优秀毕业设计毕业论文深圳市某18层商住楼建筑给排水 56页

如今，我国国民经济实力的不断增强，建筑业的迅速发展，建筑物的总体建设水平不断提高。建筑内部的给水排水工程是建筑设备中的重要组成部分，其技术水平及先进性直接影响建筑物的使用功能，与人们生活，环境，安全息息相关，涉及到千家万户,与社会的环境保护，水资源的合理利用，可持续性发展紧密相连。建筑给水排水工程发展迅速，在理论和实践上都将不断地完善和发展，对建筑给水排水专业的人员，在数量和质量上都提出了更高的要求，应具有更先进的设计理念利更高的设计水平，不断引进先进技术，要切实把理论和实践相结合。为了巩同和掌握建筑给水排水工程的理论知识和实践能力，本次毕业设计的是深圳市某高层建筑给水排水系统。其中包括建筑给水系统，建筑排水系统，建筑消防系统的设计。只有用科学的方法和实践的结合，才能保证给水排水的系统的安全可靠运行，保证用户的用水需求，乂可以最大限度的降低建设投资和运行成本。在平时的学习屮已经积累了一定的理论基础知识，再加上这次的建筑给水排水工程的设计实践，又加深了对理论基础知识的理解和系统化，更锻炼了动手能力，也为以后的设计奠定了坚实的基础。只有把理论和实践和结合才能发现问题，解决问题，加深记忆。在这次设计中参考了大量书目，其中主要参考书目附于其后。由于高层建筑给水排水系统涉及内容和知识领域广泛，加之木人缺乏实际的工程经验，在设计中难免出现一些不太合理之处，恳请各位老师提出宝贵意见。在综合对比分析的基础上，设计了深圳某高层商住楼建筑给水系统、建筑排水系统、建筑消防系统（消火栓给水系统及自动喷水灭火系统）、建筑屋面雨水排水系统设计。给水系统采用分区供水，低区一到六层，由市政管网直接供水；中区七到十二层，高区十三到十八层，均采用无负压变频供水。排水系统采用污、废水合流制，底层单独\n排放，排水立管设伸顶通气管，污水直接排向市政污水管网。消防系统分消火栓给水系统和自动喷水灭火系统，其中消火栓系统釆用水泵供水。屋面雨水排水系统采用檐沟外排水。给水管采用PP-R管；排水管采用铸铁管；消防系统均采用钢管。关键词：高层建筑；给水系统；排水系统；消防系统TheDesignofBuildingWaterandWastewaterEngineeringfortheEighthBuildingofShanghaiABSTRACTBasedonthesynthesisanalysis,thewatersupplysystem,thedrainagesystem,firesystem(firehydrantsystemandautomaticsprinklersystem)androofdrainagesystemfortheeighthhighcomplexbuildingofShanghaiaredesigned・Thewatersupplysystemisappliedbyverticaldivisionblock・Thefloorsfromthefirsttothesixarethelowareas,waterofwhichissupplieddirectlybythemunicipalpipenetwork.Thefloorsfromtheseventothe12tharetheCentralareasandfromthe13thtothe18tharethehighareas,waterofwhicharesuppliedwiththefrequencyconversionpumpgroup.Thedrainagesystemisaninterflowsystemofsewerageandwastewater.Waterofthefirstfloordrainsseparately,theuprightdrainingpipesareequippedwiththeventilatingpipes,andthenthesewerageisdrainstothemunicipalwastepipenetwork.Thefiresystemincludesthefirehydrantsystemandautomatic\nsprinklersystem.Theroofdrainagesystemisanoutsidedrainagesystem.ThewatersupplypipesanddrainagepipesaremadeofthePP-RpipesandthePVC-Upipesrespectively,andthematerialofthefirefightingsystemismadeofsteelpipes.KeyWords：highbuilding；watersupplysystem；wastewatersystem；firesystem\n摘要ABSTRACT第一章•引言1.1国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容1.2国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容121高层建筑给水排水工程设计方法1.2.2高层建筑给水排水设计的主要内容第二章.工程概况及设计任务2.1工程概况2.2设计资料2.2.1建筑设计资料2.2.2城市给水排水设计资料2.3工程设计任务第三章.建筑给水系统3.1给水系统方案的确定3.2给水管网水力计算321设计秒流量3.2.2中高区给水管网水力计算3.2.3低区给水管网水力计算3.2.4水表水头损失计算\n3.3设备的计算与选择3.4管材第四章.建筑消防水系统4.1消防给水系统方案的确定4.2室内消火栓给水系统4.2.1消火栓的布置4.2.2消火栓口所需的水压4.2.3校核4.2.4水力计算4.2.5其他设施的设计4.3自动喷水灭火系统4.3.1自喷系统的布置4.3.2自喷系统水力计算4.3.3消防水池容积的计算4.4室外消防给水系统4.4.1室外消防给水管网4.4.2室外消火栓4.5管材第五章.建筑排水系统5.1排水方案5.2排水管道水力计算5.2.1排水设计秒流量\n5.2.2排水管网的水力计算5.3管材5.4消防电梯井底排水第六章•建筑雨水排水系统6.1建筑雨水的排放方式6.2管道的布置与敷设6.3雨水系统的水力计算6.3.1雨水流量6.3.2溢流口计算结论参考文献外文翻译及原文谢辞\n第一章引言本次设计的目的是充分利用所学的现有的知识，完成高层建筑给水排水工程的设计。此次设计基木上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充分的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。本次设计在选题的过程中，考虑到地区性、建筑性质，选用高层建筑，建筑类别相对高级，进行建筑给水排水工程的设计，满足人们的生活需要，并且使人们得到舒适、便利牛活环境。设计的大体内容是：建筑给水工程、排水工程和消防工程，设计的意义在于满足人们生活用水的同时，要满足室内的消防用水，保证人们居住的安全性。设计的依据为相关书籍和设计手册、规范。在设计中，大都按照常规方法，严格依据设计规范来进行，建筑给水排水系统及卫生设备要相对完善，在技术上要保持先进的水平，在计算的过程中，尽量使用符合经济流速的管径，以便降低成本，同吋要考虑水的漏失、压力情况来选择管材和一些连接管件，以便在水从市政管网输送到建筑内用户的过程中，水的漏失量最少，节约水资源。1.1国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本理论和计算方法在某些方面是相同的，但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂，以及所受外界条件的限制等，高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上，述是广度上，都超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴，并且有以下一些特点高层建筑给水排水设备的使用人数多，II舜时的给水量和排水流量靠的水源，以及经济合理的给水排水系统形式，并妥善处理排水管道的通气问题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。下面就高层建筑给水排水工程的主要特点介绍如下：⑴高层建筑层数多、高度大。给水系统及热水系统中的静水压力很大，为保证管道及配件免受破坏，必须对给水系统和热水系统进行合理的竖向分区，加设减压设备以及中间和屋顶水箱，使系统运行完好。⑵高层建筑的功能复杂，失火可能性大，失火后蔓延迅速，人员疏散及扑救困难。为此，必须设置安全可靠的室内消防给水系统，满足各类消防的要求，而U消防给水的设计应“立足自救”，方可保证及时扑灭火灾，防止重大事故发生。⑶高层建筑对防噪声、防震等要求较高，但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多，必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防\n压力过高等措施。以保证管道不漏水，不损坏建筑结构及装饰，不影响周围环境，使系统安全运行。