污水处理工程系统

A. 污水处理厂自动化系统的分析与应用

一、引言
水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部分，随着科技水平的飞速发展和人类生活水平的巨大提升，对于洁净的优质的水源的需求也不断急剧释放。为建设可靠、稳定、先进、经济以及可扩展的合理的水处理自动化系统成为工程界和城市水行业营运管理部门共同关心的问题。微电子、通信、计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，与3C技术相结合的PLC以其卓越的可靠性、抗干扰性以及灵活的控制方式成为水处理自动化系统的核心控制器，其与开放的网络通信系统一起，共同推动着水处理自动化系统的智能化程度的发展。
水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间（加氯间）PLC控制站、滤站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各个控制站相对独立工作，通过有线网络进行通讯，将所有的数据信息送到水厂调度室进行处理，或将一部分数据通过调度系统以无线（或有线）通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说，要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程，由于污水处理工艺的不同而自控系统应用PLC的要求也有所不同。一般讲，整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站，站与站之间通过控制器层网络或信息层网络相连，然后全部连接到总控室，总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接，这样和现场控制站构成了集中管理，分散控制，高速数据交换的工厂级自动化网络[1].PLC自控系统是水处理厂的控制核心部分，对其合理的选型和设计，对污水厂能否高效、自动化的运行非常重要。然而，PLC网络又是其中的重中之重，网络的好坏直接影响到污水厂的正常运行。
二、系统构成
污水处理厂自控系统一般包括污水厂部分和厂外泵站部分。监控系统通讯网络和PLC是污水处理自动化系统的核心组成部分，它们的性能对污水处理自动化系统会起到决定性的作用[2].根据污水处理自动化本身的特点和监控需求选择合适的PLC及通讯网络是保证污水处理自动化系统性能的重要因素。
通信网络：
在污水处理自动化系统的结构上，国内在管理体制上主要采用三级管理，即监控总中心、区域监控分中心和监控站。由于监控站不直接对污水处理厂的外场设备进行直接控制，因此工程界按照系统结构的划分把监控系统划分为信息层、控制层和设备层。
第一层为信息层，主要负责大量信息及不同厂家不同设备之间的信息传输，工业以太网Ethernet为目前较常用的一种信息网络，世界各大PLC生产厂商均支持工业以太网，并且他们在原有TCP/IP的基础上，相继开发出实时性更高的工业以太网，如欧姆龙和罗克维尔支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西门子支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大，因此在污水处理厂自动化系统中以太网主要用于各个控制分站与监控中心的数据传输，包括各种传感器数据等大量历史数据信息。
第二层为控制层，主要采用现场总线组成隧道区域控制器网络，其特点是由于采用了标准总线组网，既能满足实时通信的要求，又具有开放协议的标准接口，能在总线上方便的挂接各种外场设备，有利于监控系统的扩展。目前，现场总线有40多种，在污水处理厂自动化系统中应用的现场总线主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他们的共同特点是高速、高可靠，适合PLC与计算机、PLC与PLC及其它设备之间的大量数据的高速通讯。为使系统的稳定可靠，控制层的网络结构多采用环网的方式组成，包括线缆型和光纤作为传输介质，具体组网将在后面作出实例说明。
