一种提高连接池并发处理性能的设计方案
一种提高连接池并发处理性能的设计方案?
马海燕1,2
（1台州学院信息与电子工程学院浙江临海 317000；2国防科技大学计算机学院湖南长沙410073）摘 要：现有数据库连接池的最大连接数等参数值采用静态配置策略，限制了连接池的并发响应能力。本文提出了连接池的参数动态调整策略，根据应用规模采用循环取优机制对参数值不断优化、调整；经测试证明，该方法能减少应用系统响应时间，提高连接池并发处理性能。
关键词：连接池；并发连接数；参数动态调整策略；搜索算法
文章编号： 中图分类号：TP311 文献标识码:A
A Method in Improving Concurrency Processing Performance of
Database Connection Pool
MA Hai-yan1，2
（1 Department of Computer，Taizhou University，Linhai 317000；2 School of Computer Science, National University of Defense
Technology, Changsha 410073，China）
Abstract:Parameters set in the current database connection pool ,such as maxConnNum etc ,use static configuration strategy which restricts the concurrency processing performance of the database connection pool. This paper presents dynamic adjusting strategy for parameters of connection pool. On scale of application, the method applies circulatory optimized mechanism in order to optimize and adjust parameters continually. By operations and tests，it is proved that system response duration is reduced， the concurrency processing performance of connection pool is improved at the same time.
Keywords:connection Pool; concurrency connection; strategy in dynamic parameters adjustment; search Algorithm 连接池是为解决数据库连接资源的频繁建立、释放所造成的问题而提出的一种设计模式，是将有限的数据库连接资源用资源池模式进行管理，并提供对连接的分配、使用、释放策略。连接池被广泛地应用于服务器端软件的开发，它的设计和实现已成为开发工作中的重要一环[1][2]。使用连接池技术可以提高应用程序的响应速度、降低系统资源的开销。几大主流J2EE服务器[6]，如：IBM的Websphere、BEA的 Weblogic、SUN的Tomcat、国内金蝶公司的Apusic服务器系统中都应用了基于JDBC接口的数据连接池技术。
目前，现有连接池的参数值配置[3][4][5]是在初始化时一次设定，池的运行过程中其值不会改变，池的内部管理机制也存在局限性，导致应用中资源利用率低、过多并发连接使系统运行效率下降等问题。为了解决这些问题，本文设计了连接池的动态参数调整方案，使得连接池一次能提供的并发连接数随着客户端用户的连接请求数量自适应地调整，最大限度地满足用户对数据库访问的连接请求，并不断优化连接池的参数值。随着应用系统的不断运行，达到最优配置。
1连接池的并发处理能力技术现状
连接池内部提供一套管理机制控制数据库连接的建立、分配、断开等操作，主要包括分配释放策略、连接复用策略、检测维护策略[1]。它的并发处理能力体现在：一方面，能为用户访问数据库提供并发连接数（如maxConnNum、minConnNum、maxWaitTime等），这3个参数的取值会影响整个应用的性能；另一方面与它自身的连接复用策略有关。文献[3]等提出基于“步增量”技术的连接池，管理方案是当池中没有空闲连接时，连接池同时增加一定数量的连接，以便连接池在连接请求高峰期可以高效提供连接。但此方案存在的问题是无法合理界定请求高峰期，也会延长用户等待时间；文献[4]等提出基于语句分享技术的连接池，将数据库连接操作放在JDBC数据库访问的语句层，实现基于语句为单位的细粒度连接调度管理。该方案能解决当用户访问数量增大，连接数不增加时，通过执行更多的SQL语句来响应更多的用户连接请求。但该方案的应用具有局限性，仅适用于对每个事务赋予唯一的transactionID，并根据此transactionID进行恢复的数据库服务器，如PostgreSQL数据库。文献[5]等提出基于平衡与收缩机制的连接池方案，平衡的条件是已用连接和可用连接的总数大于最大并发连接数值时，删除使用时间最长的可用连接进行平衡，直到总数小于最大连接数或无活动的可用连接；收缩的条件是访问可用连接的时间差大于Timeout值时，删除该可用
?国家自然科学基金联合资助重点项目 60433040 对等计算及广域网虚拟平台
连接进行收缩。这样可避免因为队列造成的数据库连接阻碍。该管理方法的局限性在于不适合管理内部的已用连接。
总之，现有连接池技术的实现主要从参数配置和管理方案二个方面进行，除了上面分析的各自方案的局限外，它们还有一个共同的根本性问题[6]就是（1）在参数配置方案中，大都采用基于XML文档的环境配置表或参数配置表来记录如连接池的名字、数据库的URL、池的初始连接数和最大、最小容量等参数。在设定参数值时，是在连接池初始化时进行一次性设定，具体的参数取值凭经验而定，到底要放置多少个连接，才能使系统的性能更佳？没有可参照的量化标准；（2）在分布式应用系统运行时，客户请求数量的多少往往表现出类似于波峰和波谷曲线的统计规律。当有高度集中的并发连接请求数达到池的最大连接数时，用户的连接请求就必须在请求队列中排队等候，这就不可避免地延缓了执行速度。此时，最被设定的最大连接数的值成为了连接池提供连接服务的障碍；针对以上存在的问题，我们对现有连接池管理方案进行了改进与优化。在系统资源允许的范围内，连接池能根据应用需求进行池参数的动态调整，在请求高峰期提供更多的连接资源，从而提高数据库的并发处理能力。
2连接池参数配置方案的设计
2.1 设置相关配置文件
为了实现连接池参数的动态调整，首先应建立一张Config.xml表来配置一些基本的参数和相关属性，采用JDOM读取连接池的XML配置文件，完成驱动注册和初始化连接池工作。文件格式为：
& password= coffee & useUnicode=true & characterEncoding=gb2312]] >
再建立一个日志文件ConnLog.xml记录连接池自运行到撤消整个期间分配出去的每一个连接的起始时间和终止时间。文件格式为：
…
2.2 连接池参数值的动态调整方案