1.2国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容1.2.1高层建筑给水排水工程设计方法近年来，随着高层建筑业的快速发展，建筑给水排水工程设计方法也有了不少的改进和更新。⑴高层建筑牛活给水首先，对适用于高层建筑的生活给水设计秒流量计算方法的研究，一直不断地在进行。经验法，概率法，平方根法等计算方法不断地被修正和改进。用科学的概率法取代现在仍在使用的平方根法，研究人员在此方面进行了不少尝试。其次，变频恒压调速供水技术日益成熟，加上减压阀的使用，改善了原来高层建筑“水箱一水泵联合供水”和“水箱减压”方法中出现的“水质二次污染''和“水箱占用大量建筑面积”的状况，同时也达到了节能效果。再次，在贮水方面，合建水箱的设计方式己越来越少的被采用，取而代之的是生活水池与消防水池分建的设计方式，其中，生活水池也大多倾向于采用不锈钢板等组合式水箱。⑵高层建筑消防给水首先，因为高层建筑的消防特点是“立足于自救二因而自动喷水灭火系统的设计更加受到重视，新的《自动喷水灭火系统设计规范》己于2001年7月颁布执行。新的规范对设置场所危险等级、设计基本参数、管道水力计算等方面都作出了一些调整。这些调整都是注入了广大设计人员近年来工作研究实践得出的宝贵经验，以及借签了国外工程设计经验的结果。其次，消火栓给水系统也在变频分级供水方面进行的有益的尝试和应用。另外，为保障高层建筑火灾初期消防水压及水量而设计的稳高压系统，先从深圳地区得到应用，然后逐步在各地推广开来，其计算及设计手段逐渐成熟，乃至有人建议将稳高压消防给水系统单独列入《高层民用建筑设计防火规范》以区别原有的常高压消防给水系统和临时高压消防给水系统。⑶高层建筑排水排水的输送已不限于重力流和压力流，虹吸流出现在压力（虹吸）式屋面雨水排水系统。排水铸铁管在防噪声，抗震，防火等方面有着很好的效果。1.2.2高层建筑给水排水设计的主要内容建筑业迅猛发展，各项工程设计内容丰富。高层建筑给水排水设计的主要内容有：\n⑴给水工程设计的主要内容高层建筑给水工程设计的主要内容有:用水量计算，给水方式的确定，管道设备的布置，管道的水力计算及室内所需水压的计算，水池、水箱的容积确定和构造尺寸确定，水泵的流量、扬程及型号的确定，管道设备的材料及型号的选用，施工图的绘制和施工要求。⑵室内消防设计的主要内容高层建筑室内消防设计的主要内容有:消火栓系统，自动喷水灭火系统，二氧化碳灭火系统，干粉灭火系统，卤代烷灭火系统（现已不让采用），蒸汽灭火系统，烟雾灭火系统等。以水作为灭火剂的主要有消火栓系统和自动喷水灭火系统•自动喷水灭火系统又分:闭式系统（有湿式、干式、预作用、重复启闭预作用四种系统），雨淋系统，水幕系统，自动喷水一泡沫联用系统。其中闭式系统中的湿式自动喷水灭火系统最为常用。消火栓给水系统设计包括消防用水量的确定:消防给水方式确定:消防栓的位置、消防栓的个数和型号确定;消防水池、水箱的容积确定;消防管道的水力计算及消防水压的计算;消防水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定;消防控制系统的确定:消火栓给水系统的自动喷水灭火系统设计施工图绘制及施工要求。包括:方案确定;供水方式确定:喷头布置;喷头型号的确定;管网水力计算;报警阀、水流指示器的选型泊喷水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定;自动控制系统的确定;自喷系统的施工图绘制及施工要求.⑶排水工程设计的主要内容高层建筑排水工程设计内容包括:排水体制的确定，排水方案的确定，排水管道系统的布置，排水管道的水力计算及排水通气系统的计算，卫生设备的选型及布置，局部污水处理，构筑物的选型，屋面雨水排水系统的确定，排水管材的定型，排水系统施工图的绘制和施工要求。第二章•工程概况及设计任务2.1工程概况该楼位于深圳市，地上十八层，地下两层，地下均为储藏室。地上一、二层均为商业区，三层为办公区，四层为办公与住宅混合，五至十八层均为住宅，各层高度如下：地下室为3米，一层高\n3.9m,二层高3.4m,办公及住宅标准层3m,建筑总高度61.4m。2.2设计资料2.2.1建筑设计资料建筑物地下一层平面图，地下二层平面图，一层平面图，二层平面图，三层平面图,四层平面图，五层平面图，十、十三、十六层平面图，六至九、H、十二、十四、十五、十八层平面图，屋顶平面图。2.2.2城市给水排水设计资料1•本建筑为十八层商住楼。2.小区供水管网接入点供水压力0.40兆帕。3•小区居民生活污水就近排入市政管网2.3工程设计任务在本次设计中，要求设计的该建筑的给水排水工程的内容如下：（1）建筑给水工程设计（2）建筑排水工程设计A.污、废水排除B.雨水排除（3）建筑消防工程设计A.消火栓系统工程设计B.自喷系统工程设计第三章.建筑给水系统3.1给水系统方案的确定该建筑为高层建筑，市政管网所提供的最小资用水头为400kpa,若只采用一个给水系统供水，建筑低层的配水点所受的静水压力很大，易产生水锤，损坏管道及附件，流速过大产生水流噪音；低层压力过大，开启水龙头时，水流喷溅严重；使用不便，根据《建筑给水排水设计规范》，卫生器具的最大静水压力不宜超过0.45MPao由于其层数多,\n竖向高度大，为避免低层配水点静水压力过大，进行竖向分区。据设计资料以及规范中的要求并结合该楼的功能分区，将该建筑在竖向上分为3个供水区，低区为1〜6层（分左、右两区供水）；中区为7-12；高区为13〜18层。低区利用市政给水管网供水压力直接供水；中区和高区采用变频水泵加压供水。本设计采用高区每层均设锁闭调节阀的供水方式，釆用Y型减压稳压阀，使供水达到最大舒适度。变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式，可以实现水泵流量供水时保持高效运行，使运行更可靠、更合理、更加节能。变频调速水泵具有以下优点:⑴设备时刻监测供水量，使机组处于高效节能的运行状态。水泵软启动，启动电流小，能耗少。⑵设备占地面积小，不设高位水箱，减少了建筑负荷，节省水箱占地面积，又可有效的避免水质的二次污染，给水系统也随之相应简化。⑶水泵软启动，减少了水泵机组的机械冲击和磨损，因而延长了设备的使用寿命。⑷管理简便、运行可靠。⑸无负压设备可以充分利用市政管网的压力，并且不会使市政管网产生负压。⑹无负压供水设备不需设水池，避免二次污染。前已述及，该建筑给水系统竖向分三个供水区，地上一〜六层为低区，利用市政管网供水压力直接供水。7〜12层为中区，13〜18层为高区。中区和高区采用变频调速水泵供水。机组设置在地下室，给水设备间。2.2给水管网水力计算进行给水管网最不利管段的水力计算，目的是算出各管段的设计秒流量，各管段的长度，计算出每个管段的当量数，进而根据水力计算表查岀各管段的管径，每米管长沿\n程水头损失，计算管段沿程水头损失，最后算出管段水头损失之和，进而根据水头损失算出所需压力。根据设计规范，住宅区为普通住宅II,最高日生活用水定额取250L/（人・d）,小时变化系数取氏=2.5,每户3.5人，使用时数T=24o2.2.1设计秒流量当前我国使用的住宅生活给水管道设计秒流量公式是：仏=0.2•U•/V&（2-5）式中绻计算管段的设计秒流量，L/s；U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%叽计算管段的卫生器具的给水当量总数叫打0.21个卫牛器具给水当量的额定流量，L/So(2-6)xl00(%)式中化计算管段的卫生器具的给水当量总数匕;对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（〃。）的系数。3占缶E(2-7)式屮U.生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，%；%最高用水日的用水定额，L/（人•160x6=]6L/s60消防用水总量>40+30+16=86L/s。2.2室内消火栓给水系统2.2.1消火栓的布置本设计建筑总高度61.4m,依据《建筑灭火器配置设计规范》，本楼属于屮危险级，A类火灾，灭火器配置基准为75m2/A，配置手提式磷酸钱盐干粉灭火器MF/ABC5型，最大保护距离为20m,在合用前室消火栓下设置二组MF/ABC5型灭火器，商铺在每组消火栓箱下设置，按要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同吋到达。木设计中消火栓系统釆用DN65X19的直流水枪，25m长DN65的长麻质水龙带。消火栓保护半径可按下列计算公式计算：R=—+Ls(3-2)式中R——消火栓保护半径，m；Ld——水带敷设长度，ok考虑水带的转弯曲折应为水带长度乘以折减系数0.8；Ls——一般为水枪充实水柱长度的平面投影长度，m,本设计受楼层高度限制取\n4mo因此，消火栓的保护半径为：R=Ld+Ls=25x0.8+4=24m消火栓布置间距釆用下式计算：S=7(/?2-/?2)(3-1)式中S——消火栓间距，m；R——消火栓保护半径，m；b消火栓最大保护宽度，mo本设计中，消火栓采用单排布置，消火栓最大保护宽度b取15m,因此，消火栓间距为：S=』(R2_护)=7(242-152)=1&73m4.2.2消火栓口所需的水压⑴水枪喷嘴处水压：H(l=10afxHm/(I—i//xafxH(3-9)式中Hq——水枪喷嘴处水压，勺——水枪实验系数；勺=1.19+80(0.01・//J,查表可得Hm——水枪充实水柱，m；屮——水枪系数。