污水处理厂污水收集系统总体方案文档格式.docx
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远期(2020年)服务面积1.3km2,服务人口1.12万人。
东片区流域污水由XX镇卫生院南边现有排污总管处通过倒虹管输送至对岸,与锦江河西片区污水会合后送至污水处理厂。
1.3锦江河东、西片区污水排向分析
XX镇中心镇区污水收集管网现状情况较为陈旧落后,现有污水收集系统主要由贯穿整个居民区内的排污水渠组成,这些排污水渠在收集了沿途的生活污水后或与其他污水渠汇总或分别直接排入锦江河内。
根据实际走访情况,目前主要存在以下问题:
①大部分排水口水量小,且都为雨污混流模式,并且部分排放口内有大量农田灌溉用水混入,单独处理不经济;
②中心镇区锦江河段共有十九个污水排放口,其中西岸13处、东岸6处,管理复杂。
并且污水厂选址地点为锦江河西岸下游处,因此,建议东片区废水沿河岸设一根总管,将截流的污水全部收集,并穿过锦江河接入西片区污水干管,再集中输送。
锦江河西片区污水沿河岸设一根总管,将截流的污水全部收集,重力自流或中途提升后进入城镇污水处理厂进行处理。
这样可发挥整个污水系统的规模效益优势,并且避免直接向锦江河排污的可能。
1.3.1锦江河东片区污水输送方案
配套污水管网的设计能力,按远期即2020年污水量设计,按近期规模进行校核。
锦江河东片区内所有的污水大部分已经由集污管或排污渠收集至锦江河排放,排放口沿锦江河东面河岸布置。
规划将老镇区的管网改为截流制,污水主干管沿锦江河东岸沿江马路铺设。
基于上述污水量的预测、中心城区排污口分布特点以及城区地形走势特点,并多次会同业主考察现场后商议,充分考虑了转输方案事宜后,本报告提出了锦江河东片区污水收集以及转输过锦江河的方案。
东片区污水收集管主要分为两条收集路线,第一条线是北起中山公园途经农贸市场以及新市场,污水干管沿锦江河东岸沿江马路铺设,负责收集市场污水以及周围民居产生的生活污水,以及排污口A14-A18排污口所排放污水;
第二条线则以东片区原有排水明渠路线为基础,在渠内设置污水管网收集沿途居民生活污水。
以上两条污水收集主管在XX镇卫生院附近汇合,汇合后的污水依靠重力流至下游A19排污口处,通过倒虹管穿过锦江河与西片区污水汇合,并最终进入污水处理厂处理。
4.3.1.1锦江河东片区污水输送工程规模
一、倒虹管工程规模:
Q东片=2400m3/d
东片总变化系数K总=1.87
合流制管道截流系数n0=1
雨季最大设计流量Qmax=4800吨/日=0.056m3/s
旱季最大设计流量Q旱最大=4488吨/日=0.05m3/s
旱季平均流量Q平均=2400吨/日=0.028m3/s
倒虹管:
规格:
DN300镀锌钢管
数量:
2条
管长:
51.6m
二、东片区截污管线
1、东片区截污总管为DN500~DN600管,管长1005m;
2、管道埋设深度从0.83m~3.84m;
3、倒虹管进水井进水管底标高188.497m。
1.3.2锦江河西片区污水输送方案
基于上述污水量的预测、中心镇区排污口分布特点以及镇区地形走势特点,并多次会同业主考察现场后商议,充分考虑了有关排污干管位置等事宜后,本报告提出了西片区污水管网设计的两个备选方案。
方案一按照《韶关市XX县XX镇总体规划修编(成果)》污水规划部分提出的办法:
锦江河西片区污水干管北起长江中学并沿镇政府前道路修建,收集沿途民居以及商铺污水,然后一直沿锦江河边新建马路旁修建,依次截留排污口A10、A11、A12排出污水,经过田心桥后,沿锦江河西侧河岸铺设,经过A13排污口后,一直至排污口A19对岸处,并与通过虹吸管穿越锦江河的东片区污水汇合,然后依靠重力自流进入污水处理厂进行处理,由于锦江河由北至南地势均为逐渐降低,因此中途可不设提升泵站。
