设计流量的基本数据计算污水设计流量的基本数据 2 2)设计人口人口密度(分总人口密度和街区人)设计人口人口密度(分总人口密度和街区人口密度)口密度)服务面积服务面积 第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定居住区生活污水计算的几个相关概念居住区生活污水计算的几个相关概念n(3 3)生活污水量变化系数:体现污水量变化程度)生活污水量变化系数:体现污水量变化程度 1 1)K Kd d (日变化系数)(日变化系数)2 2)K Kh h (小时
8、变化系数)(小时变化系数)2 2)K Kz z (总变化系数)(总变化系数)1 1)一年中最大日污水量与平均日污水量的比值)一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数称为日变化系数 2 2)最大日中最大时污水量与该日的平均时污水)最大日中最大时污水量与该日的平均时污水量比值为时变化系数量比值为时变化系数 3 3)总变化系数)总变化系数 K Kz z K Kd d K Kh h 第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定一、生活污水量计算公式一、生活污水量计算公式2、公共建筑生活污水量计算公式Q1=(sNKh)/t3600 Q2公共建筑生活污水设计流量(L/s)s公共建筑生活污
9、水量标准(L/capd)N-设计人口数 Kh小时变化系数 cap-人的计量单位 t 使用时间第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定2、工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量Q2=(A1 B1 K1+A2 B2 K2)/3600T+(C1 D1+C2 D2)/3600 Q2-工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)A1 A2一般车间和热车间最大班职工人数(cap)B1 B2一般车间和热车间职工生活污水定额,分别取25(L/cap班)、35(L/cap班)K1 K2一般车间和热车间生活污水量时变化系数,分别取3.0、2.0 C1 C2一般车间和热车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)
10、D1 D2一般车间和热车间淋浴用水定额,分别取40、60(L/cap班)T-每班工作时数 第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定二、工业废水量计算公式二、工业废水量计算公式Q3=(mMKz)/3600TQ3-工业废水设计流量(L/s)m-单位产品废水量定额 (L/单位产品)M-产品的平均日产量T-每日生产时数(h)Kz-总变化系数第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定三、地下水渗入量(三、地下水渗入量(Q Q4 4)四、城市污水设计总流量四、城市污水设计总流量 Q Q1+Q2+Q3+Q4 简单累加法适合污水管道的设计,不适合污水简单累加法适合污水管道的设计,不适合污水泵
11、站和处理厂的设计泵站和处理厂的设计第二节第二节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算一、污水管道中污水流动的特点一、污水管道中污水流动的特点二、水力计算的基本公式二、水力计算的基本公式三、污水管道水力计算的设计规定三、污水管道水力计算的设计规定四、污水管道的埋设深度四、污水管道的埋设深度五、污水管道水力计算的方法五、污水管道水力计算的方法一、污水管道中污水流动的特点一、污水管道中污水流动的特点1 1、污水由支管流入干管,由干管注入主干管,、污水由支管流入干管,由干管注入主干管,由主干管流入污水处理厂,管道由小到大,分由主干管流入污水处理厂,管道
12、由小到大,分布类似河流,呈树枝状;布类似河流,呈树枝状;2 2、污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差、污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差从高向低处流动,即重力流动;从高向低处流动,即重力流动;第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算3 3、虽然污水在管内的流速是变化的,但、虽然污水在管内的流速是变化的,但在设计中看作是均匀流;在设计中看作是均匀流;4 4、管道交汇处产生回水,造成上流部分、管道交汇处产生回水,造成上流部分流速减小;流速减小;5 5、管道跌水造成下部分流速增加;、管道跌水造成下部分流速增加;6 6、管道的接缝和管道内可能产生沉淀;、管道的接缝和管道内可能产生沉淀;
13、第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算VCR I污水管道水力计算的目的在于合理的经济的选择管道断污水管道水力计算的目的在于合理的经济的选择管道断面尺寸、坡度和埋深。面尺寸、坡度和埋深。Q流量(m3/s)A过水断面面积(m2)v流速(m/s)R水力半径(过水断面面积与湿周的比值m)I水力坡度(管底坡度或水面坡度)n-管壁粗糙系数,与管渠材料有关C 流速系数或谢才系数二、污水管道水力计算的基本公式二、污水管道水力计算的基本公式 QA v161CRn 第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算三、污水管道水力计算的设计数据三、污水管道水力计算的设计数据(一)设计充满度一)设计充满
14、度1 1、污水在管道中的水深、污水在管道中的水深h h和管道直径和管道直径D D的比值称的比值称为设计充满度,为设计充满度,当当h/D=1h/D=1时称为满流;时称为满流;当当h/D1h/D1时称为不满流。时称为不满流。2 2、污水管道应按不满流设计,不同管径,其最、污水管道应按不满流设计,不同管径,其最大设计充满度不同(大设计充满度不同(室外排水设计规范室外排水设计规范)第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算三、污水管道水力计算的设计数据三、污水管道水力计算的设计数据3 3、规定污水管道充满度小于、规定污水管道充满度小于1 1的原因:的原因:为未预见水量增长留有余地:水量变化;地
15、下为未预见水量增长留有余地:水量变化;地下水、雨水入渗水、雨水入渗有利通风、排出有害有毒气体有利通风、排出有害有毒气体便于管道的疏通和维护管理便于管道的疏通和维护管理第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算 (二)设计流速二)设计流速污水在管内流动缓慢时,污水中所含杂质可污水在管内流动缓慢时,污水中所含杂质可能下沉,产生淤积,当污水流速增大时,能下沉,产生淤积,当污水流速增大时,可能产生冲刷现象,甚至损坏管道可能产生冲刷现象,甚至损坏管道1 1、污水管道最小允许流速、污水管道最小允许流速 自清流速自清流速 一般为一般为0.6m/s0.6m/s,是保证管道内不致发生淤积的流速;是保证管
16、道内不致发生淤积的流速;2 2、最大允许流速是保证管道不被冲刷损坏的流速,、最大允许流速是保证管道不被冲刷损坏的流速,金属管道为金属管道为10m/s10m/s,非金属管道为,非金属管道为5m/s5m/s。第三节第三节 污水管道的水力计算污水管道的水力计算 (三)最小设计坡度(三)最小设计坡度1 1、在均匀流情况下,水力坡度等于水面坡度,也、在均匀流情况下,水力坡度等于水面坡度,也等于管底坡度;等于管底坡度;2 2、最小设计坡度是保证管道不发生淤积时的坡度;、最小设计坡度是保证管道不发生淤积时的坡度;3 3、通常对同一直径的管道只规定一个最小坡度、通常对同一直径的管道只规定一个最小坡度4 4、管
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