经过查表，水枪喷口肓径选19mm,水枪系数鸭值为0.0097,充实水柱取Hlf=\2m9单个水枪的设计流量5L/s。水枪实验系数值为1.21。因此，水枪喷嘴处所需水压为:H(/=10afxHm/=1.21x12/(1-0.0097x1.21x12)=16.9mH2O=169kPa⑵水带阻力水带阻力损失：^=\xLdxq；h(3・11)\n式中打——水带阻力损失，m；A.——水带阻力系数；Ld——水带有效长度，m；qxh——水枪喷嘴出流量，L/So本设计中，19mm的水枪配65mm的麻织水带。查表可知65mm的水带阻力系数人值为0.00430,水枪水流特性系数B=1.577o水枪喷嘴实际出流量：qxh=』BHq=Jl.577x16.9=5」6L/s>5.OL/s(3-10)因此，水带阻力损失为：hd=A.xLdx=0.00430x25x5.162=2.86m因此，消火栓口所需水压：H厂Hq+Hd+比0-4)式中丹沙——消火栓口的水压，mH?。;H(/——水枪喷嘴处的压力，mH?。；Hd——水带的水头损失,mH2O；Hk——消火栓栓口水头损失，按2mH2O计算。Hxh=Hq+Hd+Hk=16.9+2.86+2=21.76mH2O2.2.3校核设置的消防储水高位水箱最低水位63.80m,最不利点消火栓栓口高程53.50m,则最不利点消火栓口的静水压力为63.80-53.50=10.30m/720=103kPa,搂救《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)，第747.2条规定，可不设增压设施。\n在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水泵扬程提高,完全能满足屋顶试验消火栓有10m水柱的要求，不再进行核算。4.2.4水力计算根据规范，按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为xl-3a,出水枪数为3支,相邻消防竖管为xl-3b,出水枪数为3支。=Hq+Hd=16.9+2.86+2=21.76m/72O严H“（）+册+h=21.76+3+0.258=25.018mH2°（AH为1点和2点的消火栓间距，力为1~2管段的水头损失）1点的水枪射流量：q则八=Jbhq\2/[、=5.57L/s25.018-21+0.0043x251.577进行消火栓给水系统水力计算时，按图4」以枝状管路计算，配管水力计算成果见羽666赵血诫&>/1ti8SS1tJ8Ktay~saIt1\n图4.1消火栓给水管网计算用图表4.1消火栓给水系统配管水力计算表计算管段设计秒流量q(L/s)管长L(m)管径DN(mm)流速V(m/s)i(kpa/m)i*L(kPa)0-15」63.001000.600.0890.2581-210.733.001001.240.3080.9242-816.3047.51001.720.59328.16753-45」63.001000.600.0890.2584-510.733.001001.240.3080.9245-916.3047.51001.720.59328.16756-75.163.001000.600.0890.2587-910.733.001001.240.3080.9249-1041.281.001002.491.251.25Xhy=61.131kPa管路水头总损失为」3xl.l=67.2441kPatv消火栓给水系统所需总水压为\nHx=H1+Hxh+Hw=(53.5+(—5.84))x10+67.2441=543.8441kPa消火栓总用水量Q=41.28L/s,故选用消防泵型号为:125-100-200型2台，一用一备。(Q=33.3〜66.7L/S,H=27.5-44.5mH2O,N=45kW)。4.2.5其他设施的设计⑴水泵接合器水泵接合器的设置数量按室内消防水量计算确定，该建筑室内消火栓用水量为41.28L/S,每个水泵接合器的流量按40L/S计，故设置2组水泵接合器，每组2台，型号为SQXIOO-Ao消防水泵接合器安装与建筑外墙上，以满足明显、使用方便的要求。⑵消火栓的减压当消防水泵工作吋，消火栓处的压力不能超过1.OMPa,当消火栓处的压力超过0.5MPa时就应该采取减压措施。九层及九层以下采用SNJS65型稳压减压消火栓，十二层以上采用SN65普通型消火栓(图集L03S004,36页。⑶消防水箱消防贮水量按存贮lOmin的室内消防水量计算：匕=egxT,x60/l000=86x10x60/1000=51.6m3为避免水箱容积过人，按《建筑设计防火规范》，选用消防水箱贮水量18/n3o选用标准图L03S001-002:20m317号方形给水箱，尺寸为4000mmx2800mmx2000mm(图集第19页)。满足《高规》第7.4.7」条规定。消防水箱内的贮水由生活提升泵从生活水池提升充满备用。⑷消防贮水池消防贮水池的设计详见4.3自动喷水灭火系统。4.3自动喷水灭火系统依据《自动喷水灭火系统设计规范》，本建筑商场及办公区域属于屮危险级I级，设计喷水强度为6L/min>7n2,作用面积为160/n2,喷头距墙不小于0.1m,不大于1.8m。喷头按矩形布置，间距设置为\n3.4mx3.4mo4.3.1自喷系统的布置自动喷水系统在本楼地下一层设置一套湿式报警阀组，并在地下二层至地上三层每层各设置一套水流指示器，喷头宜采用快速响应喷头。采用湿式闭式标准喷头，采用下喷，直径为DN15,喷头动作温度均为68°Co报警阀进出口的控制采用信号阀，报警阀设在地面高度1.2nu自喷系统设置水泵接合器，每个水泵接合器的流量按10-15L/S计算。自喷系统的设计流量取为理论流量的1.3倍，即1.3xl6=20.8L/s,取21L/s,自喷系统设置2个水泵接合器，型号同消火栓系统。4.3.2自喷系统水力计算自喷系统水力计算的目的在于确定管网各管段管径、计算系统所需的供水压力、确定高位水箱的安装高度和选择消防泵。本设计采用作用面积法进行管道水力计算。⑴喷头出水量计算：q=KV10P(4.6)式中q喷头出水量，L/min；K——喷头流量系数，标准喷头K=8()；P——喷头工作压力，MPa。⑵管段的设计流量计算管段的设计流量是从最不利点的喷头开始，逐个算出各喷头节点的出流量和各管道中流量，直至喷头的出流量达到公式4.6所示最大允许值为止。管道中的最终设计流量应满足公式Q=(1.15〜1.30)Qz(4.7)式中Q管道设计流量，L/s；Q，——理论流量，L/s,为喷水强度与作用面积的乘积。⑶自喷系统水力计算使用作用面积法对系统进行水力计算。\n①每个喷头的喷水量为q=k4^P=80a/1=8()L/min=1.33L/s②作用面积内的设计秒流量为2=^=16xl.33=21.28/s\n③理论秒流量为。唏少駕0)x6“Ous比较。与设计秒流量为理论秒流量的1・26倍，符合要求。④作用面积内的计算平均喷水强度为佈16x8013.0x13.0=7.57L/(min>7n)，此值大于规定要求6L/(min*m2)。⑤按公式Jf+F<2R推求出喷头的保护半径Vs42+342R>—=3.4m,取R=3.4m。2⑥作用面积内最不利点处4个喷头的所组成的保护面积为F4=(1.7+3.4+1.7)x(1.7+3.4+1.7)=46.24加$每个喷头保护面积F,=F4/4=46.24/4=11.56/n2其喷水强度q=80/11.56=6.92L/(min*m2)〉6.0L/(min*m2)⑦管段总损失管道沿程水头损失计算：h=ALQ2式中h——计算管段沿程水头损失，m；A——比阻值，S2/l｝；L——计算管段长度，Q——计算管段流量，L/s。(4.8)计算用图如下:\n图4.2自喷系统计算图根据图4.2进行自喷系统水力计算，计算结果见表4.2。表4.2自喷系统最不利管段水力计算表管段编号管段流量(L/s)管径DN(mm)管道比阻A(52/L2)管道长度L(m)管道沿程水头损失(kPa)0-11.33250.43673.426.261-22.67320.093863.422.752-34.00400.044533.424.223-45.33500.011083.410.705-65.33500.011082.57.876-710.67800.0011683.44.527-816.00800.0011683.410.178-921.281000.000267411.714.14.17Xhy=120.72kPa局部损失取沿程损失的20%,湿式报警阀的损失取20kPa,故管段内的总损失为Eh=1.2><120.68+20=164.816kPa⑧系统所需水压，按下式计算：\nH=Zh+P()+Z(4.9)式中H——系统所需水压，kPa；Zh——管道沿程和局部损失的累计值，kPa；P.——最不利点出喷头的工作压力，kPa,取60kPa；Z——最不利点出喷头与消防水池的最低水位的高程差，kPa。H=164.816+60+19.6=244.416kPa⑷加压设备的选择根据上述计算结果，自动喷水灭火系统所需压力为24.4416m//20,所需供水量为21.28L/S,因此由市政管网直接供水即可满足要求。