环境工程设计总结

第一章绪论环境工程设计的主要任务是：运用工程技术和有关基础科学的原理和方法，具体落实和实现环境保护设施的建设，以各种工程设计文件、图纸的形式表达设计人员的思维和设计思想，直至建设成功各种环境污染治理设施、设备，并保证其正常运行，满足环保要求，通过竣工验收。环境工程设计的主要内容：1、 大气污染防治2、 水污染防治3、 固体废弃物污染防治4、 噪声污染控制建设项目可分解为若干个层次：工程项目 单项工程 单位工程 分部工程 分项工程。工程设计的一般原则：设计中要认真贯彻国家的经济建设方针、政策（如产业政策、技术政策、能源政策、环保政策等）。应充分考虑资源的充分利用。选用的技术要先进适用工程设计要坚持安全可靠、质量第一的原则坚持经济合理的原则。环境工程设计的原则：环境保护设计必须遵循国家有关环境保护法律、法规，合理开发和充分利用各种自然资源，严格控制环境污染，保护和改善生态环境。建设项目要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。环境保护设计必须遵守污染物排放的国家标准和地方标准；在实施重点污染物排放总量控制的区域，还必须符合重点污染物排放总量控制的要求。环境保护设计应当在工业建设项目中采用能耗物耗少、污染物产生量少的清洁生产工艺。实现工业污染防治从末端治理向生产全过程控制的转变。环境工程设计的程序：1、 项目建议书阶段2、 可行性研究阶段3、 工程设计阶段4、 项目竣工验收阶段建设项目环境影响报告书包括以下内容：建设项目概况；建设项目周围环境状况；建设项目对环境可能造成影响的分析和预测；环境保护措施及其经济、技术论证；环境影响经济损益分析；对建设项目实施环境监测的建议；环境影响评价结论。工程设计阶段：（1）初步设计阶段（2）施工图设计阶段（3）设计概算和预算的编制环境保护篇（章）包含以下主要内容：环境保护设计依据；主要污染源和主要污染物的种类、名称、数量、浓度或强度及排放方式；规划采用的环境保护标准；环境保护工程设施及其简要处理工艺流程、预期效果；对建设项目引起的生态变化所采取的防范措施；绿化设计；环境管理机构及定员；环境监测机构；环境保护投资概算；存在的问题及建议。环境工程设计的特点：交叉性、复杂性和多样性创新性社会性、经济性第二章厂址选择与总平面布置厂址选择的主要内容包括以下几个方面：对工厂企业建设地址的选择称为厂址选择；对铁路、公路、强、弱电线路建设地址的选择称为线路选择；对各种高、低压变电所建设地址的选择称为所址选择；对水力、水电枢纽建设地址的选择称为坝址选择；对机关、学校、医院、仓库、电台、体育馆、纪念馆乃至火箭发射基地等建设地址的选址称为场地选择等等。厂址选择遵循的基本原则：服从国家长远规划和城镇规划的要求。避免过于集中，合理发展中小城市。要选择与建设项目性质相适应的环境条件；精打细算，节约用地；符合生产力布局的要求并有利于节约投资，降低成本。注意环境保护和生态平衡，保护风景、名胜、古迹；有利生产，方便生活，便于施工。厂址选择的基本要求是：

既要满足企业生产、建设和职工生活的要求，又应有利于所在城镇和工业小区的总体规划，不能危害四周环境、城镇、河流及景观。背景浓度即某地区已有的污染物浓度水平大气的运动称为风风速指单位时间内空气在水平方向上移动的距离。厂址选择中的环保要求对于环境保护，应考虑如下因素。1、 背景浓度2、 风向3、 污染系数4、 静风5、 温度层结和大气稳定度6、 地形影响7、 全面考虑建设地区的自然环境与社会环境风向对厂址的选择有重要的影响：污染源应选在居住区最小频率风向的上侧；尽量减少各工厂的重复污染，即不宜把各污染源配置为一直线且与最大频率风向一致;排放量大、毒性大的污染源远离居住区；对农作物而言，有一抗害能力最弱的生长季节,此时污染源应位于此季节主导风向下侧。污染系数：综合表示某一地区气象(风向频率和平均风速)对大气污染影响程度的参数为污染系数。某一风向的污染系数=风向频率/相应风向的平均风速污染系数反映了各污染系数下方位污染的可能性大小的相对关系，污染源应设在污染系数最小方向的上侧。填埋厂的选址应遵循如下原则：地下水位应低，距下层填埋物至少1.5m;远离居民区500m，位于城市下风向；交通运输方便；地下水防护条件好，防渗衬里如沥青、橡胶、塑料薄膜，渗透系数＜10-7cm/s,厚度至少为1m;不在石灰岩地区；不在地震多发区。