毛暉 周莉娜

摘要：工程制圖是工科專(zhuān)業(yè)必不可少的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一。水污染處理工程是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的核心課程，其中重要工藝流程的選擇和設(shè)計(jì)與工程制圖的應(yīng)用密不可分。水污染處理實(shí)踐環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確計(jì)算，為后續(xù)的工程制圖操作提供依據(jù)，通過(guò)工程制圖完成的實(shí)踐設(shè)計(jì)才能充分體現(xiàn)水污染控制工藝設(shè)計(jì)思想，為實(shí)踐設(shè)計(jì)的完成提供平臺(tái)和基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程制圖;水污染;設(shè)計(jì);流程

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）52-0242-02

一、引言

工程制圖是工程技術(shù)中不可缺少的手段。高等教育中，它是多個(gè)工科類(lèi)以及涉工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)必修課程，涉及的專(zhuān)業(yè)包括工程類(lèi)、建筑類(lèi)、機(jī)械類(lèi)、土木類(lèi)、水利類(lèi)以及規(guī)劃類(lèi)等，還有很多新興專(zhuān)業(yè)，調(diào)整傳統(tǒng)培養(yǎng)方案的專(zhuān)業(yè)也涉及工程制圖及相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)。工程制圖的基礎(chǔ)，從畫(huà)法幾何和投影基礎(chǔ)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(jīng)過(guò)近200年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)向繪圖儀、專(zhuān)業(yè)繪圖軟件以及人機(jī)交互模擬平臺(tái)的過(guò)渡。培養(yǎng)手段不斷推進(jìn)，培養(yǎng)目標(biāo)也在不斷深化，以適應(yīng)專(zhuān)業(yè)不斷增長(zhǎng)的需求和行業(yè)內(nèi)部現(xiàn)代化發(fā)展的需求。通過(guò)學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，學(xué)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(gòu)思能力、讀圖以及制圖的基本能力，能夠熟練掌握并應(yīng)用這一世界范圍內(nèi)通用的工程技術(shù)語(yǔ)言。

二、水污染控制工程核心工藝與工程制圖的結(jié)合

水污染控制工程是環(huán)境工程以及環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)核心的專(zhuān)業(yè)課，主要講述污水水質(zhì)和污水出路，污水的物理處理、化學(xué)處理、物化處理、生物處理的基本概念，生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、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(chǎng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。其主要任務(wù)是討論廢水的物理處理、化學(xué)處理、生物處理等各種廢水處理方法的基本理論知識(shí)、工作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算，使學(xué)生掌握廢水處理三類(lèi)方法的概念、基本原理和主要設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容，通過(guò)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，提高分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)。水污染處理中的典型構(gòu)筑物設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與工程制圖

構(gòu)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(chǎng)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(lái)，否則這些大塊污染物將堵塞單元的機(jī)泵或工藝管線(xiàn)。格柵分為粗格柵、中格柵和細(xì)格柵，依次在處理流程中選用。結(jié)合工程制圖的規(guī)范和要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，包括設(shè)計(jì)流速、格柵傾角、柵條間隙、格柵間的工作臺(tái)、動(dòng)力車(chē)間等，根據(jù)已有數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)和繪制。制圖中，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，采用CAD繪制過(guò)程中，對(duì)不同功能的線(xiàn)條采取不同的線(xiàn)型、線(xiàn)寬以及線(xiàn)的顏色區(qū)分。重要格柵傾角以及動(dòng)力裝置，應(yīng)該在工程制圖中進(jìn)行有針對(duì)性的剖切，以方便對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表達(dá)。本環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)中，要注意高程基準(zhǔn)的選擇，不同的構(gòu)筑物有相同的參照選擇，利于比較。