第三层为设备层，这一层用于PLC与现场设备、远程I/O端子及现场仪表之间的通讯，它们有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已经成为工业界的标准总线而得到了广泛的应用，而Profibus/DP虽然没有成为标准，但是它的应该也相当广泛。
值得指出的是，近来年以太网的广泛应用使得人们把目光投向了现场总线上来，工业以太网是否最终将取代现场总线仍然是一个争论的话题。然而，不论是Ethernet/IP还是Modbus-TCP/IP，以太网在一些重要的性能指标上仍然无法具有现场总线的特点和优势。从本质上来讲，以太网的载波帧听冲突监测CSMA/CD的访问方式，实时性并没有现场总线采用的令牌总线和令牌环的访问方式高，不论人们采用何种方式，如协议封装、分时访问控制等，都只能改善以太网的实时性，起不到本质的改变。在当前技术还未完全成熟之前，现场总线应用于控制层，是一个积极和稳妥的选择。随着以太网技术的不断发展，今后其取代现场总线而用于控制层也是很有可能的。
监控分中心及上位监控软件：
监控分中心一般将设置多台SCADA工作站（工控机）。分别用于水厂调度系统、加药间（加氯间）、滤站、送水泵房等监控，完成污水厂内各种设备的状态显示、自动控制、半自动控制、打印报警、分析报表等工作。同时，监控分中心还将设置了多台服务器，为其它计算机提供支援和与监控总中心进行通信。
PLC的选择：
施奈德（Schneider）、西门子（Siemens）、欧姆龙（Omron）、罗克维尔（Rockwell）、通用电气（GE）是全球五大PLC制造厂商和整体方案的提供者，他们的产品面向各自不同的领域，其中在污水处理自动化系统的应用方面，又以罗克维尔、欧姆龙和施奈德的应用最为广泛。
污水处理自动控制系统对PLC的性能提出了更高的要求，作为污水处理自动控制系统的核心控制器，其必须具备以下几大功能特点：首先本身必须稳定可靠，并具有预先处理数据和集中传输数据的能力，具有较高的故障保护能力；其次，控制分站本地控制器可以独立承担控制分区的基本控制任务，即使监控站或者监控中心因故障停止运行，相邻区域的控制器也能交换数据信息；再次，当某控制站的控制量出现变化时，可按预定方案和程序采取相应的算法，对相关区域的控制对象，比如泵或者加药系统等做出相应的调整。因此，它必须至少有如下功能模块，数据采集存储处理功能（实现集中和独立工作方式，尤其是在独立控制时能与相邻控制器实现数据交换）；通信功能、容错功能、自动诊断功能和本地操作功能（即能带触摸屏）。
必须综合考虑整个监控系统的性能要求和自然条件以及运营周期对设备的要求进行选择，尤其在极端气候和恶劣环境状况条件下或较大规模的污水处理厂，需要选择性能更好的双机热备冗余的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；区别在于Omron的双系统是在一个底板上实现，而Siemens等是两个底板通过光纤连接，会在一定程度上占用控制柜的空间，但他们的配置都很灵活，可以任意实现双CPU双电源、双CPU单电源、单CPU单电源多种冗余结构。
在一般的环境状态的时候或较小规模的污水处理厂，多采用标准的机型作为现场控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他们都支持工业以太网和多种现场总线，控制方式采用远程带CPU的智能分布式结构，系统开放性和兼容性强，丰富的I/O及高功能模块，完全满足污水处理自动控制系统对信号处理的要求。
三、应用案例
下面以天津咸阳路污水处理厂为例[3]，具体说明污水处理厂自动控制系统的组成，控制系统拓扑图如图一所示：
信息层：咸阳路污水处理系统因其分布面积较大，厂区内共有5个PLC分站：预处理系统分控主站PLC1、生物处理系统分控主站PLC2、污泥处理系统分控主站PLC3、出水及雨水系统分控主站PLC4和污泥消化系统PLC5，使用的CPU均为OMRON的CS1H-CPU66H.该功能层实现污水处理厂各单元过程所有过程参数、设备运行状态及电气参数的数据采集，单元过程及设备的控制，并通过OMRON网络模块CS1W-ETN21，和中央控制室通过赫斯曼太网交换机，组成100M光纤以太环网，向监控层传送数据和接受监控层控制指令。在中控室中，作为工业以太网结点的系统数据服务器、两台工程师/操作员站计算机、打印机、UPS电源及监视屏等设备，其主要职能是进行系统中的信息交换与信息显示及控制。