厂址选择中的其他要求：原材料供应的要求；2能源供应的考虑；初步勘测地形地貌初步确定厂区及各功能区位置2、方案比较阶段(1)技术条件比较经济条件的比较在化工基地选址中，应该特别注意下面几个问题:⑴水源问题环境保护问题节约土地问题必须重视现有农业基础企业靠原料产地和靠消费中心问题(建设一个化工基地除了要解决原料的供应外，还要解决产品的销售问题)污水处理厂厂址选择时应遵循下列各项原则：应与选定的污水处理工艺相适应，如选定稳定塘或土地处理系统为处理工艺时，必须有适当的土地面积；无论采用什么处理工艺，都应尽量做到少占农田和不占良田；厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向；为保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点保持约300m以上的距离，但也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价；当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或者便于运输，当处理水排放时，则应与受纳水体靠近；厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁，厂址尽量设在地址条件较好的地方，以方便施工，降低造价要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程，若有可能，宜采用污水不经水泵提升而自流入处理构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理成本；根据城市总体发展规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。总平面布置应该具有布置紧凑、用地省、工艺流程合理、功能明确、运输畅通、动力区接近负荷中心、工程管线短捷、管理方便等特点。必须适合工艺、土建、防火安全、卫生绿化及生产与处理规模发展等方面的要求。第三章污染源强度计算第三章污染源强度计算3.水源供应的考虑厂址选匚中的步骤:污染物：在开发建设和生产过程中，凡以不适当1、准备阶段的浓度、数量、速率进入环境系统而产生污染或绘制总平面草图初步确定能源、运输、需要量收集各种资料(地形、气象、周围地区功能)降低环境质量的物质和能量，称为污染物污染源分类：根据污染物产生的主要来源，可将污染源分为自然污染源和人为污染源，其中人为污染源又可分为生产性污染源（工业、农业、交通、科研）和生活污染源（住宅、学术、医院、商业）。根据环境要素的影响，污染源可分为大气污染源、水体污染源（地面水污染源、地下水污染源、海洋污染源）、土壤污染源和噪声污染源。按污染源几何形状可分为点源、线源和面源。按污染物的运动特性可分为固定源和移动源。按对环境造成影响的程度，可分为对环境可能造成重大影响的污染源，对环境可能造成轻度影响的污染源以及对环境影响很小的污染源。对环境敏感区的界定原则是指：需特殊保护地区，指国家或地方法律法规确定的、县以上人民政府划定的需特殊保护的地区，如水源保护区、风景名胜、自然保护区、森林公园、国家重点保护文物、历史文化保护地（区）、水土流失重点预防保护区、基本农田保护区。生态敏感及脆弱区，指水土流失重点治理及重点监督区、天然湿地、珍稀动植物栖息地或特殊环境、天然林、热带雨林、红树林、珊瑚礁、产卵场、渔场等重要生态系统或自然资源。社会关注区，指文教区、疗养地、医院等区域以及具有历史、科学、民族、文化意义的保护地环境质量已达不到环境功能区划要求的地区一般地把获得污染源资料的过程称为污染源调查。污染源调査的内容，通常涉及工业污染源调查、农业污染源调查、生活污染源调查，主要包括大气污染源、水污染源、噪声污染源、固体废物污染源等方面的内容。工程分析的主要内容：工程分析的工作内容，应根据建设项目的工程特征，包括建设项目的类型、性质、规模、开发建设方式与强度、能源与资源用量、污染物排放特征，以及项目所在地的环境条件来确定。清洁生产水平分析：主要分析建设项目与国内外同类型项目按单位产品或万元产值的排放水平，对新建项目应贯彻清洁生产策略，对改扩建和新建项目应进行审计，找出清洁生产实施的可能途径。实测法是通过实际测量废水或废气的排放量及其所含污染物的浓度，计算其中某污染物的排放量的方法。行定量分析的一种科学方法，它是根据质量守恒定律对某系统进行物料的数量平衡计算。物料衡算的步骤：（1）确定物料衡算系统（2） 收集物料衡算的基础资料（3） 确定计算基准物（4） 进行物料平衡计算（5） 物料衡算结果的分析及应用排放系数法：根据生产过程中单位的经验排放系数进行计算求得污染物排放量的计算方法叫排放系数法污染物产生系数（简称产污系数）：是指在正常技术经济和管理条件下，生产单位产品或单位强度（如重量、体积和距离等）的产生污染活动所产生的原始污染物量。污染物排放系数（简称排污系数）是：指上述条件下经污染控制措施削减后或未经削减直接排放到环境中的污染物量。个体产污系数：是指特定产品在特定工艺（包括原料路线）、特定规模、特定设备技术水平以及正常管理水平条件下求得的产品生产污染物产生系数。综合产污系数：是指按规定计算方法对个体产污系数进行汇总求取的一种产污系数平均值。在工业生产中，按给水的路线和利用程度，给水系统可分为直流给水系统、循环给水系统、循序给水系统三种。（1）直流给水系统：指工业生产用水由就近水源取水。水经过一次使用后便以废水形式全部或大部分排入水体。其生产用水量等于企业从地下水源和地面水源取用的新鲜水量。循环给水系统：指使用过后的水经适当处理重新回用，不再排人水体。在循环过程中所损耗的水量，须从水源取水加以补充。循序给水系统：是根据各车间对水质的要求。