水课程设计指导书

PAGE6PAGE7水污染控制工程课程设计指导书重点：方案的比选与设计计算本章难点：各构筑物的设计计算1水处理工程设计的意义与目的1.1水处理工程设计的意义水污染控制工程设计是学生在学习了水污染控制工程课程后进行的综合训练，是学习、深化、拓宽、综合教学的重要过程；是学生把已掌握的基本理论知识运用到专业实践工作中最好方法之一，因此设计的好坏是衡量学生专业综合知识的最好途径。要求学生发挥独立思考，独立工作的能力，以严谨、勤奋、求实、创新的良好学风完成设计工作，以水污染的设计、科研任务为结合点，综合运用所学知识解决工程实际问题，提高工程实践技能和科学研究的能力，提高阅读文献、独立思考、分析问题、解决问题的能力。1.2设计的目的本设计的目的在于综合运用已学的专业基础、专业知识，并在原有基础上进一步深化、提高，培养查阅、运用设计规范、设计手册、参考文献的能力，进一步提高设计计算、绘图的水平，培养编制设计计算说明书和分析、解决实际问题的能力以及创新能力。针对不同性质的污水，要求能够选择污水处理工艺流程，对污水、污泥处理构筑物进行设计计算，进行污水处理厂平面布置和高程设计，完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图和污水处理厂高程布置图）。设计为初步设计深度。2设计要点与程序2.1要点(1)各处理构筑物流量：曝气池之前各种构筑物按最大日最大时流量设计，从曝气池以后按平均日平均时流量设计。(2)处理设备设计流量：各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计。管渠设计流量：按最大日、最大时流量设计。(3)各构筑物不应小于2组，且按并开设计。2.2程序2.2.1收集资料(1)有关明确设计任务和方向的资料；设计任务来源；设计范围和项目；企业或工厂或城市的现状及发展规划；设计人口，建筑分布状况；各种污水的量、水质及各排出口位置；排放特点及造成的危害等。(2)自然条件资料：地形图：所在地区的地形图或总体规划图；比例尺：1：5000~1：25000水文：河流的历年最高、最低水位及河流流量、流速；水质：污水的水温、pH值、DO、BOD5、SS等气温：绝对最高、最低气温、年平均气温、逐年平均气温、月平均气温；气压：平均气压；风情：风向风速，当地历史最大台风记录；降雨量：年最高、最低和平均降雨量或暴雨度公式；年平均相对湿度；地质：该地区以及污水处理站址的地质钻探资料，地震资料。(3)工程现状和组织施工方面的资料该厂排水现状；该厂道路交通、地面、地下建筑、现状；该厂各种管线的位置及其标高断面图；建筑制品，机械设备供应现状。注：原始资料的收集是保证设计质量的重要因素。通常原始资料由建设单位提供，但设计人员不能有依赖思想，应协助建设单位收集资料、核实资料，并对资料加以分析和整理，以便设计时综合考虑使用。因此，作为设计人员在接受设计任务后，应到现场实地勘察，了解地形、地物，并对疑难资料加以核实和补充。2.当基础资料收集齐全，能满足设计需要时，设计人员则根据一些设计原则，结合实际情况具体分析，然后提出几种不同的方案。在方案选择时，力使方案做到投资少，建设快，用料少，效果好，这些都需经过技术、经济比较之后才可定夺，方案选择应论据充分，具有说服力。具体从以下几方面着手：(1)方案拟定根据企业或所在区的总体规划，提出几种方案(处理站址)。再根据所在单位的污水量、水质、现有排水设施、地形、气候、水体等因素以一定的处理效率为基点，结合环保要求，确定所采用的处理方法、工艺方案及构筑物型式选择应考虑具体条件和要求来定。(2)方案比较方案比较时必须对所提方案在等同标准及深度的基础上进行技术、经济比较。比较时，应列举各个方案的优缺点，尽力使比较上升到定量标准上，用可靠的数据作后盾。①技术方面布局是否合理，能否满足环境保护等各项政策方针要求；技术上是否具有先进性；操作管理上是否方便；地形、地质、方位有利于施工；是否具有改扩建的可能性。②经济方面基建投资和年经营管理费用比较；占地面积比较(在充分考虑必要条件之后)；三材和管材的经济比较；劳动力的比较；动力设备及动力耗费比较。(3)方案选择经以上两个方面的比较，综合考虑其它条件，经多方权衡确定出最佳方案。2.(1)根据建设单位提供的设计资料和设计要求确定污水处理程度(2)由原始资料确定污水处理站规模和污水处理站设计流量。(3)根据处理程度及其它因素，确定污水处理方法。(4)将通过比较后所得的工艺流程画出其流程示意图。(5)根据工艺流程进行各个构筑物的设计计算。