2给水排水系统概论

第二章给水排水系统概论2.1水资源2.2给水系统概述2.3排水系统概述2.1水资源2.1.1水的性质常温附近呈三态温度—体积效应异常热容量最大溶解能力极强化学反应能力强大表面特性突出水质参数水的质量(水质)指水中所含的其他物质和能量的数量。水质参数指表征水质的参数、指标、项目，也称为水质指标、项目。水质指标分为物理感官指标、毒理指标、化学指标、微生物指标、其他指标。(1)物理感官指标物理感官指标指水的物理参数和由人的感官感知的参数，感官参数一般不能用仪器测定。常用有：水温、电导率、臭和味、色度、浊度、固体等。浊度是水的光学指标，1mg／l的SiO2所产生的混浊现象为1度(NTU)。水中固体含量的指标：总固体(TS)、溶解性总固体(TDS)、悬浮固体(SS)，单位mg/l。气味—临界气味数（TON），用无气味的水稀释水样直到刚刚能觉察到气味时的最大稀释度。水样的体积一般200ml。TON=（A+B）/AA水样体积B无气味水体积(2)毒理指标毒理指标指对人和生物有明显毒害作用的物质的含量，过量可能使人和生物急性或慢性中毒。常用各种有毒物质的含量表示，包括重金属、有毒元素、有毒无机化合物和有毒有机化合物。常用单位有mg／L、μg／L、ppm、ppb。有毒重金属主要有汞、铬、镉、铅、镍、银等。有毒元素是一类毒性强的单质物质，主要有砷、硒、铊、锑、钡、铍、硼、钼等。有毒无机化合物主要有氰化物、氟化物、硝酸盐、溴酸盐、氯酸盐等。有毒有机化合物大多数是人工合成物质和生产过程中产生的废物，能够使人和生物致癌、致畸、致残。(3)化学指标化学指标指反映水中化学要素的指标，主要有化学性质指标、硬度、营养盐、有机物指标和一般化学指标。理论上，毒理指标也是化学指标，由于危害大，通常单列。化学性质指标反映水基本化学性质的指标，主要有pH、碱度、氯离子等。硬度水中钙镁离子含量。硬度过高能够引起各种结垢现象，影响水的正常使用。营养盐水中氮磷含量，主要有总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷等。营养盐是生物生长的必需物质，过量可造成水体富营养化。水中的有机物被微生物分解的过程中要消耗大量的溶解氧，造成水体腐败，通常用分解有机物所消耗的溶解氧量间接地表示有机物的数量。常用有机物指标：化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总有机碳需氧量(简称总有机碳)TOC、总需氧量TOD。一般化学指标毒性不大但危害较大的一类化学物质，如铁、锰、铜等；毒性危害都不大的一类化学物质，如游离二氧化碳、溶解氧等。pH无量纲。(4)微生物指标微生物指标指水中各种微生物可能的数量或经过培养形成的菌落数，主要有细菌总数(CFU／mL)、大肠菌群数(CFU／1OOmL，个／L)等。(5)其他指标放射性指标反映水中放射性物质放射强度的指标。消毒指标为保证消毒效果而规定的消毒剂残余量。各种天然水源的水质特征水质标准是通过法律程序制定的、规定满足各种要求的各种水质指标限值的法律文件。水质标准分为国家标准、行业标准和地方标准三个层次。国家标准是基础，行业和地方标准是国家标准的补充；国家标准规定的指标，地方标准必须执行或严于国家标准。水质标准包括用水标准、环境标准、排放标准和污水再生利用标准等。(1)用水标准用水的基本标准是《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，规定生活饮用水水质卫生要求、生活饮用水水源水质卫生要求、集中式供水单位卫生要求、二次供水卫生要求、涉及生活饮用水卫生安全产品卫生要求、水质监测和水质检验方法，适用于城乡各类生活饮用水。《标准》将水质指标分为常规指标、消毒指标和非常规指标，并分别规定了限值106项。有特殊要求的行业执行行业标准。饮用水标准卫生部规范-饮用水标准新增加指标（GB5749-2006和GB5749-85相比）浊度1度（原标准3度）Al0.2mg/L耗氧量3mg/L氨氮0.5mg/L常规指标非常规指标农药等有机物及消毒副产物新增48项重金属新增11项微生物指标新增4项饮用水消毒剂新增3项硫化物1项、钠1项(2)水环境标准水环境质量标准主要有《地表水环境质量标准》(GB3838)、《地下水质量标准》(GB／T14848)和《海水水质标准》(GB3097)。特殊用途水域执行专项标准，如渔业水质标准。