排水工程上册孙慧修主编排水系统概论公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第一章排水系统概论污水（废水）洁净水在使用过程中受到不同程度污染，改变了原来物理、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页第1页第1节概述生活污水日常生活卫生洁具排出水。包括从厕所、浴室、盥洗室、食堂、洗衣房等排出水。来自：住宅、公共场合、机关、学校、医院、商店和工厂里生活用水。含有：较多有机物，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，及在粪便中出现病原微生物，如寄生虫卵和肠系传染病菌等第2页第2页第1节概述第3页第3页第1节概述工业污水工业生产排出废水。来自车间、矿厂。工业污水分类：按污染程度分：生产废水轻度污染，水温升高，能够重复使用或直接排入水体生产污水生产中严重污染水。含有大量有机物或CN等有毒有害物质、洗涤化合物、放射性物质。第4页第4页第1节概述按所含有污染物化学性质分为三类：1主要为无机物2主要为有机物3两者兼而有之按所含污染物主要成份分类：酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水等。第5页第5页第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。能够直排，可处理都市污水都市下水道中生活污水和工业废水混合污水。需要处理。第6页第6页第1节概述污水量计量单位升、立方米。污水流量单位时间污水量（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。所含有成份稳定。工业废水与生产工艺相关，水质和水量不一致。第7页第7页第1节概述排水系统为系统排出废水而建设一套工程设施。包括：管道系统（排水管网），污水处理设施（污水处理厂）都市污水处理系统由三部分构成：都市排水管道系统；都市污水无害化处理系统；都市污水深度处理和再利用系统。都市排水管道系统是都市污水处理系统主要构成部分，投资比重最大，占55%以上：第8页第8页第1节概述最后归宿排放水体，浇灌农田、重复使用。第9页第9页第1节概述重复使用方式：自然复用：一条河流往往既作给水水源，也受纳沿河都市排放污水。间接复用：将都市污水注入地下补充地下水，作为供水间接水源，直接复用：将都市污水直接作为都市饮用水水源、工业用水水源、杂用水水源等第10页第10页第1节概述工业废水直接复用循环使用循序使用第11页第11页第2节排水系统体制及其选择排水体制将城市生活污水、工业废水和雨水采取一个管渠系统来排除，或是采取两个或两个以上各自独立管渠系统来排除，选择上述不同排除方式所形成排水系统组合，称做排水系统体制（简称排水体制）。排水体制最基本类型为合流制和分流制；二者兼而有之称为混合制；分流制又分为完全分流制和不完全分流制。第12页第12页第2节排水系统体制及其选择一、排水体制分类（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排水系统。最早出现合流制排水系统，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，国内许多都市仍然采用这种合流制排水系统。第13页第13页第2节排水系统体制及其选择第14页第14页第2节排水系统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基础上建设都市污水处理厂时，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方式，称为截流式合流制排水系统。在晴天，都市污水经截流干管排送至污水厂处理。在雨天，都市污水与雨水形成混合污水，降雨早期，所有污水输送至污水处理厂，伴随降雨量增长，当混合污水流量超出截流干管输水能力后，就有大量雨污混合水经溢流井溢出，直接排入水体。当前国内相称一部分建有污水处理厂都市采用了这种排水方式。第15页第15页第2节排水系统体制及其选择第16页第16页溢流井溢流井第17页第17页第2节排水系统体制及其选择（二）分流制排水系统分流制是将生活污水与工业废水在都市污水管道排除，而雨水单独由雨水管渠排除系统。前者称为都市污水管道系统，后者称为雨水管渠系统。国内新兴都市往往采用分流制排水，一些中小都市兴建都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18页第18页第2节排水系统体制及其选择第19页第19页第2节排水系统体制及其选择（三）混合制排水系统在都市排水管网中，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。在大中都市建设都市污水处理厂时，往往将有条件区域改为分流制，在改造困难区域保留合流制，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污水汇合进入都市污水处理厂。若将分流制区域先与合流制区域管渠系统汇合，再进行截流和溢流，则该分流制区域雨污分流就减少了价值。