第七章 污水管道系统的设计计算
污水管道水力计算
污水管道水力计算污水管道的水力计算是指根据水力学原理，计算污水管道内液体的流量、速度、压力等参数的过程。
水力计算是管道系统设计和运行的重要依据，可以确保管网的稳定运行和合理排放。
首先，水力计算的基本原理是利用负压力差、摩阻损失、液面高度差等水力学原理，建立数学模型进行计算。
在污水管道水力计算中，需要注意以下几个主要参数：1.流量：流量是污水管道设计和运行的主要依据之一、根据工程需要，可以采用静压法、速度法或者容积法进行流量计算。
-静压法：通过管道两侧的压力差计算流量。
按照流体运动的性质，根据伯努利方程和连续方程，可以得出流量计算公式。
-速度法：根据管道内液体的平均流速和管道的截面积，计算流量。
通过测量液面的高度差，可以得到流速，再通过速度和截面积的乘积计算流量。
-容积法：通过对管道截面的几何参数和流动时间的测量，计算液体通过管道的容积。
根据液体的密度和时间，可以得到流量。
2.速度：污水管道内液体的流速直接影响管道的阻力和摩阻损失。
流速过大会导致液体携带固体颗粒和污物，加大管道磨损，而流速过小则容易形成堵塞。
3.压力：污水管道内部的压力变化是由管道形状、液体流速、流量等因素决定的。
掌握污水管道内部的压力分布，能够合理设计和布置管道系统。
4.摩擦阻力：污水在管道内的流动过程中会发生摩擦，导致压力损失和能量转化。
摩擦阻力是影响管道水力计算的重要因素。
在进行污水管道水力计算时，需要进行以下工作：1.确定流量：根据工程设计要求和使用环境，确定管道系统的流量。
2.确定管道截面：根据流量和流速要求，选择合适的管道截面形状和尺寸。
3.选择管道材料：根据使用环境和介质要求，选择适合的管道材料。
4.计算管道阻力：根据管道材料的表观黏度和内径，并参考摩阻系数，计算管道阻力。
5.计算摩阻损失：根据流速和管道截面的形状，利用摩擦阻力公式计算摩擦损失。
6.计算压力损失：根据液体流动的特性和能量守恒原理，计算管道内的压力损失。
污水管道系统的设计计算
污水管道系统的设计计算(一) 在街坊平面图上布置污水管道如表A 所示；2 居民生活污水设计流量1Q 居民生活污水主要来自住宅区，计算公式为3600241⨯=Z nNK Q 式中 1Q －居民生活污水设计流量，s L /；n －居民生活污水定额，)/(d cap L ⋅；N －设计人口数，cap ；Z K －生活污水量变化系数。
3 居民生活污水定额，在城市中，居民用过的水绝大部分都排入污水管道，但这并不等于说污水量就等于给水量。
通常生活污水量为同一期给水量的80％-90％。
一般地区可按用水定额的80％计。
①则污水用水定额为：80％×100=80)/(d cap L ⋅②设计人口数为已知为15×410cap ③平均日流量由公式得：s L n N /89.1383600241015100%803600244=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯ ④生活污水量总变化系数：有内插法求Z K （查表7-1）得5.120089.1385.16.1200100--=--x 求得x=1.56 将上述数据代入1Q 得：3600241⨯=Z nNK Q =s L /67.21656.13600241015100%804=⨯⨯⨯⨯⨯ 因为设计时也可以按综合生活污水量进行计算，综合生活污水设计流量为1'1Q Q =4 因为公建和工业废水量=公建和工业用水量已知给水设计中公建用水量则公建废水量=3410d m 3 工业废水量=11000d m 3淋雨污水用水量=1650d m 3则3Q =Q 公建+Q 工业+Q 淋浴s L Q /88.1853600241000)1650110003410(3=⨯⨯++= 则城市污水管道系统的设计总流量是：Q 污水=1'Q +3Q =216.67+185.88=402.55L/s（二）街坊编号并计算其面积将建筑小区内个街坊编上号码，并将各街坊的平面范围按比例计算出面积，将其面积值列入下表，并用箭头标出各街坊污水排出的方向。
污水管网设计与计算(2)
某市区街坊平面图
（一）在街坊平面图上布置污水管道
（二）街坊编号并计算其面积
街坊面积
街坊编号
1 2 1.70 13 1.21 24 2.20 3 2.08 14 2.28 25 2.04 4 1.98 15 1.45 26 2.40 5 2.20 16 1.70 27 6 2.20 17 2.00 7 1.43 18 1.80 8 2.21 19 1.66 9 1.96 20 1.23 10 2.04 21 1.53 11 2.40 22 1.71
管段1～2，集中流量25 管道2～3， 集中流量25， 本段流量＝0.486×2.2＝1.07，
1.21 1.7
1.43 转输流量＝0.486 ×（1.21＋1.7＋1.43＋ 2.21＋1.21＋2.28）＝4.88，
2.21 2.28
合计流量＝1.07＋4.88＝5.95，Kz=2.2，
1.21
例 3 已知L＝190m，qV＝66L/s，I＝0.008(上端地 面高程44.50m，下端地面高程43.40m)，上游沟段D＝ 400mm，和h/D＝0.61，其下端沟底高程为43.40m，覆 土厚度0.7m。如下图所示： 求：管径与沟底高程。
解：本例的特点是地面坡度充分，偏大。上游沟 段下端覆土厚度已为最小容许值。估计设计沟段坡度 将小于地面坡度，且口径可小于上游沟段。 （1）令D＝400mm，I＝0.008，h/D＝0.65时，计 算得qV＝133L/s>66L/s。 （2）令D＝350mm，I＝0.008，h/D＝0.65时，计 算得得qV＝91L/s>66L/s。 （3）令D＝300mm， I＝0.008，h/D＝0.55时，计 算得qV＝47L/s<66L/s。
