2章室外给水排水工程概述

建筑设备主讲教师：齐典伟新疆大学建筑工程学院城市建设系城镇给水系统的任务：自水源取水将水源水净化到所要求的水质标准经输配水管网系统送往各用户．用户为：生活用水系统生产用水系统消防用水系统市政用水系统城镇给水系统的组成室外给水工程的主要任务：自水源取水，将水源水净化到所要求的水质标准，经输配水管网系统送往各用户。一、给水系统分类1、按水源种类分：地表水给水系统、地下水给水系统2、按供水方式分：自流系统（重力供水）、水泵供水系统（压力供水）、混合供水系统第二章室外给水排水工程概述第一节室外给水工程概述3、按使用目的分：生活饮用给水系统生产给水系统消防给水系统4、按服务对象分：城市给水系统工业给水系统:循环系统、复用系统二、给水系统的组成1、取水构筑物：用以从选定的水源取水，并输送至水厂。2、水处理构筑物：对来自取水构筑物的水进行处理，以符合用户对水质的要求。3、泵站：将所需水量提升到要求的高度。分为一级泵站（抽取原水）、二级泵站（输送清水）和设于管网中的增压泵站。4、输水管渠和管网：输水管渠：将原水送到水厂，其特点是沿线无流量分出。管网：将处理后的水送至各个给水区的全部管道。5、调节构筑物：贮存和调节用水量。如高位水池、水塔、清水池等。泵站、输水管渠、管网、调节构筑物等总称为输配水系统。故给水系统的组成分为三大部分：取水构筑物（取水工程）水处理构筑物（净水工程）输配水系统下图所示为以地表水为水源的给水系统：一般情况下，从取水构筑物到二级泵站都属于水厂范围。常凿井取水，因地下水水质良好，一般可省去水处理构筑物而只需加氯消毒，使给水系统大为简化。以上所示的两个系统称为统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水。目前绝大多数城市采用这一系统。对城市中个别用水量大，水质要求较低的工业用户，可考虑按水质要求分系统（分质）给水。如下图所示，地下水经消毒后供生活用水。也有因水压要求不同而分系统（分压）给水，如下图所示，由同一泵站3内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压管网4和水压要求低的低压管网5，以节约能量消耗。三、水源及取水工程（一）水源的种类1、地表水：如江水、河水、湖水、水库水及海水等。特点：水质较差，水处理设备较复杂。2、地下水：如井水、泉水及溶洞水等。特点：水质较好，具有经济、安全、便于维护管理等优点。（二）水源的选择应有足够的水量，以满足城市用水要求；水源的水质应良好；综合考虑国民经济其他部门的用水（如农田灌溉等）；有多个水源时，对于生活用水应首选地下水为水源；选择地面水源时，先考虑天然江河、湖泊水，其次是筑坝蓄水；保证安全供水。（三）取水构筑物1、地下水取水构筑物管井、大口井、渗渠、辐射井2、地面水取水构筑物固定式取水构筑物：岸边式、河床式、斗槽式、潜水式移动式取水构筑物：浮船式、缆车式以下是地下水取水构筑物图例：以下是地面水取水构筑物图例(固定式)：地表水取水构筑物图例(移动式)四、水处理（一）作用：净化水质，使水质达到用水标准。（二）水源水质：含有不同的杂质按颗粒大小存在的形态分：悬浮物质、胶体、溶解物质按水中杂质性质分：有机物、无机物、微生物地面水水质的特点：浑浊度高、色度低、含盐量及硬度都不大、细菌含量较多、水温变幅较大、水源易受污染。地下水的特点：无色透明、含溶解盐较多、深层地下水很少含有细菌、水温低且变化小。要鉴别水源中杂质成分、含量：物理分析、化学分析、细菌分析、生物分析（三）用户对水质的要求生活饮用水水质标准：无色、无臭、无味、不浑浊、无有害物质、不含传染病菌，必须符合我国现行标准。我国于1985年实行的GB5749－85规定了生活饮用水的水质标准。工业用水水质标准：各种企业对水质有不同的要求，应进行调查研究，按生产实际确定用水水质标准及净化工艺。（四）净化工艺流程1、地面水的净化工艺流程生活饮用水的处理方法：混凝--沉淀--过滤--消毒水的混凝过程：添加混凝剂--混合--反应水的沉淀形式：平流式沉淀池、斜板沉淀池、辐流式沉淀池、澄清池。水的过滤形式：普通快滤池、双层及多层快滤池、虹吸滤池、重力式无阀滤池。水的消毒方法：物理消毒法、化学消毒法目前广泛采用的方法是氯消毒法。2、地下水的净化工艺流程因其水质较好而无需进行沉淀过滤处理，只需消毒即可。五、输配水工程包括：输水管道、配水管网、调节构筑物输水管：从水厂到配水管网的管线。作用：主要传输水量，沿线不接用户管。配水管网：作用：将输水管送来的水分配到用户。组成：干管、分配管、接户管管网布置形式：枝状管网、环状管网调节构筑物类型：水塔、高地水池、清水池作用：调节供水量与用水量之间的不平衡状况。六、泵站（一）泵站分类：1、按在给水系统中的作用分一级泵站：直接从水源取水，并将原水输送到净水构筑物或直接输送至管网水塔。设计流量是按最高日的平均时来考虑的。二级泵站：设在净水厂内，自清水池中取水，加压后通过管网向用户供水。设计流量是按最高日的最大时来考虑的。加压泵站：用于升高输水管中或配水管网中的压力，满足用户的需要。2、按相对室外地面的位置分地面式泵站：室内地面不低于室外地面。半地下室泵站：室内地面低于室外地面，低于高度小于1/2室内净高。地下室泵站：室内地面低于室外地面，低于高度大于1/2室内净高。（二）泵站的主要设备水泵及其引水装置、配套电机、配电设备、起重设备。