设计准备工作-培训02

设计准备工作
设计准备工作一般泛指设计工作展开之前所进行的基础资料收集、现场调研和原水水质指标核定等工作。

§4-1 设计基础资料的收集
一、设计基础资料的分类
设计基础资料是指与工程设计有关，涉及到政策、规划、自然状况、工程条件、市场信息、设计规模、标准与相关要求、专业技术信息及项目进程等内容的资料文件。

设计基础资料是工程设计的主要依据，它所提供的信息虽然大都比较直接，但却存在着一定的局限性。

1、政策、规划与市场信息类资料
主要包括：
A、政府颁发的相关法律、法规、行业规范、标准或企业内部的制度规定；
B、城镇或企业发展规划，构想或目标；
C、市场信息，如：行业概况、企业生产与管理的水平和特点，新建项目的准备情况，改造项目现有设施的运行状况、存在问题。

2、自然条件资料
主要包括：项目所在地的地形、地貌、气象、水文、工程地质、水文地质资料及地震设防要求等。

3、工程边界条件资料
主要包括：项目建设场地规划红线图、供水、供电、通讯、热力燃气、道路交通及场地状况。

4、市场信息资料
主要包括：相关定额程序及当地市场价格信息等资料。

5、设计规模、标准及相关要求
主要包括：设计委托方提出的设计规模、设计标准、设计前提条件及各种附加设计要求：如工艺水平、用地范围、投资额度、成本限制、人员设置、自动化程度、原料来源、废物处置方式、环境污染防治、交通组织、场地绿化及建筑特色等内容。

6、专业技术信息类
主要包括：当前类似项目建设时常用的工艺技术、特别措施、专业技术、专业设备、仪器仪表及其最新发展状况。

7、项目进程资料
主要包括：此前各前阶段的设计文件、相关批文、会议记录和各方来往信函等。

二、设计基础资料收集的深度与重点
设计资料的收集一般需要遵循项目建设程序和阶段工作的需要，按项目建议书、工程可行性研究、初步设计和施工图设计等四步来进行。

虽然不同设计阶段所收集的各种资料基本类同，但其深度和重点却有着较大的不同，且一般要达到或超过相应设计阶段的需要，为了防止设计过程出现不必要的反复，设计资料的收集通常需要尽量超前和尽量深且细。

各阶段设计资料收集的深度及重点分述如下：
1、项目建议书阶段
本阶段一般只需收集概念性的资料，且可借用类似地区或类似工程的资料，其内容一般会涉及第1~6类资料中与总体设计有关的内容。

2、工程可行性阶段
本阶段一般收集可能需要的粗略性资料，资料深度只要可以满足可行性判断、优劣比较及工程费用估算等需要即可，其内容一般包括第1~6类资料，重点在于第1~4类及第5类中有关设计规模、设计标准、工艺水平、资金筹措及偿还和第6类中有关当前类似项目建设的常用工艺技术、特别措施、专业技术、专业设备及其最新发展等内容。

3、初步设计阶段
本阶段一般收集确定需要的初级资料，资料深度应满足平面与高程布置、单元框架设计、电气与自控系统设计、主要设备与仪表选型、确立基本施工方案及进行工程概算等方面的需要，其内容包括上述各类资料，其重点在于第2~5类和第6类中与设备、仪器选型有关、第7类中与上级批文和遗留问题有关的内容。

4、施工图设计阶段
本阶段一般收集确定需要的详细资料，资料深度应满足各种细节设计、确立具体施工方案等需要，其内容涉及除第4类以外的各类资料，其重点在于第5和第7类中涉及具体细节和第6类中有关设备、仪器安装的内容；
§4-2 现场调研
现场调研一般是结合设计意图，通过现场调查、实验研究和相关信息分析来拾漏补遗，涉猎的广度、挖掘的深度及探视的角度要视设计基础资料收集情况来定，其主要目的在于弥补设计基础资料的不足。

现场调查一般通过抽样调查、对比分析、旁证及现场试验等手段来进行。

由于不同水处理工程的具体情况千差万别，现场调查的具体内容也不宜一概而论。

现场调查的具体内容举例如下：
1、根据生产发展规划、扩容潜力等来评估水处理系统的分期建设需要和考虑分期建设的措施；
2、根据生产变化和生产管理水平等情况来评估水处理系统相关设施的设计余量预留和安全防护措施；
3、根据生产的季节性变化情况考虑设施的分组、设备的组合及系统的生产调整问题；
4、根据生产工艺、设施配备和生产管理水平来评估生产事故发生的可能性和危害程度；
5、根据生产组织安排来推测流量的变化规律、变化周期，进而核定调节池的设计参数；
6、通过所用原料的种类、用量及其在生产过程中的转化来推测原水中污染物的具体种类和影响；
7、通过原水静态沉淀试验评估初沉效率，核定初沉参数；
8、根据混凝试验结果筛选絮凝剂种类、评估混凝沉淀或混凝气浮的处理效果和效率；
9、根据生产管理人员的配备状况和发展要求来评估水处理系统的生产管理要求；
10、对于改造项目，可根据现有设施的运行情况评估存在问题和可挖潜力。

