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1、第五章 污水处理厂平面及高程布置,第一节 污水处理厂平面布置第二节 污水处理厂高程布置,第一节 污水处理厂平面布置,污水处理厂厂区内有各处理单元构筑物、连通各处理构筑物之间的管、渠及其它管线、辅助性建筑物、道路以及绿地等。,1.各处理单元构筑物的平面布置,处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件确定它们在厂区内平面的布置，应考虑：A.贯通连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷，直通，避免迂回曲折。B.土方量作到基本平衡，避开劣质土壤地段。C.在各处理构筑物之间，应保持一定间距，以保证施工要求，一般间距要求510m，某些有特殊要求的
2、构筑物，如消化池，贮气罐等，其间距按消防有关规定执行。D各处理构筑物在平面布置上应尽量紧凑，以减少占地，同时减少各处理构筑物之间的管线长度。E.必要时考虑预留生长设施的扩建用地面积。,2.管渠的平面布置,（1）除了在各处理构筑物之间设有贯通连接的管、渠，还应该设置能够使各处理构筑物独立运行的超越管线，当某一处理构筑物出现故障时，其后的构筑物仍然能够保持正常的运行。（2）同时还应设置事故排放管（超越管），它可超越全部处理构筑物，直接排放水体。（3）此外，厂区内还应设有：给水管、生活污水管、雨水管、输配电线路等。对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷
3、设。（4）在污水处理厂厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。,3.辅助建筑物,污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修间、仓库、食堂等。附属构筑物的布置应根据方便、安全等原则确定。如：鼓风机房应设于曝气池附近，以节省管道与动力；变电所宜设在耗电量大的构筑物如泵房等附近。化验室应设在综合楼内，远离污泥堆厂、机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。办公室、化验室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。,4.道路、围墙、
4、绿化带的布置,通向一般构(建)筑物应设置人行道，宽度1.52.0m；通向仓库、检修间等应设车行道，其路面宽为34m，转弯半径为6m，厂区主要车行道宽56m；车行道边缘至房屋或构筑物外场面的最小距离为1.5m。污水厂布置除应保证生产安全和整洁卫生外，还应注意美观、充分绿化，在构(建)筑物处理上，应因地制宜，与周围情况相称；在色调上做到活泼、明朗和清洁。应合理规划花坛、草坪、林荫等，使厂区景色园林化。,办公楼,化验室,车库,配电室,鼓风 机房,SBR,竖流式沉淀池,UASB,调节沉淀池,污水提升泵,格栅,污泥脱水间,浓缩池,贮泥池,平面布置图,第二节 污水处理厂高程布置,高程布置的内容主要包括各处
5、理构(建)筑物的标高(如池顶、池底、水面等)、处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，从而使污水能够沿流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。高程图上的垂直和水平方向的比例尺一般不相同，一般垂直的比例大(取1：100)，而水平的比例小些(1：500)。,污水厂高程布置时，所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。在处理流程中，相邻构筑物的相对高差取决于两个构筑物之间的水面高差，这个水面高差的数值就是流程中的水头损失它主要由三部分组成，即构筑物本身的、连接管(渠)的及计量设备的水头损失等。因此进行高程布置时，应首先计算这些水头损失，而且计算所得的数值应考虑一些安全因素，以便留有
6、余地。考虑远期发展，水量增加的预留水头。避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。在计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。需要排故的处理水，常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位。,一、污水厂高程布置原则,应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口、出口和需要的跌水处，而流经处理构筑物本身的水头损失则较小。,污水流经各处理构筑物的水头损失,构筑物连接管（渠）的水
