2015排水工程毕业设计指导书

排水工程
毕业设计指导书
市政与测绘工程学院
2015.3
排水工程毕业设计指导书
一、毕业设计的目的和性质
毕业设计是高等工科院校培养专业技术人才的最后、最重要的一个实践教学环节，是学生学习、实践成果的全面总结，是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。

通过毕业设计，使学生掌握专业工程设计的内容、步骤和技巧，学会综合运用给水排水工程学科的基本理论、基本知识和基本技能，能够运用计算机知识进行设计计算和绘图，能够独立翻译外文资料，为毕业后的专业工作奠定必要的基础。

根据专业培养目标要求，排水工程毕业设计一般应包括城镇排水管网设计和污水处理厂设计，毕业设计总体应达到初步设计阶段，部分内容应达到施工图设计阶段。

二、排水工程毕业设计步骤与设计要点
(一)城镇污水管网设计一般步骤
1.设计资料的调查
进行排水工程设计时，通常需要有以下几方面的基础资料：
（1）有关明确任务的资料
包括：城镇或设计地区的总体规划平面图以及其它单项工程规划。

（2）有关自然因素方面的资料
包括：地形图、气象资料、水文资料、地质资料等。

（3）有关工程情况的资料
包括：道路的现状和规划、地面建筑物以及地下建筑物的位置和高程、其它地下管线的位置、管材的供应情况等。

2.设计方案的确定
在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后，根据工程的要求和特点，对污水处理厂以及出水口的位置、泵站的位置、管道的布置等提出不同的设计方案。

通过对设计方案进行技术经济比较，确定最佳方案。

3.污水管网设计计算
污水管网设计计算步骤包括：
（1）在规划平面图上布置污水管道
管道布置的原则：应尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。

（2）街坊编号并计算其面积
将各街区编上号码，并将各街区的平面范围按比例计算出面积，将其面积值列入表中，并用箭头标出各街区污水排出的方向。

（3）设计管段的划分
根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点
(一般定为街坊两端)、有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码。

（4）管段流量的计算
各设计管段的设计流量应列表进行计算。

在初步设计中，只计算干管和主干管的设计流量；在技术设计和施工图设计中，要计算所有管段的设计流量。

本设计为初步设计，故只计算干管和主干管的设计流量。

（5）污水管道水力计算
各设计管段的设计流量确定后，即可从上游管段开始依次进行各设计管段的水力计算。

4.设计图纸的绘制
绘制污水管道平面布置图和管道纵剖面图。

初步设计阶段，管道平面布置图图采用的比例尺通常为1：5000～1：10000，图上应有地形、地物、河流、风向玫瑰或指北针等。

新设计和原有的污水（或雨水）管道用粗单实线表示。

在管线上画出设计管段起止点的检查井并编号，标出各设计管段的服务面积以及排水方向，标出污水处理厂、出水口的位置，可能设置的泵站、倒虹管等。

标注主干管和干管的管径、坡度和长度等。

此外，还应附有必要的说明、工程项目表以及相应的图例、图名、比例等。

纵剖面图是管道的高程布置图，应反映出管道沿线的高程位置，它和平面图是相互对应的。

图中，一般用细实线加图例表示原地面高程线和设计地面高程线，用双粗实线表示管道高程线，用双竖线表示检查井。

在剖面图的下方要画一表格，表中列出检查井号、管道长度、管径、管道设计坡度、设计地面高程、设计管内底高程、埋设深度、管道材料、接口形式和基础类型。

纵剖面图的比例尺，常采用横向1：500～1：2000，纵向1：50～1：200。

（二）雨水管道系统设计步骤
1.划分排水流域、进行管道定线。

2.划分设计管段。

设置检查井，确认设计节点并编号，计算各检查井的地面标高并列入表中。

每一设计管段的长度在200m以内为宜，各设计管段的长度列入表中。

3.划分并计算各设计管段的汇水面积。

当地形平坦时，根据就近排除的原则划分汇水面积，按等分角线划分。

当地形有一定坡度时，根据雨水汇入低侧的原则划分汇水面积，即按照地面雨水径流的方向划分。

划分汇水面积时，从上游至下游，雨水管道服务的汇水面积宜均匀增加，并应考虑街道以及绿地、公园等汇水面积。

4.计算平均径流系数：
Ψav=∑Fi ·Ψi/F
也可采用区域综合径流系数，一般经验值为：城市0.5~0.8；郊区0.4~0.6。

5.确定重现期P、地面集水时间t1
6.计算单位面积径流量q0
7.计算各管段的设计流量Q ，并求出D 、v 、I 及埋深等。

水力计算采用水力计算表。

8.绘制图纸。

包括平面图和剖面图。

（三）污水处理厂一般设计步骤
1.确定设计方案
根据设计原始资料及对设计要求，提出二个或二个以上污水、污泥处理工艺流程，并对各个工艺流程进行评述，在选择流程时应力求做到技术先进，经济合理、安全适用，确保质量。

