第1章排水系统概论

第一章排水系统概论污水（废水）——洁净的水在使用的过程中受到不同程度的污染，改变了原来的物理、化学性质，称之为污水（废水）。污水分类——生活污水、工业污水、降水（雨水、雪融水）第1节概述第1节概述生活污水——日常生活卫生洁具的排出水。包括从厕所、浴室、盥洗室、食堂、洗衣房等排出的水。来自：住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店和工厂里的生活用水。含有：较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水比合物尿素和氨氮等，肥皂和合成洗涤剂等，及在粪便中出现的病原微生物，如寄生虫卵和肠系传染病菌等第1节概述第1节概述工业污水——工业生产排出的废水。来自车间、矿厂。工业污水的分类：按污染程度分：生产废水——轻度污染，水温升高，可以重复使用或直接排入水体生产污水——生产中严重污染的水。含有大量的有机物或CN等有毒有害的物质、洗涤化合物、放射性物质。第1节概述按所含有的污染物的化学性质分为三类：1．主要为无机物2．主要为有机物3．二者兼而有之按所含污染物的主要成分分类：酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水等。第1节概述降水——雨水、冰雪融化水。水体囤积，融入污染物成污水。可以直排，可处理城市污水——城市下水道中的生活污水和工业废水的混合污水。需要处理。第1节概述污水量的计量单位——升、立方米。污水流量——单位时间的污水量（m3/s、m3/a、L/s、m3/h）污水污染物质浓度——单位体积污水中所含污染物质的数量。毫克/升，克/立方米，生活污水量和用水量基本相等。所含有的成分稳定。工业废水与生产工艺有关，水质和水量不一致。第1节概述排水系统——为系统排出废水而建设的一套工程设施。[包括：管道系统（排水管网），污水处理设施（污水处理厂）]城市污水处理系统由三部分组成：城市排水管道系统；城市污水无害化处理系统；城市污水的深度处理和再利用系统。城市排水管道系统是城市污水处理系统的重要组成部分，投资比重最大，占55%以上：第1节概述最终归宿——排放水体，灌溉农田、重复使用。第1节概述重复使用的方式：自然复用：一条河流往往既作给水水源，也受纳沿河城市排放的污水。间接复用：将城市污水注入地下补充地下水，作为供水的间接水源，直接复用：将城市污水直接作为城市饮用水水源、工业用水水源、杂用水水源等第1节概述工业废水的直接复用循环使用循序使用第2节排水系统的体制及其选择排水体制——将城市的生活污水、工业废水和雨水采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除，选择上述不同排除方式所形成的排水系统组合，称做排水系统的体制（简称排水体制）。排水体制最基本的类型为合流制和分流制；两者兼而有之的称为混合制；分流制又分为完全分流制和不完全分流制。第2节排水系统的体制及其选择一、排水体制的分类（一）合流制排水系统合流制是将生活污水、工业废水和雨水混合排入同一管渠的排水系统。最早出现的合流制排水系统，是将污水直接输送至出水口，污水不加处理就近直接排入水体，国内许多城市仍然采用这种合流制排水系统。第2节排水系统的体制及其选择第2节排水系统的体制及其选择截流式合流制排水系统：在旧合流制排水系统的基础上建设城市污水处理厂时，往往采用临河岸建造一条截流干管，同时在截流干管若干交汇点设置溢流井的方式，称为截流式合流制排水系统。在晴天，城市污水经截流干管排送至污水厂处理。在雨天，城市污水与雨水形成混合污水，降雨初期，全部污水输送至污水处理厂，随着降雨量增加，当混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，就有大量的雨污混合水经溢流井溢出，直接排入水体。目前国内相当一部分建有污水处理厂的城市采用了这种排水方式。