4.3.3消防水池容积的计算水池容积V=OxTx3600/1000=41.28x2x3600/1000+21.28x1x3600/1000=322.096m3CXX由于在火灾延续时间内市政管网能保证连续补水，市政进水管为两根DN200mm,为安全计，按一根补水，其补水量为Q=20L/s,则补水量V=20x2x3600=144000L=144亦消防水池的有效容积匕.=322.096・144=178.096亦。选用标准图集96S828：200m3水池,尺寸为7800mmx7800mmx3500mm(图集第35-46页)4.4室外消防给水系统4.4.1室外消防给水管网室外消防管网布置成环状，室外消防管网从两条市政给水管引入。从消防管网引入室内消防水池的引入管为两条，管径DN300o当其中一条进水管发牛故障时，另一条能保证进水量。市政管网最低压力0.40MPa,满足要求。4.4.2室外消火栓室外消火栓的数量经计算确定，室外消防流量15L/S,故采用3个室外消火栓。沿建筑周边均匀布置，距建筑物外墙不小于5m。由于地处北方，考虑到防冻要求，采用地下式消火栓。安装在消火栓井内，井采用\n保温井盖。4.5管材室内消火栓给水系统管材釆用普通碳素无缝钢管，具有强度高、承受压力大、抗震性能好、长度大、加工安装方便的优点。焊接。自动喷水灭火系统釆用内外壁热浸镀锌钢管，以防止管道锈蚀尔阻塞喷嘴喷口。管道系统的连接，管径＜100mm是采用丝扌II连接，＞100mm时采用沟槽式卡箍连接。管道的配件采用该类管材相应的专用配件。\n第五章.建筑排水系统5.1排水方案根据实际情况、建筑性质、规模、污水性质、污染程度，结合市政排水制度与处理要求综合考虑，本设计室内排水系统采用合流制，卫生间污废水直接排至市政排水管网。在本设计中，由于建筑较高、排水立管长、水量大的缘故，常常会引起管道内的气压极大波动，并极有可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏，从而使下水道屮的臭气侵入室内，污染环境。因而本建筑排水系统首层单独排放，并就近排至户外。高区排水立管设有伸顶通气管，低区不设。地下室消防电梯井底排水通过污水提升泵排至室外城市污水管网。2.2排水管道水力计算2.2.1排水设计秒流量根据《建筑给水排水工程设计规范》，本建筑排水设计秒流量可按下公式计算：佈=0」加阿+q唤(5.D式中佈——计算管段排水设计秒流量，L/s；Np——计算管段卫生器具排水当量总数；务吨——计算管段上排水量最大的一个卫牛器具的排水流量，L/s；a——根据建筑物用途而定的系数，木建筑设计中伐值取1.5。2.2.2排水管网的水力计算当用上述设计秒流量计算公式计算排水管网起端的管段时，因连接的卫生器具较少,计算结果有时会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和，这时应按该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量。根据《建筑给水排水设计规范》可查得各卫生器具的排水流量、排水当量和排水管的管径如下：双格洗涤盆Np=3.00,排水流量为l.OL/s,排水管管径为50mm；洗脸盆竹=0.75,排水流量为0.25L/S,排水管管径为32〜50mm；淋浴器Np=0.45,排水流量为0.15L/S,排水管管径为50mm；浴盆N”二1.00,排水流量为3.00L/S,排水管管径为50mm；大便器（底水箱冲落式）竹=4.5,排水流量为1.50L/S,排水管管径为lOOmmo\n家用洗衣机7V„=1.5O,排水流量为0.50L/S,排水管管径为50mm；排水横管最大设计充满度规定如下：生活排水管道：管径＜125mm,最大设计充满度为0.5；管径=150—200mm,最大设计充满度为0.6。根据规定，建筑内部排水管的最小管径为50mm,厨房洗涤盆的排水立管的管径最小为75mm,凡是连有大便器的支管，其最小管径为100mm。坡度按《规范》表449设计。由于本建筑中卫生间类型、厨房类型、卫生器具类型大部分相同，因此，仅以其中一层的某个卫生间、厨房为例计算即可，不同的可以单独计算。⑴立管1、6水力计算根据图5.1进行排水横支管水力计算，计算结果见表5.1。图5.1立管1、6排水横管水力计算用图立管1接纳的排水当量总数为:148.50勺，=0.12&阿+%和=O」2X1.5J14&5+1.5=3.69厶/$,管径D=110mm。立管6接纳的排水当量总数为:140.25qp=0.12a匹+仏=0.12X1.57140.25+1.5=3.631/5,管径D=110mm。\n表5.118层立管1、6排水横支管水力计算表卫生髀具种类与数量排水当量总数设计秒流量q(L/s)管径DN(mm)坡度洗脸盆浴盆大便器竹=0.75Np=3.00竹=4.501-21000.750.25500.0262-41103.751.25750.0260.0263-40014.501.50110⑵立管2、7水力计算根据图5.2进行排水横支管水力计算，计算结果见表5.2。\n图5.2立管2、7排水横管水力计算用图立管2接纳的排水当量总数为:159.00qp=0.12a頁+仏=0.12X1.57159.00+1.5=3.771/5,管径D=110mm。立管7接纳的排水当量总数为:175.50qp=0.12a+<1.5751.00+1.0=2.291/5,管径D=75mm0立管4接纳的排水当量总数为：4&00qp=0.12a頁+qnvM=0.12X1.5J48.00+1.0=2.251/5,管径D=75mmo表5.322层立管3、4、8排水横支管水力计算表管段编号卫生器具种类与数暈排水当量总数设计秒流量q(L/s)管径DN(mm)坡度•1浴盆大便器洗涤盆竹=3.00N卩=6.00Np=3.000-10013.001.00500.026⑷立管5水力计算\n根据图5.4进行排水横支管水力计算，计算结果见表5.4。5Y图5.4立管5排水横管水力计算用图管段编号卫生器具种类与数量排水当量总数*设计秒流量q(L/s)管径DN(mm)坡度•1淋浴器大便器洗脸盆Np=0.45N/}=4.50Np=0.751-20010.750.25500.0262-30105.250.751100.0263-40000.00+1.50.5500.0264-51000.45+1.51.25750.026立管5接纳的排水当量总数为:115.20qp=0.12a匹+务=0.12X1.5J115.20+1.5=3A3L/s,管径D=110mm5.3管材本设计中的排水管材采用柔性接口机制排水铸铁管。柔性接口机制排水铸铁管材的优点有：强度大，抗震性能好，噪声低，防火性能好,\n寿命长，膨胀系数小，安装施工方便，美观，耐磨和耐高温性能好。缺点：造价高。5.4消防电梯井底排水根据建筑防火设计规范的要求，消防电梯井底应设排水设施，且要求其集水坑有效容积不小于2m3,水泵出水量不小于1OL/so该建筑消防电梯直达地下室，在消防电梯旁的空间作集水坑，在适当下卧，以接纳由消防电梯基底下或基底板上的侧壁引來的废水。本工程即是在基底板上设三个0150过水孔（孔底标高与底板上皮平），且将集水坑底标高与消防电梯底板标高保持0.8m的距离，集水坑选择L03S004-21,既可满足规范关于“集水坑有效容积不小于2,沪”的要求，又可防止排水不净而淹没电梯基底缓冲弹簧，造成锈蚀，危害安全。消防电梯井底排水泵选用污水潜水泵QW40-15-4型两台，一-用一-备（Q=40m3/h,H=15m,N=4kW）o其水力计算考虑的因素同设备间，具体计算略。\n第六章.建筑雨水排水系统6.1建筑雨水的排放方式根据规范，高层建筑的屋面雨水排水宜按重力流设计。该设计采用雨水内排的排放方式，天沟排水。6.2管道的布置与敷设1•排水管的转向处做顺水连接。2雨水管应牢固的固定在建筑物的承重结构上。3.管材采用承压塑料管。6.3雨水系统的水力计算根据规范要求，设计重现期采用3年，降雨历时为5min,查《给水排水设计手册》（二）得，深圳地区q5=6.49L/（5>100/n2）,降雨厚度H=234mm/h6.3.1雨水流量雨水流量按K式计算：(6.1)二么0代-10000式中化——汇水面积，m2；屮径流系数，屋面0二0.9；q5设计降雨强度，。屋顶平面计算用图如下页所示:坡度1=2%\n649x0.9x6&5410000=4.01L/s649x0.9x87""loooo-=5.O8L/s649x0.9x72.6510000=4.24L/s\n加，49心9x65」6#80l/s10000^5=649x0.9x61.74=361l/s10000q6,49x0.9x61.32=364^10000649x0.9x69.844.08L/S10000么严649x0.9x64.16=375^10000649x0.9x6.25—,qv9==3.65L/s10000649x0.9x96.65一…qylQ==5.65L/s10000知=649x0.9x70.542皿10000|2=649x0.9x49.08=287L/s10000q厂649x0.9x6.65=389l/s10000图5・1雨水系统计算用图由规范查得塑料管立管外径:100o所以立管全部使用DelOOo由设计手册，雨水埋地管(充满度1.0),取DN100x3.2(2min=4.100L/$,0=8.432L/s,=20.09L/s)选用雨水斗型号如下：\n87式单斗雨水斗，口径为100mm,雨水斗最大允许汇水面积798.714m2,满足要求。6.3.2溢流口计算溢流口的功能主要是雨水系统事故时排水和超量雨水排除。