将水重复利用，将由水源送来的水先供一车间使用，这个车间使用后的水或直接送下一车间使用，或经适当处理（冷却、沉淀等）后加压送下一车间使用或其他车间使用，然后排放。这种系统有时也叫串级给水系统。工业用水总量等于厂区新鲜用水量和重复用水量之和。新鲜水量：指企业从地下水源和地面水源或城市自来水取用的新鲜水总量重复用水量：通常将循环使用、循序使用的水量统称为重复用水量厂区生活用水量：是指每一职工每年的生活用水量和沐浴用水量废水排放量：在生产和生活过程中，经过使用从而丧失了原来的使用价值而被废弃的水量，称为废水排放量。废水排放系统一般可分为合流和分流制两种。合流排水系统：就是将生活污水、工业废水和地面径流都汇集在一起排出和处理的排水系统。分流排水系统：就是将生活污水、工业废水和雨水分别汇集在两个或两个以上的排水系统排出或处理。废水的排放量可采用实测计算法、经验计算法和水衡算法。应用量水堰测流量时，应注意以下几个问题:量水堰应设置在渠道平整、水流呈直线流动的直段内，堰板要垂直设置，周围不得渗漏;堰下水应低于堰顶测量过堰水深H时，应在堰口上游大于3H处进行;当Q>150L/S时，不宜安设临时堰板。第4章污水管网设计与计算污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属构筑物组成。污水管（渠）道设计的主要内容包括：1．划分排水流域，进行管网定线；2．划分设计管段，确定各设计管段的设计流量；3．进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度、流速及埋深等；4．绘制管（渠）道平面图及剖面图。按照来源不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水3类。生活污水主要含有机污染物等，需经处理后才能排放。工业废水按照污染程度的不同可分为生产废水和生产污水两类。生产废水是指在使用过程中受到轻度污染或水温增高的水，如循环冷却水，可直接或经过某些处理后重复使用；生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水，需经处理后才能排放。降水是指地面上流泄的雨水和冰雪融化水排水系统：为了系统地排除废水而建设的一整套工程设施称作排水系统排水系统通常由管道系统和污水处理系统组成。管道系统是收集和输送废水的设施，把废水从产生处输送到污水厂或出水口，它包括排水设备、检查井、管道、水泵站等工程设施。污水处理系统是处理和利用废水的设施，它包括城市及工业企业污水厂（站）中的各种处理构筑物及除害设施等。根据不同要求，经处理后的污水其最后出路有：一是排放水体：二是灌溉农田；三是重复使用。排水系统的体制：污水的不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制（简称排水体制）排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型（1）合流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管道内排除的系统。分流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的灌渠内排除的系统。污水排水系统：排除生活污水、城市污水和工业废水的系统统称污水排水系统；雨水排水系统：排除雨水的系统统称雨水排水系统。新建地区排水系统一般应采用分流制。但在1、 附近有水量充沛的河流或近海，发展又受到限制的小城镇地区；2、 在街道较窄地下设施较多，修建污水和雨水两条管线有困难的地区：3、 或在雨水稀少，废水全部处理的地区等采用合流制排水系统有时可能是有利和合理的。排水系统的主要组成部分：城市污水、工业废水、雨水各排水系统的主要组成部分分别加以介绍。城市污水排水系统的主要组成部分1、 室内污水管道及设备2、 室外污水管道系统3、 污水泵站及压力管道4、 污水厂5、 出水口及事故排出口工业废水排水系统的主要组成部分1、 车间内部管道系统和设备。主要用于收集各生产设备排出的工业废水，并将其排送至车间外部的厂区管道系统中去。2、 厂区管道系统。敷设在工厂内，用以收集并输送各车间排出的工业废水的管道系统。厂区工业废水的管道系统，可根据具体清况设置若干个独立的管道系统。3、 污水泵站及压力管道.4、 废水处理站。是回收和处理废水与污泥的场所。雨水排水系统的主要组成部分1、 房屋的雨水管道系统和设备。2、 街坊或厂区雨水管渠系统。3、 街道雨水管渠系统。4、 排洪沟。5、 出水口。控制井：为了控制庭院或街坊污水管道并使其良好地工作，在该系统的终点设置检查井，称控制井室外污水管道系统：1）庭院、街坊或居住小区管道系统2）街道污水管道系统（在一个市区内它由支管、干管、主干管等组成）3）管道系统上的附属构筑物有检查井、跌水井、倒虹管，等等。支管是承受由庭院或街坊污水管道流来的污水。干管是汇集输送由支管流来的污水的，也常称流域干管。