§4-3 原水水质指标核定
原水是水处理的直接对象，由于其成分十分复杂，反映原水水质状况的指标种类众多，准确了解原水的水质状况其实并非易事。

对原水进行全面的检测分析固然是一种选择，但这种做法费时、费力、耗财，且一般情况下也根本没有必要。

鉴于不同类型的原水水质差异很大，如果结合其污染类型、处理要求及相关因素选择部分必要的指标来说明原水的水质状况则既合理又经济。

因此，要恰当地选择原水水质指标就必须从其污染类型与水质指标的种类两个方面说起。

1、水污染类型
所谓水污染，是指由于人类活动排放的各种物质排入河流、湖泊、海洋或地下水体导致水体的物理、化学或生物群落组成发生变化，使水体的使用价值降低的现象。

造成水体污染的原因很多，根据污染物来源可将污染类型分为工业污染、农业污染及城市污染三类。

而按污染物对水体造成的危害则又可将污染类型分为物理污染、化学污染、生物污染、植物营养污染和放射性污染等五类。

不同污染源所引起的污染危害列表如下：
上表虽然只是大致表明了不同污染源可能导致的污染危害类型，但却大大缩小了原水水质指标检测的范围，指明了摸清原水水质状况的基本方向。

2、水质指标
水质指标包括物理、化学、植物营养指标、生物指标、放射性指标等五类，每类又包括若干具体指标以便于从各个方面揭示水样的水质状况。

具体如下：
1、物理指标
1）、感官性水质指标
①、温度：影响水生生物生命活动、水中化学与生化的反应速度、各种物质的溶解度；
②、色度：可能由水中有害物质引起，主要造成人感官上的不快；
③、浊度：可能由水中的有害物质引起，主要造成人感官上的不快，影响光合作用；
④、嗅和味：水中臭味主要由有机物引起，有些无机化合物也造成不同的味道，如氯化钠致使水带咸味，镁盐致使水带苦味，铁盐致使水带涩味，硫酸钙致使水带甜味。

2）、固体物质
①、总固体（TS）：水中物质在105~110℃烘干后的称重即为总固体；
②、悬浮固体（SS）：水中滤除物在105~110℃烘干后的称重即为悬浮固体；
③、溶解固体（DS）：水的滤后液在105~110℃烘干后的称重即为溶解固体；
④、挥发性固体（VS）：水中总固体经600℃灼烧的减重即为挥发性固体；
⑤、非挥发性固体（FS）：水中总固体经600℃灼烧的残余物称重即为非挥发性固体；
3）、电导率
水中的各种溶解性盐都以离子状态存在，具有导电能力，电导率可间接地表示水中溶解固体的含量。

2、化学指标
1）、一般化学指标
①、pH值：与水酸碱性物质有关的指标，以水中氢离子浓度的负对数来表示；
②、碱度：水中能与强酸发生作用的碱性物质含量，代表水中物质对强酸的缓冲能力；
③、酸度：水中能与强碱发生作用的酸性物质含量，代表水中物质对强碱的缓冲能力；
2）、有机指标
①、化学需氧量（CODcr）：在酸性及加热条件下，通过重铬酸钾氧化水中的有机物，以所消耗的重铬酸钾量来表示水中有机物的耗氧量，并折算成（O2）来计量。

一般情况下，近98%以上的有机物可被重铬酸钾氧化，故CODcr在衡量水中有机物耗氧量方面是一个比较理想的指标。

在测定CODcr应注意排除氯离子的干扰。

②、化学需氧量（COD Mn）：在酸性（氯离子浓度高时可用碱性）及加热条件下，通过高锰酸钾氧化水中的有机物，以所消耗的高锰酸钾量来表示水中有机物的耗氧量，并折算成（O2）来计量。

