环境工程设计基础复习资料A.docx

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环境工程设计基础复习资料A

第一章绪论

1.环境工程设计的对象和范围

对象：

对环境有影响的建设项目的环境保护设施的建设

对环境有影响的城市人群所产生的污水等处理设施的建设

技改扩建项目的建设

范围：

大气、水、固体废物、噪声及放射性污染的控制设施的建设

2.环境工程设计分类

•环境保护设施的工程设计

•环保新技术研发过程设计

（概念设计、中间试验设计、基础设计）

3.二、环境工程设计程序（阶段）

1）项目建议书（预可行性研究）

2）我国规定，比较大（投资在3000万以上）的工程项目，需进行预可行性研究；

3）由建设单位向上级机关申报；

4）需经专家评审，将评审意见附在报告后面送上级报告再经专家评审，送上级机关审批（我国的审批机关属科学委员会系统）；

5）经审批以后“立项”，然后才能进行可行性研究和其它正式设计工作。

（2）可行性研究

•可行性研究是运用多种科学成果保证实现工程建设最佳社会、经济和环境效益的综合性科学；

•对与工程有关的所有方面进行调查研究和综合论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目技术上先进可行，经济上合理有利，社会及环境效果皆优；

•论证工程项目的可行性，提出工程的最佳可行性方案；

•可行性研究是国家控制投资的重要决策依据，批准以后才可以委托设设计单位进行设计。

3）工程设计——初步设计

•深化可行性研究报告提出的推荐方案并进行局部的方案比较，提出拆迁、征地的范围和数量，以及主要工程数量、主要材料设备数量，编制设计文件和工程概算。

•对未进行可行性研究的设计项目，在初步设计阶段应进行方案比选工作，并应符合规定的深度要求。

•初步设计的深度应能控制工程投资，满足审批、编制施工图设计、主要设备订货、招标以及施工准备的要求。

•初步设计阶段的成果是初步设计文件，经主管部门批准后即作为施工图设计的依据。

•（3）工程设计——施工图设计

•施工图设计在初步设计批淮以后进行，以初步设计的图纸和说明书为依据进行编制，使扩大初步设计进一步详细化，以便进行施工。

所以，施工图是整个设计过程的终结，是全部设计内容的体现。

•在施工图设计以前，工程中所有的重大技术问题都已经确定。

所以，施工图设计的任务是将污水厂各构筑物的每个细节都用图纸表现出来，将污水厂的各构筑物的平面位置及高程精确地表现在图上，所以图纸的数量很大。

每张图需按比例、用标淮图例精确绘制，以便施工人员准确地各构筑物按设计要求造在预定的位置上。

•提供能满足施工、安装、加工和使用要求的设计图纸、说明书、材料设备表以及要求设计部门编制的施工预算。

•如果与已经批准的初步设计有较大变动时，需经原审批部门批准，如果建设单位提出重大变更时，需通过计划管理部门，重新安排任务。

•施工图设计阶段的成果是施工图设计文件，它是进行工程施工的依据。

•施工图设计文件包括设计说明书、工程预算、主要材料及设备表和设计图纸。

•（4）、项目竣工验收

•环境保护设施与主体工程建成后经负荷试车合格，其防治污染能力适应主体工程的需要；

•外排污染物符合经批准的设计文件和环境影响报告书中提出的要求；

•建设过程中受到破坏并且可恢复的环境已经得到修整；

•环境保护设施能正常运转，符合使用要求。

•1、环境工程设计的原则

•1）工程设计的一般原则

•工程设计应遵循技术先进、安全可靠、质量第一、经济合理、节约资源的原则。

•①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）。

正确处理各产业之间、长期与近期之间、生产与生活之间等各方面的关系。

4.环境工程设计的依据

环境工程设计的主要依据是国家及地方有关工程建设的各类政策、法规、标准、规范、建设项目的可行性研究报告、政府有关批文和设计委托合同书。

1、国家及地方有关标准和政策

《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《室外给水设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《给水排水制图标准》、《环境保护设施运行管理条例》、《环境工程技术规范制订技术导则》……