设计自优化连接池的智能管理类DBconnPoolAgent、连接代理类connAgent和连接池类connPool。其中连接代理类connAgent封装了数据库的物理连接、标志连接状态的属性及相应的存取方法；连接池类connPool是连接池管理类的内部类，包括连接池的基本属性参数、初始化方法等，它的所有方法仅供管理类来调用；智能管理类DBconnPoolAgent是整个连接池的主控类，负责对池的资源和运行策略进行管理，控制整个连接池的实现细节。只有通过这个类才能对数据库的物理连接进行分类管理，并按照预定的策略进行分配、释放连接及连接的异常处理。该类主要包括管理策略的选择、日志文件的分析、优化参数的生成及读取等功能；同时也是对外访问数据库的接口。在管理类中有2个用来记录获取连接时间writeStartInfo （）和释放连接时间writeEndInfo（）的方法，分别在获得连接和撤消连接池时将返回连接的ID号及分配连接的时间、连接的使用终止时间写入日志文件ConnLog.xml中。使用搜索算法searchArithmetic类的方法对该日志文件进行参数值的优化计算，计算所得的并发连接数及并发时间，写入配置文件Config.xml的对应节点，供下一次启动连接池时读取。从而可以使池的参数值随着用户请求量的多少进行动态优化调整。各个类之间的关系及动态调整原理如图2所示。
图2连接池参数动态调整的实现类图
3优化方案实现的关键技术
（1）连接池类Connpool的模型。Connpool类的所有方法只供管理类来调用，对连接池进行初始化，本身不提供向外的接口。
Public class Connpool { private string DBname、url 、user、passwod;//连接相应数据库的基本信息private int minConnNum、maxConnNum、maxWaitTime;//最小连接数、最大连接数、最长等待时间
private int activeConn; /连接池中的连接总数
private Vector freeConn=new Vector(); //存放连接代理类connAgent
private synchronized void initPool( ) { for (int i=0; i { con=newConn ( ); if (con!=NULL) { ConnAgent connbean=new ConnAgent(con); freeConn.addElement( connbean)://如果物理连接可用，将其放入代理类并存于缓存中;}}}} (2) 连接代理类ConnAgent模型。该类封装了数据库的物理连接、标志连接状态的属性及相应存取方法。 private boolean inUse=false;//标志该连接是否在使用 private int usedcount=0; connID=0；//标志连接使用次数；连接被分配的ID号； private connection conn=NULL;//存放物理连接 public Connection getConn() { if ( conn!=NULL) return conn; else return NULL;} public void close( ) { } (3) 连接池管理类DBConnpoolAgent。该类控制着数据库连接池的实现细节，对外提供访问数据库的接口。调用DBconnPoolAgent的init()方法，读取config.xml实现连接池的初始化。调用获得连接的getConnAgent方法、返回连接的freeconnAgent方法来建立和释放连接代理对象connAgent，并调用ConnAgent的getConnection()方法获得物理连接，进行有关数据库操作。 (4) 连接池参数动态调整的实现。现有连接池技术是将使用完的连接直接返回到连接池中即可。而本文改进优化的连接池方案是将连接代理类返回到池后，再做进一步处理：一是关闭所有连接，释放驱动程序；二对连接池进行分析、调整优化参数。 public Synchronized void release( ) { if (--clients! = 0) { return; }//当整个应用中最后一个访问用户调用完该方法时关闭连接； Enumeration allSortPools = Pools.elements( ); While ( allsortPools.hasMoreElements ( ) ) { ConnectionPool myConnPool=(ConnectionPool) allsortPools.nextElement(); MyConnpool .release( ); ｝ //调用连接池类的release( )方法，真正的关闭数据库连接; File autoLogFile=new File("connlog.xml");//将记录连接起止时间的信息写入日志文件; outputLog(autoLogfile); SearchArithmetic ci=new SearchArithmetic ( );//调用搜索算法分析日志文件,得出并发连接数及连接占用时间; ci.pLogFile("connLog.xml ");｝//选择最大、最小并发数和最长等待时间作为优化参数，回写配置文件config.xml中。 (5) 搜索算法的实现。参数动态调整的核心依据是Config.xml文件中的并发连接数和并发等待时间，这些参数是利用搜索算法对ConnLog.xml日志文件解析所得的一组值。日志文件中没直接的信息可以获得，本文设计了搜索算法searchArithmetic类来获得想要的信息。篇幅有限，具体代码略。主要算法思想如下：Public class searchArithmetic{…//类的属性略； Public void pLogFile{ / 解析connLog.xml文件，获取属性值； / 以每个连接的存活时间为基准，搜索其后的连接，如果其后的某一连接的起始时间小于该基准连接的终止时间，则计数器count++，表明该连接为基准连接时间段的并发连接； if 基准连接的终止时间在其后的某一连接的终止时间之后，则将用于计算并发时间的终止时间设定为该连接的终止时间； / 判断基于一个连接时间基准的搜索是否完成，如果完成，则保存并发数及并发连接存活时间，退出本次循环，以下一个连接的生存时间为基准时间进行搜索，依次循环； if temConcurrTime< 0，说明以tempEndTime为终止时间的连接与搜索的最后一个连接非并发，此时count--；break 中断。并选取一种计算并发连接的方法。}} 3 性能测试与结果分析 在JSP页面中，分别调用现有数据连接池和本文设计实现的优化连接池接口对象，进行相同数据库信息访问，并动态生成Web页面。运用Web应用性能测试工具OpenSTA进行系统整体响应延迟测试，测试结果如下图4所示。不同连接池的系统延迟时间测试图表明：应用了自优化连接池的系统，在并发用户量不断增加时，对数据库访问的响应时间明显比使用现有连接池的系统响应时间要快。 图4不同连接池的系统延迟时间测试图 4 结论 本文设计并实现了能提高并发连接处理能力的数据库连接池。通过管理类读入配置文件初始化值，在池的具体使用过程中生成记录连接信息的日志文件，并对日志文件进行分析，得到较优的配置参数再写入池的配置文件。利用这种循环取优方式，可以在每次启动连接池时读取较为合理的配置参数，避免了对池参数的人工设置。通过将该池与现有池进行实验对比，它能提高大型应用系统中对数据库访问的并发响应能力，对应用系统中的数据库连接资源进行了更有效地管理。 参考文献 [1] Siva Visveswaran，Dive into connection pooling with J2EE.https://www.sodocs.net/doc/0c13024768.html,/developer/ technicalArticles /J2EE/pooling/，October 2000 [2]张德文、韩儒博. JCA与异构EIS集成[J].微计算机信息，2005.11-3 :P55-56 [3] òscar Sànchezi Vilar .Automatic Web Publishing[D].degree of Master of Science in Networks and Distributed Systems in University of Dublin,2003.P34-35 [4]王建华、何盈捷等.