该层通过上位监控软件实现对主要工艺设备的控制和调度，对污水处理全过程中的工艺参数进行数据采集、监控、优化和调整，对主要工艺流程进行动态模拟和趋势分析、实时数据处理和实时控制，在控制组态上实现各种常规与复杂的优化控制、专家控制、模糊控制等先进的智能控制。同时，功能强大与稳定的实时和历史数据库亦通过以太网成为上下层间的信息通道。污水厂中控室控制站还通过RIAMBView和信息中心、便携计算机及厂外泵站（咸阳路泵站、密云路泵站）等处进行远程通讯，RIAMBView具备远程数据服务（最适合SCADA）功能，通过宽带接收或发送相关数据，实现远端对部分实时画面、进程数据库的访问。
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B. 环境工程城市污水处理现状和方法

随着城市的加快发展，各种建设层出不穷，城市中居民生活品质的提高了污水制造量，城市污水影响了城市环境，城市环境与居民日常生活密切相关，通过改善污水处理，提高居民生活环境，在环境工程的建设中，对于城市中污水处理要加大重视。良好的处理城市污水是环境工程中的一大难题，环境工程毁山需要对城市污水进行准确的分析，提出适合于处理城市污水的州散办法，才能有效解决城市污水问题。基于此，文章简要分析了如今环境工程城市污水处理存在的现状，随后从四个方面分析了环境工程中城市污水处理的方式，以此来共相关人士参考交流。
城市污水与居民生活息息相关，为了提高居民生活质量，有效的解决城市污水问题是环境工程的主要工作目标。随着城市建设规模的扩大，城市中水资源受到了各种物质的污染，水污染直接影响了居民的用水与健康，为了妥善解决城市中污水问题，要先对污水问题进行分析，然后制定合理的污水处理方案。在环境工程处理城市污水的过程中，要确保因地制宜与符合环保生态目标。1如今环境工程城市册余氏污水处理存在的现状1.1现存环境工程城市污水处理问题水资源是人类生存最重要的资源之一，随着水资源日益污染严重，城市污水处理问题油然而生。在小规模的城市中，垃圾渗滤液会给城市水资源造成很大的污染，对于这方面的内容，在污水处理过程中是不容忽视的。小城镇中污水处理厂比较小，污水厂在处理污水时，通常采用的是直接将污水排放到垃圾渗滤液中，这种方法是直接污染了城市水资源，对水的污染还是比较严重，基于这种情况，对于小城镇中的污水处理厂建立位置，需要进行慎重合理的选择，要综合考虑垃圾渗滤液与水污染之间的关系。污水处理厂中还存在很多问题，污水处理厂主要是为了处理城市污水而建立的，污水排放经过处理，但是在处理的过程中，层层过滤，水经过了很多流程，但是这些流程在长时间的使用过程中，已经积攒了很多泥污，导致水在污水处理厂会受到二次污染，因此对于污水处理厂必须加以改善[1]。1.2环境工程中城市污水处理的不足方面环境工程中，污水处理方面还有很多不足，在城市发展中，水污染的种类变多了，而污水处理的方式还是一样，这样就导致了污水不能有效的处理，在污水处理中还面临着一下几种问题：1、处理城市污水的资金短缺，为保障居民生活用水的正常，污水处理系统是最基本的设施，能够很大力度改善城市环境，有效提高居民用水质量，减少城市中水污染情况，但是以目前的情况来看，城市污水处理的资金不足，导致城市污水处理系统设施不完善，污水处理的效果不是很好，在技术方面还是原来的处理方式，无法引进新的处理技术，与先进的处理设施。
2、在污水排水系统中，模式单一，进行污水处理时有很大的局限性。城市中处理污水的排水系统一般是直接将污水排出去，而不考虑雨水的问题，在处理过程中，不能良好的利于雨水资源，通过排水系统，直接将两者同时排出城市，这样的处理模式会导致污水在处理过程中再受到雨水的污染。3、对于污水处理系统没有合理的规划，现如今使用的污水处理系统是参考不同地区的城市规模与用水指标，在根据《城市给水工程规划规范》，对历史用水的综合数据制定污水处理系统的章程，但是这种方法制定出来的排水系统是不准确的，数据范围较大，与城市的实际污水处理情况不相符，也没有结合城市中污水处理设施的真实情况[2]。