2、工程可行性研究报告

含义：

简称工可报告，是对工程项目进行全面分析和论证评估的书面报告。

目的：

决策依据

3、政府有关批文和设计委托

项目立项批文：

建筑工程设计委托书：

5.环境工程设计法律依据

•宪法——根本大法

•环境保护基本法

《中华人民共和国环境保护法》

•环境资源单行法

《城市规划法》《矿产资源法》《水土保持法》《森林法》等

•环境标准

6.重点污染物排放的总量控制

四个基本量

•水环境容量：

水环境使用功能不受破坏条件下，受纳污染物的最大数量，有稀释容量和自净容量组成。

ECw=（Csiw-Coiw）×Vw+Gwi

•受纳水域允许纳污量：

满足不同设计水量条件，单位时间内保护区所能受纳的最大污染物量

•控制区域容许排污量：

受纳水域允许纳污量乘一个安全系数。

•排放口总量控制负荷指标

三种类型：

•容量总量控制：

自受纳水域容许纳污量出发，以水质标准为控制基点，以污染源可控性、环境目标可达性，制定排放口总量控制负荷指标的总量控制类型。

•目标总量控制：

自控制区域容许排污量控制目标出发，以排放限制为控制基点，从污染源可控性研究入手，进行各排放口总量控制负荷分配。

•行业总量控制：

自总量控制方案技术、经济评价出发，以能源、资源合理利用为控制基点，从最佳生产工艺和实用处理技术两方面进行各排放口总量控制负荷分配。

第二章厂址选择与总平面布置

厂址选择的重要性

Ø是项目建设条件分析的核心内容

Ø关系到工业布局的落实、投资的地区分配、经济结构、生态平衡等具有全局性、长远性的重要问题

Ø决定着项目投产后的生产经营，可以说，它直接或间接地决定着项目投产后的经济效益。

厂址选择问题是项目投项目资决策的重要一环，必须从国民经济和社会发展的全局出发，运用系统观点和科学方法来分析评价建厂的相关条件，正确选择建厂地址，实现资源的合理配置。

1.城市污水处理厂选址

室外排水工程规范（2000年版）：

1、污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求，并应根据下列因素综合确定：

（1）在城镇水体的下游；

（2）在城镇夏季最小频率风向的上风侧；

（3）有良好的工程地质条件；

（4）少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护距离；

（5）有扩建的可能；

（6）便于污水，污泥的排放和利用；

（7）厂区地形不受水淹，有良好的排水条件；

（8）有方便的交通、运输和水电条件。

2、污水厂的厂区面积应按远期规模确定，并作出分期建设的安排。

固体废物填埋场选址应遵循的原则

•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

厂址选择的原则

•厂址选择一般包含：

地点和场地选择

•地区选择：

对所建厂在某地区内的方位及其所处的自然环境状况进行勘测调查、对比分析。

•场地选择：

对所建厂在某地点处的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性进行周密地调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据。

