环境土建工程概论第6章

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1、第6章 环境工程土建设计,6.1 概述 6.2 污水厂土建设计 6.3 生活辅助用房土建设计 6.4 泵房土建设计 6.5 贮水池土建设计 6.6 管道沟土建设计 6.7 烟囱土建设计 6.8 垃圾土地填埋场设计,6.1 概述,环境工程土建设计主要是指以环境工程为主的各种房屋建筑物、构筑物的建筑设计及构造设计。,厂房的选址和平面布置、空间处理、各种构筑物的选型和构造、污染物的运输处理、建筑物或构筑物的采光和通风等。,环境工程土建的特点,建筑方面：满足生产工艺流程的需要；设置各种设备及生产和检修时所必需的起重运输设备。 结构方面：结构上应考虑采取防腐措施，以满足结构耐久性要求。 施工方面：土建施

2、工的安装技术水平要求较高，管道的施工复杂，构筑物基础埋设较深，土石方量大，注意采取排水与防水措施等。,环境工程土建设计要求,满足污染治理工艺要求； 满足土建技术要求。,环境工程土建的类型,污水治理工程：如污水厂的土建设计，包括厂房、各类贮水池、管道、泵房等设计。 废气治理工程：如建筑物中的烟道与构筑物烟囱的土建设计。 固体废物最终处置工程：如垃圾填进场的土建设计。,6.2 污水厂的土建设计,污水厂平面设计,了解规划要求，使总平面布置与之相适应。 满足生产要求，工艺流程合理。 在高程布置上，充分利用地形，少用水泵并力求挖填土方平衡。 风向、朝向、减少污染。,总平面布置的基本原则与要求,污水厂平面

3、设计,防火、防爆、防震、防噪。 适应内外运输，线路短捷顺直。 重视节约用地，布置紧凑合理。 远近建设关系，全面统一考虑。 建筑群体组合注重艺术效果 考虑施工问题。,总平面布置的基本原则与要求,污水厂平面设计,厂址的选择,污水厂必须位于集中给水水源的下游，并设在城市与工厂厂区及生活区的下游，同时保持300m以上的距离。 城镇夏季最大频率风向的下风侧。 良好的工程地质条件，地下水位较低。 少拆迁，不占农田，有一定的卫生防护距离。 有扩建的可能。 便于污水、污泥的排放和利用。 厂区地形不受水淹，有良好的排水条件。 有方便的交通、运输和水电条件。,污水厂平面设计,处理厂面积的确定,污水处理厂所需面积,

4、污水厂平面设计,功能分区,生产区：由生产车间或生产构筑物或建筑物组成，污泥处理构筑物布置在主导风向的下风向。 动力区：为生产提供动力来源的设施，布置在能耗中心或耗能大的车间位置 仓库区：包括原材料区和发货成品库。 厂前区：由行政办公用房和生活福利用房组成，布置在主导风向上风向。,污水厂平面设计,合理的组织人货流,总平面设计时人货流分开。 构筑物的布置应使贯通连接的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折。 设置能使各处理构造物独立运行的管渠及超越管。 给水管、空气管、消化气管、蒸汽管及输配电线路要求紧凑、少占地、便 于施工。,污水厂平面设计,厂区道路和绿化,道路分为主干道、次主干道、辅助道、车间引道和人

5、行道。 道路分为单车道与双车道。单车道宽3.54.0m，双车道宽67m。,污水厂平面设计,厂区道路和绿化,一般由行道树、绿篱、草地、花坛组成。绿化面积不能小于30%。,污水厂平面设计,污水厂平面设计,自然条件对平面设计的影响,气候对平面设计的影响炎热地区：厂房宽度不宜过大，最好采用长条，并使厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45度。U型平面的开口应朝向迎风面，并在侧墙上开设门窗，有利于组织车间内的穿堂风。寒冷地区：长边应平等冬季主导风向，主导风向的墙上应尽量减少门窗的面积。,污水厂平面设计,地形对平面设计的影响,污水在处理构筑物间的流动以按重力流动为宜，尽量减少提升次数。污水与污泥的流向应充分利