第20页第20页第2节排水系统体制及其选择 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21页第21页第2节排水系统体制及其选择（四）完全分流制及不完全分流制完全分流制排水系统含有污水排水系统和雨水排水系统；不完全分流制只含有污水排水系统，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不足而修建部分雨水管渠，待都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，原有合流制沟渠原则很低，往往由暗渠、明渠和天然沟道构成，不但管线很不完善，其雨水排水能力也很小，建设都市污水厂时配套建设了较为完善都市污水管网系统，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22页第22页第2节排水系统体制及其选择第23页第23页第2节排水系统体制及其选择第24页第24页第2节排水系统体制及其选择（5）封闭循环式专指工业公司产生污水经处理后直接回用而不排放第25页第25页第2节排水系统体制及其选择（六）工业公司分流制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、排入都市污水管道工业公司分流制排水系统第26页第26页第2节排水系统体制及其选择对比阐明：合流制施工较简朴，造价比分流制排水系统低20%40%，管沟维护管理简朴、费用低；而分流制流入污水处理厂水量、水质改变较小，利于污水处理厂运转管理，减少运营费用。从环境保护角度来看，截流式合流制减轻了较脏早期雨水对水体冲击；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污染。分流制将都市污水送到污水厂处理，但早期雨水径流未经处理直接排入水体，对环境保护也是不利。第27页第27页第2节排水系统体制及其选择二、排水体制意义1、意义：合理地选择诽水系统体制是都市和工业公司排水系统规划和设计主要问题：它不但从主线上影响排水系统设计、施工、维护管理，并且对都市和工业公司规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程总投资和早期投资费用以及维护管理费用第28页第28页第2节排水系统体制及其选择2、体制选择决定原因整个工程投资，运营费用大小都市整体规划，工业发展，水环境保护等排水管系本身设计，施工，管理难易程度影响第29页第29页第2节排水系统体制及其选择三、体制确实定需考虑原因1、技术原因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效较好较好尚可尚可工程投资大中小小维护管理管道简朴厂内复杂管道简朴厂内较复杂管道复杂厂内简朴简朴第30页第30页第2节排水系统体制及其选择2、经济原因（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：合流不小于完全分流总体管道投资：分流不小于合流第31页第31页第2节排水系统体制及其选择（2）早期投资不完全分流：早期节约投资，工期短，工程效益快合流制和完全分流至不小于不完全分流制第32页第32页第2节排水系统体制及其选择3、维护管理合流制：管道晴天易淤，雨天可冲走，维护费低，但增长了污水厂运营复杂性（晴雨天水质、水量改变大）分流：管内流速已近常数，不发生沉淀，污水水量水质改变小，水厂运营控制容易混合制：介于两者之间第33页第33页第2节排水系统体制及其选择总之：应依据城乡及工业公司规划、环境保护要求、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，在满足环境保护前提下，通过技术经济比较，综合考虑拟定。由于综合考虑结果，我国室外排水设计规范要求，在新建地域排水系统普通应采用分流制。但在附近有水量充沛河流或近海，发展又受到限制小城乡地域；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地域：或在雨水稀少，废水所有处理地域等，采用合流制排水系统有时也许是有利和合理。第34页第34页第3节排水系统主要构成部分（一）都市污水管道系统构成1室内或车间内部管道系统和设备主要用于搜集生活污水并将其排出至室外庭院或街坊污水管道中去，或用于搜集各生产设备排出工业废水并将其排送至车间外厂区管道系统中去。第35页第35页第3节排水系统主要构成部分第36页第36页第3节排水系统主要构成部分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)管道系统上附属构筑物第37页第37页第38页第38页第39页第39页第40页第40页第3节排水系统主要构成部分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承压管段称压力管道。