1.3处理环境工程中城市污水缺少的专业性人才处理污水的环境工程中，需要专业的人才与技术的支持，但是目前来看，处理污水的专业人员不多，污水处理技术落后，只要提高城市污水处理人员的专业性，才能合理根据城市不同制定合理的处理方案，在面对污水处理问题时，专业的人才也能及时想到有效的解决办法。现如今，在小城镇中，污水处理的工作人员使用的还是传统的处理方案与技术，工作人员的专业能力还不足，落后的管理观念也关系到污水处理的有效性，因为污水处理人员的专业性不强，导致整个城市的污水处理效果相对滞后。对于这种情况的出现，污水处理厂需要对的员工进行专业培训，引进新的技术，合理的利用人才，通过解决人才问题提高污水处理的效率[3]。2环境工程中城市污水处理的方式2.1环境工程中城市污水的二次利用地球上能供给人类的水资源是有限的，对于水资源短缺的问题，为了有效解决，就需要对水资源进行二次利用，因为水资源二次利用效率低下，导致水资源无法良好利用，增加了污水排放量，造成水资源短缺等问题。基于此，环境工程就要考虑水资源二次利用的问题，采取科学有效的策略解决城市水资源短缺与再次利用问题。通过有效的污水处理，进而达到水资源再生，但入如果经过污水处理之后，水资源还不能二次利用，那么环境工程处理城市污水就失去了有效利用水资源的意义。对于水资源二次利用的问题，需要专业人员继续专研，研发新的污水处理技术，因为在城市中，很多居民对水资源二次利用有很大的误解，对于此应该改变居民的传统思维模式，提高对水资源二次利用的知识，让居民对水资源再次利用有一定的了解，对于目前水资源二次利用问题的解决也是一种很好的方式。2.2对于城市污水处理厂进行合理的建设在环境工程处理污水的过程中，对于污水处理厂合理的建设是很重要的，在以往污水处理厂的建设中，有关部门考虑问题单一，对于污水处理厂建设的位置是否合理考虑不周。在传统的建设污水处理厂过程中，都会选择建设在城市下游或者是远离城市的偏远地区，要依靠管网拦截和重力流动才能将城市污水流到污水处理厂，在此过程中，污水处理需要经过很多的程序，才能进行处理。对于这种情况，城市应该改变污水处理的布局，在排放方式上选择分散式小型排放，依据就近原则，在布局上合理的利用，实现污水处理最有效的方式，通过对污水处理厂有效建设，很大程度上完善了污水处理布局问题。对于建设污水处理厂，不能因为资金问题导致污水处理厂设施不完善，处理技术落后等，这些很大程度上影响了污水处理的最终效果[4]。2.3完善处理城市中污水设施污水处理有效性受到多方面的影响，在很多城镇中污水处理设施都不完善，环境工程很多方面有待改进，对于提供完善的城市污水处理设施，需要在资金方面有足够的支持，为了改进现在设施中存在的问题，有关部门对于资金的支持是非常重要的，根据城市发展，拓宽污水处理的融资渠道，针对现阶段融资渠道的不足加以改正，制定出合理的融资方案，资金充足是污水处理厂正常运营的重要支持。污水处理设施陈旧会导致污水处理效率降低，污水处理不达标等问题，在排污水管道中，可能会造成水管堵塞，不能进行日常的污水排放，城市中污水处理设施陈旧落后等问题，都需要有关部门重视，对于污水处理设施加强管理。3结语在污水问题越来越突出的情况下，城市工程中城市污水处理的难度也在逐渐增加，为了城市中的污水得到更好的处理，要合理的利用新技术，制定适宜的污水处理策略。城市污水的处理时城市综合实力的体现，虽然目前城市污水取得了良好效果，同时也暴露了更多的问题，城市工程需要经过不断的研究与发展，符合城市环境的基本要求，提升城市工程的整体服务质量。
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C. 城市污水处理厂的系统调试与设计

城市污水处理厂的系统调试与设计是非常重要的，设计的每个细节都会影响最后的使用，每个环节的处理都很关键。中达咨询就城市污水处理厂的系统调试与设计和大家说明一下。
目前我国已经建设了大量的城镇污水处理厂，其中较多城镇污水处理厂采用A2/O工艺，通过对豹澥污水处理厂的设计、施工以及调试全过程参与，提出合理化建议和改进措施，为设计、施工监管、调试提供一些经验，也为城镇污水处理厂的良好运营创造条件。对设计、施工、调试及运营提供四位一体的思路具有较重要的参考价值和启示意义。
1 工程概况
豹澥污水处理厂一期工程建设规模为7×104m3/d，远期规模为22×104m3/d。污水处理厂厂址位于光谷七路与高新三路交汇处东北侧，总控制用地面积为18ha（270亩），其中一期工程用地5.9公顷（88.5亩）。污水处理厂出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，并经专用尾水出江管道排往长江。