•总原则：

•符合工业布局、规划、法律、法规

•利用有利条件、避开和克服不利条件

•接近能源、原料产地和产品消费区。

•具体地点选择的原则

地形、面积和地势（地形图）

•1.等高线：

地面上同高度的各点连接成的封闭理想曲线。

•等高线表示的意义：

•a、等高线的间距愈小，表示地面坡度愈大；反之，则愈平坦；间距相等则表示此地面坡度相同。

•b、在封闭的等高线中，几条较高的封闭线表示此地势为山峰；反之则为低谷。

•c、等高线的数字表示该地形的绝对标高，称为海拔高度。

标高的基准面，我国选用黄海海面（即青岛海面）为零面。

地形图的使用方法

•a、地形图中所用的山峰、低谷等统称为地形并附以符号表示；所有房屋、公路、道路、寺庙等统称为地物，也附以符号表示。

•b、地形图中必须标明方向，通常方向箭头表示指向北方。

•c、地形图中注明比例尺（1/10000），可以用来计算图中的尺寸和面积。

•d、地形图中标注所选厂址的方位与地势变化形势，称为厂址地理位置图与地形图。

要求

•基本平坦

•略有坡度0.5%-5%

•历年最高洪水线上

•山区：

塌方、滑波和泥石流

地质：

避开地震断层<7度，不能>9度，避开泥石流、滑坡、流沙、溶洞、沼泽，避开矿藏区、采空区、古井、古墓，地基承载力（地耐力）>120-150kN/m2，，冻土层。

气象条件

　气候在选择建厂地区时是一个重要因素。

除了直接影响项目成本以外，对环境方面的影响也很重要。

特别是在有大量运输和建筑工程的项目中，天气是影响项目的主要因素。

在厂址选择时，应从气温、湿度、日照时间、风向、降水量等方面说明气候条件。

这些方面中的每一项都可以进行更详细的分析，如平均日最高气温和最低气温及日平均气温等。

2.风玫瑰图***

◆一个地方的主导风向，就是风吹来最多的方向。

◆为了考虑主导风向对建筑总平面布置的影响，常将当地气象台观测的风气象资料，绘制成风玫瑰图供设计使用。

风玫瑰图有风向玫瑰图和风速玫瑰图两种，多用风向玫瑰图。

◆风向玫瑰图表示风向和风向频率。

风向频率是在一定时间内各种风向出现的次数占所观测总次数的百分比，根据各方向风的出现频率，以相应的比例长度，按风向中心吹描在8个或16个方位所表示的图线上，然后将各相邻方向的端点用直线连接起来。

绘成为一个形似玫瑰花一样的闭合折线，这就是风向玫瑰团。

◆图中最长者即为当地的主导风向。

在看风向玫瑰图时，它的风向是由外缘吹向中心。

决不是中心吹向外围。

◆总平面设计手册中都列有我国主要城市的风向玫瑰图。

◆在每一城市的风玫瑰图中，以粗实线表示全年风频情况，虚线表示6~8月夏季风频情况，它们都是根据当地多年的全年或夏季的风向频率的平均统计资料制成．需要时可查问参考。

◆总平面布置时，将发酵工厂的原辅材料仓库、生产车间等卫生要求高的建筑物布置在主导风向的上风向，把锅炉房、煤堆等污染产品的建筑物布置在下风向，以防污染。

风速玫瑰图也是用类似于制作风向玫瑰图的方法绘制而成，其不同点是在各方位的方向线上不是按风向频率比例取点，而是按平均风速（m／s）取点。

注意：

风玫瑰图是一个地区，特别是平原地区风的一般情况．但由于地形、地物不同，对风气候（大气环流所形成的风）起着直接的影响。

由地形引起局部地区性的气候和由错综复杂地形、地面状况对风的阻滞或加速而形成的地区性的风（局部地方风，如水陆风、山谷风、顺坡风、越山风、林源风、街巷风等）往往对一个局部地区的风向、风速起着主要的作用。

所以，在进行发酵工厂总平面设计时，应充分注意地方小气候的变化，并在设计中善于利用地形、地势及其产生的局部地方风。

污染系数：

工厂或车间所散发的有害气体和微粒对厂区和邻近地区空气的污染，不但与风向频率有关，同时也受到风速的影响。

如果一个地方在各个方位的风向频率差别不大，而风向平均速度差很大时．就要综合考虑某一方向的风向、风速对其下风向地区污染的影响，其污染程度可用污染系数来表示：

污染系数＝风向频率／平均风速

上式表明：

污染程度与风向频率成正比，与平均风速成反比。

也就是说，某一方向的风向频率越大，其下风向受到污染机会越多，而该方向的平均风速越大，其来自上风向的有害物质很快被风带走或扩散，下风向受到污染的程度就越小。

因此，从污染系数来考虑发酵工厂总平面布置，就应该将污染性大的车间或部门布置在污染系数最小的方位上。

1.环境卫生：

环境较清洁、大气含尘少、含菌浓度低、无有毒有害气体、绿化较好、节能远离机场、铁路、码头、交通要道位于污染源和主导风向的上风侧建在居民区的下风侧

2技术经济条件

二厂址选择的基本方法

1．方案比较法

对项目不同选址方案的投资费用和经营费用的对比，作出选址决定。

偏重于经济效益方面的厂址优选方法。

步骤：

1.先选择几个厂址，列出可比较因素初步分析比较，选出两三个较为合适的厂址方案2.再进行详细的调查、勘察。

3.计算建设投资和经营费用。

两费用均为最低的方案，为可取方案。

如果建设投资和经营费用不一致时，可用追加投资回收期的方法来计算.

