環(huán)境工程畢業(yè)設計任務書及指示書

1、2013年環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計指導教案教師姓名 羅 寧 教師編號 21030020 學 年 20132014 學 期 2 重慶大學B區(qū)城市建設與環(huán)境工程學院環(huán)境工程教研室2013.12第一部分 設計任務書一、設計題目朝陽工業(yè)園區(qū)水污染控制工程的規(guī)劃設計二、設計目的訓練環(huán)境工程專業(yè)學生綜合運用所學基礎課、基礎技術課和專業(yè)課知識，培養(yǎng)學生獨立完成水污染控制工程的規(guī)劃與設計能力。通過設計，學生應了解和熟悉水污染控制規(guī)劃設計的一般原則、步驟和方法：掌握水環(huán)境質量評價、水污染控制規(guī)劃方案的確定及對其進行經(jīng)濟分析與比較的原則和方法；掌握污水收集系統(tǒng)、污水處理流程的確定方法、對其主要構筑物的設計計算以及設計

2、說明書、計算書的編制和設計圖的繪制等基本方法。三、設計任務根據(jù)所給的朝陽工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃圖和原始資料（附錄一），進行水污染控制規(guī)劃方案的最優(yōu)設計。內(nèi)容包括：朝陽工業(yè)園區(qū)水污染治理工程方案比選及設計（排水管網(wǎng)及污水處理廠）等幾個部分。四、設計資料1朝陽工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃圖一張，比例15000；2設計原始資料二份。五、設計內(nèi)容1朝陽工業(yè)園區(qū)水污染控制分區(qū)組合方案優(yōu)選（1）采用分區(qū)組合方案費用分析法，進行不同規(guī)劃方案的分析比較，確定準優(yōu)化方案；（2）結合朝陽工業(yè)園區(qū)水環(huán)境質量評價結果，確定達到環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一的最優(yōu)化水污染控制方案。3水污染治理工程設計（1）污水收集系統(tǒng)的設計污水收集

3、系統(tǒng)方案的比較與選擇考慮如何將分散的面源污水排放控制成易于治理的集中點源污水排放，在工程中可采用排水管道收集系統(tǒng)。采用如下控制手段進行分析比較：工業(yè)污水與朝陽工業(yè)園區(qū)生活污水可否合并？采用合流制、分流制、還是混合制？如需設污水處理廠，宜如何規(guī)劃，廠址選于何處？排水管道系統(tǒng)走向如何？污水管道系統(tǒng)的設計計算通過上述方案選擇：確定適用的排水管道系統(tǒng)，并進行設計計算。包括：劃分設計管段，將其設計管道起止點的檢查井進行編號，計算設計流量。列表進行主干管水力計算，確定管道直徑、坡度、流速、充滿度，進一步確定管道起止點埋深及管底標高，選擇管材、管道接口及基礎類型。若需設置中途泵站時，需根據(jù)揚程和流量選定水泵

4、型號、臺數(shù)。（2）污水處理廠設計污水處理廠工藝流程的選擇根據(jù)設計資料及國家有關規(guī)范，進行污水處理廠處理工藝流程選擇，對比選方案分別需要作處理流程中構筑物型式計算和選擇，通過技術和經(jīng)濟比較，確定最佳處理工藝。污水處理廠的設計計算對所選擇的處理工藝流程及處理構筑物型式進行設計計算，包括：泵站的設計計算（如污水泵的選擇、機組布置、泵軸心標高確定、集水井容積計算及附屬設備的設計計算），污水處理構筑物的設計計算（如格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流泵站、消毒設備、計量設施等，或按指導教師指定工藝進行處理構筑物設計計算）和污泥處理構筑物的設計計算（如濃縮池、消化池和脫水設備）等。4設計圖的繪制

5、每個同學必須用工程圖表示上述設計內(nèi)容，詳見設計要求。六、設計要求1繪制設計圖8張，包括：（1）水污染控制工程規(guī)劃設計總體布置圖一張；（手畫）（2）污水主干管、雨水干管縱斷面圖一張；（手畫）（3）兩種比選處理方案的污水處理廠總平面及污水、污泥流程圖各兩張。（CAD畫）（4）主要構筑物工藝設計圖兩張（可以選繪泵站、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池等主要構筑物中的任一個）。（手畫，CAD畫）其中：要求一張進行計算機繪制。2設計說明書和計算書一份，6080頁左右設計說明書包括：中、英文摘要（約200詞），目錄，前言，主要設計原始資料，設計依據(jù)，朝陽工業(yè)園區(qū)概況及自然條件（地形、氣象、水文、地質等），排水