2.各个构筑物的设计及计算
设计计算按现行设计规范要求进行，并参考有关设计手册。

(1)污水提升泵房
1)确定流量：最大设计流量，平均及最小设计流量。

根据经验，城市污水的最小流量约为平均日流量的4
1~21。

2)根据进入污水厂城市污水干管的管径，充满度及标高确定泵房集水井内最水位和最低水位；
3)确定水泵的扬程，根据处理构筑物水头损失估计表，估算污水泵抽升到第一个处理构筑物前的最高水位，计算水泵的扬程和进行水头损失的估算，确定水泵的总扬程；
4)选择水泵机组及个数，要有备用机组；
5)进行泵房布置，选定吸水管及压水管管径，确定泵房的平面尺寸；进行吸、压水管路的布置；集水池内格栅及容积计算；
6)绘制提升泵房工艺图，编制泵房主要机电设备，闸阀及附属设备表。

(2)格栅、沉砂池设计计算
1)确定格栅栅条形式及间隙宽度，计算工艺尺寸，对格栅工艺设备进行选型；
2)确定沉砂池型式，沉砂池内的水平流速及流行时间，计算沉砂池长度、宽度及格数；
3)用最小流量校核单池的最小流速；
4)计算沉砂量和沉砂斗的容量；
5)清除沉砂方法；
6)绘制格栅、沉砂池工艺图。

(3)初次沉淀池
1)确定初次沉淀池的型式、选定设计参数；
2)计算初次沉淀池的各部尺寸；
3)进出水形式的确定和设计计算；
4)污泥斗的设计及计算，排泥方法和排泥井的布置；
q F
qF F Q q ψ=ψ==0
5)绘制初沉池工艺图。

(4)生化处理构筑物的设计计算
1)根据选定污泥负荷及污泥浓度计算曝气池容积；
2)确定曝气池深度，计算曝气池的长、宽，复核曝气时间；
3)计算污泥回流比，确定回流污泥浓度，SVI值及污泥龄；
4)曝气池构造形式及进出口布置及计算，中位管、放空管的布置；
5)曝气装置的设计计算与选型
6)二次沉淀池的型式，设计计算(同初次沉淀池)
7)污泥量计算及污泥提升的计算；
8)绘制曝气池、二沉池工艺图。

(5)接触消毒池
1)确定加氯量，计算每日用氯量；
2)根据规定接触时间，计算接触池容积及接触池设计；
3)加氯间的设计，加氯机的选择、型号、台数及加氯间的布置，加氯间的安全措施，
氯库位置的选择。

(6)计量装置及排出口设计
(7)污泥处理
根据对污泥处理要求，选择合理污泥处理工艺
1) 浓缩池或湿污泥池的设计。

T在2) 消化池(中温发酵)的设计计算。

中温消化温度T D=35℃，生污泥年平均温度
S
T 在10～15℃之间。

15～20℃之间，日平均最低温度
S
3) 污泥机械脱水设计，带式过滤机的选定，污泥预处理加药量，污泥脱水机房的初
步布置。

(8)其它。

3.水处理厂总平面布置及高程水力计算
(1)总平面布置
1) 污水厂总平面图应按初步设计要求完成，图上应绘出主要处理构筑物、辅助构（建）
筑物、附属建筑物、道路、绿化地带及厂区界限等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离，应有坐标轴线或坐标网格。

总平面图上绘出各种连接管渠，管渠以单线条表示，并进行标注。

图中应附构（建）筑物一览表，说明各构（建）筑物的名称、数量及主要外形尺寸。

图中应附图例及必要的文字说明，包括占地指标、绿化率等的说明。

图中应附比例、风玫瑰图。

2) 平面布置图应布置紧凑，力求减小占地面积，并应考虑施工上方便和有扩展的可
能，在布置上应注意充分利用地形，考虑土方平衡及管理方便；
3) 平面布置中应考虑事故排放管渠和超越管线；
4) 厂内污水污泥的流程为重力流，尽量减少连接管渠长度，避免迂回曲折。

5) 厂内的生产性辅助建（构）筑物有鼓风机房及配电间、加氯间、机修间、化验室、
仓库等，附属建筑物有办公室，宿舍、食堂、锅炉房、车库、传达室及其它等。

所需面积与处理水量和所采用的工艺有关，应因地制宜，与建设单位充分协商确定，并参考《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ31-89）相关规定进行确定。

6) 厂区应有道路通向各构筑物，以便运输，合理布置厂区给水、排水、空气管道，
避免与其他管线干扰；
7) 厂区应考虑绿化，绿化面积不得少于30％。

(2)高程布置
1) 选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以
保证在任何情况下处理系统能够正常运行；
2) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计流量；
3) 污水处理后应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节，一般按25年一遇防洪标
准考虑；
4) 高程布置要考虑某些处理构筑物的放空要求；
5) 高程布置时应注意污水与污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量；
6) 进行构筑物高程布置时，应与厂区地形、地质条件相联系，当地形有自然坡度时，
有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在地面上架得过高，尤其是地质条件较差、地下水位过高时；
7) 污水处理厂高程图上应绘出主要处理构筑物和设施的构造简图，应绘出各构筑物
之间的连接管渠。

