工程制圖在水污染控制工程實踐設計中的基礎作用

毛暉 周莉娜

摘要：工程制圖是工科專業(yè)必不可少的專業(yè)基礎課之一。水污染處理工程是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程，其中重要工藝流程的選擇和設計與工程制圖的應用密不可分。水污染處理實踐環(huán)節(jié)的準確計算，為后續(xù)的工程制圖操作提供依據(jù)，通過工程制圖完成的實踐設計才能充分體現(xiàn)水污染控制工藝設計思想，為實踐設計的完成提供平臺和基礎。

關鍵詞：工程制圖;水污染;設計;流程

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）52-0242-02

一、引言

工程制圖是工程技術中不可缺少的手段。高等教育中，它是多個工科類以及涉工類專業(yè)的重要基礎必修課程，涉及的專業(yè)包括工程類、建筑類、機械類、土木類、水利類以及規(guī)劃類等，還有很多新興專業(yè)，調整傳統(tǒng)培養(yǎng)方案的專業(yè)也涉及工程制圖及相關教學環(huán)節(jié)。工程制圖的基礎，從畫法幾何和投影基礎出發(fā)，早期采用直尺、圓規(guī)、繪圖板，以黑板、模具、掛圖為媒介，經過近200年的發(fā)展，實現(xiàn)向繪圖儀、專業(yè)繪圖軟件以及人機交互模擬平臺的過渡。培養(yǎng)手段不斷推進，培養(yǎng)目標也在不斷深化，以適應專業(yè)不斷增長的需求和行業(yè)內部現(xiàn)代化發(fā)展的需求。通過學習和培養(yǎng)，學生要掌握基本制圖要求和規(guī)范，具備創(chuàng)造性思維、空間構思能力、讀圖以及制圖的基本能力，能夠熟練掌握并應用這一世界范圍內通用的工程技術語言。

二、水污染控制工程核心工藝與工程制圖的結合

水污染控制工程是環(huán)境工程以及環(huán)境科學專業(yè)核心的專業(yè)課，主要講述污水水質和污水出路，污水的物理處理、化學處理、物化處理、生物處理的基本概念，生化反應動力學基礎、穩(wěn)定塘、城市污水回用、污泥的處理與處置以及污水處理廠設計等內容。其主要任務是討論廢水的物理處理、化學處理、生物處理等各種廢水處理方法的基本理論知識、工作原理和設計計算，使學生掌握廢水處理三類方法的概念、基本原理和主要設計計算等內容，通過工程設計實踐，提高分析和解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新素質。水污染處理中的典型構筑物設計與工程制圖的要求和思想密不可分，分別以工藝流程中的格柵、沉砂池和沉淀池為例，分析工程制圖環(huán)節(jié)的作用、規(guī)范以及要求。

（一）格柵設計與工程制圖

構筑物格柵是水污染處理工藝中重要的物理處理工藝。它分別由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)、格柵柜和清渣耙三部分組成，安裝在污水處理廠的端部。格柵的主要作用是將污水中的大塊污染物攔截出來，否則這些大塊污染物將堵塞單元的機泵或工藝管線。格柵分為粗格柵、中格柵和細格柵，依次在處理流程中選用。結合工程制圖的規(guī)范和要求，進行設計時應進行準確的計算，包括設計流速、格柵傾角、柵條間隙、格柵間的工作臺、動力車間等，根據(jù)已有數(shù)據(jù)參數(shù)進行圖形設計和繪制。制圖中，選擇適當?shù)谋壤?，采用CAD繪制過程中，對不同功能的線條采取不同的線型、線寬以及線的顏色區(qū)分。重要格柵傾角以及動力裝置，應該在工程制圖中進行有針對性的剖切，以方便對內部結構的表達。本環(huán)節(jié)設計中，要注意高程基準的選擇，不同的構筑物有相同的參照選擇，利于比較。