6、體制選擇，污水收集系統(tǒng)方案比較與選擇，污水處理廠工藝流程選擇，設計方案的經(jīng)濟概算，主要設備及材料數(shù)量，設計中存在的問題，參考文獻。設計計算書包括：排水管道系統(tǒng)的設計計算，污水處理廠最優(yōu)化方案的設計計算， 經(jīng)濟概算。3設計深度水污染治理工程設計要求達到初步設計階段深度。4完成時間：畢業(yè)設計進度安排序號設計（論文）工作任務日期（起止周數(shù)）%1熟悉設計資料，并進行相關資料的收集與分析1（第6周第7周）8.32水污染控制工程規(guī)劃設計2（第8周第9周）16.73水污染控制工程的治理工程設計計算3（第10周第12周）25.04繪制相關圖紙4（第13周第16周）33.35設計說明書和計算書的編制1（第17周

7、）8.36畢業(yè)答辯1（第18周）8.3第二部分 設計指示書環(huán)境保護是我國的一項基本國策，水污染控制系統(tǒng)的規(guī)劃與設計是環(huán)境保護的一個重要組成部分。其步驟包括水污染控制指標體系的確定，水環(huán)境質量評價；分區(qū)規(guī)劃設計組合方案費用分析，選出最優(yōu)化的水污染規(guī)劃方案；進行水污染控制工程設計，使水環(huán)境達到預期的規(guī)劃目標。環(huán)境法規(guī)定，環(huán)境保護措施應與朝陽工業(yè)園區(qū)基本建設或工業(yè)企業(yè)的基本建設同時設計、同時施工、同時運行，因此，正確地進行水污染控制規(guī)劃設計，具有重大的社會意義、經(jīng)濟意義和環(huán)境意義。一、朝陽工業(yè)園區(qū)水環(huán)境質量評價1原始資料分析（1）污染源資料分析根據(jù)附錄一所給朝陽工業(yè)園區(qū)規(guī)劃的原始資料以及有關環(huán)境法規(guī)

8、，分析污染源的現(xiàn)狀及地點、性質、人口、分布；各種污水的排水量、水質；排污口位置、排放特點及其造成的危害等。（2）自然環(huán)境資料分析包括該地區(qū)的地形圖或總體規(guī)劃圖，水文、水質、氣象及地質。地形圖：朝陽工業(yè)園區(qū)地形圖或總體布置圖，比例尺12000。水文：河流歷年最高、最低水位、流速、流量。水質：河水溫、PH值、DO、BOD5、懸浮固體含量、酚、CN-、等。氣溫：絕對最高、最低氣溫，年平均氣溫，逐年每月平均氣溫。風向、風速。氣壓：平均氣壓。降雨量：年最高、最低和平均降雨量，暴雨強度公式。濕度：年平均相對濕度。地質：該地區(qū)的地質鉆探資料。（3）工程現(xiàn)狀和組織施工方面的資料。如當?shù)氐乃廴局卫憩F(xiàn)狀、道路交

9、通、地面、地下建筑及各種管線的位置、標高、建筑材料，管道制品、機械設備的供應情況，征地、青苗補償、拆遷補償?shù)鹊囊?guī)章和辦法。原始資料分析是進行水污染規(guī)劃與設計的基礎工作，規(guī)劃設計人員要盡可能收集資料（間接收集為主、直接收集為輔），并對它們進行分析整理，以便規(guī)劃設計時正確地建立表征水環(huán)境規(guī)劃目標的指標體系，從而完成水污染控制技術的實施。2朝陽工業(yè)園區(qū)水環(huán)境污染源評價根據(jù)原始資料對該縣生活污水以及各工廠污水中污染源數(shù)據(jù)進行評價，可用等標污染負荷法公式：進行計算，將計算結果列入污染源評價表，對表中各項進行分析、比較，確定各污染源排放的主要污染物以及對該縣水體造成污染的主要污染源和主要污染物。根據(jù)評價結