方案二则在方案一基础上做出部分改动,方案一中从原计划从长江中学至镇政府前的污水干管改为沿新建沿江路旁修建,并截留A1至A9这9个排污口排放的污水。
其余布置与方案一相同。
以下就锦江河西片区污水输送方案进行方案比较,提出推荐方案。
1.3.2.1锦江河西片区污水转输方案比较
(1)技术要求
经核算,自长江中学至锦江河下游污水处理厂段,地势逐渐降低,所以在地势以及坡度要求方面两种方案的污水干管布置位置均是可行的,但由于目前从长江中学至镇政府前这段区域已经存在A1至A9九个排污口,当污水管网铺设完成后,这九个排污口势必将要封堵,封堵后是否会造成其他影响,尚不得知,因此相比原规划的污水线路,方案二相对稳妥,更加适合目前状况。
(2)管道施工方法及工程量
两种方案的管道布置均是沿道路铺设,由于方案一中至江西公路两旁民居较多,因此开挖过程中将不可避免影响两侧居民的正常生活,而方案二中的沿江路为新建道路,两旁民居较少且有一定相距距离,同时沿江路靠河堤侧已经预留出铺设污水管网的位置,因此在施工条件以及工程量上方案二明显优于方案一。
(3)征地条件
方案一与方案二均不需设置提升泵站,因此并未涉及征地问题。
(4)工程造价
在土建工程造价方面,方案一需要对水泥路面进行开挖,同时管网铺设完成后需对路面进行复原,而方案二已经对污水管网预留出施工位置,并且日后管网养护也较容易,因此在工程造价方面方案二将优于方案一。
综上所述,北起长江中学并沿新建沿江路铺设,并截留A1至A12这12个排污口排放的污水,经过田心桥后,沿锦江河西侧河岸铺设,经过A13排污口将西片区污水全部截留后,一直至排污口A19对岸处,并与在A19处通过虹吸管穿越锦江河的东片区污水汇合,然后依靠重力自流进入污水处理厂进行处理的方案二是可行的。
从各方面统筹考虑,本报告推荐采用锦江河西片区污水转输方案二。
以上方案不违反《总规》污水规划的要求,且大大节省了工程造价以及工程量,同时减少了施工期间对周围环境以及居民的影响,并且较为完整的收集了整个西片区的生活污水,可更好发挥整个污水系统的规模效益优势。
1.4污水收集及输送系统总体方案
根据前述的污水分区的划分及项目范围内的地形、地貌以及污水管道的埋深,本项目污水管网总体布置如图4-1。
锦江河东片进水井E1→进水井E6←进水井E5-20
↓倒虹管
锦江河西片进水井W1→进水井W11-6→排污口11-24→污水处理厂
图4-1污水收集输送系统总体方案示意图
1.1.1污水管网收集及输送系统方案设计
污水管网系统布置的最终目的是通过合理布管,尽可能地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,以减少或不使用中途泵站,节省投资,降低运行能耗及系统管理维护费用。
结合本项目范围内污水管道敷设现状以及道路规划和地形条件,本着可操作的原则,论证本项目范围合流区域范围,并按截流式的合流制计算污水收集及输送系统的管径,通过污水支管、干管、主干管、总管的一级级收集输送,最终将XX镇的城镇污水送至XX镇污水处理厂进行处理。
本方案设计按照排水流域的划分,将锦江河东片区的污水通过倒虹管的转输,送至锦江西片区污水主干管。
本项目污水管径的确定按照2020年规划要求计算,并考虑近期截流合流区域的初期雨水量。
根据前述中心城区远期(2020年)服务面积2.18km2,服务人口1.87万人,规划污水量1.87×
0.2×
1.05×
0.9=0.352万m3/d,管网收集系统按0.4万m3/d设计。
Q=4000m3/d
总变化系数K总=1.78
雨季最大设计流量Qmax=8000吨/日=0.092m3/s
旱季最大设计流量Q旱最大=7120吨/日=0.082m3/s