提高数据库事务处理性能的中间件设计[J].计算机科学，2004 VOL.31 NO.2：P71 [5]胡珉. 对数据库中间件性能调优的设计与实现[D]. 沈阳工业大学硕士论文.2004.P22-31 [6]马海燕、彭宇行. 基于JDBC数据库连接池的自适应管理策略研究[J].计算机应用研究，2006.2 .P 57-59 作者简介： 马海燕（1969-），女，硕士，讲师，主要研究方向为分布式应用系统设计、多媒体技术与网络教学。 Ma Haiyan, female, Han nationality, born in Jiangshu Province, master’s degree, lecturer . Research orientation: design of Distributed Systems, multimedia technology and CAI. Address: School of Information and Electronic Engineering of Taizhou University, Linhai city, Zhejiang Province. P.C. : 317000 本文作者详细地址及联系方式： E-mail：foxhhyy@https://www.sodocs.net/doc/0c13024768.html,；foxhhyy@https://www.sodocs.net/doc/0c13024768.html, 通讯地址：浙江省临海市台州学院新校区97#计算机系马海燕邮编：317000 本文创新点总结如下： 现有连接池的参数值配置是在初始化时一次设定，池的运行过程中其值不会改变，并且参数值的设定没有可量化的标准，导致应用中资源利用率低、过多并发连接使系统运行效率下降等问题。论文提出了以下改进： 1、建立连接池的运行日志ConnLog.xml，并设计了从日志文件获取有用信息的搜索算法，写入连接池的配置文件。 2、设计连接池调整优化的策略方法，在最后一个连接放入池中后，池根据新的配置文件 重启，生成新的连接池配置，该配置是依据上一阶段客户访问规模决定的。 3、随着连接池的不断运行，池参数会不断优化调整，减少人工干予，使连接池处于最佳服务状态 XX市XX区XX镇XX村农村生活污水处理工程 设 计 方 案 XXXX环保工程有限公司 20XX年X月 XX市XX区XX镇XX村农村生活污水处理工程 设计方案 审定： 审核： 项目总负责： 参加人员： XXXX环保工程有限公司 20XX年X月 目录第一章项目概况1 1.1.项目背景1 1.2.编制依据及范围1 1.3.设计原则2 1.4.村庄概况3 1.5.存在问题4 1.6.项目建设必要性5 1.7.项目建设场地概况6 第二章污水收集系统设计方案7 2.1.排水现状7 2.2.设计内容7 2.3.排水体制7 2.4.污水收集系统设计原则8 2.5.雨水管道设计方案8 2.6.污水管道设计方案9 第三章污水处理工艺选择13 3.1.污水量预测13 3.2.设计进、出水水质14 3.3.技术选择依据15 3.4.污水处理技术概述及比较15 3.5.工艺选择21 第四章建筑结构设计27 4.1. 结构设计27 4.2. 建筑材料和施工条件27 第五章主要构筑物及设备材料28 5.1.主要构筑物28 5.2.主要设备、材料29 第六章环境保护31 6.1.施工噪声的控制31 6.2.施工现场废物的处理31 6.3.倡导文明施工31 6.4.制定废弃物处置和运输计划31第七章工程投资概算32 7.1.工程概算32 7.2.编制内容32 7.3.编制依据32 7.4.概算编制原则32 7.5.工程项目投资概算33 第八章成本分析34 8.1.电耗34 8.2. 成本分析34 第九章工程效益35 9.1.环境效益35 9.2.经济效益35 9.3.社会效益35 第十章工程总承包施工方案37 10.1.工程建设及调试方案37 10.2.工程建设重点分析37 10.3.建设期管理组织结构概述38 10.4.项目管理组织机构38 10.5.建设期工程进度及工程质量的保证40 10.6.工艺调试方案40 10.7.时间安排40 10.8.运营管理方案41 第十一章结论42 300T/D 某厂区生活污水 处理 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 第二章 设计依据、设计原则及设计范围 --------------------------- 3 第三章 设计水质水量 ------------------------------------ 5 第四章 处理工艺 -------------------------------------- 6 第五章 处理工艺设施简要说明 -------------------------------- 11 第 六 章 系 统 技 术 性 能 参 数 说 ----------------------------------------- 14 ----------------------------------------------------- 25 第十一章方案特点及售后服务 -------- ----------------------- 25 第一工程概况 --------------------------------------------------------- 2 第七章电器与控制—— 第八章污水处理设施布置 第九章环境影响分析----- 第 十 章 ------------ 19 ---------------- 22 ------------- 23 经 营 管 第一章工程概况 本方案是受业主委托，本着对业主高度负责的态度，根据给排水有关设计依据，结合贵公司在厂人数结合生活污水工程经验，依据国家相关的排放标准，对该项目做以下 具体的方案设计，为用户提供较为理想、投资省、处理效果好的工艺设备。设备采用A/0 生物处理新工艺，配有自控系统装置，有自动切换，报警功能，无需专人管理。对污水处理设施、设备和工艺进行方案设计，以供各方决策和参考。 为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同 时”原则。我单位受投资者邀请，在进行初步调研，并经多项生活污水处理成功的实践经验的基础上，编制该地区污水设计方案，以供有关部门决策、实施。 针对该公司的具体污水水质的特点，本方案拟采用常规的“ A/0生物接触氧化”工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主要设备采用优质的钢结构的箱体，考虑到生活区内周边环境和卫生问题，故该生活污水处理工程决定采用全埋地式结构，上部覆土，可种植花木、草坪，进一步美化环境。 