10、果，對各有關工業(yè)污染源提出初步治理方案。可按綜合排放三級標準（GB8979-96）進行討論，分析各工廠污染物是否超過三級標準，若未超過則考慮排入朝陽工業(yè)園區(qū)下水道；若超過則考慮進行廠內(nèi)局部處理后再排入朝陽工業(yè)園區(qū)下水道。3朝陽工業(yè)園區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀評價根據(jù)朝陽工業(yè)園區(qū)水體現(xiàn)狀監(jiān)測資料進行評價?？刹捎肳值水質評價方法進行評價；分別得出單項指標質量，監(jiān)測斷面質量，該縣水體綜合質量。4朝陽工業(yè)園區(qū)水環(huán)境預測評價根據(jù)朝陽工業(yè)園區(qū)水體各污染物預測濃度進行評價。同樣采用W值水質評價方法進行評價；分別得出單項指標質量，監(jiān)測斷面質量，該縣水體綜合質量。5污染控制的分析（1）集中（點源）控制的必要性根據(jù)朝陽工業(yè)園區(qū)

11、水環(huán)境現(xiàn)狀及影響評價結果進行分析。按現(xiàn)有朝陽工業(yè)園區(qū)污染源及污染排放現(xiàn)狀，如朝陽工業(yè)園區(qū)水體已達嚴重污染或較嚴重污染等級，則首先必須改善現(xiàn)有排污體系，應將造成面、線污染的污水分散排放口控制為集中排放點，以對集中排放點上游的水體進行保護。（2）集中排放點污染分析與評價經(jīng)污染源系統(tǒng)控制后，朝陽工業(yè)園區(qū)污水成一點排放（朝陽工業(yè)園區(qū)總排放口），由于工業(yè)污水已經(jīng)局部處理，水質滿足綜合排放標準GB8978-96三級標準后排入朝陽工業(yè)園區(qū)下水道，處理后工業(yè)污水水質和朝陽工業(yè)園區(qū)生活污水水質見附錄二。混合污水水質由兩者水量加權平均求得，根據(jù)混合污水水質采用等標污染負荷法作出主要污染物評價；據(jù)污水與河水完全混合

12、水質采用W值水質評價方法作出水體污染等級評價。（3）集中排放點污染控制數(shù)學分析根據(jù)該縣現(xiàn)狀及影響評價結果及集中排放點污染分析與評價結果，得出該縣主要污染指標，可確定用于數(shù)學分析的參數(shù)SS、DO、BOD5。由于該縣水體為地面水類水域，確定水體目標值為地面水環(huán)境質量標準GB3838-2002類水域標準；考慮對點源控制目標值為城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準的一級標準的B標準（GB18918-2002）。根據(jù)確定的參數(shù)和控制的不同目標值，可選擇不同的數(shù)學分析模式（見下表）。根據(jù)確定參數(shù)和控制的不同目標，將已知的數(shù)學約束條件代入相應的數(shù)學分析模式，可計算出不同參數(shù)對應不同目標值在排放口處允許的排放量。參

13、數(shù)目標值數(shù)學分析模式SS河流中SS允許增加量P=0.75mg/lBOD5（1）綜合排放一級B級標準（2）河流中BOD5最高允許濃度L5ST=4mg/lDO河流中DO最低允許濃度DO=5mg/l根據(jù)計算出的排放口處不同參數(shù)對應不同目標值允許的排放量，按下式計算出要求的不同處理程度。通過計算，可以得出不同參數(shù)下對應的處理程度：河流SS允許增加量要求SS的處理程度E1；綜合排放標準要求的BOD5的處理程度E2；河流中BOD5最高允許濃度要求的處理程度E3；河流中DO最低允許濃度要求的BOD5的處理程度E4。取E1、E2、E3、E4中最大者為本設計采用的處理程度。（5）控制后污染等級預測按確定的處理程

14、度控制，計算出控制后排污口污水水質Ci（1-Ei），求出混合河水水質，用W值水質評價方法進行評價，得出控制后水體質量。二、朝陽工業(yè)園區(qū)水污染控制規(guī)劃方案的組合優(yōu)選按系統(tǒng)工程的概念，從三效益統(tǒng)一的角度出發(fā)，用分區(qū)組合方案費用分析法對朝陽工業(yè)園區(qū)水污染控制規(guī)劃方案優(yōu)選的步驟如下：1分區(qū)經(jīng)驗設計優(yōu)選方案對每個區(qū)進行水污染控制規(guī)劃經(jīng)驗設計。經(jīng)經(jīng)驗優(yōu)選，選出的可行方案例入“分區(qū)規(guī)劃方案表”。2朝陽工業(yè)園區(qū)組合方案優(yōu)選對上述分區(qū)的可行規(guī)劃方案進行組合優(yōu)選，優(yōu)選出的朝陽工業(yè)園區(qū)總體可行的組合方案列入“朝陽工業(yè)園區(qū)總體組合方案表”，以作為“朝陽工業(yè)園區(qū)總體組合方案的費用分析與計算”的基礎。3朝陽工業(yè)園區(qū)總體組