2．评分优选法

Ø在厂址方案比较表中列出主要判断因素

Ø将主要判断因素按其重要程度给予一定的比重因子和评价值

将各方案所有比重因子与对应的评价值相乘，得出指标评价分，其中评价分最高者为最佳方案

3．最小运输费用法

如果项目几个选择方案中的其他因素都基本相同，只有运输费用是不同的，则可用最小运输费用法来确定厂址。

最小运输费用法的基本做法是分别计算不同选址方案的运输费用，包括原材料、燃料的运进费用和产品销售的运出费用，选择其中运输费用最小的方案作为选址方案。

在计算时，要全面考虑运输距离、运输方式、运输价格等因素。

三厂址选择报告

•厂址选择报告的编写内容可按《轻工业建设项目厂（场）址选择报告编制内容深度规定》（QBJS20）执行。

内容包括：

1.选厂依据及简况2.拟建厂基本情况3.厂址方案比较4.厂址推荐方案5.当地政府及有关方面对推荐厂址的意见.6.结论、存在问题与建议。

1． 选厂依据及简况：

说明依据的项目申请报告及批文；建厂条件；选址原则；选址的范围、选址经过。

2． 拟建厂基本情况：

工艺流程概述及对厂址的要求，三废治理及污染物处理后达标及排放情况。

3.厂址方案比较：

概述各厂自然地理、社会经济、自然环境、建厂条件及协作条件等。

对各厂址方案技术条件、建设投资和年经营费用进行比较，并作《技术条件比较表》，《建设投资比较表》、《年经营费用比较表》。

4.厂址推荐方案：

论述推荐方案的主要优缺点,并与拟建厂所要求的基本条件进行比较.

5.当地政府及有关方面对推荐厂址的意见.

