环境工程专业毕业设计指导书
1．毕业设计目的
毕业设计是在本科生学完教学计划所规定的全都课程后进行的最重要、也是最后一个实践性教学环节。它可以使学生综合运用和深化所学的理论知识，并且较完整地将所学的专业知识应用于实践，培养学生独立分析与解决实际问题的能力，使其受到工程师的基本训练。它还能使学生初步掌握专业工程设计的内容、计算方法、设计步骤与某些技巧，为毕业后的专业工作奠定必要的基础。毕业设计又是以前各教学环节的继续、深化、总结与检验，其效果将直接影响毕业生的质量。
2．毕业设计的范围
环境工程专业（水处理方向）毕业设计范围包括：排水管网、污水泵站、污水处理厂（站）（含污水处理和污泥处理的方案选择、工艺设计及部分建（构）筑物的工艺施工图设计、技术经济评价等），还包括自选专题设计与研究。
3．毕业设计中各项工作的具体要求
（1）方案选择与工艺设计的要求
1）排水管网及泵站
① 根据城镇（厂区）规划，结合项目地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等实际情况，合理确定排水体制。
② 设计区域污水泵站或总泵站工艺均可，泵的台数以2～4台为宜，着重水力计算与水泵型号及泵站内水泵机组管道和电器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构尺寸可参照标准图确定。（可视设计工作量取舍）
2）（污）水处理厂（站）
① 应根据城市规划、企业生产排水等原始资料、考虑环境效益与社会效益，合理地选择水处理厂（站）的位置。要根据国家规定或用户需求的给水水质标准、排水水质标准、排放水体自净能力、深度处理和回用要求及当地的具体条件，如水资源情况、水体污染情况、气候与地形条件等来确定污水处理程度与处理工艺流程。平面布置更应注意紧凑、保证运行便于管理。
② 根据原始资料、当地具体情况以及企业给水、排水的水质特征，分析水质特性，针对水中的污染物特性选择合适的水处理单元工艺，最终确定水处理工艺流程。
③ 在确定水处理工艺流程时，选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各构筑物有关设计参数、尺寸与所需的材料与规格等，部分水处理工艺需计算水量平衡。
④ 根据原始资料、当地具体情况以及企业给水、排水的水质特征，分析水质特性，选择合适的污泥处理工艺方法，进行各单体构筑物的设计计算。
⑤ 对需要绘制工艺图的构筑物还要进行更详细的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。
⑥ 对水与污泥处理系统要做出较准确的水力计算与高程计算。
⑦ 污水处理工艺的技术经济分析。
（2）绘图的要求
1）在城市给水、排水系统总平面图中，应当明显地显示出城市各区的划分、铁路桥梁、河流、主要排水企业以及公园绿地等；若对初期雨水进行截流处理，还应标明各截流井的位置。并以最鲜明的线条绘出污水管道、雨水管道、泵站与处理厂的位置等。同时注明各计算管段的管径、管长、坡度等数据。
2）在给水、污水主干管、雨水主干管纵剖面图中，明显标明纵向和横向的绘图比例、各设计管段的管径、长度、坡度、埋深、管内底标高、地面标高。
3）在给水、污水处理厂（站）的平面图中，必须将给水、污水与污泥处理构筑物、泵站及附属构筑物按比例绘出，并注明其主要尺寸。上述各种构筑物及各种管道布置应尽量紧凑、节省占地面积，同时还要遵守设计规范、考虑运行管理、检修、运输及远期发展的可能性。还要注意土方平衡，以减少土方量与施工费用。污水和污泥流程应尽量考虑重力流，避免迂回曲折。给水、污水与污泥管道按计算结果注明其管径、长度、坡度、闸阀与其它构件位置以及管道与其他构筑物之间的相对位置等。
4）在给水、污水与污泥高程中，要求沿污水与污泥处理中流动距离最长、水头损失最大流程，并按最大设计流量进行高程计算，以此来绘制各处理构筑物与连接管道（槽）的高程剖面图。为保证各构筑物之间的水、泥能靠重力自流，必须精确计算各构筑物及管道中的水头损失，这既包括沿程水头损失又包括局部水头损失，还应考虑事故与扩建等情况所需要的贮备水头。图中必须注明原有地面与平整后地面标高、构筑物的顶部、底部与其中水面标高、受纳水体的洪水位、常水位和现最低水位标高等。横向比例可采用1：500～1：1000，纵向可采用1：50～1：100。
5）泵站工艺设计图除了合理准确地布置机组、管道、闸阀与电气设备之外，还应注明各部件的精确位置、相对尺寸以及各种设备与构件的型号。机座基础与各种预留孔也应明确绘出。（视时间长短取舍）
6）各构筑物的工艺设计图应力求达到扩大初步设计的深度。要求将其本身及其附属设备与部件按计算或设计尺寸详细绘出，附属设备等型号也应在图中标出，还应绘制必要的剖面图与结点大样图。材料表中应详尽列出构筑物所需的设备、部件、仪表型号。（此项具体要求由指导教师定，或参考相应的图集）
7）最终形成的图纸成果不少于7张（A2），且至少包括以下内容：