2 设计进出水水质及工艺流程
2.1设计进出水水质
该污水处理厂服务区域的规划定位为高新技术产业开发区，主要入驻企业以光电子信息产业、生物工程与新医药为主。污水处理厂出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918--2002）中的一级A标准。
2.2工艺流程
该污水处理厂采用设置选择段的多点进水A2/O-微絮凝过滤工艺，工艺流程如图所示
进水
3 各环节的衔接
3.1前处理部分
粗格栅及细格栅在来水渣量较小时，根据格栅前后的液位差启停周期较长，但在格栅前面聚集有较多浮渣，因此在单机调试时，调整为根据时间间隔自动运行，时间间隔根据渣量情况进行调整。同时取消格栅前后的超声波液位差计，可减少维护量和降低投资。
在初期污水量较小时，按照等水量配备提升泵。即使仅启动一台提升泵，且将频率调到低限，提升泵也仅能运行10分钟左右就会降到低液位，造成频繁启停水泵，运行管理非常麻烦。对于初期水量较小的污水处理厂，设计尽量考虑大小泵进行匹配，必要时同时考虑进行变频调节。从调试时发现，水量较小时，在集水井内非常易于沉积泥砂，且污水处理厂的集水井的泥砂非常难以清理。设计时应考虑在提升泵出口设置冲洗旁路和引用曝气沉砂池风机的风管到集水井，对集水井定期进行冲洗，将泥砂提升到沉砂池进行处理。同时沉砂池至少为两系列，在事故时，也易于在不停机的条件下进行检修清砂。
根据《城镇给水排水技术规范》要求，进水应进行水质监测。水质监测的自动取样仪的取样口设于细格栅之前，随着运行时间的延长，取样管的吸口经常会被大的杂质堵塞，影响自动取样仪正常运行。经细格栅拦截后的污水中大颗渣大大减少，因此，在设计时，应考虑将自动取样仪取样点设于细格栅之后。
在调试曝气沉砂池设备时，主要检查除砂机的运行平稳性。在设备沿轨道运行过程中，会出现轨道跳培卜跃的现象，经过分析认为，每条轨道一般由几段组成，两条轨道的几段不易平行，造成除砂机行进时跑偏，轨道轮在自行调整情况下，出现抖动现象。在《城市污水处理厂工程质量验收规范》对两轨中心距、两轨顶面高差、轨道接头错位进行了安装误差要求，但对每一根轨道配镇穗的直线特性没有规定，因此应在设计的安装图中增加相关部分的安装误差要求。在发现该现象后，可以通过调整每条轨道的直线特性而得以解决。如果设计采用将轨道与埋件直接连接的方式，则无法进行下一步的处理；因此建议设计应要求设备轨道采用压板的连接方式，方便设备调试进行调整。
在调试过程中，粗、细格栅的栅渣都非常易于掉落到输送设备之外，通过现场调整，发现格栅落渣区域大于输送设备的宽度，无论如何调整，都不能保证将栅渣完全收集。增加一条柔性收集板，将格栅出渣口下沿与输送设备衔接。但设备一般并不配带该柔性收集板，因此建议设计时就要充分考虑。
在安装和调试闸门及堰门类设备时，施工及调试人员易产生闸门、堰门不用检查、调试的想法，经常忽略闸门及堰门的安装和调试。造成闸门轨道旅运安装的精度不能满足要求，甚至左右两条轨道偏差巨大，随着闸门的提升，闸板甚至跳出轨道；或者在闸板启闭过程中，闸板随着轨道逐步倾斜，造成闸板卡在轨道内，增加开启难度。闸门轨道槽在闸门安装完毕后，导轨旁的密封不到位，漏水严重，影响闸门使用功能。而设计要求采用二次灌浆方式密封，因预留导轨两侧的空间偏小，无法良好处理。建议设计应在导轨两侧留足100～150mm的空间进行二次灌浆。
3.2生化处理部分
该工程采用多点配水改良A2/O生化处理工艺。生化池选择区、厌氧段、缺氧段采用立式涡流搅拌机进行搅拌，好氧区采用无终端循环流池型，内设管式微孔曝气器进行曝气。分别在选择区、厌氧段、缺氧段设置不锈钢堰门，通过调节各区域堰门开度调整各处理单元进水量。