《地表水环境质量标准》将地表水体划分为五类，规定了各类水体标准值共24项。I类水体适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类水体适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、珍稀幼鱼的索饵场等；Ⅲ类水体适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场和泅游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类水体适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；V类水体适用于农业用水区及一般景观水域。《地下水质量标准》将地下水质量划分为五类，规定了各类水质标准值共39项。I类、Ⅱ类反映地下水化学组分的天然低背景含量和天然背景值，适用于各种用途；Ⅲ类以人体健康基准值为依据，适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水；Ⅳ类以农业和工业用水要求为依据，适用于农业和部分工业用水，适当处理后也可作生活饮用水；V类不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。《海水水质标准》将海域划分为四类，规定了各类水体标准值共35项。第一类适用于海洋渔业水域、海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区；第二类适用于水产养殖区、海水浴场、人体直接接触海水的海上运动和娱乐区、与人类食用直接有关的工业用水区；第三类适用于一般工业用水区、滨海风景旅游区；第四类适用于海洋港口水域、海洋开发作业区。(3)排放标准污水排放的基本标准有《污水综合排放标准》(GB8978)和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)，有行业标准和地方标准者执行行业标准和地方标准。《污水综合排放标准》适用于现有污水排放单位的管理、建设项目环评和环保设施设计、竣工验收及其建成后管理，规定69项指标最高排放浓度和部分行业的最高允许排放水量。标准将污染物分为第一类和第二类。第一类污染物共13项。第二类污染物共56项，分为一、二、三级标准，分别规定各级标准限值。一级标准适用于排入Ⅲ类地表水和二类海水的污水；二级标准适用于排入Ⅳ、V类地表水和三、四类海水的污水；三级标准适用于排入设有二级污水厂的城镇排水系统的污水。I、Ⅱ类地表水和保护区、一类海域和海水浴场等禁止新建排污口。《城镇污水处理厂污染物排放标准》适用城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处理的管理和居民小区和工业企业内部独立的生活污水处理设施污染物排放的管理。将污染物分为基本控制项目和选择控制项目，基本控制项目12项，一类污染物7项；选择控制项目43项，由地方政府主管部门选择控制。常规项目分为一二三级标准，其中一级又分分为一级A和一级B标准，分别规定限值，三级标准适用于非重点控制流域和非保护区的建制城镇污水处理厂。序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准1化学需氧量（COD）50601001202生化需氧量（BOD5）102030603悬浮物（SS）102030504动植物油135205石油类135156阴离子表面活性剂0.51257总氮（以N计）1520————8氨氮（以N计）5（8）8（15）25（30）——9总磷（以P计）05年12月31日前建设的11.53506年1月1日起建设的0.513510色度（稀释倍数）3030405011PH值6～912粪大肠菌群数/（个/L）103104104——（4）《污水再生利用》系列标准包括6项标准，分别为：《城市污水再生利用分类》（GB/T18919）《城市污水再生利用城市杂用水质》（GB/T18920）《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921）《城市污水再生利用补充水源水质》（GB/T18922）《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T18923）《城市污水再生利用农业用水水质》（GB/T18924）（1）水资源的涵义①广义上说，水资源包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水及大气中的水分等。