（二）沉砂池設計與工程制圖

沉砂池在污水處理廠的投資、占地等所占比例很小，但作用不可忽視。若取消沉砂池，大量砂粒將進入后續(xù)各處理單元，給污水廠的正常運行帶來諸多隱患。其影響包括：（1）砂粒進入初沉池會加速污泥刮板的磨損，縮短使用壽命。（2）排泥管道中砂粒的沉積，會加劇葉輪磨損。（3）對于不進水負荷過低而超越初沉池運行的工藝，大量砂粒將直接進入生化池沉積，減少生化池有效容積，也會對曝氣器產生不利影響。（4）污泥中含砂量的增加，大大影響污泥脫水設備的運行。（5）砂粒進入帶式脫水機，會加劇濾布的磨損，縮短更換周期，同時影響絮凝效果，降低污泥成餅率。針對這些影響，進行工程制圖設計時，首先應計算去除砂粒粒徑范圍，然后根據(jù)進水流速設計其在構筑物中的停留時間。根據(jù)這些基本參數(shù)，設計沉砂池的尺寸，包括其有效水深、每格的寬度等。沉砂池的設計應考慮設計擋板，根據(jù)實際情況分為平流沉砂池、豎流沉砂池。進行工程制圖時，沉砂池應表現(xiàn)總體布局，包含各個池子的連接以及相互的高程關系等。圖紙設計中，池子各部分的尺寸關系必須準確表達。同時，該環(huán)節(jié)應體現(xiàn)構筑物的三視圖效果，分別表達主視圖、俯視圖和左視圖。在不同的視圖基礎上，進行有效的內部結構剖切，從而清晰表現(xiàn)結構和尺寸。

（三）沉淀池設計與工程制圖

沉淀池是所有污水處理廠不可缺少的重要工藝環(huán)節(jié)。無論是好氧處理工藝還是厭氧處理工藝，最終都需要進行污泥沉淀。現(xiàn)階段較為成熟的設計為漏斗狀的沉淀池設計，里面包含斜管和斜板沉淀池的設計工藝。同時，應準確計算沉淀池的超高、有效水深以及污泥斗的斜壁和傾角。同時，根據(jù)設計處理量以及污水水質特點，應計算初沉池以及二沉池的污泥區(qū)容積、排泥管的設計，以及初沉池和二沉池的出口堰。同時，沉淀池必須考慮池壁的刮泥問題，工程制圖過程中，應結合設計機械類刮泥裝置的裝配圖。制圖環(huán)節(jié)中，本構筑物的池壁、內部結構、相關材質等必須準確表示。結合之前的計算，設計符合水力負荷要求的污泥區(qū)以及排泥管和機械刮泥裝置。同時，這些不同功能的裝置和構筑物的連接關系必須能夠清晰準確地繪制出來。

三、總結

通過污水處理工程中的三大類工藝流程環(huán)節(jié)，物理處理環(huán)節(jié)、化學處理環(huán)節(jié)以及生物處理環(huán)節(jié)的設計內容和工程制圖緊密聯(lián)系，可以發(fā)現(xiàn)，污水處理工藝流程選擇和設計的實現(xiàn)，必須依靠工程制圖規(guī)范和標準，而工程制圖設計的基礎是污水處理過程中的準確計算。隨著AutoCAD軟件的不斷升級和發(fā)展，其作為工程制圖最基本的軟件的作用越來越強大，能夠實現(xiàn)很多過去手繪不能實現(xiàn)的設計思路和呈現(xiàn)結果?？傮w上，工程制圖環(huán)節(jié)隨著表達思想的豐富、實現(xiàn)手段的多樣以及對設計目標理解的深入，在不同類型工程設計環(huán)節(jié)會起到至關重要的作用。

參考文獻：

[1]張寧.工程教育認證背景下地方高等工程教育改革路徑探索[J].教育教學論壇，2016，（40）：74-76.

[2]王淑俠.制圖系列課程實踐教學存在的問題及改進措施探討[J].圖學學報，2016，（4）：573-576.

[3]毛暉.工程制圖在環(huán)境工程類實踐環(huán)節(jié)的促進作用[J].教育教學論壇，2017，（47）：171-172.