①格栅确定格栅型式、间隙宽度，计算格栅宽度、长度、设置高度、水头损失、栅渣量，选择清渣方式，绘制格栅草图。②沉砂池确定沉砂池型式、池内水平流速、流行时间，计算沉砂池长度、宽度、格数，污水最小流量（规定以50%平均日流量计）校核单池流速，计算沉砂量、沉砂斗容积，确定清除沉砂方法，绘制沉砂池草图。③初沉池确定初沉池型式，选择设计参数并计算各部分尺寸，确定进出水型式并计算，计算污泥量，设计污泥斗，确定排泥方法，绘制初沉池草图。④生物处理构筑物鼓风曝气池：确定曝气池运行方式，选择污泥负荷、污泥浓度，计算曝气池容积，确定曝气池深度，计算曝气池长度、宽度，复核曝气时间，计算回流污泥量、剩余污泥量，选择回流污泥泵，确定污泥泵房面积、位置，确定曝气池构造型式，布置污水进出口及排空管，计算曝气池所需空气量，确定曝气设备型式，布置、计算空气管路，选择鼓风机型号、台数，确定鼓风机房面积、位置，设计计算二沉池，绘制曝气池、二沉池草图。完全混合曝气池：确定完全混合曝气池型式、设计参数；计算曝气区、沉淀区等尺寸；根据计算的需氧量，选择表面曝气型式、确定叶轮直径、轴功率等；绘制曝气沉淀池草图。其他生物处理法构筑物（氧化沟、SBR法、A2/O法等构筑物）⑤二沉池设计计算类似初沉池。⑥消毒池确定消毒池型式，选择消毒剂，确定消毒剂投量、混合接触时间，计算消毒池尺寸，绘制消毒池草图。⑦浓缩池确定浓缩池型式，设计计算浓缩池，绘制浓缩池草图。⑧污泥脱水设备选择污泥脱水设备型式、规格等。(6)污水泵站的计算设计污水量；泵扬程确定；选泵；污水集水池容积计算；泵站布置；泵站附属设备的设计。2.(1)总平面图按国家室外排水设计规范、给水排水工程设计手册的规定，对各处理构筑物，污水、污泥处理管渠，空气管线，超越、排空管线，厂内雨水、污水、给水管线，配水、计量设备，鼓风机房，污水、污泥泵房，配电间，办公室，化验室，机修间，车库，食堂，浴室，锅炉房，堆棚，绿化用房，传达室，宿舍，道路，绿化等进行平面布置。绘制污水处理厂总平面布置图，绘制平面图应注意如下内容：①图纸上要有风向玫瑰图，风向玫瑰图位于图纸的右上方。②总平面图比例尺：1：200~1：500③以细线给出坐标网和道路。以粗线给出各种管道线，并注明主管管径。④平面图上各构筑物布置：要求在合理的前提下，既要紧凑，又要保证一定的施工间距，同时要留有发展余地；用坐标或其它方法标明各主要构筑物的位置；画出构筑物一览表，图例及主要设备和材料一览表。⑤在充分考虑配水场地以及安全基础上各构筑物之间要设有必要的超越管线及全站总事故排出管。⑥图上要求有处理构筑物和辅助构筑物，道路、各种管线(给水、污水、污泥等)检查井，绿化带等，且要绘出污水处理站的厂界，及靠近污水处理厂的建筑物、构筑物或道路。(2)高程图计算污水、污泥流经各处理构筑物的水头损失，流经连接前后两处理构筑物管渠（包括配水设备）的水头损失（包括沿程、局部水头损失），流经计量设备的水头损失等，尽量做到使夯填方量达到平衡。绘制污水处理厂高程布置图，绘制高程图应注意如下事项：①高程布置要充分利用地形和原有的自然条件，并留有一定的富裕水头。②高程图上要求绘出处理构筑物的剖面外形；要求注明地面、水面、构筑物顶、底、管道中心线、泵站地墙、水泵轴中心线、设计地面等部分标高，同时标明管径。(3)主要构筑物的工艺设计图绘制主要构筑物的工艺设计图，包括平面图和各方位的剖面图。3设计说明书与图纸3.1设计计算说明书设计计算说明书应有章节目录，应有总论，总论的内容有设计题目，设计主要内容及技术参数（原始资料），要求完成的主要任务及达到的技术经济指标，根据水量、水质、出水要求、污水处理程度等确定污水处理工艺流程（设计方案），处理构筑物设计计算（首先选择设计参数，然后设计计算设计，参数选择有根据，合理全面，计算所选用的公式要有来源依据，计算应有足够的准确性），污水处理厂平面布置（各附属建筑物面积等），污水处理厂高程设计计算，参考文献等。设计计算说明书，应内容完整（包括计算草图），简明扼要，层次清楚，语言简练，字迹清楚，书写工整。如果条件许可，用计算机排版打印。3.2设计图纸设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明，图纸应正确表达设计意图，按照制图标准选择合适的制图比例，计算机基础好的，可用计算机绘图，具体要求见附录（制图要求）。4参考文献(1)胡亨魁主编，水污染控制工程，武汉理工大学出版社，2003第一版(2)高庭耀编，水污染控制工程下册，高教出版社，2001年第二版(3)北京市环境保护科学研究所编，水污染防治手册，上海科技出版社，1989年。(4)北京市市政设计院编，简明