① 平面布置图（A2） 1张；
② 工艺流程图（含高程标注）（A2） 1张；
③ 主要单体构筑物工艺图（A2） 不少于5张；
④ 图纸目录（A4或A3） 1张；
⑤ 设计说明书（含工艺简图、工艺说明、主要设备规范表等） （A2）。
（3）撰写毕业设计说明书的要求
说明书应按下列顺序与内容撰写：（具体格式按照《天津工业大学毕业设计（论文）工作指导手册》和《天津工业大学毕业论文/毕业设计说明书参考模板》执行）。
1）中文与外文摘要
2）目录
3）概述
① 对设计对象概况简要介绍  如城市的地理位置、性质、经济概况与发展方向等。
② 对本设计城市的总体规划、分期修建计划、河流等水体、铁路与重要工业企业的位置和作用等作一般性描述。
③ 概述城市的地形特点、地质、水文与气象等自然资料。
④ 概述城镇、企业用户给水用途，根据用户需求或国家标准列出给水水质、水量的要求等。
⑤ 概述城市受纳水体和名称、流量、水质、污染状况、水文情况、功能与现在利用情况，以及当地环保部门对水体排放污水的要求等。
⑥ 对设计依据与设计任务书的简述。如果是真实的工程设计，还应对委托设计书及选厂报告的批准机关、文号、日期、批准内容与设计委托单位等加以说明，
4）给水、污水量与水质  进入污水处理厂的污水设计流量及相应的水质。
5）排水体制的选择
① 排水系统体制选择的说明。
② 排水系统方案的拟定，首先应拟定两个或两个以上的管网系统方案。也可以是局部变化方案。说明排水系统主干管、布置形式与主要尺寸和材料。
6）泵站工艺设计
包括泵站位置选择和构造形式、主要尺寸、设备型号与数量、技术性能等说明、集水池的容积、平面尺寸、有效深度、进水格栅等。（视时间长短取舍）
7）排水系统（包括泵站）的工程概算及有关技术因素的比较。优选一个较好方案。（视时间长短取舍）
8）给水、污水处理厂（站）位置的选择
根据地形、气象、水文等原始资料，考虑城市总体规划与环境影响因素，通过简单的技术经济比较选择适宜的厂址，并加以说明。
9）污水处理程度的确定
根据进厂污水水质与出水水质需要执行的排放标准确定。
10）给水、污水与污泥处理工艺选择
说明给水、污水、污泥处理工艺选择的理由，以及给水、污水、污泥流程布置的原则并且按流程顺序说明各构筑物的方案比较或选型、功能优缺点与选取的主要设计参数。
11）各处理构筑物的设计
① 按流程顺序，在选型的基础上，通过计算来确定各构筑物的尺寸、构造、材料与主要设备的型号、规格、技术性能与数量等。这是工艺设计工作较大的一个阶段，也是绘制工艺图的基础。
② 对于拟绘制工艺施工图的构筑物要进行更详细的设计。
12）污水与污泥处理系统的高程计算
13）技术经济分析评价
进行土建工程投资估算，再加入机械与电气设备、管道工程、检测与控制仪器仪表、分析化学仪器等费用，汇总得到项目建设直接费，再计入间接费后得到项目建设投资费用。成本分析包括土建与设备折旧、装机容量及电耗、药剂消耗、及人工费用等计算与分析，最终得出处理吨水的运行管理费用与含土建和设备折旧在内的成本费用。（此项具体要求由指导教师定）
14）存在的问题与建议
（4）撰写毕业设计计算书的要求
l）管道系统的设计计算
① 管道系统的设计计算
a．给水、污水管道的平面布置
根据给水厂、污水厂或出水口位置，依次布置主干管、干管、支管并确定中途泵站的位置。平面布置时应考虑地形因素对管道定线的影响，一般将主干管和流域干管布置在集水线上，尽量让污水靠重力流动，尽量不设或少设中途泵站，同时应尽量避免主干管、干管与障碍物相交。
b．给水、污水管道设计流量计算
（a）划分设计管段，计算各设计管段的排水面积并编号、用箭头标出水流方向；
（b）求居住区单位面积上的平均生活给水、污水流量；
（c）列表计算设计管段的设计流量；
（d）列表进行水力计算。计算时应注意控制点位置的选择及其高程确定，以及必须满足水力计算数据的规定。
2）给水、污水处理厂的设计计算
① 计算给水、污水处理程度
② 确定给水、污水处理方法及流程，对所提出的各种方案进行技术经济比较和选择，得出最优处理流程作为设计方案。
③、处理厂各构筑物（如格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流泵站、浓缩池、消化池以及消毒设施，计量设施等）的设计计算与有关简图。
④、给水、污水泵站的设计计算主要有：根据进厂给水、污水管道的水面标高、进水粗（中）格栅水头损失、集水池有效水深和厂内第一个构筑物的水面标高等数据计算出给水、污水泵所需扬程；根据给水、污水设计流量和扬程选定污水泵型号、台数以及所配电机的型号，设计污水泵站的尺寸，并计算集水池容积和尺寸；布置吸、压水管路及机组。（视时间长短取舍）
4．步骤与进度安排
步骤与进度安排大致如下表所示：
表1  毕业设计步骤与进度安排
管网定线与水力计算等 2周
水处理工艺方案确定 2周
污水处理厂构（建）筑物的设计计算 3周
污水处理厂总平面图与高程计算、高程图 2周