标号:GD 1.0 密级: 版本:V 1.0 编号: 《×××》 方案设计报告 GD 1.0 共1册第1册 南京天祥智能设备科技有限公司 20××年×月 文档修改记录 XXX 研制方案 拟制： 校核： 审查： 标准化： 审定： 批准： 目录 1适应范围 (1) 2研制依据 (1) 3系统组成与工作原理 (1) 3.1系统组成 (1) 3.2系统工作原理 (1) 4主要战术技术指标及使用要求 (1) 4.1主要战术指标 (1) 4.2主要技术指标 (1) 4.3主要使用要求 (1) 5总体技术方案 (2) 5.1总体设计思路 (2) 5.2结构方案 (2) 5.3硬件方案 (2) 5.4软件方案（适应时） (2) 5.5电源方案（适应时） (2) 5.6接口方案 (2) 5.7环境适应性设计措施 (2) 5.8可靠性设计措施 (3) 5.9维修性设计措施 (3) 5.10测试性设计措施 (3) 5.11保障性设计措施 (3) 5.12安全性设计措施 (3) 5.13电磁兼容性设计措施 (3) 5.14人机工程设计措施（适应时） (3) 6试验验证初步考虑 (3) 7质量和标准化控制措施 (4) 7.1质量控制措施 (4) 7.2标准化控制措施 (4) 8研制进度安排 (4) 8.1项目周期 (4) 8.2进度安排 (4) 9研制风险分析 (4) 9.1技术风险 (4) 9.2进度风险 (5) 9.3经费风险 (5) 10任务分工 (6) 11研制经费概算（可视情省略） (6) 11.1科研经费概算 (6) 11.2生产经费概算 (6) 生活污水处理方案一、处理设施概况 大多数生活污水的主要污染物是病原性微生物和有毒有害的物理化学污染物，可以通过各种水处理技术和设备去除水中的物理的、化学的和生物的各种污染物，使水质得到净化，达到国家或地方的水污染物排放标准，保护水资源环境和人体健康。尽管如此，某些生活污水站由于处理技术和管理等方面的原因，污水不能做到稳定达标排放，与规定排放标准相差甚远。因此，在多年研究的基础上，采用前置A级生化池(水解生化池)—生物接触氧化工艺成功地处理了该类生活污水，该工艺具有抗负荷性强、除磷脱氮处理效果好、运行管理自动化程度高，采用地埋式占地面积少，美观大方等优点。 一体化生活污水专用处理设备，埋地设计。该设备结合生活污水性质，采用世界上先进的生物处理工艺，集去除BOD5、COD、NH3 - N、病菌于一身，是目前最高效的生活污水处理设备。它被广泛地用于各小区的生活污水处理及水质近似生活污水的工业水处理，替代了去除率很低，处理后出水不能达到国家排放标准的普通物理化学法及生化处理法。经过应用表明，地埋式一体化生活污水专用处理设备是一种处理效果十分理想且管理方便的设备。 污水处理池和地埋式设备均设计于地表以下，地表以上绿化。因此污水处理站不影响周边的整体环境和深化要求。 二、设计依据 1、废水排放执行出水水质达到GB18918-2002《污水综合排放标准》三级排放标准； 2、恶臭气体排放执行《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）； 3、噪声排放执行《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）； 4、废渣排放执行《工业“三废”排放试行标准》（GBJ-73）； 5、污泥执行《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284-84）。 三、废水处理工艺 1、工艺流程图如下： 生活 污水 屯西220kV变电站新建工程生活污水和施工废水处理方案 屯西220kV变电站工程施工项目部 2014年06 一、编制依据 编制依据如下： 一、《中华人民国环境保护法》 二、《ISO14001环境管理体系标准》 三、《OHSAS18000职业安全与卫生管理体系标准》 四、企业环境管理系列文件《公司环境管理手册》 五、《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 六、《中华人民国水污染防治法》 七、《中华人民国固体废物环境污染防治法》（1995.10.30） 八、《职业病防治法》 九、《省建筑施工安全文明标准示图集》 十、《重大危险源辨识》（GB18218-2000） 十一、《城市区域环境振动标准》（GB10070-88） 十二、《常用危险化学品的分类及标志》（GB13690-1992） 十三、《常用危险化学品储存通则》（GB15603-1995） 十四、《关于生产经营单位主要负责人、安全生产管理人员及其他从业人员安全生产培训考核工作的意见》（安监管人字〔2002〕123号）十五、《项目施工组织设计》 二、污水排放管理目标 生产、生活用水排放控制在国家规定围，项目部根据施工组织设计、现场平面布置图等要求，在施工前对职工宿舍、食堂、办公区、生产区认真选址，以方便、安全、达标为目标布置。在施工过程中现 场设置集水井及沉淀池，沉淀后排放建设单位指定的排污管网。项目部还确定：由技术负责人组织、编制污水排放管理方案、管理目标，对现场管理人员进行职责分配，明确岗位，并及时请环保部门检测。污水排放标准：生活污水：先经过隔油池处理，达到国家二级排放标准。 生产污水：排放前无明显悬浮物，达到国家二级排放标准。 三、管理人员职责 项目经理职责：为污水排放管理第一负责人，执行国家有关法律法规，确定各管理人员职责，协调各管理人员之间关系，组织联系相关部门进行检测。 技术部负责人：负责组织《排污管理方案》的编制、修订、分配、监督各职责人员进行方案的执行实施；组织相关法律法规、标准的学习。 安全员：监督、巡查污水排放情况，负责日常安全检查，对集水井、沉淀池、排水沟定期检查。 技术员：协助编制《排污管理方案》，根据方案对实施人员进行详细的交底并监督执行。 施工员：在施工过程中严格执行排污管理方案。定期组织清理沉淀池、排水沟并作好记录。 四、排污控制措施 施工期间的水污染主要是施工泥浆水、车辆冲洗水、施工人员生活污水、雨季地表径流等。 《×××》 方案设计报告 GD 1.0 共1册 第1册 南京天祥智能设备科技有限公司 20 ××年×月 标号:GD 1.0 版本:V 1.0 密级: 编号: 文档修改记录 拟制： 校核： 查：标准化：审定： 批准： XXX 研制方案 目录 1 适应范围 (1) 2 研制依据 (1) 3 系统组成与工作原理.............................................. 1... 3.1 系统组成 .................................................... 1... 3.2 系统工作原理 ................................................ 1... 4 主要战术技术指标及使用要求...................................... 1.. 4.1 主要战术指标 ................................................ 1... 4.2 主要技术指标 ................................................ 1... 4.3 主要使用要求 ................................................ 1... 5 总体技术方案.................................................... 2... 5.1 总体设计思路 ................................................ 2... 5.2 结构方案 .................................................... 2... 5.3 硬件方案 .................................................... 2... 5.4 软件方案（适应时） .......................................... 2... 5.5 电源方案（适应时） .......................................... 2... 5.6 接口方案 .................................................... 2... 5.7 环境适应性设计措施 .......................................... 2... 