按最不利情况考虑，溢流口排水能力应不小于50年重现期的雨水量。在天沟末端山墙上设溢流口，口宽b取0.30m,堰上水头h取0.15m,流量系数m取385,则溢流口排水量33=mb莎讥=385x0.3072x9.81x0.15©=29.72L/s溢流口排水量大于雨水设计流量，即使雨水斗和雨落管被全部堵塞，也能满足溢流要求，不会造成屋而水淹现彖。结束语我基木能够充分利用所学的现有的知识，完成了木次该高层建筑给水排水工程的设计。此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充分的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。通过本次设计，自己各方面的能力得到了很大的提高。本次毕业设计的内容主要是建筑给水工程、建筑消防工程、建筑排水工程、建筑雨水排水工程。⑴建筑给水设计采用分区供水，低区一到六层，由市政管网直接供水；中区七到十二层，高区十三到十八层，均采用无负压变频供水，而且中高区采用了目前国外较流行的每层均设减压阀的供水方式，使供水达到更高的舒适度；给水管采用PP-R塑料管。⑵消防系统分消火栓给水系统和自动喷水灭火系统，消火栓给水系统采用水泵水箱联合供水。消火栓系统做到了平面成环、空间成环，采用无缝钢管；自喷系统采用下喷型喷头；采用内外壁热浸镀锌钢管。消防水池设在地下一层储藏室，设两根给水引入管。⑶排水系统采用污、废水合流制，底层单独排放，排水立管设伸顶通气管，污水直接排向市政污水管网。\n高。⑷屋面雨水排水系统采用天沟内排水。本次设计中，没有进行消防系统设计工作的经验，在以后的工作学习中需要逐步提\n参考文献[1]GB5OO15-2003,建筑给水排水设计规范[S].[2]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范（2005年版）[S].⑶GB50084-2001,自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）[S].[4]GB50242-2002,建筑给水排水及采暧工程施工质量验收规范[S].⑸王增长.建筑给水排水工程（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.⑹李玉华.建筑给水排水工程设汁汁算[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.17J中国市政工程西南设计研究院.给水排水设计手册第1册常用资料[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.[8]核工业第二研究设计院.给水排水设计手册第2册建筑给水排水[M]•北京：中国建筑工业出版社，2001.[9]屮国市政工程华北设计研究院.给水排水设计手册第12册器材与装置[M].北京：屮国建筑工业出版社，2001.\nCONDITIONSANDMECHANISMSAFFECTINGSIMULTANEOUSNITRIFICATIONANDDENITRIFICATIONINAPASVEEROXIDATIONDITCHAbstractSimultaneousnitrificationanddenitrificationinaPasveeroxidationditchwasstudied.Thepurposewastoevaluatetheperformancesofbothnitrificationanddenitrificaioninoxidationditches,andtopursuesomepossibleapproachestoenhancenitrogenremoval.Almostcompletenitrificationwasobservedundernormalconditions,butwhenDO<1.Omg/1and/orT<4°Cfnitr币cationwasprofoundlyaffected.Alsobecauseoflowtemperature,transientnitriteaccumulationappearedontwooccasions.ltwasconcludedthatfornitrificationtherewasastrongcapacitytoabsorbshocknitrogenloading.However,denitrificationwasunstableandpoor;Theaverageefficiencyofnitrogenremovelwasonly45%duringastudyperiodofalmost10months.Thebottlenecktodenitrificationwasattributedtothelackofstableanoxiczonesandcarboncompoundsavailabletodenitrifiers.Severaltechnicalapproachesarestronglyproposedtoimprovedenitrification.Keywords:Nitrification,denitrification,Pasveeroxidationditch,anoxiczones.flocs,mixedliquor,dilutionfactor,fibrouscarriers,contacts,contacttank.NOMENCLATUREDO:Dissolveoxygen(mg/1),T:Temperrature(°C),p.e.:Populationequivalent,SS:Suspendedsolid(mg/1),MLSS:Mixedliquorsuspendedsolid(mg/1),MLVSS:Mixedliquorvolatilesuspendedsolids(mg/1),COD:Chemicaloxygendemand(mg/1),BOD5:5-daybiochemicaloxygendemand,HRT:Hydraulicretentiontime(h),SRT:Solidsretentiontime(days),Kj-N:TotalKjeldahlnitrogen(mgN/l),TN:Totalnitrogen(mg/1),SVLSludgevolumeindex(ml/g),SV%:Specificvolumeofsludgesettlementfor30min(%)INTRODUTIONTheoxidationditchprocessisaneconomicandefficienttechniqueofbiologicalwastewater-treatment.Incontrollingeutrophication,oxidationditcharecompetitivewithotheractivated-sludgeprocesses.ThoughthePasveeroxidizethefirstdesignspeculationoftheditchandcancarryonatthesametimeindidingnothopetomakenitricturnrespondtoturntorespondwithanti-nitric,oxidizethespecialstructureofditchandhandlethecharacteristicsoftheprocesstohasalreadyletthisbecomerealistic.Infact,itismanytooxidizetheditchesexistinglyto\nallhavetheseatthesametimetwokindsofrespond.However,theefficienciesofnitrogenremovaldifferfromplacetoplace.IntheframeworkofinternationalagreementonreductionofnutrientsdischargetotheriverRhineandtheNorthsea,Hollandgovernmentputsforwardanewrestricttothecatchmentoftheliquidwasteprocessingfactoryagain.Innewstandard,thetotalnitrogenismustbelowin15mgs/1inawater.Forthis,aconcerningcarryonnitric^turntorespondatthesametimeinPasveeroxidizeditchtoturnsthereactionwithanti-nitricofresearchhasalreadystart.Thisresearchplaninstallsforconditionandmachinesthatrespondsynchronouslyandsettleanaccommodation,returnforincreasethenitrogentodoawaywiththeratetolookfortheviablepath.Forthispurpose,astudyconcerningsimultaneousnitrificationanddenitrificationinaPavsseroxidationditchwasinitiated.Thestudywasintendedtodeterminetheconditionsandmechanismsaffectingsimultaneousnitrificationanddenitrification.TheendconclusionthinkthatrisetodecidethefunctiontolieintheupgradethatoxidizestheditchexistinglytoHollandandinChinaofofappliedexpansion.METHODSDetailsofprocessandconstructionofthePasveerditchIntheearly1960s,apilot-scalePasveeroxidationditchwasconstructedatTNODelftintheNetherlandsfortheresearchpurposeofDrA.Pasveer.Thewholesystemfromasingleditchway,aaeratingspiritturnstobrush,aprecipitatesthepond,aclarifiesthepond,adehydratesthedrybuildingsdirtywaterpromotesthepumpconstitutedflowdiagramisshowninFig.1・Thedesignvolumnoftheditchis150m3withanaveragerecirculationlengthof68.5m;Thehorizontalpieceoftheditchfacestoanisonthebottom3.6ms,descendingthetrapezoidofthebottom1.2ms.Thespiritturnstobrushtoturnroundtheroundforalevelsteel,diameterwithlongdistinguishforthe0.7mand1.5m,respectively.Thecurrentcapacityisabout400p.e.Thepresentsettlerisactuallytheoriginalthickeningtank,whichhasacircularplanwithadiameterof1.62mandaconebaseslopedat60°tothehorizontal.Thedepthsofthecylinderandtheconeare1.55mand0.80m,repectively.Thegritchamberiscubicwithatotalvolumnof40m3;alargediameterwaterwheelin\nthechamberslowlyrotatestopreventSSfromsettling・WorkingconditionsTherawwastewatercamefromawell-definesewerdistrictofDelftcity;theinfluent,therefore,consistedonlyofdomesticsewage.Theinfluentqualityduringthestudyissummarisedintable1.Duringthestudy,theinfluentflowratewasmaintainedatabout60m3/day;Underthusadischarge,thewaterpowerthatclarifiesthepondcarriesforthe29m3/day,thiscapacityandditchesthatmeanstheclearnesspondmatchessmall.OxidizetheditchinwithMLSSandMLVSStosedimentsmeasureamongthem;TheMLSSscopeisgenerallyin1000〜4000mgs/1.(MLSS/MLVSS=0.74)Ithavenointhisoperationprocesstosinkthesandtocarryontotidyupusually;WhenadmixturetheMLSSoftheliquidover4000mgs/1alsowillejecttheditchdirectly.Theearatingbrushturnstobrushaneveryminute80turnofturnsoonunderwatermovementin10〜13cm.Equallyagaincirculatingvelocityaccordingtodipintothewaterdeepofdissimilaritybutsettle,mixwiththevelocitythattheliquidfollowstheditchas0.30-0.37m/s.ThesludgeloadingbasedonCODwasbetween0.02and0.21kgCOD/kgMLSS-day.AccordingtousualCOD/BOD5inHollandis3.0ofratio,predominatetheBOD5ofthedirtymirequantityvaluebethinkinthe0.01〜0.07kg/kgMLSS-Day.ThismeanstooxidizeitisveryhighthatSRTintheditchplant.Accordingtothusanexperience:SRTwasestimatedtobebetween25and50days,ANA1YSESInfluentandeffluentqualitiesandsludgecharacteristicswereanalyseddaily.BesidestheinfluentdatasummarisedinTable1,dailiyanalysesincludedtheeffluentdataintermsofCOD,Kj-N,NH/-N,NO/-N,NO3-N,SS,pH,andalsothemixedliquordatasuchasMLSS,MLVSS,SVIandDO.TheSVImixwithDOetc.Awaterdatathattheliquiddatamean.Thesamplethatentersthewaterandawatersdistinguishesinentrancesinkthesandpondandclarifypond.Thedirtymiresampleadoptdirectfrommethodtakeasampleintheditch.Theseanalysistheoperationneedsaweektocarryontwice.CODwasanalysedaccordingtoaDutchstandardNEN6633.Kjwasanalysedafterdestructionwithsulphuricacidandpotassiumsulphate・NH「-N,N()2〔N,NO3—NwereanalysedaccordingtoDIN38406-5,DIN38405-10and38405-D9-2,oraCuvetteTestdetelopedbyLonge.SS,MLSSandMLVSSweremeasuredaccordingtothestandard\nmethods,2540B,2540Dand2540E(APHA,1990).ThepHandDOwere,resoectively,measuredwiththeMicroprocessorMeterspresentedbyWTW(pH96andOXI91).SVIwasmeasuredandcalculatedonthebasisofSV%andMLSS.RESULTANDDISCUSSIONMassbalanceofnitrogenintheditchIngeneral,thenitrogenlossinaqueoussystemscanbeexplainedbythreepathways:ammoniastripping,assimilationanddissimilationbybacteria.AmmoniaStrippingisaminorpathwayinbiologicalwastewater-treatment.Freeammoniainwaterisinequilibriumwiththeammoniumion.AtpH=7.5,thepercentagesoftheNH4+fromare,respectively,99.6%at25Cand98.3%at°C4.Asaresult,ammoniastrippingwasassumedtobenegligibleasthepHofthemixedliquorintheditchwasusuallybelow7.5.Assimilationisgenerallyresponsiblefor25-30%ofthenitrogenlossinbiologicalwastewater-treatment.Foroxidationditches,however,wastesludgeisquitesmallandnuisance-free.AlongSRTisneededtominiisewastesludge.ThelongertheSRT,thegreatertheamountofauto-oxidationandthelessthewastesludge.InthecaseofthePasveerditch,theSRTof25-50dayswaslongenoughtorealizecompleteauto-oxidation.Therefore,thenitrogenlostintheformofbiomasswasalsoassumedtobenegligible.Excludingammoniastippingandassimilatin,thenitrogenlosswasexplainedjustbydissimilationintheditch.Sothemassbalanceofnitrogencouldbeestablishedbynitrificationanddenitrificationwereeasilycalculated,respectively,byinfluentandeffluentKj-NandTNattheconstantflowrate.NitrificationKj-NconcentrationininfluentandeffluentandtheefficienciesofnitrificationareplottedinFig.2.Theresultsshowthatnitrificationwasquitecompleteexceptfortwooccasions.Theaverageefficiencyofnitrificationof>90%wasobtained.Thereweretwodropstheefficienciesofnitrification,asshowninFig.2.TheoperationaldiaryindicatesthatDOandtemperaturemightberesponsibleforthesetwodropsastheotherenvironmentalfactorshadnosuddenchanges.Dojustaheadoftheaeratingbrushwasmeasuredaround0.8mg/1ondays130-140;temperaturewasfoundbelow4°Condays230-245.TheDodataweremeasuredat12locationsaroundtheditchwiththeaeratingbrushusedasthefirstlocation.Ateachlocation,Dowasmeasuredattwopoints,oneat10cmbelowthe\nwatersurfaceandtheotheratthebottomoftheditch.Figure3showsthemaximumandminimumDOdataintheditch;atypicalDoprofilearoundtheditchisshowninFig.4.AsshowninFig.3,aDogradientbetween0.8and1.5mg/1wasmaintainedundernormalconditions.FromFig.4,theDolevelsonthesurfaceandatthebottombegantoequalizeafteradistanceofabout17mfromtheaeratingbrush(nearlocationBinFig.1).BasedonthemaximumDodata,theeffectofDOontheefficiencyofnitrificationisshowninFig.5.WhenDO>1.0mg/l,theefficienciesofnitrificationreachedalmost100%.AlthoughitwasreportedthataDOvalueofatleast2.0mg/1wasessentialtomaintaincompletenitrificationinbiologicalwastewater-treatment,aDovalueof1.0mg/1ormoreappearedenoughfornitrificationinthePasveeerditch・ThisobservationshouldbeattributedtoalowsludgeloadingorahighSRToftheditch・StenstromandPoduskaandStenstromandSongcametoasimilarconclusionabouttherelationshupbetweenSRTandDO;theyfoundthattheincreasedSRTallowednitrificationatlowerDO.Temperatureinthemixedliquorchangedovertheseasons;monthlyaveragetemperatureissummarizedissummarizedinTable2.TheeffectoftemperatureontheefficiencyofnitrificationisshoeninFig.6・Theefficiencyofnitrificationremainedconstantlyhighwhentemperturewasov©rfivenat4°C,theefficiencyofnitrificationstillreachedover90%.Accordingtotheliterature,nitrificationshouldbeprofoundlyinfluencedbytemperature.However,duetohighSTRstheditchdemonstratedapowerfulnitrifyingcapacityatthelowtemperature.Below4°C,atransientnitriteaccumulationineffluentwasobservedwhilstthenormalNO2—Napproachedzero.Thenitroteaccumulationwasobservedontwooccasionsduringthestudy.OnthesetwooccasionsDOwasnotalimitingFactor(seeFig.3).Toalargeextent,temperaturewasresponsibleforthephenomena,asshowninFig.8.Intheprocessofnitrification,thetransformationofammoniatonitritehasbeenreportedtoyieldapproximatelythreetimesmoreenergythanthetransformationofnitritetonitrate.Therefore,threetimesasmuchnitriteinstep2mustbeprocessedtoyieldthesameenergyasinstep1.Asaresult,nitriteaccumulationisnotexpectedundernormalconditions.TheeffectoftemperatureonthenitriteaccumulationisprobablyrelativetothegrowthcharacteristicsofNitrosomonasandNitrobacter.ThenitriteaccumulationmeantthatNitrobacterwasmoresensitivethanNitrosomonastolowtemperature.\nTherateofnitrificationandtheappliedKj-NloadingarepottedinFig.9.Alinearcorrelationimpiesthattherewasastrongcapacitytoabsorbshocknitrogenloadingintheditch.Inotherwords,thereshouldbeapseudo-maximumvaluewasnotreachedevenunderanitrogenloadingof1.5mgN/gVSS-h.AccordingtoPainter,therateofammoniaoxidationobservedinactivatedsludgeis0.5-6mgN/gMLSSh.BasedontheratioofMLSS/MLVSSduringthestudy,therateofnitrificationintheditchwas1.4-4」mgN/gMLSS・h,whichhadnotreacheditsupperlimit.Forthisreason,theefficiencyofnitrificationinoxidationditchcouldbealwayskeptathighlevels.