6.结论、存在问题与建议。

三、厂址选择报告有关附件资料

◎总平面布置方案草图。

（1/2000）

◎技术经济比较表及说明材料。

◎地质水文勘探报告。

◎水源地水文地质勘探报告。

◎环境资及建厂对环境的影响报告。

◎地区震烈度的鉴定书。

◎地形图（1/10000）和地理位置图（1/50000）

◎气象资料

◎各类协议书：

原料、燃料、产品销售、交通运输等

3、厂址选择的基本要求

不同行业对厂址的要求不同，但其共同的要求是：

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，不能危害周围环境、城镇、河流和景观。

•

（1）工程地质条件；

•

（2）地形要求；

•（3）周围设施条件；

•（4）特殊要求。

厂址选择的环保要求

矢线长度代表风向频率大小，表示污染的时间。

矢线末端风速羽代表平均风速，表示扩散程度，一羽代表0.5m/s。

风向对厂址的影响：

•污染源在最小频率风向的上测；

•避免各工厂重复污染；

•排放量大、毒性大的远离居住区。

•自然条件简单的采取上下风原则，自然条件复杂的污染严重工厂布置于主导风向侧面。

5、温度层结和大气稳定度

•逆温帽（辐射、下沉、湍流、平流和锋面逆温）不利于大气污染物扩散；

•大气稳定度指空气在垂直方向的稳定程度。

根据风速、日照量和云量把大气稳定度分为六类：

强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定，分别以A、B、C、D、E、F表示；

•建设项目的厂址选择应充分考虑到大气稳定度的影响。

6、地形影响

•盆地地形易形成平流逆温；

•山地周围；

7、自然环境与社会环境

•自然环境：

如排放毒气，H2S（石化厂）、CO（合成氨厂）、SO2（硫酸厂、火电厂）对人体的危害都很大，HF对农林业的危害；

•社会环境：

接近原料产地也销售地的策略。

厂址选择的其他要求

1、原料供应

（1）原料因素在厂址选择中占很重要的地位

•原料费用占生产费用能够的60%~80%；

•原料的消耗量很大；

•接近原料产地，开发新原料；

（2）原料种类的选择

•原料的来源和数量；

•技术上的可能性；

•交通运输条件；

•合理利用国家资源，从本地区具体条件出发；

•综合利用。

（3）原料基地的评价

•矿物的储量与品位；

•开采条件；

•经济地理条件。

2、能源的供应

•耗能大的企业建在大型水电站或廉价燃料基地；

•燃料来源要考虑开采和运输、加工利用上都是经济的；

•考虑能源分配的盈亏情况。

3、水源的供应

•足够的水量和一定的水质；

•全局出发，相互协作，综合利用；

•靠海地区能利用海水的地方利用海水；

节约用水，循环水系统、回用水。

厂址选择的步骤

1、准备阶段

•首先明确自身的要求：

工厂的生产规模和扩建规划为前提，确定原料、产品运输量、能源水源、职工需求量及行业特殊要求；

•进行选点（建设地点选择）和定址（具体地址的选择）

•调查初步选定的几个地址，如：

地形、地貌、土壤、工程地质、水文、交通等

•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

•定性比较：

列出主要影响因素，如位置、地质条件、占地、运输、环境保护等，确定每个因素的最高分和等级，然后评分，根据总分得出评定结果。

•定性分析只能用于厂址方案的初步筛选，定性分析后还需要定量分析最终确定厂址方案。

2）经济条件比较

•通过衡算基建投资和经营费用，比较不同方案的经济效益。

厂址选择与平面布置

----总平面布置

一、总平面设计的原则

1.必须按可行性研究报告（或项目建议书）和上级文件进行设计（与初设一致）；

2.应符合当地城市规划或工业区规划；

3.符合有关要求，布置紧凑合理；（节约建设成本）

4.总平面布置应节约用地；

5.改、扩建厂应合理地利用原有设施，并尽量减少对现有生产的影响；

6.分期建设的企业应合理地处理近远期关系；

7.为企业综合利用创造条件；

8.采用多种运输方式，缩短运输距离；

9.总平面设计应进行多方案技术经济比较。

二、总平面布置的一般要求（10条）

2.1符合工艺流程，顺畅连续短捷

1.总平面布置应符合流程及使用功能的要求，保证生产流程的合理性和连续性，使整个企业的各个生产环节具有良好的联系，避免生产流程出现不合理的往复倒流现象。

2.尽量使生产线直线运行，使货流运行距离最短。

1.纵向作业线

3.一般生产作业线的三种类型2.横向生产作业线