5.8 可靠性设计措施 .............................................. 3... 5.9 维修性设计措施 .............................................. 3... 5.10 测试性设计措施 .............................................. 3... 5.11 保障性设计措施 .............................................. 3... 5.12 安全性设计措施 .............................................. 3... 5.13 电磁兼容性设计措施 .......................................... 3... 5.14 人机工程设计措施（适应时） .................................. 3.. 6 试验验证初步考虑................................................ 3... 7 质量和标准化控制措施............................................ 4... 7.1 质量控制措施 ................................................ 4... 7.2 标准化控制措施 .............................................. 4... 8 研制进度安排.................................................... 4... 8.1 项目周期 .................................................... 4... 8.2 进度安排 .................................................... 4... 9 研制风险分析.................................................... 4... 9.1 技术风险 .................................................... 4... 9.2 进度风险 .................................................... 5... 9.3 经费风险 .................................................... 5... 10 任务分工 (6) 11 研制经费概算（可视情省略）...................................... 6.. 11.1 科研经费概算 ................................................ 6... 11.2 生产经费概算 ................................................ 6... X X市X X区X X镇X X村农村生活污水处理工程 设 计 方 案 XXXX环保工程有限公司 20XX年X月 XX市XX区XX镇XX村农村生活污水处理工程 设计方案 审定： 审核： 项目总负责： 参加人员： XXXX环保工程有限公司 20XX年X月 目录 1.7.项目建设场地概况................................................ 3.2.设计进、出水水质................................................ 3.5.工艺选择........................................................ 6.3.倡导文明施工.................................................... 7.1.工程概算........................................................ 9.2.经济效益........................................................ 第一章项目概况 1.1.项目背景 1.1.1.项目名称 XX市XX区XX镇XX村农村生活污水处理工程 1.1. 2.建设单位 XX市XX区环保局 1.1.3.编制单位 XXXX环保工程有限公司 1.1.4.项目地点 XX市XX区XX镇XX村 1.2.编制依据及范围 1.2.1.设计依据 （1）《XX市农村生活污水处理适用技术指引》 （2）XX区XX镇XX村地形测绘图资料 （3）XX区XX镇XX村村委对污水处理设施用地的要求 1.2.2.相关规范及标准 （1）《室外排水设计规范》GB50014-2006 （2）《室外给水设计规范》GB50013-2006 （3）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89 （4）《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规范》CJJ60-94 （5）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002 （6）《污水综合排放标准》GB8978-199 500吨生活污水处理工程 5.3厂区工艺设计 本工程包括的处理构筑物有：格栅渠、隔油池、调节池、反应池、沉淀池、配水池、人工快渗池、出水计量渠、污泥干化池及综合房等。 5.3.1格栅渠 格栅的功能去除污水中较大块状的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物，以保证后续处理构筑物的正常运行，保护水泵机组。 按500t/d水量，变化系数取Kz = 2.50进行设计，采用人工格栅2道。 设计流量为Q = 500t/d，栅前水深为h=0.3m,过栅流速取v=0.6m/s，进水渠道宽B = 0.8m，格栅安装倾角a= 60o,格栅渠道深2.00m。 格栅池工艺尺寸：LXBXH = 3.50m>0.80mX2.00m 设置人工格栅2道 结构：钢筋混凝土结构 附属设备： 粗格栅1道，参数：B=0.8m 间隙宽b=20mm 细格栅1道，参数：B=0.8m 间隙宽b=5mm 5?3?2隔油池 隔油池的功能是去除污水中的浮油，设计池内水平流速较小，污水中的轻油滴在浮力作用下上浮，并且聚积在池的表面，人工定期将池内浮油撇除。 按Q=500t/d，变化系数取Kz=2.50进行设计。 停留时间1h 有效水深2.9m 有效容积V=35m3 隔油池工艺尺寸：LXBXH = 3.50m X3.40mX4.70m 结构：钢筋混凝土结构 本项目处理对象是城镇污水，其水质水量变化较频繁，设置调节池一座，对 进水水质水量进行调节，减轻水质水量变化对后续污水处理工艺的冲击负荷按Q=500t/d，变化系数取Kz=2.50进行设计。 有效水深：2.80m 停留时间：10h 有效容积：157.50m3 工艺尺寸：LXBXH=12.50mx4.50m><4.70m 结构：钢筋混凝土结构 附属设备： 潜污泵2台（1用1备） 型号：WQ25-8-1.5 参数：Q=25 m3/h, H=8m, N=1.5kW 污水计量：在污水提升管路上设置电磁流量计，对污水瞬间流量和累积流量进行计量。 附属设备：电磁流量计1套DN50 5?3?4反应池 在絮凝反应池中，采用机械搅拌，创造适当的水力条件，投加絮凝剂、助凝剂与污水混合发生絮凝反应，在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体，为杂质颗粒在沉淀阶段迅速沉降分离创造良好的条件。 