第2节排水系统的体制及其选择溢流井第2节排水系统的体制及其选择（二）分流制排水系统分流制是将生活污水与工业废水在城市污水管道排除，而雨水单独由雨水管渠排除的系统。前者称为城市污水管道系统，后者称为雨水管渠系统。国内新兴城市往往采用分流制排水，一些中小城市兴建城市污水处理厂时也将原有合流制排水系统改造为分流制。第2节排水系统的体制及其选择第2节排水系统的体制及其选择（三）混合制排水系统在城市排水管网中，一部分区域由于条件限制，其排水采用合流制，另一部分区域则采用分流制排水，称之为混合制排水系统。在大中城市建设城市污水处理厂时，往往将有条件的区域改为分流制，在改造困难的区域保留合流制，即采用混合制排水系统。在混合制系统中，合流制排水区域宜在溢流井之后与分流制区域的污水汇合进入城市污水处理厂。若将分流制区域先与合流制区域的管渠系统汇合，再进行截流和溢流，则该分流制区域的雨污分流就降低了价值。第2节排水系统的体制及其选择混合制排水系统1—污水干管；2—合流干管；3—截流主干管；4—溢流井；5—雨水干管；6—溢流干管；7—污水处理厂；8—出水口；9—河流第2节排水系统的体制及其选择（四）完全分流制及不完全分流制完全分流制排水系统具有污水排水系统和雨水排水系统；不完全分流制只具有污水排水系统，雨水沿天然地面、街道边沟或原有渠道系统排除，或者为了补充原有管渠输水能力的不足而修建部分雨水管渠，待城市进一步发展后再修建雨水排水系统，成为完全分流制排水系统。在我国一些县城，原有合流制沟渠标准很低，往往由暗渠、明渠和天然沟道组成，不仅管线很不完善，其雨水排水能力也很小，建设城市污水厂时配套建设了较为完善的城市污水管网系统，原管渠系统用于排除雨水，这种类型即属于不完全分流制排水系统。第2节排水系统的体制及其选择第2节排水系统的体制及其选择第2节排水系统的体制及其选择（5）封闭循环式专指工业企业产生的污水经处理后直接回用而不排放第2节排水系统的体制及其选择（六）工业企业的分流制1－生产污水管道系统；2－生活污水管道系统；3－雨水管渠系统；4－特殊污染生产污水管道系统；5、溢流水管道；6、泵站；7、冷却构筑物；8、局部处理构筑物；9、生活污水厂；10、生产污水厂；11、补充清洁水；12、排入城市污水管道工业企业分流制排水系统第2节排水系统的体制及其选择对比说明：合流制施工较简单，造价比分流制排水系统低20%～40%，管沟维护管理简单、费用低；而分流制流入污水处理厂的水量、水质变化较小，利于污水处理厂的运转管理，降低运行费用。从环保角度来看，截流式合流制减轻了较脏的初期雨水对水体的冲击；但暴雨时通过截流井将部分生活污水、工业废水泄入水体，给水体带来一定程度的污染。分流制将城市污水送到污水厂处理，但初期雨水径流未经处理直接排入水体，对环境保护也是不利的。第2节排水系统的体制及其选择二、排水体制的意义1、意义：合理地选择诽水系统的体制．是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题：它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用第2节排水系统的体制及其选择2、体制选择的决定因素整个工程的投资，运行费用的大小城市的整体规划，工业的发展，水环境保护等排水管系本身的设计，施工，管理难易程度的影响第2节排水系统的体制及其选择三、体制的确定需考虑的因素1、技术因素合流制截留式合流制完全分流不完全分流处理程度高较高污水高，雨水未处理污水高，雨水未处理对水体保护功能很好较好尚可尚可工程投资大中小小维护管理管道简单厂内复杂管道简单厂内较复杂管道复杂厂内简单简单第2节排水系统的体制及其选择2、经济因素（1）管道系统投资管道投资：合流小于完全分流20-40%泵站投资：合流大于完全分流总体管道投资：分流大于合流第2节排水系统的体制及其选择（2）初期投资不完全分流：初期节省投资，工期短，工程效益快合流制和完全分流至大于不完全分流制第2节排水系统的体制及其选择3、维护管理合流制：管道晴天易淤，雨天可冲走，维护费低，但增加了污水厂运行复杂性（晴雨天水质、水量变化大）分流：管内流速已近常数，不发生沉淀，污水水量水质变化小，水厂运行控制容易混合制：介于二者之间第2节排水系统的体制及其选择总之：应根据城镇及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。