主干管是汇集输送由两个或两个以上干管流来的污水管道。市郊干管是从主干管把污水输送至总泵站、污水厂或通至水体出水口的管道，一般在污水管道系统设置区范围之外。泵站分为局部泵站、中途泵站和总泵站等。供处理和利用污水、污泥的一系列构筑物及附属构筑物的综合体称污水处理厂。在城市中常称污水厂，在工厂中常称废水处理站。污水排入水体的渠道和出口称出水口，它是整个城市污水排水系统的终点设备。事故排出口是指在污水排水系统的中途，在某些易于发生故障的组成部分前面，一旦发生故障，污水就通过事故排出口直接排入水体。居民生活污水定额：是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。综合生活污水定额是指从单位面积上排出的.平均..日污水流量L/s•104m2通常用变化系薮来反映城镇污水量的变化程度。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。—日变化系数Kd：在一年中最大日平均时污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数。时变化系数Kh：最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值，称为时变化系数。总变化系数Kz：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数。设计人口指污水排水系统设计期限终期的规划人口数。它与城市的发展规模及人口的增长率有关。污水管道中污水流动的特点：（1） 污水由支管流入干管，由干管流入主干管，由主干管流入污水处理厂，管道由小到大，分布类似河流，呈树枝状。污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差从高向低处流动，即靠重力流动。（2） 管道中水流流经转变、交叉、变径、跌水等地点时水流状态发生改变，流速也就不断变化，同时流量也在变化，因此污水管道内水流不是均匀流。但在直线管段上，当流量没有很大变化又无沉淀物时，管内污水的流动状态可接近均匀流。如果在设计与施工中，注意改善管道的水力条件，则可使管内水流尽可能接近均匀流。污水管道的设计有按满流和非满流两种方法和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速污水管道的最小设计流速定0.6m/so金属管道的最天设计流速为iom/s,非金属管道的最大设计流速为5m/so如果某设计管段的设计流量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为0.5时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡度，该管段称为不计算管段。最小设计坡度：相应于管内最小设计流速时的坡度叫做最小设计坡度，（1） 覆土厚度——指管外壁顶部到地面的距离；（2） 埋设深度——指管内壁底部到地面的距离。确定污水管道最小埋设深度时，必须考虑下列因素：（1）必须防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道（2）必须保证管道不致因为地面荷载而破坏（3）必须满足街坊污水管衔接的要求现行的《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水或水温与其接近的工业废水管道，管底可埋设在土壤冰冻线以上0・15m。现行的《室外排水设计规范》规定：在车行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0・7m。排水区界是污水排水系统设置的界限在总体图上确定污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。定线应遵循的主要原则是:应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。定线时通常考虑的几个因素是:地形和竖向规划:排水体制和线路数目;污水厂和出水口位置;水文地质条件;道路宽度:地下管线及构筑物的位置;工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。1） 在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。2） 污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。3） 采用的排水体制也影响管道定线。4） 考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响5） 管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。当街坊面积不太大，街坊污水管网可采用集中出水方式时，街道支管敷设在服务街坊较低侧的街道下，如图3-10（1）所示，称为低边布置。