3.环状生产作业

4.总平面布置还应适应生产发展的要求，应为企业采用新工艺、新技术、

新设备创造必要的条件。

5.合理的生产流程对较低投资，节省运营成本有着重要的意义，是总平面设计的重要核心。

2.2满足运输要求，运费能耗最小

1.为什么要满足运输要求？

（1）运输线路技术条件的要求：

①铁路运输：

曲线半经、最大纵坡、道岔型号、进入建、构筑物的方式

等；

②胶带运输机要求：

最大坡度要求、运输货物形状；

③道路交叉口转弯半径、平曲线半径、最大限坡等，车间引道、回车场设

置等；

（2）降低运输费用和能耗的要求，最终降低生产费用。

2.运输设计的原则要求：

运量大的车间靠近布置；总的吨.公里数最小。

3.总平面布置应与场外接轨点或码头的位置相适应

①总平面布置的车间工艺流量尽可能与主要货流方向一致，避免生产同主要货流方向逆向。

②接轨点距厂区的中间距离应适宜。

若咽喉距离太短，影响改扩建。

4.总平面布置应考虑多种运输方式，并使之协调，以节约投资，减少运输

费用。

5.总平面布局时，主要运输道路尽可避免同运输繁忙的铁路相交，减少干

扰。

2.3布置紧凑合理，节约建设用地

1.合理缩小建构筑物的间距。

2.建筑物功能相近，可考虑合并布置采用联合厂房。

如许多纺织厂、和机

械厂就是采用一个联合大厂房。

3.建筑物组合集中布置。

4.提高建筑物层数。

（像办公室、仓库（主体仓库）、生活福利设施等可

以采用竖向叠加，减少占地面积）

5.合理布置铁路线路，减少厂内铁路长度和扇形面积。

6.开展综合利用，减少废渣、废料等的占地面积。

7.一次规划分期建设，分期征用土地。

避免早征晚用，征而不用。

8.合理预留发展用地：

预留在车间一侧或一端；在厂区留出整块场地在发

展端；预留厂外。

9.采取合理的建筑外形

10.处理好近期建设和远期发展的关系以及改扩建的新老关系。

2.4利用自然条件，因地制宜布置

1.充分利用地形布置建、构筑物

①平原地区地形平坦，采用平坡式布置；

②丘陵地区高低起伏，可考虑阶梯布置；

③山坡地区高差较大，可采用平坡式，或阶梯式布置；

④建筑物长轴宜沿等高线布置；

⑤结合工艺利用地形高差采用自流运输；

⑥根据场地的面积及外形，选择不同的总平面布置形式。

2.符合工程地质及水文地质条件

①满足地基承载力的要求。

②将重量大的建筑物、构筑物布置在承载力好的地段。

③将有地下室的建、构筑物布置在地下水较深的地段。

④避免在土质不均、地基承载力悬殊的地段（断层、滑坡、溶洞、软土

等）布置建筑物，以免引起不均匀沉降。

⑤特殊地区的布置要求（湿陷性黄土地区、冻土地区、膨胀土地区、软土

地区等）。

3.符合水文条件

①对防水要求较高的车间布置在水位低的地段，以减少防水设施费用。

如：

乙炔站，电石与水生产乙炔气，故应放在地势较高，地面水位较低的地段。

②场地整平标高应高于计算洪水位0.5m以上。

③对位于山脚、低洼地及内涝地区的企业应有截洪、防洪、排洪设施。

④对有可能渗漏腐蚀性介质的建构筑物，应考虑地下水的流向以免污染地

下水其及其它建筑物的基础。

2.5注意建、构筑物的朝向、通风与采光

1.厂区方位的确定

影响厂区方位的因素：

（1）建筑朝向；

（2）场地形状与南北向的关系；

①东西长南北短，则有利南北向布置

②南北长东西短，则有利于东西向布置

（3）运输线路的影响，进厂铁路线路沿长轴布置，建筑物和铁路线平行布置。

2.建筑物的朝向

影响因素：

①当地的气候条件：

寒冷地区南北向好，炎热地区应避免西晒；

②地理环境：

山区考虑小气候适应山沟走向，平原地区南北向有利；

③建筑场地形状：

丘陵地、山坡地、平原地；注意山坡地阴面和阳面；

④车间的生产要求：

如有的车间有通风防晒要求；

⑤建筑物使用功能要求：

如需要求通风的车间以及需日照等要求的车间。

3.自然采光要求：

两个建筑物之间的间距应满足采光要求，按冬至中午太阳

的高度角计算

4.自然通风要求（安全情况）

①高温车间要有良好的通风条件。

如炼铁、炼钢、烧结、铸造车间长轴宜

与盛行风向呈45°―90°夹角。

②产生有害气体、粉尘的车间应布置在通风良好地段，但应在夏季盛行风向

的下风侧。

③在寒冷地区为避免寒风袭击，采用0-45°（建筑物长轴与盛行风向夹

角）布置。

2.6满足卫生要求，有利环境保护（安全情况）

1.将卫生要求相同、相似的车间靠近布置；

2.洁净厂房应布置在盛行风向的上风侧；

3.对产生烟尘或有害气体的车间或设备布置在厂