排水工程知识点整理

第一章、概论1、污水:水在使用过程中受到不同程度的污染，改变了原有的物理、化学成分和性质，失去了特定使用价值，称为污水或者废水。按照来源的不同污水可分为生活污水、工业废水和降水。2、城市污水：指排入城镇污水排水系统的生活污水和工业废水。合流制排水系统的城市污水还包括生产废水和截流的雨水。城市污水是城市排水管道系统所要收集、输送、处理和处置的主要对象。3、污水处理：方法：1）物理处理2）化学处理3）生物处理。污水的最终处置：排放水体1）直接排放(雨水和污染较轻)水体2）处理排放3）排海；灌溉农田；回用1）自然回用2）间接回用3）直接回用4、排水体制：又称排水制度，是指污水的不同的排除方式所形成的排水系统，即生活污水、工业废水和雨水是采用一套管渠系统还是采用两套或两套以上的、各自独立的管渠系统来收集和输送。排水系统体制主要有合流制与分流制两种系统。一般所谓的合流与分流是指对污水与雨水的管道系统是合与分而言。影响排水体制选择的因素：城市规划；环境保护；基建投资；运行管理；综合考虑，因地制宜。5、合流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水混和在同一套管渠内排除的系统。直排式合流制排水系统：将生活污水、工业废水和雨水合流于一套排水管渠系统中，不经处理和利用就近直接排入受纳水体。在国内外的旧城市中多采用这种排水方法，它造价较低，管理方便，但污染水体较为严重，现在一般已不采用这种排水体制。完全合流制排水系统：将生活污水、工业废水和雨水合流于一套排水管渠系统中，经处理直接排入受纳水体。这种排水方法与地下建筑矛盾较小，卫生条件好，管网投资也比分流制小，但是工程量大初次投资大，运行管理不便。对污水处理厂的要求较高，一般很少采完全合流制排水系统。截流式合流制排水系统：是在早期建设的直排式合流制基础上，在临河岸边增建一条截流干管，并在截流干管末端设置污水厂，同时在合流干管和截流干管相交处或相交前设置溢流井。晴天和初雨时，所有污水都进入污水厂经处理后排入水体；随着雨量的增加，当水量超过截流干管的输水能力时，出现溢流，部分混合污水经溢流井溢入水体。在一定程度上克服了直排式的不足，但在雨天仍有部分混合污水直接进入水体。一般用于旧城区的改造。6、分流制排水系统：是将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管渠内排除的系统。污水排水系统和雨水排水系统。完全分流制排水系统：雨污水排水系统单独设置。污水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水通过雨水排水系统直接排入水体。该系统环保效益较好，但有初期雨水污染问题，投资也比截流式合流制排水系统要高。适用场合：新建城市及重要工矿企业、工厂排水系统。不完全分流制排水系统：设有完整的污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。污水通过污水排水系统送至污水厂，经处理后排入水体；雨水则通过地面漫流进入不成系统的明沟或小河，然后进入较大的水体。该系统只建污水系统，不建雨水系统，故投资节省。适用场合：地形适宜，有地面水体，可顺利排泄雨水的城镇；发展中的城镇。我国很多工业区、居住区在以往建设中采用了该系统。半分流制排水系统：既有污水排水系统又有雨水排水系统。雨水干管上设雨水跳越井截流初雨和街道冲洗废水进入污水管道。雨水干管流量不大时，雨污水一起入污水厂处理；雨水干管流量超过截流量时，雨水在跳越井内溢流经雨水出流干管排入水体。该系统环保效益好，但投资高。适用场合：生活水平高、环境质量要求高的城镇。在工业企业中，一般采用分流制排水系统。7、控制井：为了控制庭院或街坊污水管道并使其良好地工作，在该系统的终点设置检查井，称为控制井。8、压力管道：压送从泵站出来的污水至高地自流管道或至污水厂的承压管段，称压力管道。9、污水处理厂：供处理和利用污水、污泥的一系列构筑物及附属构筑物的综合体称污水处理厂。城市污水处理厂一般设置在城市河流的下游地段，并与居民点或公共建筑保持一定的卫生防护距离。10、出水口：污水排入水体的渠道和出口称出水口，它是整个城市污水排水系统的终点设备。11、事故排出口：是指在污水排水系统的中途，在某些易于发生故障的组成部分前面，例如在总泵站的前面，所设置的辅助性出水渠，一旦发生故障，污水就通过事故排出口直接排入水体。