高锰酸钾的氧化能力较弱，对有机物的氧化不如重铬酸钾完全，目前只有部分国家仍将其作为废水水质指标。

在给水处理中仍然普遍采用，亦称OC。

③、生化需氧量（BOD5）：微生物（一般以103~104个/毫升为宜）在20℃通过五天时间好氧降解水中有机物所消耗的氧的量。

一般情况下，五天内碳化的主要过程已结束，硝化将要开始。

BOD5测定受生物接种量和驯化程度的影响较大，测定误差一般较大；
④、总需氧量（TOD）：指水中的有机物在高温（900℃）条件下燃烧氧化成稳定氧化物所消耗的氧的量，一般包括各种有机物及部分无机还原物质，测定结果比较接近理论需氧
量；
⑤、总有机碳（TOC）：指水中的有机物在高温（950℃）条件下，以铂为催化剂燃烧氧化通过测定所生成的CO2含量来确定水中有机物所含碳元素的量；
⑥、动植物油：泛指以动植物油为代表的有机酸和酯类物质，难于生物降解，但对微生物无毒无害。

⑦、石油类：泛指作为烃类物质混合物的石油及其加工品，难于生物降解，并对微生物有毒害活抑制作用。

⑧、表面活性剂：
A、烷基苯磺酸钠（ABS）：难于生物降解，在水中易于产生泡沫，阻碍水体复氧，妨碍水生生物正常生活，造成水体富营养化（因含磷）；
B、直链烷基苯磺酸钠（LAS）：比ABS可生化性稍好，但类似危害性依然存在。

3）、无机指标
①、无机有害物：无机酸、碱及SO42-、SO32-、S2-、Cl-等有害无机盐离子；
②、无机有毒物：如氰化物、砷化物、CN-等有害无机化合物、离子；
③、重金属离子：汞、镉、铬、铅、铜、锌、锡、铁、锰、镍等，会在食物链中传递，对生物可造成毒害；
④、硬度：衡量水中钙、镁、铁、锰、铝等易于形成难溶性盐类的金属离子含量的水质指标，一般换算成mgCaCO3计量，也有以10mgCaO/L作为1度来进行计量；
A、总硬度（Ht）：由于天然水中主要为钙、镁离子，其它离子含量很少，一般以水中钙镁离子的总含量称为水的总硬度；
B、碳酸盐硬度（H Z）：指水中钙、镁离子与重碳酸根所组成的盐，当水体受热后，重碳酸盐分解为碳酸盐，并形成沉淀物由水中析出，故又称暂时硬度；
C、非碳酸盐硬度（H Y）：主要指水中钙、镁离子与硫酸根、硝酸根、氯根等所组成的盐，当水体受热至沸也不会由水中析出，故又称永久硬度；
⑤、含盐量：水中溶解盐的含量，影响水的电导率、对生物生理活动有影响；
3、植物营养指标
1）、氮类指标
①、总氮（TN）：水中的有机氮、氨氮、亚硝酸氮与硝态氮的总和，氮是植物主要的营养盐，容易导致水体富营养化；
②、凯氏氮（KN）：包括有机氮和氨氮；
③、有机氮：存在于有机物中的氮，易于在微生物作用下分解产生氨氮；
④、氨氮（NH3-N）：水中的游离氨与离子态铵盐之和；
2）、磷类指标
①、总磷（TP）：水中有机磷与无机磷之和，磷也是植物主要的营养盐，容易导致水体富营养化；
②、有机磷：存在于有机物中的磷；
③、无机磷：泛指各种磷酸盐，包括正磷酸盐、偏磷酸盐、磷酸氢盐及磷酸二氢盐；
4、生物指标
①、粪大肠菌群数：粪大肠菌对人体无害，但因与病原菌生活环境基本相同，因病原菌检测十分复杂与困难，而粪大肠菌检测却比较容易且数量大大多于病原菌，故将其作为卫生指标以判断病原菌的危害性；
②、病毒：病毒会对人畜会构成疾病伤害；
③、细菌总数：是粪大肠菌群、病原菌、病毒及其它细菌数的总和,可以全面反映水体的卫生状况；
5、放射性指标
①、总α放射性
②、总β放射性；
3、原水水质指标的核定
原水水质监测一般需要涉及的指标应包括：
1、与原水污染类型相关，被处理标准纳入考核的指标；
2、若污染物在处理过程中会转化为与被处理标准纳入考核的指标相关的污染物时，与该污染物相关的指标（如有机氮会转化为氨氮，而氨氮被处理标准纳入考核，有机氮则应列入原水水质检测范围）；
3、虽污染治理无关，但却可能对处理系统构成影响，与此类问题相关的指标（如Cl-会对生化系统构成影响，水温、溶解盐会对溶气构成影响）；
4、根据设计者意图需要了解的指标（如非溶解性的CODcr，可沉悬浮固体等）。