按500t/d水量进行设计。 单格工艺尺寸：LXBXH=1.30mx1.30m>2.20m 共3 格 水力停留时间：30mi n 有效水深：1.80m 单格有效容积：3 m3 结构：地上式钢筋混凝土结构 附属设备： 混合搅拌机：1台，N=0.37kW 絮凝搅拌机：2台，N = 0.37kW 生活污水处理方案设计方案 1 概述 生活中的废物、污水是水体的主要污染源之一。生活污水中含有大量有机物，未经处理就直接排放，会造成水体富营养化，进而导致水体缺氧、发臭、藻类大量滋生、鱼类死亡等，严重破坏了水体的生态平衡。因此，为保护生态环境，必须对该种污水进行治理。 本设计方案适用于生活污水处理。由于小城镇过去“重建设，轻环保”的旧观念，城镇基础设施建设远远落后于城镇建设的发展，缺乏必要的污水收集系统和污水处理设施，污水无序乱流，不仅直接污染了小城镇自身生态环境，而且造成了河湖水体的严重污染，已成为区域性水环境的重要污染源。根据有关报导，预计今后我国70％以上的生活污水将来自城镇及小区。可见小城镇的污染治理关系到我国环境状况和可持续发展的战略目标，是十分重要和必要的，也是非常有前途和极具生命力的。城镇污水处理设施建设规模应遵循以下几项原则，综合考虑确定：①满足城镇总体规划的要求；②按城镇自然地理地形地貌特征划定汇水区；③避免远距离输水，就近再生处理、就近排放、就近利用；⑤城镇近期投资能力；污水收集系统与污水处理设施配套。本设计方案在项目构成、工艺与装备、配套工程、劳动组织与劳动定员等方面，根据所选的工艺技术特点和污水处理设施运营管理的基本要求，结合当地的实际情况 均进行了科学合理的设置，并达到国家的排放标准。 本设计方案拟采用的处理工艺为生物接触氧化，出水可达到国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）三级标准要求。 表1 基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）（单位：mg/L） 2 设计依据、原则及范围 2.1 设计依据 (1) 建设单位提供的污水水质、水量等基础资料 (2) 《室外排水设计规范》(GB 50014—2006) (3) 《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002） (4) 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141—2008） (5) 《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93） (6) 《给排水工程概预算与经济评价手册》 40m3/d生活污水处理工程 经济技术方案 二〇一二年四月 目录 1、概述 2、设计依据 3、废水水质、水量 4、执行标准 5、废水处理工艺技术 6、投资预算 1.概述： 为确保污染物的达标排放和回用的需要，拟配套建设一座设计处理能力为40 m3/d的污水处理站，将全部废水送入污水处理站，以满足国家相关环保要求。 按照国家有关规范标准要求，编制了本废水处理工程经济技术方案。 2．设计范围及要求： 2.1 工程概况 本工程为新建生活污水处理及回用工程，设计处理能力为40m3/d。 2.2 设计范围 污水处理工程方案设计范围包含从废水收集提升到达标排放的所有内容（不包括房屋和水、暖、电、气等）。 2.3 设计原则 ◆严格按照国家有关环保治理的设计规范、标准、要求进行，确保各种污染物经治理设施处理后能够达到环评规定的水质标准要求。 ◆根据污水水质情况及污水排放标准，并且经过对废水处理工艺方案的综合分析和比较，采用生化加物化处理的方法。治理工艺成熟、可靠，技术先进适用，治理效果稳定。 ◆系统设计中污水处理与中水回用综合考虑，包括但不限于构筑物布置、设备巡检与操作、运行维护及电气控制系统等方面。 ◆采用PLC自动控制系统，正常运行除向药槽添加药剂外无需人工操作，显著降低工人操作强度，并确保系统的稳定可靠运行。 ◆整个工程设计工艺参数选择有一定安全系数，能适应水质水量在一定范围内的变化。 2.4 设计依据 2.4.1 有关法规、标准及规范： 《水污染防治法》； 《建设项目环境保护管理条例》； 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）； 《恶臭污染物排放标准》(GB14544-93)； 《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90); 《室外排水设计规范》(GB50014-2006)； 《给水排水制图标准》(GBT50106—2001)； 《总图制图标准》(GBT50103-2001)； 《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)； 《水处理设备技术条件》（JB/T2932-99）； 《工业用水处理设备质量验收》（DL543-94）； 《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）; 《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）; 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）； 《厂矿道路设计规范》(GBJ22-87)； 《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)； 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）； 广西南宁经开区吴圩镇新桥村新桥坡生活污水处理工程 设计 方案 2016年11月 目录 第一章前言 0 1.1项目背景 0 1.2项目概况 0 1.3村庄建设条件 0 1.4项目建设必要性 (1) 第二章设计依据与设计原则 (1) 2.1设计依据 (1) 2.2设计范围 (2) 2.3设计原则 (3) 第三章项目设计水质、水量 (3) 3.1项目设计水质 (3) 3.2项目设计水量 (4) 3.3出水执行的排放标准 (4) 3.4污水处理程度 (5) 第四章污水处理工艺技术论证 (6) 4.1污水处理工艺选择的原则 (6) 4.2污水处理各种工艺的介绍 (7) 第五章污水处理工艺说明 (9) 5.1污水处理工艺特点 (9) 5.2工艺流程示意图.................................... 错误!未定义书签。 5.3工艺流程说明 (10) 5.4工艺特点 (11) 5.4工艺组成 (11) 第六章项目建设内容 (13) 6.1项目建设内容 (13) 6.2项目选点及管网规划 (13) 第七章工程投资概算 (13) 7.1工程建设概算 (13) 7.2污水处理工程建设概算 (13) 7.3生活污水处理工程运行费用概算 (17) 第八章效益分析.......................................... 错误!未定义书签。 8.1社会效益 (18) 8.2环境效益 (18) 8.3经济效益 (19) 第九章工程进度及质保 (19) 9.1工程进度 (19) 9.2质量保证及售后服务 (20) 第十章典型案例及监测报告 (22) 10.1案例一 (22) 10.2案例二 (23) 1 工程概况 本污水处理站为镇区处理生活污水。 