旱季平均流量Q平均=4000吨/日=0.046m3/s
其中锦江河东片区近期(2010年)服务面积0.66km2,服务人口0.6万人;
锦江河东片区远期(2020年)服务面积1.3km2,服务人口1.12万人,规划污水量0.24万m3/d。
雨季最大设计流量Qmax=4800吨/日=0.055m3/s
旱季最大设计流量Q旱最大=4488吨/日=0.051m3/s
旱季平均流量Q平均=2400吨/日=0.02m3/s
其中锦江河西片区近期(2010年)服务面积0.44km2,服务人口0.4万人,锦江河西片区远期(2020年)服务面积0.87km2,服务人口0.75万人,规划污水量0.16万m3/d
Q西片=1600m3/d
总变化系数K总=1.95
雨季最大设计流量Qmax=3200吨/日=0.037m3/s
旱季最大设计流量Q旱最大=3120吨/日=0.036m3/s
旱季平均流量Q平均=1600吨/日=0.018m3/s
1.1.2污水管网收集系统方案设计
污水收集系统分为总管、主干管、干管和支管。
城镇污水管网收集、输送各片区综合生活污水,污水支管收集到的污水经过污水干管流入污水主干管,最后由污水总管送至污水处理厂进行处理。
由于XX镇中心镇区污水收集管网现状为沿锦江河两岸布置,收集管渠排放口均在锦江河岸两边,所以本项目主要是沿河岸设计截污主管,把锦江河岸的排污口截流,将截流的污水全部收集,重力自流进入城镇污水处理厂进行处理。
根据项目范围的地形、现场实际情况,本方案按锦江河东片区系统、倒虹管、倒虹管进、出水井工程、锦江河西片区系统工程四个子项进行方案设计与说明。
1.1.2.1锦江河东片区系统
根据XX镇中心镇区的现状排水管渠调查资料,锦江河东片区大部分已建有较为完善的合流制排水管渠。
本项目主要沿锦江河东岸边进行这些排污口的截污,截污后由倒虹管转输进入锦江河西岸截污主管,与西岸污水汇合后,重力自流进入污水处理厂。
(1)截污井E1至截污井E5主干管
主要输送锦江河东片区农贸市场、新市场以及周边众多民居产生的截流污水,考虑到施工方便和以后的发展,选取管径为DN500。
锦江河东片区规划污水量2400m3/d,晴天时,截流锦江河东岸沿线截污井E1至截污井E5排出的生活污水。
雨天时,将旱流污水量1倍的初期雨水和污水收入截污主干管。
表4-1主干管流量核算表
流量
i=0.003
Q(L/s)
V(m/s)
h/D
Qmax=2000吨/日=0.02m3/s
DN300
0.02
0.60
0.55
Qmax=1870吨/日=0.02m3/s
DN200
0.69
1
(2)检查井E5-20至截污井E5主干管
主要输送锦江河东片区长江粮站周边众多民居产生的截流污水,考虑到施工方便和以后的发展,选取管径为DN500。
锦江河东片区规划污水量2400m3/d,晴天时,截流锦江河东岸沿线检查井E5-20至截污井E5排出的生活污水。
表4-2主干管流量核算表2
i=0.005
Qmax=2800吨/日=0.03m3/s
0.03
0.83
Qmax=2618吨/日=0.03m3/s
0.78
(3)截污井E05至截污井E06主干管
主要输送锦江河东片区截污井E1至截污井E5主干管以及检查井E5-20至截污井E5主干管截留的污水,考虑到施工方便和以后的发展,排污总管选取管径为DN600。
锦江河东片区规划污水量2400m3/d,晴天时,截流锦江河东岸沿线截污井E5至截污井E6排出的生活污水。
表4-3主干管流量核算表3
Qmax=4800吨/日=0.055m3/s
DN400
0.056
0.68
0.65
Qmax=4480吨/日=0.051m3/s
0.051
0.62
Qmax=2400吨/日=0.02m3/s