6、用原有地形。 各构筑物之间的连接管渠应简单、便捷、避免迂回曲折，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。 地形变化较大的地区建厂应充分考虑地形对厂房平面形状设计的影响。,污水厂平面设计,平面设计与工艺流程的关系,污水处理工程流程的选择 原水的性质 污水处理的程度 污水的水量及其变化动态 工程造价与运行费用 当地的自然条件 施工的难易程度与运行管理,污水厂平面设计,平面设计与工艺流程的关系,城镇污水的处理流程,一级处理厂,沉淀法,一级强化处理厂,化学混凝沉淀法,快速生物处理法,化学生物絮凝处理,二级处理厂,生物处理法,一级处理厂,一级强化处理厂,二级处理厂,污水厂平面设计,平面设计与工艺流程的关

7、系,工业废水的处理 工业废水的特点：包括污染环境的是有毒物、有机物，还是特殊物质(如油、酸、碱、悬浮物等)，水量多少，变化如何； 循环给水和压缩废水量的可能性； 回收利用废水中的有用物质的方式方法； 废水排入城市沟道的可能性； 生活污水情况。,污水厂平面设计,平面设计与工艺流程的关系,工业废水的处理 工业废水的特点：包括污染环境的是有毒物、有机物，还是特殊物质(如油、酸、碱、悬浮物等)，水量多少，变化如何； 循环给水和压缩废水量的可能性； 回收利用废水中的有用物质的方式方法； 废水排入城市沟道的可能性； 生活污水情况。,工业废水处理实例,污水厂平面设计,平面设计与工艺流程的关系,工艺流程对平面

8、设计的影响 各构筑物和厂房的平面设计首先要满足生产工艺的要求。 各处理构筑物之间，应保持一定的间距：一般取5-10m，但消化池除与初沉池外，与其它构筑物之间的距离不得小于20m。 排水管道与建筑物水平净距：管道埋深浅于建筑物基础时，一般不小于2.5 m，管道埋深深于建筑物基础时，不得小于3.0m。,污水厂剖面设计,处理构筑物的高程布置,在污水厂内，各构筑物之间水流一般依靠重力流，两构筑物之间的水面高差为水头损失（包括构筑物本身、连接管道、计量设备等的水头损失）。 如进水沟道和出水沟道之间的水位差大于整个处理厂需要的总水头，则厂内就不需设置废水提升泵站；反之，就必须设置泵站。 污水厂的高程布置就

9、是确定各构筑物的高程。,污水厂剖面设计,高程布置原则 以距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算； 水力计算时以近期的Qmax作为设计流量来计算其水头损失；涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期的Qmax计算； 控制点：受纳污水水体的最高水位，然后逆处理流程向上倒推计算，以使洪水季节能自流排出； 污水、污泥流程应配合好，尽量减少需抽升的污泥量；,处理构筑物的高程布置,处理构筑物的高程布置,污水厂剖面设计,污水厂剖面设计,构筑物连接管（渠）的水头损失，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

10、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。,处理构筑物的高程布置,污水厂剖面设计,污水厂房的高度取决于安置于室内的各污水构筑物的高程，以及最大生产设备在使用、安装和检修时所需的净空高度。 室内地坪与室外高差一般为100-150mm。,污水厂房的高度设计,车间生活间一般由卫生用室、行政办公及生产辅助用房组成。 浴室、盥洗室、厕所的设计计算人数按最大班工人人数的93%计算。 生活间的布置方式主要有毗连式、独立式、车间内部式三种。污水厂生活间最好采用独立式方案。,6.3 生活辅助用房的土建设计,

11、动力式泵:动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体，使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。如离心泵、轴流泵和混流泵 容积式泵:能量通过力的作用，周期性地向1个或1个以上的移动式有效附件的界面施压，导致压力直接上升，达到输送液体通过阀门或管件直至排出管线所需压力的装置。 其它：喷射泵、空气升液泵、电磁泵,6.4 泵房土建设计,水泵的类型,水泵的类型,离心泵,叶轮1安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入口4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。,水泵的类型,单吸式叶