污水处理设计计算
污水处理设计计算引言概述在现代城市生活中，污水处理是一项重要的环保工作。
合理的污水处理设计计算是确保污水处理设施运行效率和效果的关键。
本文将介绍污水处理设计计算的相关内容，包括设计原则、设计参数、设备选型、运行维护和效果评估等方面。
一、设计原则1.1 确定处理工艺：根据污水性质和处理要求，选择适合的处理工艺，如生物处理、物理化学处理等。
1.2 确定处理规模：根据污水产生量和质量，确定处理设施的处理规模，包括处理能力和处理效果。
1.3 确定处理流程：根据处理工艺和处理规模，设计合理的处理流程，包括进水处理、主处理和出水处理等环节。
二、设计参数2.1 污水水质参数：包括COD、BOD、氨氮、总磷等参数，根据不同水质参数确定处理工艺和设备。
2.2 处理设施参数：包括处理设施的设计流量、停留时间、曝气量等参数，确保设施运行效果。
2.3 出水标准参数：根据国家环保标准和地方要求，确定出水的水质标准，保证出水符合排放标准。
三、设备选型3.1 污水处理设备：根据处理工艺和处理规模，选择适合的污水处理设备，如曝气器、混合器、除磷装置等。
3.2 设备布局设计：根据处理流程和设备选型，设计合理的设备布局，确保设备运行效率和维护便捷。
3.3 设备运行参数：根据设备选型和设计参数，确定设备的运行参数，包括曝气量、搅拌速度、投加药剂量等。
四、运行维护4.1 设备运行监控：定期监测处理设施的运行情况和水质参数，及时调整设备运行参数，确保设施稳定运行。
4.2 设备维护保养：定期对处理设施进行维护保养，清理设备、更换滤料、修复漏水等，延长设备使用寿命。
4.3 应急处理措施：制定应急处理方案，处理设施浮现故障或者异常情况时，及时采取措施，防止污水泄漏或者排放超标。
五、效果评估5.1 出水水质检测：定期对出水进行水质检测，检测出水是否符合排放标准，评估处理效果。
5.2 处理效率评估：根据处理设施的运行情况和水质参数，评估处理效率和运行效果，及时调整处理工艺和设备。
《污水管道系统设计》课件
# 污水管道系统设计 ## 简介 - 污水管道系统的意义 - 设计的目的与要求
管道设计基础
管道材料
选择合适的管道材料是ຫໍສະໝຸດ 计的基础，如PVC、铸铁 和钢材。
管道尺寸及布局
根据流量需求和空间限制 确定合适的管道尺寸和布 局。
管道阻力计算
通过计算管道的阻力，确 保正常的流动和压力。
设计问题的解决方案
总结设计过程中出现的问题， 并提供创新的解决方案。
设计经验与教训总结
总结设计经验和教训，以不断 改进未来的设计。
结论
1 管道系统设计的重要性
合理的污水管道系统设计对城市发展和环境保护至关重要。
2 未来发展趋势
随着技术的进步，管道系统设计将趋向更高效、可持续和智能化。
3 建议和展望
管道系统设计流程
1
设计阶段
2
管道网络设计、材料选择和管道计算
是设计阶段的重要内容。
3
运营阶段
4
管道维护和故障排除确保管道系统持 续运行。
策划阶段
规划和高程测量是管道系统设计的首 要任务。
施工阶段
准备施工材料和按照标准进行施工是 保证管道系统质量的关键。
设计案例分析
实际案例分析
通过分析实际案例，了解设计 中遇到的问题和解决方案。
提出关于管道系统设计和发展的建议，并展望未来的发展方向。
排水工程污水管道系统设计
可用下式求得。
np q0 86400
式中：n——污水量原则，L/(人.d)； p——人口密度，人/公顷。
污水管道旳衔接
水力计算旳基本公式
Qv v C RI
式中：Q——流量，m3/s；
ω——过水断面面积，m2；
v——流速，m/s；
R——水力半径（过水断面积与湿周旳比值），m；
I——水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）；
C——流速系数，或谢才系数。
C值一般按曼宁公式计算，即
C
1
1
R6
n
n——管壁粗糙系数
三、污水管道旳水力计算（续2）
二、污水设计流量旳计算（续3）
（3）工业企业生活污水及淋浴污水量计算
Q3
A1B1K1 A2B2K2 3600T
C1D1 C2D2 3600
式中：Q3——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1——一般车间最大班职工人数，人； A2——热车间最大班职工人数，人； B1——一般车间职工生活污水量原则，为25(L/(人.班))； B2——热车间职工生活污水量原则，为35(L/(人.班))； K1——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2——热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1——一般车间最大班使用淋浴旳职工人数，人； C2——热车间最大班使用淋浴旳职工人数，人； D1——一般车间旳淋浴污水量原则，为40(L/(人.班))； D2——热车间旳淋浴污水量原则，为60(L/(人.班))； T——每班工作时数，h。
二、污水设计流量旳计算（续4）
（4）工业废水设计流量计算
Q4
m M KZ 3600T
给排水污水管道设计计算
2 污水管道设计计算2．1排水区域划分及管线布置2.1.1排水区域划分该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。
区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。
根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。
淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。
2.1.2管线布置污水厂污水厂图1 污水管道布置图（初步设计）管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。
该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。
截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。
这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。
干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。
具体如图1所示。
2．2 污水流量计算污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。
本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。
已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。
街区流量的计算公式[3]：1000243600A q Q 创=´(2-1)Q ——流量，L/sq ——污水指标，m 3/ha·d ，居住用地：55m 3/（ha·d ）；公共设施用地：40 m 3/（ha·d ）； 仓储用地：20m 3/（ha·d ）； 市政用地：15 m 3/（ha·d ）； 其它污水为总污水量的10%。
A ——面积，ha ，在所给地区地形图上根据区域面积计算。
由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。
而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。
这些变化包括季节变换，日间变换等等。
若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。
污水管道系统设计计算公式
1.生活污水量
---居民生活污水设计流量，L/s;
n---居民生活污水量定额，L/(cap·d)
N---设计人口数， cap;
---生活污水量总变化系数。
2.设计人口数
N---设计人口数，cap;
ρ---人口密度，cap/h
F---居住面积，h
cap---“人”的计量单位。
3.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量
---工业企业生活污水和淋浴污水设计流量, L/s;
---一般车间最大班职工人数，cap;
---一般车间职工生活污水定额，以25L/(cap·班)计；
---一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计；
---热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap;
---热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L/(cap·班)计；---热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计；
---一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap;
---一般车间的淋浴污水量定额，以40L/(cap·班)计；
---热车间和污水严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap;
---热车间和污水严重车间的淋浴污水量定额，以60L/(cap·班)计；T---每工作班工作时数，h。
4.工业废水设计流量
---工业废水设计流量，L/s;
m---生产过程中每单位产品的废水量定额，L/单位产品；
M---产品的平均日产量，单位产品/d;
T---每日生产时数，h;
---总变数系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
污水设计流量计算
（1）居民生活污水设计流量
Q1
nN Kz 24 3600
n——居民生活污水量定额，L/(cap.d) N——设计人口数，cap KZ ——生活污水量总变化系数
n按平均日污水量定额，按平均日用水量定额的 80~90%确定。
第七章 污水管道系统的设计计算
污水管道系统设计的主要任务
• 污水管网总设计流量及各管段设计流量计算 • 污水管网各管段直径、埋深、衔接设计与水
力计算； • 污水提升泵站设计； • 污水管网施工图绘制等。
7.1污水管道系统设计流量的确定
设计污水量定额
污水量定额与城市用水量定额之间有一定的比例关 系，称为排放系数。
水流为重力流，需满足一定水力坡度。 管道埋深太大时设提升泵站（平坦地区，反坡）； 坡度较大，设置跌水井。
污水管网设计任务：计算不同地点污水流量、 各管段污水流量，确定管径、埋深和衔接方 式等。
• 管段：污水管网中流量和坡度不变的管道。 • 管段设计流量：管段上游端汇入的污水量和
该管段收集的污水量。 • 节点：管段的上游端和下游端。
污水平均日流量 5 15 40 70 100 200 500 〉1000 （L/s）
总变化系数 （KZ）
2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
2.3
Kz
2.7
Q
0.11
