第一章 概述
1.1.项目名称及性质
项目名称：**********
主办单位：************
建设地点：***************
项目性质：污水管道更新
1.2.编制依据
1、 中华人民共和国《水法》
2、 中华人民共和国《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
3、 中华人民共和国《环境保护法》
4、 《污水综合排放标准》(GB 8978—96)
5、 《城市排水工程规划规范》（GB50318—2000）
6、 《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
7、 《南京市城市总体规划》
8、 《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）
9、 国家、省、市其它相关的法规、文件
1.3.编制原则
1、合理布局，总体设计，充分利用现有地形。
2、尽量减少对周围环境的影响，减少二次污染。
3、根据设计的合理性原则和工艺需要，尽量利用现有场地，尽量减少新占土地，节省项目投资和管理费用。
4、以技术、经济、环境效益的综合评价为决策依据，进行多方案的论证分析。
5、方便施工与后期维护管养。
1.4.编制范围和内容
可行性研究报告编制的范围和内容具体包括：
1、分析并确定污水排放标准。
2、明确污水管道改造、新建工程规模。
3、污水管道工程主要技术经济指标。
第二章 工程背景
2.1.城市概况
南京为江苏省会所在地，为著名的古都和历史文化名城，是江苏省政治、经济、文化中心，为长江流域主要的中心城市。南京作为长江流域四大中心城市之一和长江三角洲枢纽城市，在改革开放的形势下有必要也有能力充分利用其跨省域的综合吸引力，充分发挥其经济辐射作用。
据2000年第五次人口普查统计，南京市人口总规模已达623.8万人，全市人口居住在城镇的为443.5万人，占总人口的71.09%。根据都市圈"重点发展外围城镇，适度扩展主城用地"的布局原则，主城规划范围为绕城公路以内，西北抵长江，东北至笆斗山，东至马群，南到双龙街，西南至双闸，规划用地面积为243平方公里；综合考虑人口发展趋势和主城的用地限制，规划主城人口2010年为210万人左右。
南京位于长江下游，东距入海口约300公里，西靠皖南丘陵，北接江淮平原，南望太湖水网。境内绵亘宁镇山脉西段，长江横贯东西，秦淮河蜿蜒穿行，钟山龙蟠，石头虎踞，山、水、城、林相映成趣，景色秀丽。南京市是江苏省低山、丘陵集中分布的主要地区之一，是低山、岗地、河谷平原、滨湖平原和沿江洲地等地形单元构成的地貌综合体。
南京属亚热带气候，四季分明，年降雨量分布不匀，夏季雨量集中，6—8月降水量约占全年的45%，一般6—7月为梅雨期，8—9月又多受台风影响，经常有较大暴雨和不稳定天气出现，全年平均降雨量1005.9毫米，最大年降雨量1621.3毫米。南京季风性气候明显，秋、冬季以东北风为主，春、夏以东风和东南风为主。
2.2.项目概况
南京XXX有机废弃物处理场，位于南京市江宁区XX镇X村，地处南京东郊XX山西麓前缘一山间洼地内，距最近居民点1.5公里，距市中心20公里、312国道4公里、绕城公路3公里，交通便利。
该场于1992年按国家城市生活垃圾卫生填埋场建设标准新建，总投资1700万元（不含征地税、供电设施和场外道路建设费），占地面积420亩，设计库容量为150万立方米。根据江苏省地矿局第一水文地质工程大队地质报告，整个场域属山麓冲积地带，原始地貌清晰可见。根据勘探，可将土体划为三个工程地质层，Ⅰ层为不透水层（渗水系数小于10-7cm/s）。该场完全按国家城市生活垃圾卫生填埋场标准设计、建设，操作按规范进行，经有关部门监测，水、气、卫生等指标均达到有关标准，进场垃圾处理率100%。