由于综合考虑结果，我国《室外排水设计规范》规定，在新建地区排水系统一般应采用分流制。但在附近有水量充沛的河流或近海，发展又受到限制的小城镇地区；在街道较窄地下设施较多，修建污水和雨水两条管线有困难的地区：或在雨水稀少，废水全部处理的地区等，采用合流制排水系统有时可能是有利和合理的。第3节排水系统的主要组成部分（一）城市污水管道系统的组成1室内或车间内部管道系统和设备主要用于收集生活污水并将其排出至室外庭院或街坊污水管道中去，或用于收集各生产设备排出的工业废水并将其排送至车间外的厂区管道系统中去。第3节排水系统的主要组成部分第3节排水系统的主要组成部分2室外污水管道系统(1)居住小区污水管道系统(2)街道污水管道系统(3)管道系统上的附属构筑物第3节排水系统的主要组成部分3．污水泵站及压力管道。污水泵站分为局部泵站、中途泵站和总泵站等。从泵后至高地自流管道之间的承压管段称压力管道。第3节排水系统的主要组成部分4．污水厂第3节排水系统的主要组成部分5．出水口及事故排出口第3节排水系统的主要组成部分城市污水排水系统总平面示意1—城市边界；2—排水流域边界；3—支管；4—干管；5—主干管；6—中途泵站；7—总泵站；8—压力管；9—污水厂；10—出水口第3节排水系统的主要组成部分（二）工业废水排水系统的主要组成部分1．车间内部管道系统和设备2．厂区管道系统；3．污水泵站及压力管道。4．废水处理站。5.管道系统上设置的检查井等附属构筑物第3节排水系统的主要组成部分第3节排水系统的主要组成部分（三）雨水排水系统的主要组成部分1．建筑物的雨水管道系统和设备2．居住小区或工厂雨水管渠系统3．街道雨水管渠系统4．排洪沟5．出水口虹吸雨水斗典型的传统屋面雨水排放系统特点：1.雨水立管多；2.埋地管多，地面开挖工作量大；3.雨水管管径大；4.雨水悬吊管有坡度，占据建筑空间大，影响美观；5.建筑适用性、灵活性较差；6.管线不能随意布置；7.整个系统用材较多；8.悬吊管最多接四个雨水斗；9.悬吊管不能过长；10.管道内不具有自净功能。典型的虹吸式屋面雨水排放系统特点：1.雨水立管少；2.埋地管少，地面开挖工作量小；3.雨水管管径较小；4.雨水悬吊管没有有坡度，占据建筑空间小；5.建筑适用性、灵活性好；6.管线能随意布置；7.整个系统用材较少；8.悬吊管接斗没有限制；9.悬吊管的长度可达150m以上；10.管道内具有自净能力。第4节排水系统的布置形式影响平面布置的因素：地形风向竖向规划污水厂的位置土壤条件河流情况污水的种类污染程度等第4节排水系统的布置形式依地形为主的几种布置形式：1、正交式：管短，管径小；污染水体第4节排水系统的布置形式2截流式：减轻污染，改善环境；管径大，管线长，合流时，雨水影响污水处理，适用于分流制第4节排水系统的布置形式第4节排水系统的布置形式3平行式：地势沿河流方向有较大倾斜的地区；防止干管流速大受冲刷；干管与等高线、河道平行，主干管与河道垂直或斜交第4节排水系统的布置形式第4节排水系统的布置形式4、分区式：地势高低相差较大的地区，分高低设置第4节排水系统的布置形式5、辐射分散式：地势中心高，周围低的地区；管径小，埋深浅，管线短，便于灌溉上海采用第4节排水系统的布置形式第4节排水系统的布置形式6、环绕式：收集集中处理，比分建水厂处理投资低。第4节排水系统的布置形式第5节工业企业排水系统与城市排水系统的关系一排出前工厂应尽量考虑循环利用，重复利用，减少排放量按不同水质分别回收利用有用物质利用废气废渣治理废水，形成无害化工艺第5节工业企业排水系统与城市排水系统的关系二尽量考虑与城市污水合并处理工废系统排入城市排水系统要考虑合并处理的可能性。工废排入城镇排水管道应符合下列要求：水温40℃,②不阻塞管道,③不产生易燃、易爆的有毒气体，④严格消除病原菌，⑤不伤害