2项目设计依据、原则和范围 2.1设计依据 (1)《城镇污水综合排放标准》（GB81918-2002）； (2)《给排水设计手册》； (3)《中华人民共和国环境保护法》； (4)《中华人民共和国水法》（1998）； (5)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） (6)《中华人民共和国水污染防治法》（1996）； (7)《中华人民共和国水污染防治法细则》（1989）； (8)《建设项目环境保护设计规定》（1997）； (9)《建设项目环境保护设施竣工验收管理规定》（1994）； (10)《村庄整治技术规范（GB50445－2008）》 (11)《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005） 2．2设计原则 (1)污水处理工艺应因地制宜并力求技术先进可靠、经济合理、高效节能、易于维护管理。 (2)积极稳妥地采用新技术，在合理利用资金的同时，充分利用先进技术和设备以提高污水处理水平与效率。 (3)设计中必须充分考虑小区污水的特点，处理设施能适应较大的水量变化。在机械化、自动化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。 (4)设计应适当注意美观和绿化，其美化的方式和周围地区的环境相协调。 2．3设计范围 (1)污水处理站内工程的工艺及方案设计，不包括化粪池和场外污水管线工程。 (2)与工艺相配套的电器、仪表控制系统设计。 3 水质要求 3．1设计进水水质 3．2设计出水水质 本设计中污水经过格栅、调节池、生物集成处理设备后，最终处理出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放 4.1水质特性分析 根据进水水质和出水水质要求，废水具有以下特征： 污水中可滤残渣含量较高，这些残渣若不经处理直接进入生化处理系统，会在生化系统中积累而占据大量池容，使池容不断减少最终导致系统完全失效。同时，去除对生物处理过程有抑制作用的物质，减小生物反应的负荷，改善生物反应的条件，对处理系统正常运行，降低运行 费用都是必不可少的一步。 4.2废水的预处理 4.2.1 去除部分不可生化降解的物质，均和水质和水量 此处的预处理主要有格栅，预曝气调节池。通过这一过程，可有效去除废水中不可生物降解或难于生物降解的有机物，均和水质和水量保 证后续处理的正常进行。 4.2.2 预处理后的废水水质特性 预处理后废水水质如下表 预处理后的废水水质单位：mg/L 预处理后废水水质各污染物配比如下表所示 预处理后各污染物配比 ******粮食储备库 250T/D一体化地埋式生活污水处理 技 术 方 案 单位：****环保设备有限公司邮编：**** 单位地址：************工业园区传真：**** 电话：********* 日期：200*年*月 目录 第一章工程概况----------------------------------------------------------2第二章设计依据、设计原则及设计范围-------------------------------------3第三章设计水质水量-----------------------------------------------------5第四章处理工艺---------------------------------------------------------6第五章处理工艺设施简要说明--------------------------------------------11第六章系统技术性能参数说明--------------------------------------------14第七章电器与控制-------------------------------------------------------19第八章主要处理设施效果预测表-------------------------------------------21第九章污水处理设施布置-------------------------------------------------22第十章环境影响分析-----------------------------------------------------23第十一章经营管理-------------------------------------------------------25第十二章方案特点及售后服务---------------------------------------------27第十三章服务承诺-------------------------------------------------------28第十四章工程投资估算---------------------------------------------------30第十六章附图----------------------------------------------------------31 失败乃成功之母，黑暗之后就是光明！ 标号:GD 1.0 密级: 版本:V 1.0 编号: 《×××》 方案设计报告 GD 1.0 共1册第1册 南京天祥智能设备科技有限公司 20××年×月 文档修改记录 XXX 研制方案 拟制： 校核： 审查： 标准化： 审定： 批准： 目录 1适应范围 (1) 2研制依据 (1) 3系统组成与工作原理 (1) 3.1系统组成 (1) 3.2系统工作原理 (1) 4主要战术技术指标及使用要求 (1) 4.1主要战术指标 (1) 4.2主要技术指标 (1) 4.3主要使用要求 (1) 5总体技术方案 (2) 5.1总体设计思路 (2) 5.2结构方案 (2) 5.3硬件方案 (2) 5.4软件方案（适应时） (2) 5.5电源方案（适应时） (2) 5.6接口方案 (2) 5.7环境适应性设计措施 (2) 5.8可靠性设计措施 (3) 5.9维修性设计措施 (3) 5.10测试性设计措施 (3) 5.11保障性设计措施 (3) 5.12安全性设计措施 (3) 5.13电磁兼容性设计措施 (3) 5.14人机工程设计措施（适应时） (3) 6试验验证初步考虑 (3) 7质量和标准化控制措施 (4) 7.1质量控制措施 (4) 7.2标准化控制措施 (4) 8研制进度安排 (4) 8.1项目周期 (4) 8.2进度安排 (4) 9研制风险分析 (4) 9.1技术风险 (4) 9.2进度风险 (5) 9.3经费风险 (5) 10任务分工 (6) 11研制经费概算（可视情省略） (6) 11.1科研经费概算 (6) 11.2生产经费概算 (6) 第一章工程概况 一、概述 某生活污水日排量较大，需对其进行达标处理后方能排放。生活废水中含有许多有机和无机的污染物，直接排入水体将使受纳水体产生富营养化，对环境造成破坏，为保障人民身体健康、治理污染，保护环境不被破坏，需对小区的生活污水进行集中处理后方能排放。 我公司系从事给排水技术研究、咨询、工程设计、设备设计制造、安装、调试、物业管理一条龙服务的专业公司。在水处理工艺、工程承接方面具有丰富的实践经验，在结合对同类污水治理工程实践及总结国内先进成熟技术成果的基础上，本着保证处理效果、最大限度地考虑投资效益和处理成本的原则，提交本初步设计工艺方案，供业主及有关部门参考论证。 二、设计依据 根据业主提供的废水排放量，废水处理设计规模为24立方/日。设计的工艺流程污水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标。 