15、合方案的費用分析與計算朝陽工業(yè)園區(qū)水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃的目的是在滿足系統(tǒng)規(guī)劃目標要求情況下，使系統(tǒng)的投資運轉費用及因污染而造成的損失費用之和最小。三、水污染治理工程設計1污水的收集排水管道系統(tǒng)的設計朝陽工業(yè)園區(qū)排水管道系統(tǒng)的設計計算步驟及方法：（1）了解和熟悉朝陽工業(yè)園區(qū)的情況，即了解朝陽工業(yè)園區(qū)及其工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃、污水的水量、水質，現(xiàn)有的排水設施、地形、氣候、水體等各種自然因素，環(huán)境保護要求等。（2）擬定方案首選確定排水系統(tǒng)的體制。排水系統(tǒng)體制分合流制、分流制、混合制三種形式，采用什么排水系統(tǒng)體制，要根據(jù)實際情況，總的來說，應首先滿足環(huán)境保護的要求，并根據(jù)當?shù)貤l件通過技術經(jīng)濟比較確定。本設

16、計按新建的排水系統(tǒng)可采用分流制。確定體制后，根據(jù)對污染源的評價結果，參考室外排水規(guī)范分析工業(yè)污水與朝陽工業(yè)園區(qū)生活污水有無合并處理的可能性，從而確定工業(yè)污水是單獨還是合并處理。再根據(jù)環(huán)境評價的結果和方案組合得出的最佳方案，按污水廠廠址選擇的原則，考慮地形、地質、污水出路等因素，確定污水廠廠址和污水排放口。在方案擬定時，還要考慮下面一些因素：a. 排水管道系統(tǒng)在技術上是否先進；b. 施工是否方便；c. 擴建的可能性；d. 基建投資和年經(jīng)營管理費的多少；e. 占地面積、三材及管材、勞動力等。（3）排水管道系統(tǒng)設計計算根據(jù)確定的排水系統(tǒng)體制，如為分流制，需分別對污水管道和雨水管渠系統(tǒng)設計計算。污水管

17、道系統(tǒng)的設計計算a. 污水管道的布置和定線首先根據(jù)地形劃分排水流域，若地形變化顯著可按分水線劃分，若地形較平坦或向一面傾斜時，可根據(jù)面積劃分。應使干管在最小的合理埋深情況下，依次定出主干管、干管、街道支管，并考慮設置泵站的合理位置。布置管線是確定污水管道系統(tǒng)總體布置的重要步驟，在定線時應考慮地形等因素的影響，一般應將主干管和流域干管放在較平坦的集水線上，讓污水盡量以重力流排送。污水主干管與干管應盡量避免與障礙物相交。如遇特殊地形時應考慮特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），并應在圖上表明。b. 污水管道設計流量計算劃分設計管段：根據(jù)管道平面布置，劃分設計管段（定出檢查井位置并偏號），量出主干管的設

18、計管段長度。街區(qū)排水面積的劃分：根據(jù)污水管道的布置，劃分各設計管段服務的街區(qū)排水面積，編上號碼并掃其平面形狀計算面積（以公頃計），用箭頭表示污水流向。污水管道設計流量的計算：求居住區(qū)的比流量：根據(jù)各區(qū)的污水量標準n（升/人·日）和人口密度N（人/公頃），可求出各區(qū)的生活污水平均流量q0，即：（升/秒·公頃）工業(yè)企業(yè)及公共建筑的污水量作為集中流量計算。計算設計流量：各設計管段的設計流量應列表進行計算。c. 污水干管的水力計算水力計算的目的在于合理、經(jīng)濟地確定管道的管徑、流速、充滿度及坡度，進一步求出管道的埋深。水力計算應列表進行，管底標高及管道坡度計算到小數(shù)點后三位，而地面標