其它单体构筑物工艺图 3周
整理毕业设计说明书和计算书 2周
准备参加毕业答辩 1周
由于每个学生的毕业设计任务与内容、专题的范围与深度可能有很大差异，所以上述进度安排仅供参考，可以在教师指导下重新安排或调整。但是，毕业设计各阶段工作、遇到的问题，尤其是方案选择与处理流程的确定等都必须及时向指导教师汇报，得到教师的认可后继续进行。
5．参考资料及设计规范
[1]张自杰，林荣忱，金儒霖．排水工程（下册）[M]．第5版．北京：中国建筑工业出版社，2015
[2]张智．排水工程（上册）[M]．第5版．北京：中国建筑工业出版社，2015
[3]姜乃昌．泵与泵站[M]．第5版．北京：中国建筑工业出版社，2007
[4]中国市政工程东北设计研究院．给水排水设计手册（第1册）——常用资料[M]．第2版．北京：中国建筑工业出版社，2000
[5]北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册（第5册）[M]——城镇排水．第2版．北京：中国建筑工业出版社，2004
[6]上海市政工程设计研究院．给水排水设计手册（第9册）——专用机械[M]．第3版．北京：中国建筑工业出版社，2012
[7]上海市政工程设计研究院．给水排水设计手册（第10册）——技术经济[M]．第3版．北京：中国建筑工业出版社，2012
[8]中国市政工程西北设计研究院．给水排水设计手册（第11册）——常用设备[M]．第3版．北京：中国建筑工业出版社，2014
[9]中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]．第3版．北京：中国建筑工业出版社，2012
[10]孙力平等．污水处理新工艺与设计计算实例[M]．北京：科学出版社，2002
[11]张自杰．环境工程——水污染防治卷[M]．北京：高等教育出版社，1996
[12]张大群．水工业工程手册——水工业工程设备V．北京：中国建筑工业出版社，2000
[13]国家城市给水排水工程技术研究中心．给水排水工程概预算与经济评价手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1993
[14]聂梅生．水工业工程设计手册——废水处理及再用[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002
[15]北京水环境技术与设备研究中心．三废处理工程技术手册——废水卷[M]．北京：化学工业出版社，2000
[16]国家环境保护总局科技标准司．城市污水处理及污染防治技术指南[M]．北京：中国环境科学出版社，2001
[17]于而捷，张杰．给水排水工程快速设计手册（2）——排水工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，1996
[18]王洪臣．城市污水处理厂运行控制与维护管理[M]．北京：科学出版社，1997
[19]张智，张勤，郭士全．给水排水工程专业毕业设计手册[M]．北京：中国水利水电出版社，1999
[20]重庆建筑工程学院给水排水教研室．排水工程毕业设计参考图集，1993
[21]哈尔滨建筑工程学院给水排水教研室．给水排水工程毕业设计参考图集，1993
[22]天津城市建设学院给水排水教研室．排水工程毕业设计参考图集，1994
[23]丁亚兰．国内外废水处理工程设计实例[M]．北京：化学工业出版社，2000
[24]崔玉川．城市污水厂处理设施设计计算[M]．第二版．北京：化学工业出版社，2010
[25]上海市建设和交通委员会．GB 50013—2006  室外给水设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2006
[26]上海市建设和交通委员会．GB 50014—2006 （2016年版） 室外排水设计规范 [S]．北京：中国计划出版社，2016
[27]国家环境保护总局科技标准司．GB 18918—2002  城镇污水处理厂污染物排放标准[S]．北京：中国环境科学出版社，2002
[28]中华人民共和国水利部．GB50265-2010  泵站设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2011
[29]王启山．水工业工程常用数据速查手册[M]．北京：机械工业出版社，2005
[30]王亚娥．城镇污水处理厂设计基础及参考图集[M]．北京：化学工业出版社，2014
[31]游映玖．新型城市污水处理构筑物图集[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007
[32]李世华．市政工程施工图集（第二版）-给水、排水、污水处理工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，2014