Байду номын сангаас
1.3
Q 5 5 Q 1000 Q 1000
（2）工业废水量变化系数 和产品种类和生产工艺有关
m——生产过程中每单位产品的废水量定额； M——产品的平均日产量； T——每日生产时数； KZ ——总变化系数。
（5）城市污水设计总流量
Q Q1 Q2 Q3 Q4 (L / s)
7.2管段设计流量计算
连接管、污水干管（主干管和干管）、污水支管。
一般检查井的设置位置有：流量汇入的地方、管径 变化的地方、转弯、或在直管段管径长度较长时 （30~70m）。
C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数； D1——一般车间的淋浴用水量定额， 以40(L/(人.班)计； C2——热车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数； D2——热车间和污染严重车间的淋浴用水量定额， 以60(L/(人.班)计； T ——每工作班工作时数。
（4）工业废水设计流量
Q4
mM Kz 3600T
最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的 流速，与污水中所含杂质有关；我国根据试 验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。
最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的 流速，与管道材料有关；金属管道的最大流 速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。
（3）最小设计坡度
（1）
（2）
（3）
——相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度， 最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。
（2）公共建筑污水设计流量
Q2
q2i N2i Kh2i (L / s) 3600 T2i
q2i ——各公共建筑最高日污水量标准，L/(用水单位.d）； N2i ——用水单位数； T2i ——最高日排水小时数，h； Kh2i ——污水量时变化系数。
（3）工业企业生活污水及淋浴污水量计算
Q3
A1B1K1 A2B2K2 3600T
200~300 350~450 500~900
≥1000
最大充满度（h/D）
0.60 0.70 0.75 0.80
为什么要做最大设计充满度的规定？
1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击， 为未预见水量的增长留有余地；
2、有利于管道内的通风； 3、便于管道的疏通和维护管理。
（2）设计流速
——与设计流量和设计充满度相应的污水平均 流速。
污水管道设计参数
污水管道水力计算的设计数据 设计充满度（h/D） 设计流速（v） 最小设计坡度（i） 最小管径（D）
（1）设计充满度（h/D）
——指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值。
h/D =1时，满流 h/D <1时，非满流
hD
《室外排水设计规范》规定，最大充满度为：
管径（D）或暗渠高（H） （mm）
qs
n
86400
式中：n——污水量标准，L/(人.d)； p——人口密度，人/公顷。
7.3污水管道水力计算
常用的均匀流基本公式
流量公式： Q A v
流速公式： v C R I
Q---流量，m3/s； A---过水断面面积，m2； v---流速，m/s； R---水力半径，m； I---水力坡度； C---谢才系数。
节点设计流量
节点流量： • 该节点下游本段沿线污水流量（生活污水） • 集中流量（工业废水、工业生活污水与淋浴污水、
公建污水）
本段流量：
q1 F qs KZ
q1——设计管段的本段流量，L/s； F——设计管段服务的街坊面积，公顷； KZ——生活污水量总变化系数； qs——单位面积的本段平均流量，比流量，L/s.公 顷
C1D1 C2D2 3600
A1——一般车间最大班职工人数； B1——一般车间职工生活污水定额，以25 L/(人.班)计； K1 ——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； A2——热车间和污染严重车间最大班职工人数； B2——热车间和污染严重车间职工职工生活污水定额，以35 L/(人.班)计； K2 ——热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计；
一般，生活污水和工业废水约为用水量60~80%。但 由于地下水和地面雨水从接口、裂隙进入，使实际污 水量增大。
污水管道系统设计流量的确定
• 居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据用 水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系 统普及程度等因素确定。
• 工业企业生活污水和淋浴污水量按有关规定协调。 • 工业企业废水量根据工艺特点确定。
污水量的变化
污水量变化可以用变化系数和变化曲线来描述。
Kd——日变化系数，最大日污水量与平均日污水
量的比值
Kh——时变化系数，最大日最大时污水量与最大
日平均时污水量的比值
KZ ——总变化系数，最大日最大时污水量与平
均日平均时污水量的比值
KZ=Kd Kh
（1）居民生活污水量变化系数
生活污水量总变化系数