7、头损失，包括沿程与局部水头损失，可按下列公式计算确定：式中：h1沿程水头损失，m；h2局部水头损失，m；i单位管长的水头损失(水力坡度)，根据流量、管径和流速等查阅 给水排水设计手册获得；L连接管段长度，m；局部阻力系数，查阅给水排水设计手册获得；g重力加速度，m/s2；v一连接管中流速，m/s。连接管中流速一般取0.71.5m/s；进入沉淀池时流速可以低些；进入曝气池或反应池时，流速可以高些。流速太低时，会使管径过大，相应管件及附属构筑物规格亦增大；流速太高时，则要求管(渠)坡度较大，水头损失增大，会增加填、挖土方量及水泵扬程等。在确定连接管渠时，可考虑留有水量发展的余地。,计量设施的水头损
8、失：一般污水处理厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算。污水厂高程水力计算时，应选择一条距离最长、损失最大的流程，并按最大设计流量计算。水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆行水流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑土方平衡，并考虑有利排水。,高程布置图,第六章 废水处理厂的技术经济分析,第一节 编制废水处理厂工程概预算的基础资料第二节 造价构成分析第三节 基本建设投资估算第四节 污水处理成本的计算,第一节 编制废水处理厂工程概预算的基础资料,一、概、预算主要基础资料(1)国家或地方有关主管部门批准
9、的设计任务书(或计划任务书)和其他有关规定文件。(2)设计文件(初步设计或施工图设计及施工组织设计文件)。(3)各省市地区或国家各部颁的现行市政工程、建筑安装工程概、预算定额、建筑材料、机电设备预算价格等。(4)各省市地区或国家各部所规定的现行间接费定额及其他工程费用的收费标准。(5)各省市地区或国家颁发的民用建筑经济指标。(6)建设地点的地质情况、土壤类别、地下水位、一般性气象资料。(7)类似工程的概预算及技术经济指标资料。,二、一般资料调查收集内容(1)定额 当地现行的建筑安装工程和市政工程概算定额、综合预算定额或预算定额以及单位估价表等。(2)人工及材料价格 包括土建材料预算价格、机具台
10、班费、现行有关差价调整的计算方法，建筑安装工程工资单价和组成，现行有关设备原价和运杂费率等。(3)费率标准 施工管理费和各项独立费用的费率，工程所在地的土地征购、租用、清苗、拆迁等补偿价格和费用，有关建设单位管理费、培训费、办公和生活家具购置费、预备费等规定，当地“三通一平”的费用标准等方面的规定。(4)当地的施工条件及习惯做法 施工组织设计文件，挖、运土方式和运距，基坑或沟槽开挖边坡支撑方式，降水方法。(5)供电及电费(6)资金情况,第二节 造价构成分析,废水处理厂的造价受地区条件、工程规模和设计标准的影响很大，造价变化幅度可能相差23倍，其变化规律也不易学握。但构成废水处理厂的各单项构筑物
11、的造价与总造价的比例有一定规律，即与处理厂的造价构成有一定的比例关系。一般来说，这个比例受工程规模的影响较小，在工艺标准和结构类型大致相近的情况下，各部分与总造价的比重比较接近。,废水处理厂的造价构成（常规二级生物处理),由表可看出，处理构筑物的初沉池、曝气池(包括鼓风机房)、二次沉淀池、消化池(包括控制室)、脱水机房及厂区平面布置等六项工程的造价约占整个废水处理厂造价的75左右，其中曝气池造价最高，其造价占废水处理厂造价的1/4一1/5，故对曝气池工艺的合理设计对降低废水处理厂造价十分重要。综合分析废水处理厂造价构成，其工艺(包括设备、配管及管线综合)占总造价的30左右，电气及自控仪表部分约
12、占总造价的20左右，整个土建工程约占总造价的50，工艺、电气仪表、土建三者的平均比例大致是30：20：50。,第三节 基本建设投资估算,一、基本建设投资 基本建设投资是指一个建设项目从筹集、设计、施工、试生产到正式投入运行所需的全部资金。基本建设投资组成的分类方法主要有两种。,1按总概算的费用项目划分 总概算的费用项目，目前一般分为三部分：第一部分：工程费用项目(也称一类费或直接费)，内容包括主要工程项目、附属工程项目等工程费用；第二部分：其他费用(二类费)，内容包括征地费及拆迁费、建设单位管理费、生产人员培训费、堪察设计费、试验研究费、施工机械迁移费、场地清理费、四源建设费(上水、下水、煤气
13、、热力)、供电贴费、联合试车费、技术咨询和考察费、监理费、设计费、引进技术和进口设备项目的其他费用等；第三部分：不可预见的费用(预备费)，包括工程预备费和考虑建设期间价格上涨等因素的价格预备费，建设期间贷款利息等项费用。,2按建设费用的性质划分按建设费用性质，一般可分为五个部分：(1)建设工程费 包括各种房屋和构筑物的建筑工程，各种管道铺设工程，采暖通风及照明工程和其他特种工程费用等；(2)设备安装工程费用 包括动力、电气、自控仪表的安装，管道配件及闸门安装等；(3)设备购置费用 包括各种水处理机械、通用设备，如水泵及电机、自控仪表、电气、机修、运输、化验等设备的购置费用；(4)工程器具及生产