\n中文译文条件和构造在Pasveer氧化沟中对硝化和反硝化作用的影响摘要：通过对Pasveer氧化沟中的硝化和反硝化作用的研究，达到了评估两种反应的效果并寻求了提高去氧率的一些可能的方法。大多数对完全硝化反应的观察都是在正常条件进行的，但在DO为1.Omg/L和T4时，硝化反应就发牛了深刻的变化。因为低温，使得对呈过渡态的亚硝酸盐不断积累。然而,反硝化反应具有多样性和不稳定性两个特点，在一个为期将近10个月的研究中发现平均的亚硝酸盐去除率仅为45%。反硝化作用之所以碰上这种瓶颈主要是缺乏稳定的含氧区和碳混合物。己有一些建议和方法被提岀用来提高反硝化作用的效率。关键词：硝化作用反硝化作用Pasveer氧化沟含氧区蓄凝物混合液稀释因子纤维载体接触槽术语：DO：溶解氧T：温度p.e：人口当量SS：悬浮物MLSS：混合液悬浮固体MLVSS：可挥发性混合液悬浮固体COD：化学需氧量(mg/L)BOD5：5天牛物需氧量(mg/L)HRT：水力停留时间TN：总含氮量SVI：沉淀容积指数SV%：30分钟沉淀率说明:氧化沟过程是一种经济有效的生物废水处理技术。在控制富营养化污染方面，氧化沟法有着不亚于其他处理技术的竞争力。尽管Ibsveer氧化沟的最\n初设计构想中并没有指望使硝化反应和反硝化反应能够同时进行，但氧化沟特殊的构造和处理过程的特点已让这成为现实。事实上，许多现存的氧化沟都同时具有着这两种反应。然而，氮去除率却因地而异。在一项关于减少对莱茵河与北冰洋的废水氮排放上午国际协议框架中，荷兰政府对废水处理厂的排水又提出了一项新的限制。在新标准中，出水中总氮必须低于15mg/L。更加严格的岀水限制标准意味着未来儿年来有大量的污水厂需要强化升级。为此，一项关于在Pasveer氧化沟中同时进行硝化反应和反硝化反应的研究已经启动。此研究计划为同步反应定出合适的条件和机械配置，还为增加氮去除率寻找可行的途径。最终结论认为，起决定作用的在于对荷兰现存的氧化沟的升级及在中国的的应用推广。技术：Pasveer氧化沟的运行细节及构造早在20世纪70年代，一个探索性的为研究而建立的Pavseer氧化沟诞生To整个系统由一条单沟道，一个曝气转刷，一个沉淀池，一个澄清池，一个脱水干燥房，一个污水提升泵所组成。流量数据已在图1中显示。沟的设计容量为平均每68.5m的循环中150忆沟深为5。沟的横截面为一个上底3.6m,下底l・2ni的梯形。曝气转刷为一个水平钢构回转轮，直径与长分别为0.7m和1.5mo沟原先的设计容积大约为400p.e.。当前的澄清池实际上是原来的贮水池的加厚版本，它是由一个直径1.62m的环状柱体和一个与地面成60度的倾斜角的圆锥组成。沉砂池是一个容积40立方米的立方体；其中的大直径水轮通过缓慢转动来阻止悬浮物的沉降。工作条件：未经处理的废水通过一条专门的污水管道从城市中收集而来，因此，支流仅仅由地下管道组成。支流水质详见表1。在这个研究中，支流流量维持在60丽7天，相应的HRT为60小时左右。在这样一个流量下，澄清池的水力负荷为29^7天，这意味着澄清池的容量与沟渠匹配起来过小。氧化沟中以MLSS和MLVSS来衡量其中的沉淀物；MLSS的范围一般在1000^4000mg/l(MLSS/MLVSS二0.74)。这个操作过程中没有对沉砂渣进行FI常清理；当混合液的MLSS超过4000mg/l时也会直接排出沟外。曝气传刷一每分钟80转的转速在10^13cm的水下运行。平均再循环速率依据浸入水深的不同而定，混合液沿沟的速率为0.30^0.37m/So主导污泥量的COD值在0.02和0.21/kgCOD/kgMLSS之间。根据荷兰通常的COD/BODs为3.0的比率，主导污泥量的B0D5值被认为在0.01〜0.07kg/kgMLSS•day。这意味着氧化沟内的SRT植是相当高的。基于这样一个经验：当污泥产量为30^40gMLSS/day\n时，SRT估计在25~50天之间。分析：FI常的分析对象为进出水水质和污泥的特性，除了表1摘要的进水资料夕卜，分析还包括以COD,K-N,NH；-N,N02-N,N0：；-N,SS,PH以及MLSS,MLVSS,SV1和DO等混合液数据表示的岀水资料。进水与出水的采样分别在入口处的沉砂池与澄清池中。污泥采样采取直接从沟中取样的方法。这些分析操作需要一个星期进行两次。COD的分析是根据荷兰的NEN6633标准。KpN的分析在脱除硫酸和硫酸盐钾之后进行。NH/-N,N02-N,NO3一N的分析的根据DIN38406-5、D1N138405-10和38405-D9-2,或者是郎爵尔发明的试管测试。SS,MLSS和MLVSS的测量是根据标准技术,分别有2540B,2540D和2540E。PH和D0都用计算机技术分析。S1V的测量和计算是通过SV%和MLSS来实现的。结果与讨论氧化沟内混合物的氮平衡通常，氮在一个水环境系统中的损失有三种解释：氨的去除，以及细菌的同化和异化。在一个生物废水处理系统内氨的去除只占很小的一部分。自由氨在水中与氨离子之间存在着一个平衡。当PH=7.5,温度为25°C时氨离子形式的百分数为99.9%,温度为4°C时为98.3%o因此，当氧化沟内混合液的PH植低于7.5时氨的去除是儿乎可以忽略的。在生物废水处理系统中经同化作用除去的氨占的比例大约为25-30%o然而对氧化沟来说废水沉淀物是相当少的（理论上为零）。一个长时间的STR过程对废水沉淀物的最小化来说是必需的。SRT过程越长，自动氧化进行的越充分，废水沉淀物也就越少。以Pasveer氧化沟为例，20-50天的STR过程对实现完全的氧化过程己经足够了。因此，以生物量的形式损失的氮可以被认为是微不足道的。除了氨的去除和同化外，氨的减少只与沟内的界化作用有关。因此氮元素的平衡可以通过消化作用和反消化作用来建立。只要根据止常流量下流入和流出的Kj-N和TN值，硝化作用和反硝化作用的效率能够很容易的计算出来。硝化反应入水和出水的K-N的浓度与硝化反应的效率已在图2中列出。这结果说明了在两种情况下硝化作用进行的相当充分。平均的硝化反应效率可达90%以上。根据图2可以看出，这存在着两个反应效率的下降点。这个操作H志暗示着D0和温度可能与这两个下降点有关，因为其他的环境因素没有如此突然的变化。据测量，曝气转刷前的溶解氧含量在130-140天为0.8mg/l；温度在230-245天是在40°C以下。\nD0值是在12个不同位置测量的，而在曝气刷上为第一位置。在每一位置的D0值测量在两个不同的点。一个在水面10cm下，另一个在氧化沟沟底。图3说明了沟中溶解氧的最大值和最小值（分别位于曝气刷前后）；图4显示了一个氧化沟中典型的溶解曲线。由图三显示溶解氧曲线在0.8与1.5mg/l时是维持在正常的条件下。由图4可以看出，在曝气转刷17m的地方表面及底部的溶解氧开始均匀混合。根据溶解氧的最大值，D0对硝化反应的影响图5列岀。当D0>1.0mg/l时，硝化反应的效率儿乎达到100%。尽管理论上D0值至少要2.0mg/l才足以维持硝化反应的完全进行，但在Passver氧化沟中D0值为1.0mg/l以上就足够了。这归因于沟中的低污泥负荷或高SRT。多位科学家最后对STR与D0之间的关系得出了相似的结论；他们认为STR值的增加使得硝化反应在低D0下进行成为可能。混合液的温度随着季节的变化而变化；月平均温度已在表2中列出。温度对硝化反应效率的影响也由图6显示。硝化反应效率在4°C以上时维持在一个相当高的水平。就算在4°C时，硝化反应效率仍然可达90%以上。根据文献资料反应，温度对硝化反应有着强烈的影响。然而，由于氧化沟中的高SRT值证明了低温下也能进行剧烈的硝化反应。在4°C以下时，当出水口出的普通氨氮值达到一定值是却有一过渡态的亚硝酸盐持续积累。在这个研究中的亚硝酸盐积累被认为有两个原因。这两个原因中的D0值并不是一个限制因素。在很大程度上来说，温度对这种现象的形成有着重要联系，就如图8所示那样。在硝化反应这个过程中，据研究发现把氨转化为亚硝酸盐所需的能量为该逆过程所需能量的3倍。因此，步骤二中3倍数量亚硝酸盐反应所产出的能量与步骤一中的能量值盐积累的影响很可能与相应的硝化细菌和亚硝化细菌的增长有关。亚硝酸盐的增长意味着亚硝酸相等。由此可知，亚硝酸盐的积累并非偶然。温度对亚硝酸菌比硝酸菌在低温下更加活跃。消化反应率与总有机氮的关系已在图9中绘出，成直线形的比例关系暗示着存在一个很强的约束相关性。换句话说，硝化反应存在着一个最大的反应度，而即使在氮含量为1.5mgN/gVSS-h也无法达到这个最大反应度。(3)根据1977的资料显示，活性污泥法中氨的氧化为0.5-6mgN/gMLSS-ho基于此研究中MISS/MLVSS二0.74的比例，沟中硝化反应率为1.4-4.lmgN/gMLSS*h,而这并没达到反应的上限。因此，氧化沟中硝化反应效率可以保持在一个较高的水平。\n谢辞本设计是在指导教师王瑛老师的悉心指导下完成的，从设计方案的确定、设备的选型、管线的布置到设计说明书的撰写，无不倾注了老师的心血和汗水。在此，我对老师在毕业设计期间给予我的辛勤指导和关心表示衷心的感谢！在我毕业设计期间，还和同学们相互学习、讨论，使我的设计工作得以顺利完成，在毕业设计中提升了自身的知识能力，在此向所有曾经关心和帮助过我的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意！