12、排水系统：指排水的收集、输送、处理和利用，以及排放污废水的设施以一定方式组合成的总体。排水系统由三部分组成：管道系统——收集和输送废水的工程设施。污水厂——改善水质和回收利用污水的工程设施。出水口——废水排入水体的工程设施。13、城市污水排水系统的组成：一、室内污水管道系统及设备；二、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；三、污水泵站及压力管道；四、污水处理厂；五、出水口及事故排放口。14、工业废水排水系统的组成：车间内部管道系统及设备；厂区管道系统；污水泵站及压力管道；废水处理站；市政污水管网接入口。15、雨水排水系统的组成：房屋雨水管道系统和设备；街道雨水管渠系统；排洪沟；雨水泵站及压力管；出水口。16、排水系统平面布置：主要考虑因素：1）城市规划2）自然条件3）环境保护4）技术经济。正交式：在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置，这种布置也称正交布置。优点：干管长度短、管径小，因而经济，污水排出也迅速。缺点：污水未经处理就直接排放，影响环境。适用条件：用于排除雨水。截流式：在正交式的基础上若沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂，这种布置形式称截流式布置。优点：对减轻水体污染、改善和保护环境有重大作用。缺点：雨天有部分混合污水泄入水体，造成水体污染。适用条件：适用于合流制污水排水系统，将生活污水及工业废水经处理后排入水体；也适用于区域排水系统，区域主干管截流各城镇的污水送至区域污水厂进行处理。平行式：在地势向河流方向有较大倾斜的地区，为了避免因干管坡度及管内流速过大，使管道受到严重冲刷，可使干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一定斜角敷设，这种布置也称平行式布置。优点:降低敢管埋深，减少工程造价。缺点：为降低主干管坡度，主干管上会设置多个跌水井。分区式：在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流流至污水厂时，可采用分区布置形式。分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统，高地区的污水靠重力流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。优点：能充分利用地形排水，节省电力。缺点：如果将高地区的污水排至低地区，然后再用水泵一起抽送至污水厂是不经济的。适用条件：个别阶梯地形或起伏很大的地区。分散式：当城市周围有河流，或城市中央部分地势高、地势向周围倾斜的地区，各排水流域的干管常采用辐射状分散布置，各排水流域具有独立的排水系统。优点：这种布置具有干管长度短、管径小、管道理深可能浅、便于污水灌溉等优点。缺点：污水厂和泵站(如需要设置时)的数量将增多。适用条件：在地形平坦的大城市，采用辐射状分散布置可能是比较有利的。环绕式：近年来，由于建造污水厂用地不足以及建造大型污水厂的基建投资和运行管理费用也较建小型厂经济等原因，故不希望建造数量多规模小的污水厂，而倾向于建造规模大的污水厂，所以由分散式发展成环绕式布置。这种形式是沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水厂。优点：污水集中处理，基础投资与运行管理费用较分散处理经济。缺点：主干管管径大，距离长，埋深大，集中处理不利于就近回收利用。适用条件：山地城市，周边有河流。17、工业废水处理原则：1）改革生产工艺，减少用水，降低废水排放量，加强水的循环使用和再生回用；2）不同废水分类处理，分别回收；3）三废利用，以废治废，提倡清洁生产，建设环境友好企业。18、工业废水的排放：1）零排放原则；2）处理后排入城市污水系统；3）处理后排入水体；4）排入城市污水排水系统合并处理。19、工业废水排入城市排水系统的水质应满足以下原则：1）不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运行2）不对养护管理人员造成危害；3）不影响污水处理厂出水和污泥的排放和利用。