该工程的调节堰门长度有3.5m、2.5m、1.5m三种规格，材质均为SS304，采用手动启闭机启闭。安装过程中，发现堰长3.5m的堰门，与池壁不能很好吻合。调查分析发现，与调节堰接触的3.5m长的墙面存在不平整现象；预埋埋件时，该组埋件表面平整度未控制；同时供货设备因长度较长，在生产及运输过程中易产生边形。以上几方面原因造成安装完成后，进行清水联调时，几台堰门根本无法形成有效的密封，进水量较小的情况下，进水都从堰门旁渗入生化池内。通过调整堰门的橡胶密封高度，重新对门框与埋件之间的空隙进行二次灌浆。处理后，堰门的渗漏大大减小，但仍不能满足最大正向工作水头时泄漏量≤1.25L/min·m，对运行控制造成影响。工艺设计对结构专业应有相关平整度、垂直度要求，则能很好的实现专业衔接。在实际操作过程中发现，宽度超过2m的堰门不易控制闸门的垂直度，垂直度调整好以后，启闭几次垂直度就会改变，造成闸板倾斜，启闭不顺畅。从现场运行情况看，在调整各堰门开度时，一般根据操作人员的经验进行调整，实际控制误较大。设计应在堰门板旁用醒目的标识漆标上精度为cm的水位刻度，可为操作人员带来便利。同时在设计过程中应充分利用堰门500mm的可调高度，将进水堰门的宽度减小，减小利用水位刻度计算出水量误差。采取该措施后，可降低由于堰门太长造成的设备变形的风险以及减小结构施工误差对设备安装的影响。
3.3二沉池
该污水处理厂采用周进周出的辐流式二沉池，在调试过程中极易出现出水不均匀现象，运行过程中出现厌氧污泥漂浮现象。除了在运行过程加强排泥措施外，施工和单机调试过程同样要对下面进行关注。
（1）辐流式二沉池的圆度要密切关注，控制在规范要求的范围内，否则太大的误差，造成吸泥管与池周的间距变化太大，甚至需要切除部分排泥管。
（2）辐流式二沉池全池底面的水平误差控制在5cm以内，基本能够通过刮泥机调节到位，但超过该数值，达到10cm时，必然影响排泥管的坡度，造成排你不畅，最终造成运行时，产生厌氧现象。
（3）出水不均匀，主要是由于出水堰安装精度不满足要求。在现场调试式，采用先初调水平度，在满水实验时，将水位调控到出水水位，进行二次精调，现场调试表明，全池水平度精度可以控制在1mm以内，远远高于规范要求。
3.4结论
污水处理工程的成功运行，与设计、施工、调试及运行管理都有关系，只有在各个环节都要进行精细的工作，才能让最终的运行管理更加方便。
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D. 城市排水系统工程规划

（一）排水体制的选择
1、城市排水分类
城市排水按性质分为三类，即生活污水、工业废水和降水。
2、城市排水体制分类
城市排水体制可分为合流制排水系统和分流制排水系统。
（1）合流制可分为直排式合流制和截流式合流制。
（2）分流制可分为完全分流制和不完全分流制。完全分流制是指雨、污水两个管道系统，不完全分流制是指只有污水管道系统而无完整的雨水聚系统。
（二）污水量预测和计算
城市污水量包括城市生活污水量和部分工业废水量。生活污水量的大小直接取决于生活用水量。用水量乘以汗水排除率可得污水量。通常生活污水量约占生活用水量的70-90%.进行污水系统工程设计时还要考虑变化系数。
（三）污水处理系统规划
1、污水处理系统
城市污水系统包括污水处理系统（污水处理厂）和污水排放系统（污水管道系统）两个部分。污水处理系统规划包括污水处理方案选择、污水厂选择、平面布置、高程布置等。在考虑污水处理方案时，首先确定污水处理应达到的处理程度，一般分为三级。
2、污水处理厂的选址
（1）应设在较低处；
（2）设在水体附近；
（3）在给水水源下游，与城市、工厂和生活区相距300米以上，并设卫生防护带。
（4）少占或不占农田，利用地形，选地址条件好的地段。
（5）尽可能靠近回用处理后污水的主要用户。
（6）不受洪水威胁。
（7）要有双电源，考虑污泥的运输和处置。
（8）厂址要有扩建的可能。
3、污水处理厂布置
4、污水处理利用方式

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E. 污水处理工程设计的基本条件和工艺选择

关于污水处理工程设计的基本条件和工艺选择？下面中达咨询为大家详细介绍一下，以供参考。
城市污水处理工程设计是一个综合性极强的系统工程，涉及的学科多，相关部门多，其中任何一个环节不合理都会给工程设计带来影响和造成不同程度的损失。
基本条件;处理规模：处理规模的确定主要与下列因素有关：
城市人口包括常住人口和流动人口。通常是根据城市总体规划近、远期及远景人口预测来确定的。当城市总体规划编制年限较早，尚未修编或修编中，需对现状人口核实并进行合理的分析和预测。同时，确定人口时，要特别注意旅游城市在旅游旺季出现人口峰值的特点及对城市水量变化系统的影响。