0.027
0.88
表4-4东片区主干管布置表
管段起点→终点
管线长度(m)
管道直径(mm)
埋设深度(m)
排水能力(万m3/d)
i(‰)
排污口E1→排污口E5
394
DN500
3.10-0.83
0.2
3
排污口E5-20→排污口E5
464
3.84-0.86
0.48
5
排污口E5→排污口E6
147
DN600
3.135-0.865
0.28
东片区小计
1005
4.4.2.2倒虹管方案设计
锦江河东片区污水进入污水处理厂,必须跨过锦江河,为此,在东片区截流井E6,XX镇卫生院以南设置倒虹管进水井,用倒虹管输送东片区的污水与西片区污水在西片区倒虹井W11-6汇合,进入污水总管,再自流入污水处理厂。
(1)倒虹管设计原则
倒虹管设计主要是确定管线敷设的位置。
主要确定原则包括:
●尽可能与河流轴线垂直,缩短线路,减少管线迂回,优化水力条件;
●增加工程可操作性,加快工程进度;
●并且考虑污水输送的安全性、可靠性;
●保护水质等具体问题。
(2)倒虹管水力计算
结合以上设计原则,设计上考虑倒虹管材采用钢管。
选用不同管径的钢管,会直接影响到工程的造价等费用问题,为了合理的选用管径,对管径与流量做了详细的水力计算,不同流量对应水力坡度与水头损失的比较。
锦江河东片区最大和旱季平均流量分别为Qmax=55L/s、Q旱季平均=20L/s。
进、出水井水面差H1=0.82m。
通过以上计算可知,采用DN250镀锌管时,流速较高,全部水头损失大于进、出水井水面差H1;
而采用DN350钢管时,流速不符合大于0.9m/s流速要求;
所以本倒虹管管径采用DN300×
8镀锌管。
通过以上水力计算,采用两条管径均为DN300镀锌管的工作管线,平行敷设,每条倒虹管长50m,每条倒虹管流量qmax=55/2=27.5L/s,v=1.19m/s大于0.9m/s流速要求;
倒虹管全部水头损失H=0.45m<
0.82m。
近期水量不能达到设计流速时,可使用其中的1条,暂时关闭另一条。
倒虹管水平管的长度应根据穿越物的现状和远景发展规划确定,水平管的外顶距规划河底一般不小于0.5m。
(3)倒虹管的形式
倒虹有多折型和凹字型两种。
多折型适用于河面与河滩较宽阔,河床深度较大的情况,需用大开挖施工,所需施工面较大,凹字型适用于河面与河滩较窄,或障碍物面积与深度较小的情况,可用大开挖施工,有条件时还可用顶管法施工。
凹字型倒虹管在日本与我国华东地区广为应用,效果良好。
锦江河的河面宽度有40m左右,由于要穿越河堤,所以选用顶管施工,宜采用多折型倒虹管。
(4)管线穿越河流的处理
我国水下管道的敷设,主要采用顶管法、倒虹吸法、底拖法等方法。
综合考虑现场施工条件、地质情况、工程造价以及工程进度等多方面因素,本项目施工方法建议如下:
对于穿河道的倒虹管段,一般采用围堰明挖施工方法。
若埋深较大时亦可采用机械顶管施工。
1.1.2.3倒虹管进、出水井工程
(1)进出水井
倒虹管井内应设闸槽闸板或闸门。
倒虹管井应布置在不受洪水淹没处,必要时可考虑排气设施。
井室人孔中心应尽可能安排在各条管道的中心线上。
(2)沉泥槽和事故排出口
位于倒虹管进水井前的检查井,应设置沉泥槽。
凹字型倒虹管的进出水井中也应设沉泥槽,一般井底落底0.5m。
进水井应设置事故排出口,如因卫生要求不能设置时,则应设备用管线。
但在有2条工作管线情况下,当其中1条发生故障,其余管线在提高水压线后并不影响上游管道正常工作仍能通过设计流量时,也可不设备用管线。
(3)进出水井设计参数
进水井尺寸:
2.75×
2.2×
7.32m
进水管底标高181.4m
出水井尺寸:
8.22m
出水管底标高183.821m
(4)进出水井选址