14、家具购置费；(5)其他费用 是指上述费用以外的其他非生产性费用，如建设单位管理费、生产人员培训费、勘察设计费等。,二、基本建设投资的估算方法常用的估算方法有以下4种。1指标估算法 采用国家或部门、地区制定的技术经济指标为估算依据，或以已经建设的同类工程的造价指标为基础，结合工程的具体条件，考虑时间、地点、材料差价等可变因素作必要的调整。参照1996年建设部颁发的全国市政工程投资估算指标和给水排水设计手册第10册技术经济，并结合近年来各地市政设施建设项目的实际施工工程投资结算情况，对基本建设投资进行估算，见表。,污水处理厂单位水量投资及主要材料消耗的综合指标（二级处理）,2造价公式估算法 造价公
15、式(或称费用模型)是通过数学关系式来描述工程费用特征及其内在联系。1996年材料价格和设计标准分析得出的二级废水处理厂的造价计算公式为：,式中：CS为处理厂工程投资，不包括二类费及材料价格上涨因素，万元；QS为废水处理厂的设计水量，104m3/d；,3主要造价构成估算法 估算时着重于造价构成的主要方面，次要方面则按主、次两者的比例关系进行估算。例如废水处理厂的造价估算，可利用前节介绍的废水处理厂的造价分析成果着重于初沉池、曝气池、二沉池、消化池、脱水机房及厂区平面布置等六项费用的估算，在得出 这六项工程费用的基础上增加30一35，就能估算出整个废水处理厂的工程费用。为提高精确度，可先估算单项构
16、筑物造价，然后累计得出总造价。在进行单项构筑物造价估算时，同样可以利用造价构成的比例关系重点估算比重较大的方面。如在估算辐流式二沉池的投资时。应首先认真估算土建工程费用，因为土建费用占总造价的80左右。,4参照同类工程的造价或根据概算定额进行估算 利用过去已建成的同类工程或同一类型构筑物的造价资料作为估算基础，分析两个工程项目的不同特征对造价可能产生的影响。根据工程环境的具体条件、主体工程量、施工条件、材料价格等因素的差异，对造价作出必要的调整。在缺乏同类工程造价资料的情况下，必须按概算指标或概算定额的分项要求，计算出主要工程数量，然后按概算定额单价进行估算。,第四节 污水处理成本的计算,1.
17、污水处理成本概念 所谓成本是指废水处理厂的运行管理费，包括处理厂运行的电费、资源费、药剂费以及职工工资福利、劳保基金、大修、基建、设备折旧、管理费等总和被处理水量除，即得出年成本和单位处理成本。计算动态成本时的投资收益率一般可按4计算。2.计算示例 例：某城市废水处理厂，平均日处理水量50000m3，总用电量为1100kw，电费单价0.58元，废水量总变化系数为1.3，混凝剂平均投加量为0.45mg/L，单价为1500元/t，消毒剂平均投加量3mg/L，单价1500元/t，职工定员96人，人均年工资及福利12000元，基建投资7500万元，固定资产投资形成率92，建设期贷款利息750万元，综合
18、基本折旧率4.6(土建70年，设备30年，平均为50年)，大修基金提存率2.5，投资收益率4，投资回收年限20年，计算单位处理成本。,电费：E 1(3652411000.58)/1.3429.91 单位：万元药剂费：E23655000010-6(0.4515000十31500)20.53工资福利费：E39612000115.2基本折旧费：E4(75000.92+750)0.046351.9大修基金折旧：E5(75000.92+750)0.025191.25检修维护费：E6(75000.92十750)0.0176.5行政管理费及其他费用：E7（E1+E2+E3+E4+E5+E6)0.1静态年成本
19、费用YC1=E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7=1303.82动态年成本费用YC2=YC1-E4+(基建投资+贷款利息)0.04(1+0.04)20/(1+0.04)20-1 1561.51单位水量处理成本(AC)：静态：AC1=1303.82104/(36550000)=0.71（元/m3）动态：AC21561.54104/(36550000)=0.86（元/m3）,环境工程设计课程任务布置,一、课程基本要求学完本课程后，应达到以下基本要求：1、掌握污水处理厂设计的内容和原则；2、掌握城市污水处理厂的主要工艺流程；3、掌握污水处理工艺选择的影响因素；4、掌握二级污水处理厂主要构筑物的设计计算方法;5、掌握污水处理厂平面布置和高程布置的原则；6、加强计算机绘图能力锻炼；7、掌握设计说明书和计算书的编写方法。,二、课程作业要求,自己虚拟一个中小型污水处理厂（站），根据假定的污水设计水量、水质数据，按照规范的设计要求选取设计参数，完成主要水处理构筑物的设计计算。成果提交：污水处理设计说明书污水处理构筑物设计计算书污水处理工艺流程图（CAD图）主要水处理构筑物结构简图（CAD图)平面布置图（CAD图)注：按环境工程设计基础P70表3-1中风向资料绘制风向玫瑰图,