城市性质及经济水平城市所在地域、自然条件、经济发达程度、人民生活习惯及住房条件不同，城市居民用水量标准不同，因而城市污水量亦不同。
城市排水体制城市排水体制分为分流制和合流制。一般新建城市、扩建新区、新建开发区及经济条件较好的城市宜采用分流制；一些大中型城市中已建成的旧城区由于历史原因，一般为合流制，可改造成截流式合流制。根据城市具体情况，同一城市的不同地区可采用不同的排水体制。
城市排水体制的选择直接影响污水量规模，当采用分流制时，设计污水量全部为城市污水（包括生活污水和工业废水等），当采用截流式合流制和分流制组合系统时，必须考虑截流式合流系统中排入的雨水量，该雨水量与设计截流倍数有关，应进行科学分析后合理确定。
工业废水量由于城市结构各异，工业类型和工业比重不同，因而，工业废水量及水质量不相同。
根据“城市污水处理工程项目建设标准”，工业废段弯水经工厂内自行处理，达到“污水排入城市下水道水质标准”（CJ3082-1999）后，优先考虑纳入城市污水收集系统，与城市生活污水合并处理。因此，工业废水量是城市污水处理厂确定处理规模的重要组成部分，必须对其废水量进行充分调查研究，合理确定工业废水量。
污水管网完善程度污水管网完善程度对城市污水处理厂设计规模确定十分重要。管网的作用主要是承担城市污水的收集和输送。
目前我握槐闷国各城市管网建设程度不同，输送能力则不相同，如果将其定义为“污水收集率”，则各城市现状污水收集率和规划污水收集率均不相同。当设计流域范围内处理污水量确定后，必须乘以污水收集率才能得到排入污水处理厂的实际污水明脊量，换句话说，当需要保证该处理厂具有一定处理能力时，必须有相应规模的配套污水管网同步建成。
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F. 城市污水管网系统设计优化

城市污水管网系统设计优化是非常重要的，时代的发展，固有系统就必然要有更好的优化才能更好的解决实际问题。中达咨询就城市污水管网系统设计优化和大家说明一下。
一、前言
在市政与环境工程建设中，城市污水管网所占总投资的比例很大，城市污水管网是重要的城市基础工程设施之一，担负着收集城市旅运生活和工业生产等污水、及时排除降落在城市市区内和流经市区的雨水的任务。排水工程设施设计与建设的质量和科学性，直接决定着城市的发展水平，影响着城市景观和卫生环境，影响着城市的投资环境，甚至关系到城市的安全。在传统的污水管道设计中，水力计算主要通过手工借助于计算器来完成。其计算过程是一项工作量很大，简单、机械、重复的劳动过程，既枯燥又费时，而结果一般得不出一个最优或者较优的设计方案。即使最有经验的工程设计人员，也不可能对每个方案进行定量的比较，只能考虑其中一部分，这样最优方案就会被遗漏，从而导致投资出现不必要的浪费。污水管道系统的最优化设计较常规设计可节省投资5%-15%，系统规模越大，复杂性越高，通过优化设计后可节省的费用就越多。科学合理地设计排水管网系统是城市基础工程设施建设的重要一环，对工程设施的投资和运行管理的可靠性也起着关键性作用。
二、城市污水管网系统设计优化注意的问题
1、设计流速
污水管道的埋深对工程造价有具有重要的影响。总的来说，管道埋深越大，造价越高，施工越困难培卜，施工期越长。而且埋深对造价的影响比管径对埋深的影响要大，当埋深较大时，埋深造价是管径造价的好几倍。此外，由于管到连接和埋设的连续性，可以说，在一般情况下某一管段的埋深增加了0.5米，该条管道上的下游所有管段（甚至其下游的若干条管道）都将增大埋深0.5米。如果每个管段都尽可能地减小埋深，那么对于减小整个管网的工程造价来说具有很大的意义。在一定条件下，决定管道埋深大小的关键因素是管道坡度。我们知道，当流速减小时，水力半径增大，即减小流速能有效地减小管底坡度和埋深。但是，在污水管道约束条件中除了对最小管径的管底坡度以外，没有关于管底坡度大小的具体规定，因而无法以管底坡度作为优化选择的决策变量。而对于设计流速却有明确的约束条件，在满足设计流速约束条件的前提下，选择一个尽可能小的设计流速是对设计参数进行优化选择的重要内容。
2、设计充满度