第二节室外排水工程概述一、概述1、污水的来源生活污水工业废水：生产废水、生产污水雨水城市污水是由生活污水与工业废水泄入城市排水管道后形成的混合污水。2、室外排水工程的基本任务保护环境免受污染；促进工农业生产的发展；保证人体的健康；维持人类生活和生产活动的正常秩序。3、室外排水工程的主要内容收集各类污水并及时输送到污水处理厂；设置处理厂进行污水处理后再排放。二、室外排水系统的组成由排水管道系统和污水处理系统组成1、排水管道系统是收集和输送废水的设施。它包括排水设备、检查井、管渠、污水提升泵站等工程设施。2、污水处理系统是处理和利用废水的设施。它包括城市及工业企业污水处理厂、站中的各种处理构筑物等工程设施。三、排水系统的制式1、合流制：生活污水、工业废水、雨水用一个排水管渠系统汇集和输送。按汇集后的处理方式不同分为：直泄式合流制－－截流式合流制－－2、分流制：生活污水、工业废水、雨水分别用两个或两个以上的排水管渠系统来汇集和输送。分流制合流制排出生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统；排出雨水的系统称为雨水排水系统。我国新建城市和工业区多采用分流制。排水制式的选择环保、建设投资、维护管理、施工四、排水管道系统的布置（一）排水管网布置形式（a）正交截流式（b）平行式（c）分区式（d）放散式（a）正交截流式（b）平行式（c）分区式（d）放射式（二）排水管网布置原则管道尽量以最短距离并以重力流方式排泄到污水处理厂；利用地形，平行于地面的自然坡度埋设，以减少管道埋深；沿城市街道布置，避免穿越河道、铁路、地下建筑及其障碍物；污水管的水力坡度和地面坡度尽量一致；管道布置应简捷。检查井设置：坡度改变处、转弯处、管径改变处、支管接口处。管道材料：混凝土、砖砌渠道及涵洞、混凝土管、预应力混凝土管、铸铁管。五、污水处理城市污水处理厂总平面图污染指标：有毒物质、有机物质、固体物质、Ph值、颜色、气味、温度。生活污水的成分和特征：含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪等有机物，可作肥料；含有大量的细菌和寄生虫卵、致癌菌。生产污水的成分和特征：生产工艺不同使其成分和危害性有所不同。经处理后的污水其最后出路有：排放水体；灌溉农田；重复使用。污水处理技术按作用原理分为三种：（1）物理处理法（2）化学处理法（3）生物处理法城市污水处理的基本方法：一级处理用物理方法去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质。二级处理作用：大幅度去除污水中呈现胶体和溶解状的有机污染物质。常用生物处理法（好氧法、厌氧法）：利用微生物的生命活力，将污水中的有机物分解氧化为稳定的无机物，使污水得到净化。三级处理随情况而定。如：医院及制革工业等污水，排放前要进行消毒处理，属于化学处理方法。第三节城市给排水工程规划概要一、城市给水工程规划概要1、城市给水工程规划的目的：2、城市给水工程规划的任务：估算城市总用水量；制定给水系统的组成；选择水源，确定取水位置和取水方式；选择水厂位置及水质处理方法；输配水管道布置、估算管径和水泵提升能力；给水方案比较、各方案的论证、估算工程造价和年经营费、选定方案。3、城市给水工程规划的原则保证供应所需水量；正确处理城镇、工业、农业用水的关系；应按近期设计、考虑远期发展、远近期结合；给水系统总体布置的选择，应综合考虑确定，并进行不同方案的技术经济比较；工业用水系统的规划设计，考虑复用率的提高；积极采用已验证的经济而先进的新技术、新工艺、新材料、新设备；水源的选择，保证水量的前提下，采用优质的水源；输配水管道工程造价较高，应作多方案比较；应从科学管理水平和增加经济效益出发确定给水系统的自动化程度；应按现行的有关《规范》或《规定》执行。4、给水工程规划与城市其他规划的关系给水工程规划是城市规划的一个组成部分；给水工程规划与城市总体规划和其他各单项规划有着密切联系；各项规划之间应密切配合、协调一致；城市总体规划是给水系统规划布局的基础和技术经济的依据；城市总体规划中应考虑给水系统规划的要求；选择城市水源应注意其他各部门对水源规划的要求，相互配合统筹安排，合理的综合利用各种水源；给水管道一般沿城市道路敷设，应与其他管路工程综合规划，紧密联系，密切配合；二、城市排水工程规划1、城市排水工程规划的目的：2、城市排水工程规划的任务：估算城市的各种排水量；拟订城市污水、雨水的排除方案；污水处理与利用的方法，污水处理厂、出水口位置的选择；排水系统的平面布置；估算城市排水工程的造价及年经营费用。3、城市排水工程规划的原则：满足城市整体方面的要求；符合环境保护的要求；充分发挥城市排水系统的功能，满足使用要求；充分发挥原有排水设施的作用；工程建设中经济方面的要求；处理好远期和近期的关系。4、城市排水工程规划的方法：搜集必要的基础资料；作出排水工程规划方案，进行分析比较；绘制城市排水工程规划图及文字说明；处理好与其他工程规划的关系；排水工程规划应与总体规划年限所确定的远近期规划年限一致；根据城市用地布局及发展方向确定排水工程的规划范围；从城市的具体条件、环保要求拟定污水排放标准；排水工程规划应服从总体规划，并应考虑现有排水设施的结合与利用；排水工程规划应与其他管线工程规划之间相互协调、配合。