19、高與管底埋深計算到小數(shù)點后二位。水力計算中的數(shù)值如速度、充滿度、坡度、管徑，應符合規(guī)范關于設計流速、最大充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規(guī)定。在計算的同時繪制管道縱斷面草圖，以便核對，減少錯誤。雨水管的設計計算a. 雨水管的設計計算根據(jù)地形劃分排水流域，劃分管渠的集水面積，標出水流方向，布置管渠時應充分利用地開，使雨水能以最短距離就近排入水體。一般情況下，當?shù)匦纹露容^大時，雨水干管宜布置在地形低處或低谷上，地形平坦時，雨水干管宜布置在排水流域的中間，此外，應充分考慮采用明渠的可能性。b. 雨水管道的設計流量計算和水力計算劃分設計管段，計算各設計管段的匯水面積并編號，標出水流方向。根據(jù)給予的地面

20、種類計算平均徑流系數(shù)。確定設計重現(xiàn)期，地面積水時間。列表計算各設計管段的設計流量并進行水力計算，確定管徑、坡度及設計管段起始點和終點的埋深及管底標高。中途泵站的設計確定污水泵的流量、揚程，選出污水泵型號及配用電機型號，確定集水井容積和泵軸心標高。2污水處理廠的設計計算（1）根據(jù)水環(huán)境影響評價的結果和解決方案，確定污水處理的方法和流程；（2）處理廠各構筑物的設計計算包括：污水泵站、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流泵站、濃縮池、消化池及消毒設施、計量設施等。具體設計計算可參考給水排水設計手冊（第五冊）。（3）污水處理工藝方案比選包括：朝陽工業(yè)園區(qū)污水廠工藝流程方案技術比較，各處理方案工程建

21、設靜態(tài)投資比較，處理成本和經(jīng)營成本比較，經(jīng)濟指標比較等。四、設計圖的繪制1總體布置圖比例尺15000。圖上表示出坐標網(wǎng)、風向玫瑰圖、等高線、河流、湖泊等地形地貌，分期朝陽工業(yè)園區(qū)規(guī)劃，現(xiàn)有的、擴建的工業(yè)企業(yè)、居住區(qū)、火車站、道路、鐵路、橋梁等，現(xiàn)有的和已設計的排水系統(tǒng)（包括管道線、檢查井、溢流井、中途泵站、污水處理廠、出水口等）。管道線上應注明管徑（毫米）、坡度和長度（米）。圖上并附有管道工程項目一覽表和圖例。在總體布置圖上分別用不同圖例表示污水管道和雨水管道，用小圓圈表示檢查井，小方框表示溢流井，圓圈表示中途泵站，方框表示污水處理廠，粗箭頭表示出水口，同時標明干管、主干管（用編號1、2、3）

22、、泵站及污水處理廠等字樣。2污水干管、雨水干管縱斷面圖水平方向比例尺12000及15000，垂直方向比例尺1501200。圖上繪出地面線（用單線表示）、管道線（用雙線表示）和檢查井定位、下方標明編號、設計地面標高、管底標高、埋深、管徑、坡度、長度及管材、接口、基礎類型。3污水處理廠總平面圖及污水、污泥流程圖總平面圖比例尺12001500。圖上有處理構筑物和輔助建筑物、道路、各種管線、檢查井、綠化區(qū)等，風玫瑰圖畫于圖的右上方，以細線繪出坐標網(wǎng)和道路，以粗線繪出各種管道，注明管徑。標出各種處理構筑物和輔助建筑物的高程，并列出構筑物一覽表和圖例。流程圖上繪出處理構筑物剖面外形，注明地形、水面、構筑物、管底、管道中心線、泵房地坪、水泵軸線等各部標高，注明管徑。平面布置既要緊湊，又要保證一定的施工間距，并留有發(fā)展余地，要考慮配水的均勻性。全廠除正常工作管線外，各構筑物間應有超越管。全廠應有事故出水管。高程布置要充分利用地形，盡量讓污水自流，并留有富裕水頭，盡管做到挖土方量少且基本平衡。4主要構筑物（如污水泵站、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池、消化池等）的工藝設計圖，可根據(jù)指導教師的安排，選繪兩個。比例尺15011000，以細實線繪出構筑物平面和剖面外框，注明尺寸、標高，以粗