12、轮只能从叶轮一侧吸人液体，双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体。,离心泵的构造,水泵的类型,叶轮,单吸离心泵,水泵的类型,双吸离心泵,水泵的类型,轴流泵,轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的推力将水提升的，这种泵由于水流进入叶轮和流出导叶都是沿轴向的，故称轴流泵。,水泵的类型,混流泵,混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵，它是靠叶轮旋转而使水产生的离心力和叶片对水产生的推力双重作用而工作的。,水泵的类型,容积式泵,依靠工作部件在泵缸内往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现排气、吸气和输液等功能。,泵房类型,按泵房作用分：取水泵房、送水泵房、排水泵房、污水泵房、污泥泵房等。 按泵

13、启动前能否自流：自灌式泵房和非自灌式泵房。 按泵房平面形状：圆形泵房、矩形泵房。 按泵机组设置的位置与地面的相对标高：地面式、全地下式、半地下式泵房。 按集水池与机器间的组合情况分：合建式和分建式 按建筑材料分：钢筋混凝土结构泵房和砖砌体泵房,泵房类型,某化工厂地下式取水泵房,半地下式泵房平面布置图,泵房类型,泵房类型,自灌式和非自灌式泵站,泵房类型,自灌式泵站,泵房类型,泵房类型,合建式矩形排水泵站,泵房类型,合建式圆形排水泵站,分建式矩形排水泵站,泵房类型,给水泵房的设计,给水泵房的分类,在给水工程中，常见的分类是按泵站在给水系统中的作用可分为：取水泵站、送水泵站、加压泵站及循环水泵站。,

14、a. 取水泵站(也称一级泵站),水源,吸水井,取水泵房,净水构筑物,给水泵房的设计,b.送水泵站(也称二级泵站),清水池,送水泵房,吸水井,管网,高地水池,吸水井作用：有利于水泵吸水管道布置，也有利于清水池的维修。,给水泵房的设计,吸水井形式：分离式和池内式。,给水泵房的设计,c. 循环水泵站,1 一生产车间；2 一净水构筑物；3 一热水井；4 一循环泵站；5 一冷却构筑物；6 一集水池；7 一补充新鲜水,在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单处理后回用时采用。,给水泵房的设计,给水泵房的土建要求,泵房建筑应为一、二级防火等级。 有条件或必要时，泵房可采取隔振和吸音措施。 泵房建筑静

15、高规定：满足通水、采光要求；采用固定吊钩可移动吊架时，净高不小于3.0m；采用固定吊车时，保证吊起物底部与吊运所超越过的物体顶部有0.5m以上的净距； 泵房大门应保证最大设备进入，且应比其宽0.5m。 泵房窗地比要求为1/6-1/7。 泵房冬季应有防冻措施； 泵房地面就有0.01的坡度坡入排水沟，排水沟以0.01m坡度坡入集水坑。,给水泵房的设计,水泵的选择,主要根据水量、变化规律、扬程要求等方面综合考虑水泵的型号的水泵的台数。 1. 一级泵站的设计流量 泵站从水源取水，输送到净水构筑物。Qr一级泵站中水泵所供给的流量(m3h)； Qd供水对象最高日用水量(m3d)； 为计及输水管漏损和净水构

16、筑物自身用水而加的系数，一般取=1.05-1.1; T为一级泵站在一昼夜内工作小时数。,2. 一级泵站扬程 送水至净化构筑物,HsT 静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）与净化构筑物进口水面标高差（m ) ; hs 吸水管路的水头损失（m ) ; hd 输水管路的水头损失（m ）。,给水泵房的设计,给水泵房的设计,水泵的选择,水泵类型主要根据扬程选择，常用有离心泵、轴流泵、混流泵等。 一般情况下，泵站设计扬程小于l0m，宜选用轴流泵；5-20m，宜选用混流泵；20-l00m，宜选用单级离心泵，大于100m时可选用多级离心泵。 当混流泵与轴流泵都可使用时，应优选混流泵，当离心泵与混流泵都可使用时，若扬程变化较大，一般宜选用离心泵。,给水泵房的设计,选泵时尚需考虑的其它因素,供水量变化大时，应考虑水泵大小搭配，但型号不宜过多，电机的电压宜一致。 供水水量和水压变化较大时，宜选用叶片角度可调节的水泵或采取机组调速及更换叶轮等。 在不允许减少供水量的情况下，应有两套备用机组；允许短时间内中断供水时可只设一台备用泵。,