XXX有机废弃物处理场主要承接玄武、白下、栖霞及江宁部分村镇和单位四个区的生活垃圾消纳处理任务，日均处理垃圾1000吨左右。
污水处理：为防四周山水直接侵入场内，沿山脊绕三个库区建成截洪沟，总长1561米，在三个库区底部，设有雨、污水分流管道，总长1200米。通向填埋场下游清水集水池（600立方米）和污水集水池（1260立方米），清水直接向外河流排放，污水由泵站提升至填埋场内的污水处理站处理。
污水处理站占地2000平方米，总投资400万元，处理方式采用物化预处理（混凝沉淀）+厌氧生物处理（UASB）＋好氧生物处理(传统活性污泥法)，日处理能力400m3，出水水质达到生活垃圾填埋污染控制标准中的三级排放标准，出水经污水管道接入城市污水处理厂。
2.3.污水管道现状
南京市XXX垃圾填埋场污水处理厂日出水400立方，处理后的污水经225的污水管道进入城东污水处理厂。污水管道总长约为8.3km，采用UPVC自流管道。该管道已投入运行近七年，目前 已经出现了严重破损。主要原因如下：
1、使用时间过长，受当时技术限制，管材老化比较严重。
2、近年来，管道途经的农田部分地区已经改造成公路或建筑垃圾堆填区，荷载增大对管道造成的破坏较大，部分地段出现了管道变形、断裂等现象。
3、原设计中自流管段间的排泥窨井由于间距较大（平均每公里一个）、设计不合理（排泥井过小无法清掏）未能发挥排泥作用，管道内沉淀和杂物常年积累使得低洼段的管道接近堵塞。
多种原因造成整条污水管道目前已无法正常使用，曾经发生由于管道原因造成污水漫溢流入了运粮河内。
2.4.工程建设的必要性
由于XXX垃圾填埋场现使用的污水管道已经出现严重破损、堵塞，使用单位虽尽力进行了多次维护、抢修，仍难免出现污水溢流事故，给周围居民的生活带来了不良影响，造成了周围环境尤其是农田、渔业的严重污染。由于填埋场处理后的污水仍含有大量重金属污染物及高氨氮物质，若造成管道泄漏对人体及 图1：管道破损处污水漫溢到农田周围水体的危害极为严重。
污水中磷污染比较严重，重金属污染较严重，流入河体会带来水体的富营养化等污染。污水曾经溢流到了运粮河内，造成了河道水体极其严重的污染，任其漫溢，会给周边地区的环境、经济发展和人民 图2：新修建的道路对管道的破坏严重
群众生活造成十分严重的影响。目前已经严重影响了填埋场正常的垃圾处置业务。因此，建议对该垃圾填埋场原污水管道进行全面更新改造。
图3：污水污染造成的水体富营养化
第三章 工程标准 管道内污水的特点
水质特点：有机物较大，富含高氨氮、重金属离子及大量病毒细菌，水质较为恶劣。
污水处理站出水水质指标如下；
CODcr1000mg/l, BOD5600mg/l,
SS400mg/l， pH=6-9。
3.1.管道水力计算：
3.1.1.污水管管径
式中：
Q —污水管计算流量（m 3/s）；
ve—管道经济流速（m/s），根据选用管材及当地的敷设单价和动力价格，通过计算确定。不同管径，其经济流速也不相同，大直径管道的经济流速大于小直径管道。
为了求得压力管道的经济流速，可先求出各种管径的经济流速，然后除以相应断面面积。
3.1.2.压力管的水头损失计算
1、管道总水头损失，一般可按下列公式计算：
hz=hy+hj
式中：
hz——管道总水头损失（m）；
hy——管道沿程水头损失(m)；
hj——管道局部水头损失(m)。
2、 管道沿程水头损失，可分别按以下公式计算：
1）、 塑料管（聚乙烯管、聚氯乙烯管、玻璃纤维增强塑料夹砂管）
式中：
hy——沿程水头损失（m）；
——沿程阻力系数；
l——管段长度（m）；
dj——管道计算内径（m）；
——管道断面水流平均流速（m/s）；
g——重力加速度（m/s2）.