图上应标出各处理构筑物的顶、底及水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高。

图上应附处理构筑物、设备名称。

图上应附图例、比例及必要的文字说明。

最后进行设计计算过程的汇总，完成排水工程投资估算，编制设计说明书。

三、排水工程毕业设计图纸要求
排水工程毕业设计应完成A1图纸8~10张，设计图纸种类包括：
①污水管道系统平面布置图；
②雨水管渠系统平面布置图；
③雨水汇水面积划分图；
④污水主干管、雨水干管纵剖面图；
⑤污水处理厂平面布置图；
⑥污水处理厂管线平面布置图；
⑦主要处理构筑物（如初沉池、曝气池、二沉池、消化池等）工艺图；
⑧污水提升泵站工艺图；
⑨污水处理工艺与污泥处理工艺高程布置图；
毕业设计图纸尽量采用计算机绘图，但至少有一张手工绘图。

各图纸中，应注明图名、图号及比例尺，图标采用统一格式，图框尺寸、剖切线、指北针及图例等画法，可参照给水排水制图标准的有关规定；图中文字一律采用仿宋体，图纸应清楚美观，线条的粗细应主次分明。

四、排水工程毕业设计计算说明书基本要求
1 前言
设计依据，设计范围，设计期限（分近，远期）
2 城市概况与自然条件
2.1 城市概况
包括城市性质，分期建设规划，人口规模，工业分布（现状与规划）；建筑物层次，室内给排水现状与规划，城市给水工程现状与规划；城市地形特点，地面标高（注明高程系统）
2.2 自然资料
包括地理位置，气象资料，地质普查和水文地质勘察结论，工程地质资料，地震资料等。

2.3 水体
介绍与本设计工程有关的水系情况：江河的流域，流向，流量，流速。

各特征水位；湖泊，水库及其特征水位等。

2.4 排水现状及存在的问题
分雨水、污水及工业废水叙述
3 设计指导思想和设计原则
总的指导思想：本工程设计主要解决的问题；排水制度；工业废水的出路问题，包括原则上如何解决，某些排出工业废水的主要工厂要求如何解决，污水或处理后水综合利用可能性的论证。

4 雨水管渠系统设计
4.1 设计基本数据
包括采用的雨量公式：公式的型式，公式的来源；各设计参数及选用依据。

4.2 雨水管渠系统布置
是否采用明沟的论述；雨水管布置原则，布置方案，如需布置防（排）洪沟，倒虹管也应予以阐述。

4.3 管道材料和附件
4.4 雨水管渠设计计算
5 污水管道系统设计
5.1 设计基本数据
5.1.1设计人口（分近期与远期）
5.1.2水量：生活污水排水量标准，工业废水水量计算，市政与公建排水量计算。

5.2 污水处理厂厂址选择
5.2.1选址原则
5.2.2厂址选择
5.3 污水管道系统布置方案比较
每人应至少提出两种不同的设计方案，并分别介绍各比较方案的设计要点（处理厂位置，管道定线，中途泵站位置，处理后水的出路，近远期结合等）、工程量、投资、优缺点等。

进行方案的技术、经济比较，推荐最佳方案。

方案比较结果宜用表格对比列出，并附各方案的示意图。

5.4 管道材料和附件
5.5 污水管道设计计算
6 污水处理厂设计
6.1 工程规模
6.2 污水的水质及处理程度
6.3 污水处理厂工艺方案
污水、污泥处理工艺流程选择与方案比较。

不同方案的流程及说明，处理构筑物的选型及说明，不同方案的工程量、投资、优缺点等，并从技术、投资、管理费用等方面进行方案的技术、经济比较，推荐最佳方案。

6.4 污水处理厂工艺设计
6.5 辅助建（构）筑物
用表列出辅助建筑物的名称、工程量，并作简要说明。

6.6处理厂内动力设计
提出处理厂的用电量、用水量。

污泥如作消化处理，说明本厂沼气产量、用途、所需蒸汽量及热量平衡。

6.7 污水处理厂厂区总体设计
6.7.1污水处理厂平面布置
6.7.2污水处理厂高程布置
6.8 劳动定员
6.9 技术、维修力量等
6.10 主要设备一览表
包括标准设备与非标准设备
7 工程概算、运行费及材料用量
7.1 工程概算
说明概算的依据。

列表说明雨、污水管道工程、处理厂的工程投资（分近、远期）计算结果、工程总投资。

计算单位长度管道的投资指标，处理厂处理单位污水的投资指标。

7.2 运行费分析
计算年耗电量与年运行费；计算单位污水的电量与运行费。

7.3 材料
指工程所需要的三材（钢材、木材、水泥）。

钢材中要分别按钢筋、各种管材和管配件并提出砂、石用量。

8 问题和建议
需要说明的问题，工程设计中存在的问题和建议，或下阶段设计中要进一步解决的问题和甲方应进一步提供的资料等。