天津市污水处理系统输水管道优化分析

【摘要】：污水处理系统对于城市的污水处理是极为重要的，污水处理不但能够解决城市污水环境和生活垃圾问题，更能减少现代城市中的环境污染问题。众所周知，污水排水系统中，除了非常重要的污水处理系统设计外，更为重要的是要保证在污水处理过程中不发生泄漏，污水的泄漏，会污染城市地下水和土壤，破坏本已脆弱的现代城市生态系统，通过中外各国的调查发现，污水管道泄漏可以给现代城市造成不可估算的损失，针对以上问题，本文提出针对于污水输水管道的的优化分析，以天津市污水管道处理系统为实例，提出三种不同材料对污水管道进行优化分析，同通过对比分析三种材料在三种工况下的具体分析，为现代城市污水处理系统提出建设性意见，本文主要研究了一下三个方面的内容： 1）针对于现代城市污水处理系统所存在的问题以及对城市的危害做详细的分析，尽可能的收集国内污水处理系统存在的弊病，以及污水处理系统破坏对现代城市存在的某种潜在的威胁。并通过各国的数据和调研寻找出污水处理系统重要的环节，即污水管道输水系统。 2）通过对污水管道的泄漏问题，本文提出了三种不但抗腐蚀性强，而且变形能力和强度同样高的材料替代传统的普通硅酸盐材料，分别为玄武岩纤维混凝土与橡胶混凝土两种特种混凝土材料，文中通过试验研究证明橡胶集料混凝土和玄武岩纤维混凝土的强度、变形能力和耐腐蚀性远强于普通混凝土，因此用玄武岩纤维混凝土和橡胶集料混凝土替代普通混凝土污水管道有极大的可行性。 3）通过有限元计算分析研究普通硅酸盐混凝土、玄武岩纤维混凝土和橡胶集料混凝土在素混凝土的条件下的承载能力的不同，分析如果用玄武岩纤维混凝土和橡胶集料混凝土替代普通硅酸盐混凝土存在的优势，文中采用近似等强度条件下，橡胶集料混凝土管道和玄武岩纤维混凝土管道的壁厚都可以优化到42mm。 4）橡胶集料混凝土管道和玄武岩纤维混凝土管道的壁厚都可以优化到42mm，此时两种优化后的管道，每米管道节省29.66kg混凝土，每公里节省2.966t混凝土，单从混凝土使用量的上，两种不同混凝土管道是部分上下的，从橡胶和玄武岩纤维的成本分析，以及采用橡胶集料制作混凝土之后对环境的贡献上来讲，橡胶集料混凝土管道更优秀，对未来城市污水处理系统的建设提出了建设性意见。 【关键词】：污水处理系统 污水管道泄漏 污水处理系统优化 玄武岩纤维混凝土 橡胶集料混凝土
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU992.23
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 污水处理管道泄露危害及对环境的影响8-10
• 1.1.1 污水处理管道泄露的危害8-9
• 1.1.2 地下水对污水管道的影响9-10
• 1.1.3 污水管道泄漏的原因10
• 1.2 纤维混凝土10-14
• 1.2.1 钢纤维混凝土10-13
• 1.2.2 玄武岩混凝土13-14
• 1.3 橡胶集料混凝土14-17
• 1.4 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 工程背景及设计要求18-24
• 2.1 前言18
• 2.2 工程地理条件和背景18-20
• 2.2.1 工程地理条件18-19
• 2.2.2 工程背景和规模19-20
• 2.3 污水厂处理工艺方案20-21
• 2.4 污水处理厂工程设计要求21-22
• 2.5 建设环境影响和对策22-24
• 第三章 玄武岩纤维混凝土和橡胶集料混凝土力学和耐久性分析24-31
• 3.1 前言24
• 3.2 玄武岩纤维混凝土力学和耐久性分析24-28
• 3.2.1 玄武岩纤维力学性能24-26
• 3.2.2 玄武岩纤维耐腐蚀性26
• 3.2.4 玄武岩纤维混凝土抗渗性26-27
• 3.2.5 玄武岩纤维抗氯离子腐蚀性27-28
• 3.3 橡胶集料混凝土力学和耐久性性能分析28-30
• 3.3.1 橡胶集料混凝土力学特性28-29
• 3.3.2 橡胶集料混凝土抗渗性29-30
• 3.3.3 橡胶集料混凝土抗氯离子腐蚀性30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 玄武岩纤维素混凝土污水管道承载能力和优化分析31-44
• 4.1 前言31
• 4.2 素混凝土管道承载力分析31-32
• 4.2.1 ANSYS 简介31-32
• 4.2.2 SOLID45 简介32
• 4.3 玄武岩纤维混凝土污水管道有限元计算32-43
• 4.3.1 ANSYS 模型及计算方案32-33
• 4.3.2 玄武岩纤维混凝土管道受力分析33-35
• 4.3.3 普通混凝土管道与玄武岩纤维混凝土管道应力对比35-37
• 4.3.4 对玄武岩纤维混凝土管道的优化分析37-43
• 4.6 本章小结43-44
• 第五章 橡胶集料钢筋混凝土输水管道受力分析和优化分析44-50
• 5.1 橡胶集料混凝土管道模型及计算方案44
• 5.2 橡胶集料混凝土管道应力分析44-46
• 5.2.1 橡胶集料混凝土管道受力分析44-45
• 5.2.2 普通混凝土管道与橡胶集料混凝土管道对比分析45-46
• 5.3 橡胶集料混凝土管道优化分析46-49
• 5.3.1 优化后橡胶集料混凝土管道分析47-49
• 5.3.2 关于橡胶集料混凝土管道和玄武岩纤维混凝土管道的选择49
• 5.5 本章小结49-50
• 第六章 结论与展望50-52
• 6.1 结论50-51
• 6.2 展望51-52
• 参考文献52-57
• 致谢57

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