（二）沉砂池設(shè)計(jì)與工程制圖

沉砂池在污水處理廠(chǎng)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(jìn)入后續(xù)各處理單元，給污水廠(chǎng)的正常運(yùn)行帶來(lái)諸多隱患。其影響包括：（1）砂粒進(jìn)入初沉池會(huì)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(huì)加劇葉輪磨損。（3）對(duì)于不進(jìn)水負(fù)荷過(guò)低而超越初沉池運(yùn)行的工藝，大量砂粒將直接進(jìn)入生化池沉積，減少生化池有效容積，也會(huì)對(duì)曝氣器產(chǎn)生不利影響。（4）污泥中含砂量的增加，大大影響污泥脫水設(shè)備的運(yùn)行。（5）砂粒進(jìn)入帶式脫水機(jī)，會(huì)加劇濾布的磨損，縮短更換周期，同時(shí)影響絮凝效果，降低污泥成餅率。針對(duì)這些影響，進(jìn)行工程制圖設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)計(jì)算去除砂粒粒徑范圍，然后根據(jù)進(jìn)水流速設(shè)計(jì)其在構(gòu)筑物中的停留時(shí)間。根據(jù)這些基本參數(shù)，設(shè)計(jì)沉砂池的尺寸，包括其有效水深、每格的寬度等。沉砂池的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮設(shè)計(jì)擋板，根據(jù)實(shí)際情況分為平流沉砂池、豎流沉砂池。進(jìn)行工程制圖時(shí)，沉砂池應(yīng)表現(xiàn)總體布局，包含各個(gè)池子的連接以及相互的高程關(guān)系等。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，池子各部分的尺寸關(guān)系必須準(zhǔn)確表達(dá)。同時(shí)，該環(huán)節(jié)應(yīng)體現(xiàn)構(gòu)筑物的三視圖效果，分別表達(dá)主視圖、俯視圖和左視圖。在不同的視圖基礎(chǔ)上，進(jìn)行有效的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖切，從而清晰表現(xiàn)結(jié)構(gòu)和尺寸。

（三）沉淀池設(shè)計(jì)與工程制圖

沉淀池是所有污水處理廠(chǎng)不可缺少的重要工藝環(huán)節(jié)。無(wú)論是好氧處理工藝還是厭氧處理工藝，最終都需要進(jìn)行污泥沉淀?，F(xiàn)階段較為成熟的設(shè)計(jì)為漏斗狀的沉淀池設(shè)計(jì)，里面包含斜管和斜板沉淀池的設(shè)計(jì)工藝。同時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算沉淀池的超高、有效水深以及污泥斗的斜壁和傾角。同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)處理量以及污水水質(zhì)特點(diǎn)，應(yīng)計(jì)算初沉池以及二沉池的污泥區(qū)容積、排泥管的設(shè)計(jì)，以及初沉池和二沉池的出口堰。同時(shí)，沉淀池必須考慮池壁的刮泥問(wèn)題，工程制圖過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)機(jī)械類(lèi)刮泥裝置的裝配圖。制圖環(huán)節(jié)中，本構(gòu)筑物的池壁、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、相關(guān)材質(zhì)等必須準(zhǔn)確表示。結(jié)合之前的計(jì)算，設(shè)計(jì)符合水力負(fù)荷要求的污泥區(qū)以及排泥管和機(jī)械刮泥裝置。同時(shí)，這些不同功能的裝置和構(gòu)筑物的連接關(guān)系必須能夠清晰準(zhǔn)確地繪制出來(lái)。

三、總結(jié)

通過(guò)污水處理工程中的三大類(lèi)工藝流程環(huán)節(jié)，物理處理環(huán)節(jié)、化學(xué)處理環(huán)節(jié)以及生物處理環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)內(nèi)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(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，必須依靠工程制圖規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而工程制圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是污水處理過(guò)程中的準(zhǔn)確計(jì)算。隨著AutoCAD軟件的不斷升級(jí)和發(fā)展，其作為工程制圖最基本的軟件的作用越來(lái)越強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)很多過(guò)去手繪不能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思路和呈現(xiàn)結(jié)果?？傮w上，工程制圖環(huán)節(jié)隨著表達(dá)思想的豐富、實(shí)現(xiàn)手段的多樣以及對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)理解的深入，在不同類(lèi)型工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)會(huì)起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王淑俠.制圖系列課程實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施探討[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2016，（4）：573-576.

[3]毛暉.工程制圖在環(huán)境工程類(lèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)的促進(jìn)作用[J].教育教學(xué)論壇，2017，（47）：171-172.