在污水管道设计中，减小管径也能减小管材与工程造价。由此可见，尽可能选择一个较小的管径也是十分重要的。但是，在根据污水管道设计的约束条件，除了最小管径，也没有对管径大小作出具体的要求，而对设计充满度却有严格的规定，因而无法直接选取一个最优管径来满足有关约束条件。如果在己知设计流量并初步确定了流速的情况下，选择一个尽可能接近最大充满度的管径，那么，这个管径就是该条件下可以选择的最小管径。更有意义的是，这种优化选择接近最大设计充满度的方法，不仅可以减少管材等工程造价，而且可以在一定程度上减小管底坡度和埋深。根据水力学中水力半径和充满度之间的关系可知，充满度为0.81左右以下时，水力半径随充满度增大而增大。由于各种管径的最大充满度都不大于0.75，所以，选择尽可能大的设计充满度也就是选择了尽可能大的水力半径，其结果是减小了管道坡度和埋深。总之，减小某一管段的坡度和埋深对减小该管段和下游管道的工程造价都有十分重要的意义。在满足污水管网各种约束条件的前提下，选取尽可能大的设计充满度，可以进行污水管道的优化。
3、污水管网的布置形式
污水管网一般布置成树状网，根据地形的不同，可采用两种基本布置形式：平行式和交叉。（1）平行式。污水干管与等高线平行，主干管与等高线垂直。在地势向河流方向有较大倾斜的地区，可使干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。特点：保证干管较好的水力条件，避免因干管坡度过大以至于管内流速过大，使管道受到严重冲刷或跌水井过多。适用：地形坡度大的地区。分区式：在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流至污水厂时采用。分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。高地区的污水靠重力配镇穗流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。优点：能充分利用地形排水，节省电力。（2）正交式。污水干管与地形等高线垂直相交，主干管与等高线平行敷设。正交式适合应用于地形平坦略向一边倾斜的地区。污水管网因地区的地形差异大，布置的形式也应结合各区域的地形特点和排水体制进行，同时要考虑排水管渠流动的特点，即小流量支管坡度大，大流量干管坡度小。实际工程往往结合上述两种布置形式，构成丰富的具体布置形式。
4、管材优化选择
钢筋混凝土管适用于排除雨水、污水，可在专门的工厂预制，分混凝土管、轻型钢筋混凝土管、重型钢筋混凝土管3种。钢筋混凝土管制造方便，而且可根据不同的抗压要求制成无压管、低压管、预应力管等，所以在排水管道系统中得到普遍应用。除用作一般自流排水管道外，钢筋混凝土管及预应力钢筋混凝土管亦可作泵站的压力管及倒虹管。随着新材料的开发与推广应用，越来越多的城市排水系统应用了HDPE管等新型材料，高密度聚乙烯塑料管是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材。根据管壁结构的不同，HDPE管可分为双壁波纹管和缠绕增强管两种类型。由于其具有连接可靠、耐腐蚀、韧性高、弹性好、使用寿命长、施工方便等优点，在市政给排水工程中得到了较为广泛的应用，这类管子具有粗糙系数小、排水能力强、重量轻、耐腐蚀、耐低温和耐磨性好等优点，可以缩短施工周期、降低工程造价和提高管道系统的安全性。缺点是管材的承压能力弱，不宜布设在有高强度荷载的路面上；单位管长造价比较高。
三、结语
总之，污水管网的优化设计是给排水工程优化设计的一个重要分支，为了使整个污水处理工程系统最优，往往要求工程系统中的某些局部（或子系统）利益作出一定的牺牲，这也是全局优化基本思想的一个方面。具体地讲，如果污水管网的控制点位于边远的地势较低处，或具有相当埋深的某污水排出口，或地形逆坡处，这时，就不能因为照顾个别控制点而导致整个管网的埋深都增加。因此，可根据工程实际情况因地制宜地采取一些处理措施，如加强管材强度、回填土以提高地面标高等，以减小控制点管道的埋深，从而减小整个管网的埋深，降低工程投资。对于地面坡度不大或很平缓的这种最常见地形下的污水管道优化设计来说，对管道参数来进行优化设计，尽可能减小所优化管段的坡度、埋深和管径，这样不仅能减少该管段的工程造价，而且还对减小下游各管段的坡度和埋深具有重要意义。
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