20、区域排水系统：优点：水厂少，基建和运行费用低，比较经济；占地小，节约土地资源；水质、水量变化小，便于运行管理；利于水资源的统一协调管理。缺点：进入大量工业废水时容易出现运行困难；水厂一旦出现问题，对整个流域的影响巨大；工程规模大，发挥效益慢。21、排水工程设计和建设的基本程序：可行性研究阶段；计划任务书阶段；设计阶段；组织施工阶段；竣工验收交付使用阶段。设计工作可分为三个阶段（初步设计、技术设计、施工图设计）设计和两个阶段设计（初步设计或扩大初步设计、施工图设计）。大中型基建项目，一般采用两个阶段设计。重大项目和特殊项目，根据需要，可增加技术设计阶段。22、排水工程规划设计的基本原则：①应符合区域规划以及城市和企业的总体规划；②与临近区域的污水污泥处理处置协调；③分散处理与集中处理；④污水资源的回用；⑤与给水、水利工程的协调；⑥近期设计、远期扩建，以及现有工程改扩建；⑦贯彻执行国家有关标准、规范和规定。第二章、污水管道系统的设计1、污水管网设计的内容：1）设计基础数据的确定2）污水管网的平面布置3）管网流量和水力计算4）附属构筑物的设计计算5）管道的竖向布置6）绘制污水管道系统平面布置图和纵剖面图2、居住区生活污水量标准:为设计期限终了时，每人每日排出的平均污水量。与室内卫生设备的情况、当地气候、生活水平以及生活习惯有关。3、居民生活污水定额：居民每人每天日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水量（L/cap.d）。4、综合生活污水定额：居民生活污水和公共设施（包括娱乐场所、宾馆、浴室、商业网点、学校和机关办公室等）排除污水的总和（L/cap.d）。5、总变化系数Kz：是最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。Kz=Kd*Kh。6、日变化系数Kd：是一年中最大日平均时污水量与平均日平均时污水量的比值；7、时变化系数Kh：是最大日最大时污水量与最大日平均时污水量的比值。8、污水管道的水力学设计：指根据水力学原理确定管道的管径、坡度和高程。9、污水管道设计的原则：①不溢流：设计流量应为最大流量。②不淤积：设计流速应有最低限值。③不冲刷管壁：设计流速应有最高限值。④要注意通风：非满流设计满足充满度要求。10、设计充满度：在设计流量下，管道中的水深h和管径D（或渠深H）的比值。我国按不满流设计；这样做的原因如下：为流量增长留有余地；利于通风防爆；便于管道的疏通和管理。明渠，规定超高（设计水面与渠顶间距）不小于0.2m。11、设计流速：管道中流量达到设计流量时的水流速度。最小设计流速：为防止管道因淤积而堵塞。污水管道：0.6m/s；明渠：0.4m/s。最大设计流速：为防止管道因冲刷而损坏。金属管：10m/s；非金属管：5m/s。12、最小管径：在管道系统的上游部分流量很小，根据流量计算的管径也很小，但管径过小极易堵塞管道，所以根据经验规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下为300mm。13、计算管段最小设计坡度：坡度和流速存在着一定的关系，同最小设计流速相应的坡度就是最小设计坡度。相同直径的管道，充满度不同就有不同的最小设计坡度。不计算管段最小设计坡度：不计算管段：因设计流量很小而采用最小管径的设计管段。不计算管段的最小设计坡度：不计算管段不进行水力计算，没有设计流速，因此直接规定管道的最小设计坡度。管径200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm的最小设计坡度0.003。14、管道的埋设深度：管底的内壁到地面的距离。管道埋深的技术经济意义1）施工；2）造价；3）管理。最大埋深：管道越深，造价越贵，施工期越长。所以管道的埋设深度小些好，并有一个最大限值，这个限值称为最大埋深。干燥土壤中，最大埋深不超过7～8m；多水、流沙、石灰岩地层中，不超过5m.15、管道的覆土厚度：管顶的外壁到地面的距离。最小覆土厚度：管道覆土厚度的最小限值。决定最小覆土厚度的三个因素：1.必须防止管道中的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道：无保温措施的生活污水管道或水温和它接