1、法律，法规 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国水污染防治法》 《全国生态环境建设规划》 《全国生态环境保护纲要》 2、规范和标准 《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 《室外排水设计规范》（GB50014-2006） 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003） 《水处理设备制造技术条件》(JB/T2932-1999) 《污水处理用微孔曝气器》(CJ/T3015.1-1993) 《曝气器清水充气氧性能测定》(CJ/T3015.2-1993) 《双环伞型曝气器》(CJ/T3015.3-1993) 《污水处理用可张中、微孔曝气器》)(CJ/T3015.4-1993) 《水处理用溶药搅拌设备》(CJ/T3061-1996) 《生物接触氧化法生活污水处理器》(JB/T6932-93) 《潜水排污泵》(CJ/T3038-1995) 《电器设备配电设计规范》(GB50055-93) 《机电产品包装通用技术条件》(GB/T1384-92) 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB/50062－2008) 《钢制焊接常压容器》(JB4735-1997) 《碳素结构钢》(GB700-2006) 《产品标牌》(GB/T13306-1991) 《钢制法兰技术条件》(GB/T9124-2000) 《钢制法兰类型与参数》(GB/T9112-2000) 《钢制阀门一般要求》(GB/T12224-1989) 《通用阀门供货要求》(B/T7928-1999) 《阀门的检验与试验》(JB/T9092-1999) 三、设计水量及水质 1、设计水量 根据业主提供的资料，本工程设计处理水量按24m3/d规模进行,即按Q=1m3/h 计。 2、废水水质 根据业主提供资料，结合本公司同类工程中的经验，确定综合污水水质水量如表1-1。 表1-1综合污水水质水量一览表 旅游景区生活污水处理设计方案 1、设计依据 ·《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） · GBJ15-188 －建筑给水排水设计规范。 · 给水排水标准规范实施手册。 ·室外排放设计规范（GBJ14－87）； ·环境噪声标准（GB5096－93）； ·低压配电设计规范GB50054-95； ·给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范； ·我公司所完成同类工程所取得的实际经验和实际工程参数。 2、污水水量、水质和排放标准 根据单位提供的旅游景区生活污水处理资料，平均排水量为：1m3/h附表：污水进水水质和排放水质标准: ３、工艺说明 污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，去除颗粒杂物后，进入调节池，进行均质均量，调节池中设置液位控制器，再经液位控制仪传递信号，由提升泵送至A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，然后入流O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，o级生物池分为两级，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池进行固液分离后，沉淀池上清液流入消毒池，经投加氯片接触溶解，杀灭水中有害菌种，消毒后的清水用泵送入过滤器出水可用于浇花，冲厕等或外排。 由格栅截留下的杂物定期装入小车倾倒至垃圾场，二沉池中的污泥部分回流至A级生物处理池，另一部分污泥至污泥池进行污泥消化后定期抽吸外运，污泥池上清液回流至调节池再处理。 ４、工艺设施 （1）格栅井 设置目的： 在生活污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。 设置特点： 格栅井设置砖砼结构，格栅采用手动框式。 （2）调节池 设置目的： 100m3/d生活污水处理 设计方案 目录 第一章工程概况 (2) 第二章设计依据、设计原则及设计范围 (2) 第三章设计水量与水质 (4) 第四章处理工艺的选择 (5) 第五章处理工艺设施简要说明 (12) 第六章系统技术性能参数说明 (15) 第七章电器与控制 (20) 第八章污水处理设施布置 (22) 第九章环境影响分析 (22) 第十章经营管理及运行成本分析 (24) 第十一章方案特点及售后服务 (25) 第十二章服务承诺 (26) 第十三章主要设备及部件配置表 (28) 第一章工程概况 该区所排放污水主要为日常生活污水，根据国家环境保护局的有 关规定和相关条款，区内所排污水必需经处理达标后方可排入市政污 水管道或纳入附近水域。 为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。我单位受建设方邀请，在进行初步调研，并经多项生活污水处理成功的实践经验的基础上，编制该区内生活污水设计方案，以供有关部门决策、实施。 针对该区生活区的具体污水水质的特点，本方案拟采用常规的“A/O”工艺，该处理工艺成熟实用，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主要设备采用优质钢结构，考虑到区内周边环境和卫生问题，故该生活污水处理工程决定采用全埋地式结构，上部覆土，可种植花木、草坪，进一步美化环境。 第二章设计依据、设计原则及设计范围 （1）设计依据 1）业主提供的有关资料； 2）《污水综合排放标准》（GB8978-1996），一级排放标准； 3）室外排放设计规范（GBJ14－87）； 4）环境噪声标准（GB5096－93）； 5）低压配电设计规范GB50054-95； 6）给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范； 7）我公司所完成同类工程所取得的实际经验和实际工程参数。 （2）设计原则 农村生活污水处理工程 设计方案 目录 第一章概况 ......................... 错误!未定义书签。 工程概况....................................... 错误!未定义书签。 编制依据、原则、范围及治理目标................. 错误!未定义书签。第二章污水收集管网系统设计.............. 错误!未定义书签。 设计原则....................................... 错误!未定义书签。 收集管路系统................................... 错误!未定义书签。 收集管网设计要求............................... 错误!未定义书签。 收集管网汇总................................... 错误!未定义书签。第三章污水生态处理系统设计............. 错误!未定义书签。 设计水质和水量................................. 错误!未定义书签。 工艺流程....................................... 错误!未定义书签。 构筑物及材料说明............................... 错误!未定义书签。第四章投资概算 ......................... 错误!未定义书签。 污水收集管网投资概算........................... 错误!未定义书签。 生态处理系统投资概算........................... 错误!未定义书签。 运行费用....................................... 错误!未定义书签。村生活污水处理工程设计方案
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