倒虹管进水井位于锦江河东片区截流井E6处,即XX镇卫生院以南总排污口A19处,进水井设置位置如图所示。
XX镇卫生院以南总排污口A19(东)
表4-5倒虹管进、出水井主要工艺材料一览表
序号
名称
规格
单位
数量
镀锌管
DN300*8
米
50
2
闸板及启闭机
套
4
柔性接头
个
4.4.2.4锦江河西片区系统
根据XX镇的现状排水管渠调查资料,锦江河西片区大部分排水管渠为合流制,并最终排入锦江河。
本项目主要沿锦江河西岸边进行这些排污口的截污,截污主干管在西片区倒虹井W11-6处,与东片区倒虹管污水汇合后,由截污主管输送进入污水处理厂。
(1)截污井W01至倒虹井W11-6主干管
主要输送锦江河西片区的截流污水,管径为DN300,考虑到业主的意见以及日后的发展,排污总管选取管径为DN500。
锦江河西片区规划污水量1600m3/d,晴天时,截流锦江河西岸沿线排污口排出的生活污水。
表4-6主干管流量核算表3
Q(m3/s)
Qmax=3200吨/日=0.037m3/s
0.037
0.95
Qmax=3120吨/日=0.036m3/s
0.036
0.93
(2)倒虹井W11-6至污水厂主管
锦江河东片区污水经倒虹管输送过锦江河后,在西片区倒虹井W11-6处,与西片区污水汇合,一起进入污水总管,管径为DN500,考虑到业主的意见以及日后的发展,排污总管选取管径为DN600,然后重力自流进入污水处理厂。
合流后,规划污水量4000m3/d,晴天时,截流锦江河东、西岸沿线排污口排出的生活污水。
雨天时,将旱流污水量1倍的初期雨水和污水收入截污主管。
表4-7主干管流量核算表
i=0.001
Qmax=8000吨/日=0.093m3/s
0.093
0.67
0.7
Qmax=7120吨/日=0.082m3/s
0.082
Qmax=4000吨/日=0.046m3/s
0.046
1.19
1.1.3污水收集系统工程量统计
表4-8主要工程量统计表
类别
规格
管材
埋设深度
污
水
管
西片区
钢筋混凝土直埋管
m
1967
0.6-2.98m
1093
0.6-1.09m
东片区
858
0.83-3.84m
DN600
0.865-3.135m
6
镀锌管(倒虹管)
100
构
筑
物
检查井Φ1250
配钢纤维高强砼复合材料防盗井盖
座
103
地基处理
项
破路及恢复
1.1.4排水管材的选择
在市政污水工程中,选择合适的管材对工程的质量、造价及环境效益有着较大的影响。
对于排水管材的选择,一方面考虑满足使用功能,管材强度高,耐腐蚀性好,水力条件好;
另一方面充分考虑地质、水文、交通、运输等施工条件;
同时还要考虑合适的造价和使用寿命等。
目前国内用于污水管道的管材主要有:
钢筋混凝土管、硬聚氯乙烯管(PVC-U)、高密度聚乙烯管(HDPE)、纤维缠绕增强玻璃钢夹砂管(简称RPMP)等,这些管材有其各自的特点和适用条件。
不同排水管材的特点:
金属管材:
价格较贵,一般在穿越障碍、河流、铁路及作为压力管道,内压较高时才考虑采用。
硬聚氯乙烯管(PVC-U):
硬聚氯乙烯管(PVC-U)是由非塑性聚氯乙烯管经特殊配制成的韧性材料一种管道,具有重量轻、耐腐蚀、管壁光滑过流能力大、密封性能好、使用寿命长、运输安装方便及施工速度快等特点。
缺点是承压能力较弱(承压能力不足0.4Mpa),耐热性差,软化温度低,低温性能差,抗机械冲击性差,膨胀系数大。
从目前国内外的使用情况看,硬聚氯乙烯管(PVC-U)直径在500mm以下居多,大多使用在排水支管及小区排水中。
钢筋混凝土管:
具有密度大、重量大、接头数量多、基础要求高、污水渗漏严重等缺陷,
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