当街坊面积较大且地势平坦时，宜在街坊四周的街道敷设污水支管，如图3-10（2）所示。建筑物的污水排出管可与街道支管连接，称为围坊式或周边式布置.街坊已按规划确定，街坊内污水管网按各建筑的需要设计，组成一个系统，再穿过其它街坊并与所穿街坊的污水管网相连，称为穿坊式布置。在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点。在排水管道系统中，由于地形条件等因素的影响，通常可能需设置中途泵站，局部泵站和终点泵站。当管道埋深接近最大理深时，为提高下游管道的管位而设置的泵站，称为中途泵站。若是将低洼地区的污水抽升到地势较高地区管道中；或是将高层建筑地下室、地铁、其它地下建筑的污水抽送到附近管道系统所设置的泵站称局部泵站污水管道系统终点的埋深通常很大，而污水处理厂的处理构筑物因受受纳水体水位的限制，一般需埋深很浅或设置在地面上，因此需设置泵站将污水抽升至处理构筑物.这类泵站称为终点泵站或总泵站，设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设计管段。划分设计管段：估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依次编上号码。检查井设置原则：污水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方及直线管段每隔一定距离。污水管道在检查井中衔接时应遵循两个原则：（1） 尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；（2） 避免上游管段中形成回水而造成淤积。管道的衔接方法：主要有水面平接、管顶平接两种水面平接：是指在水力计算中，上游管段终端和下游管段起端在指定的设计充满度下的水面相平，即上游管段终端与下游管段起端的水面标高相同。（适用于管径相同时的衔接。）管顶平接：是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。采用管顶平接时，下游管段的埋深将增加。污水管道设计计算设计方法和步骤1．在街坊平面图上布置污水管道2．街坊编号并计算其面积3．划分设计管段，计算设计流量4．管渠材料的选择在进行管道的水力计算时，应注意如下问题：慎重确定设计地区的控制点。研究管道敷设坡度与管线经过的地面坡度之间的关系。设计流量逐段增加，设计流速也应相应增加。设计流量逐段增加，设计管径也应逐段增大在地面坡度太大的地区，应在适当地点设置跌水井。检查井底部在直线管段上要严格采用直线，在转弯处要采用匀称的曲线旁侧管中的设计流速不应大于干管中的设计流速。初步设计时，只进行干管和主干管的水力计算。技术设计时，要进行所有管道的水力计算。平面图的绘制：初步设计阶段，一般只绘出管道平面图。采用的比例尺通常为1：5000〜1：10000,图上应有地形、地物、河流、风向玫瑰或指北针等。新设计和原有的污水（或雨水）管道用粗单实线表示只绘出主干管和干管。在管线上画出设计管段起止点的检查井并编号，标出各设计管段的服务面积，可能设置的泵站等。注明主干管和干管的管径、坡度和长度等。技术设计（或扩大初步设计）和施工图设计阶段,采用的比例尺通常为1：500〜1：5000,图上内容除反映初步设计的要求外，要求更加具体、详尽。要求注明检查井的准确位置和标高，污水管道与其它地下管线或构筑物交叉点的准确位置和标高，以及居住区街坊连接管或工厂排出管接入污水干管或主干管的准确位置和标高纵剖面图的绘制纵剖面图是管道的高程布置图，应反映出管道沿线的高程位置，它和平面图是相互对应的。图中，一般用细实线加图例表示原地面高程线和设计地面高程线，用双粗实线表示管道高程线，用中实线的双竖线表示检査井。排水管渠的断面及材料：（一）管渠的断面形式除必须满足静力学、水力学方面的要求外，还应经济和便于养护。在静力学方面，管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时是稳定和坚固的。在水力学方面，管道断面应具有最大的排水能力，并在一定的流速下不产生沉淀物。在经济方面，管道造价应该是最低的。在养护方面，管道断面应便于冲洗和清通，没有淤积。最常用的管渠断面形式是圆形对管渠材料的要求：（1）排水管渠必须具有足够的强度，以承受处部的荷载和内部的水压，外部荷载：包括土壤的重量一静荷载,以及由于车辆运行所造成的动荷载。内部水压:压力管及倒虹管一般要考虑内部水压。（2） 排水管渠应具有能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐的性能、以免在污水或地下水的浸蚀作用（酸、碱或其他）下很快损坏。（3） 排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入。（4） 排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小。（5） 排水管渠应就地取材，