注：与管道的相对当量粗糙度（△/dj）和雷诺数（Re）有关，其中：
△--管道当量粗糙度（mm）；
Re——雷诺数
2）、混凝土管（渠）及采用水泥砂浆内衬的金属管道
hy=il
式中：
式中：
i——每米长度的水头损失（m）；
C——流速系数；
R——水力半径（m）。
其中：
式中：
n——管（渠）道的粗糙系数；与管材有关，砼管： n=0.014 ，钢管：n＝0.013，塑料管：n＝0.009
y：可按下式计算：
适用于0.1R3.0； 0.011n0.040
管道计算时y也可取，即计算；
3）、输配水管道也可采用海曾—威廉公式计算：
hy=il
式中：
式中：
q——设计流量（m3/s）；
Ch——海曾—威廉系数。
4）、 管道的局部水头损失宜按下式计算:
——管（渠）道局部水头损失系数。
3.1.3.最小管径
规定最小管径的原因是管道上游部分，因设计流量很小，只根据计算，管径很小，根据养护经验，易堵塞。 比如：DN150 与 DN200 比较：前比后堵塞次数多2倍，使养护费用增加，同样埋深下，施工费用差不多。另外，较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。所以为了养护工作的方便，规定一个允许的最小管径。街区、厂区内 DN min =200mm ，街道下 DN min =300mm ，所以据 DN min 在 V min 、 ( ) max 下通过的最大流量值，可进一步估算出设计管段服务的排水面积。设计管段服务的排水面积小于此值，直接采用最小管径和相应的最小坡度而不再计算。
3.1.4.污水管道的埋设深度
污水管道埋深直接影响管道造价，埋深大，造价高，管道DN600mm埋深5m时的造价为3m的3倍多。管道埋深浅比较经济，但要满足最小覆土要求。最小覆土厚度的确定：
1 、必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。
2、 防止车行道下车辆荷载过大对管道的损害。
管道埋深大造价高，施工期长，而且施工困难。最大埋深：一般干燥土壤： 7m，多水、流砂、石灰岩： 5m。
3.2.泵站的设计原理
3.2.1.增设污水加压泵站的原因
原有污水管道为重力流，流速不均衡，容易产生沉积物，落差较大处对管道的冲击破坏也比较严重。下游流速较小，使用七年来，管道已基本被堵死，无法疏通。实践证明，重力流的运行情况较差。
增设污水加压泵站后，管道内污水为均衡流，满管运行，管线全程流速较为稳定，爬坡或跌落对管道的影响极小。有压管道施工较为方便，不受地形地貌限制，能够适应施工现场复杂的地形情况。同时考虑到垃圾填埋场渗滤液的逐年增加，故增设污水加压泵站。
3.2.2.泵站的设计流量和扬程
水泵站的设计流量污水处理站的出水量有关。
Q设=Qmax
水泵站的设计扬程与用户的位置和高度，管路布置及系统的工作方式有关，计算公式为：
H=HSS+HSd+hS+hd+H安全
式中：HSS — 水泵吸水地形高度；
HSd — 水泵压水地形高度；
hS — 吸水管水头损失之和；
hd — 压水管水头损失之和；
H安全 — 为保证水泵长期安全工作而取的安全水头 。
3.2.3.水泵的选择
依据：流量Q，扬程H及其变化规律
原则要求：在满足最不利工况的条件下，考虑各种工况，尽可能节约投资，减少能耗。
选泵时还要考虑的其它因素
①水泵类型应与抽送水质相适应，清水用清水泵，污水用污水泵
②要考虑水泵的吸水能力,在保证吸水条件下,尽可能减少泵站埋深
③考虑远期发展，远近结合，一般方法有：预留位置，近期用小泵，远期用大泵，更换叶轮。
④应选择便于维修养护，当地能成系列生产，比较定型的性能良好的产品。
3.2.4.水泵机组的布置
1．水泵机组布置的基本要求
保证设备工作可靠，运行安全，装卸维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应留有扩建的余地。
2．机组的布置形式
矩形泵站
①单排并列式
特点：布置紧凑、跨度小，适宜布置单级式泵，电机散条件差。
②单行顺列式
特点：布置紧凑、跨度小，适于双吸泵，管路简单，直进直出，水利条件好。
③双排交错式
特点：适于水泵台数多时，可减少泵房的长度、跨度加大，管路布置较乱，机组间距交大。
3．水泵机组基础设计
① 基础的作用及要求
作用是支撑并固定机组，使机组平稳运行，不产生振动，因此要求地基牢固坚实，不发生下沉和不均匀沉降现象。
② 基础的尺寸
带底座
基础长度：底座长度L1+(0.15-0.20)m
基础宽度B：水泵底座螺孔间距B1+(0.15-0.20)m
基础高度H：水泵底脚螺栓长度L+(0.15-0.20)m
不带底座
基础长度：水泵机组底脚螺孔长度方向间距L1+(0.4-0.5)m
基础宽度B：水泵底座螺孔宽度方向间距B1+(0.4-0.5)m
基础高度H：水泵底脚螺栓长度L+(0.15-0.20)m
③基础高度的校核
为保证水泵稳定工作，基础必须有相应的重量，一般基础重大于2.5-4.0倍水泵机组总重量，所以基础高度为:
H=(2.5-4.0)W/BLr 其中，r=2400kg/m3
基础最小高度不小于500-700mm。
④基础的其它要求