②狭义上说，水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水资源。2.1.2水体与水资源（2）水资源的特性循环性生态基础性储量的有限性时空分布的不均匀性用途的广泛性不可替代性（3）水体的自净与环境容量水体自净水体通过物理、化学、物理化学以及生物过程，使得污染物的数量降低，最终达到原先的水质状况过程。水体自净的机理主要包括：水循环与交换；稀释扩散；沉降；生物降解；化学反应；挥发等。水体环境容量水体的最大自净能力。2.2给水系统概述2.2.1给水系统组成与分类（一）给水系统的组成给水系统是保证城镇、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。给水系统的基本任务是安全可靠经济合理地供应城乡人民生活、工业生产、保安防火、交通运输、建筑工程、公共设施、军事部门等各项用水，保证满足用户对水量、水质和水压的供水要求。城镇给水按其用途主要分为：(1)生活用水包括居住建筑、公共建筑、生活福利设施等生活饮用、洗涤、烹饪、清洁卫生以及工业企业内部职工的生活用水及淋浴用水等。(2)生产用水工业企业生产过程中的工艺用水，如食品、酿造、饮料工业的原料用水，冶炼、化工、电力等工业的冷却用水，锅炉蒸汽用水，纺织、造纸工业的洗涤、空调、印染用水等。(3)消防用水是扑灭火灾的用水，只是在发生火灾时才由给水管网供给。(4)其他用水景观用水、浇洒道路及绿地用水、特殊用水等。给水系统组成给水系统是从水源取水，按用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到用水区域，并按用户所需的水压向用户供水。给水系统由取水工程、净水工程和输配水工程组成净水构筑物清水池二泵站配水管网水源水塔一泵站(1)取水构筑物从选定的水源(地表水或地下水)取水。水源水处理构筑物(2)水处理构筑物将取水构筑物的来水进行处理，以期符合用户对水质的要求。这些构筑物一般集中布置在水厂内。一级泵站(3)泵站将所需水量提升到要求的高度，可分为抽取原水的一级泵站、输送清水的二级泵站和设于管网中的增压泵站等。二级泵站输水管渠(4)输水管渠和管网输水管渠是将原水送到水厂的管渠，管网是将处理后的水送到各个用水区域的全部管道。管网上的附件（阀门：干管上每600～800m；排气阀：管道高处；泄水阀：检修放空；消火栓：不大于120m设一个）给水管道按功能分类干管主要用于输水，管径较大。分配管用于配水到用户，管径较小。给水管网设计和计算往往只限于干管。干管和分配管的管径并无明显的界限。调节构筑物(5)调节构筑物用以贮存和调节水量。如高位水池、水塔、清水池等。高位水池和水塔还具有保证水压的作用。泵站、输水管渠、管网和调节构筑物等总称为输配水系统，是给水系统中投资最大的子系统。（二）给水系统的分类按水源种类地表水(江河、湖泊、蓄水库、海洋等)和地下水给水系统(浅层地下水、深层地下水、泉水等)。按供水方式自流供水系统(重力供水)、水泵供水系统(压力供水)和混合供水系统。按使用目的生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统。按服务对象城镇给水系统和工业给水系统。按综合条件根据区域、地形条件、水质、水压要求及系统归属的不同，给水系统可分为统一给水系统、分系统给水系统（分质给水系统、分压给水系统）、区域给水系统。分系统给水系统根据水源、地形情况、用户对水质和水压的不同要求等实际情况，将整个供水范围分成不同的给水区域，采用互相独立工作的给水系统。①统一给水系统用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水，绝大多数城市采用这一系统。城市工业用水量大时，可考虑采用分质、分压等给水系统；小城市工业用水量小，仍采用统一给水系统；城市工厂分散，用水量小，仍采用统一给水系统。②分质给水系统对于城市中用水量大、水质要求低的工业企业，可采用分质给水系统。可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户；可以是不同水源，如地表水经简单沉淀后供工业生产用水，地下水经消毒