第41页第41页第42页第42页第3节排水系统主要构成部分4污水厂第43页第43页第44页第44页第3节排水系统主要构成部分5出水口及事故排出口第45页第45页第46页第46页第47页第47页第3节排水系统主要构成部分都市污水排水系统总平面示意1都市边界；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48页第48页第3节排水系统主要构成部分（二）工业废水排水系统主要构成部分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.管道系统上设置检查井等附属构筑物第49页第49页第3节排水系统主要构成部分第50页第50页第51页第51页第3节排水系统主要构成部分（三）雨水排水系统主要构成部分1建筑物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出水口第52页第52页虹吸雨水斗虹吸雨水斗第53页第53页典典 型型 传传 统统 屋屋 面面 雨雨 水水 排排 放放 系系 统统第54页第54页特点：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.建筑合用性、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.管道内不含有自净功效。第55页第55页典型虹吸式屋面雨水排放系统典型虹吸式屋面雨水排放系统第56页第56页特点：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.建筑合用性、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.悬吊管长度可达150m以上；10.管道内含有自净能力。第57页第57页第4节排水系统布置形式影响平面布置原因：地形风向竖向规划污水厂位置土壤条件河流情况污水种类污染程度等第58页第58页第4节排水系统布置形式依地形为主几种布置形式：1、正交式：管短，管径小；污染水体第59页第59页第4节排水系统布置形式2 截流式：减轻污染，改进环境；管径大，管线长，合流时，雨水影响污水处理，适合用于分流制第60页第60页第4节排水系统布置形式第61页第61页第4节排水系统布置形式3平行式：地势沿河流方向有较大倾斜地域；预防干管流速大受冲刷；干管与等高线、河道平行，主干管与河道垂直或斜交第62页第62页第4节排水系统布置形式第63页第63页第4节排水系统布置形式4、分区式：地势高下相差较大地域，分高下设置第64页第64页第4节排水系统布置形式5、辐射分散式：地势中心高，周围低地域；管径小，埋深浅，管线短，便于浇灌上海采用第65页第65页第4节排水系统布置形式第66页第66页第4节排水系统布置形式6、围绕式：搜集集中处理，比分建水厂处理投资低。第67页第67页第4节排水系统布置形式第68页第68页第5节工业公司排水系统与都市排水系统关系一排出前工厂应尽也许考虑循环利用，重复利用，降低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69页第69页第5节工业公司排水系统与都市排水系统关系二尽量考虑与都市污水合并处理工废系统排入都市排水系统要考虑合并处理也许性。工废排入城乡排水管道应符合下列要求：水温40,不阻塞管道,不产生易燃、易爆有毒气体，严格消除病原菌，不伤害养护人员，有害物质允许浓度符合“三废”排放原则，若生物处理污水时：a.与生污性质相近；b.克制生物处理有害物质应符合污水中克制生物处理有害物质允许浓度第70页第70页第5节工业公司排水系统与都市排水系统关系三不能满足上述要求者，要自行处理后再排入都市排水系统。如食品、肉类废水可直接排入都市排水系统。第71页第71页第5节工业公司排水系统与都市排水系统关系四、当工业公司位于都市远郊区或距离较远时，符合排入都市排水管道工业废水是直接排入都市排水管道或是单独设置排水系统，应依据技术经济比较拟定第72页第72页第5节工业公司排水系统与都市排水系统关系五直接排放要达到“三废”排放原则、工业公司废水卫生原则。第73页第73页第6节废水综合治理和区域排水系统一、废水综合治理应考虑原因1、合理生产布局和都市规划有助于合理开发和利用自然资源有助于区域污染综合防治2、充足发挥和合理利用自然环境自净能力稀释、转化、扩散、净化等能力第74页第74页第6节废水综合治理和区域排水系统3、严格控制废水及污染物排故量。防治废水污染，不是消极处理已产生废水，而是控制和消除产生废水原由4、做好区域性综合治理和建立区域排水系统在一个更大范围内统筹安排经济、社会和环境发展关系：有助于对废水所有污染源进行全面规划和综合整改以及水污染防治有助于建立区域(或称流域)性排水系统。第75页第75页第6节废水综合治理和区域排水系统二、区域排水系统定义：将两个以上城乡地域污水统一排除处理系统第76页第76页第77页第77页第6节废水综合治理和区域排水系统阐明：区域排水系统干管、主干管、泵站、污水厂等，分别称为区域干管、主干管、泵站、污水厂等第78页第78页第6节废水综合治理和区域排水系统长处：A.污水厂数量少，基建费、运营费用省；B.污水厂占地少，节约土地C.水质水量改变小，便于管理；D.河流等水资源利用与污水排放体系合理化，形成统一水资源管理体系。第79页第79页第6节废水综合治理和区域排水系统缺点：排入大量工业废水时，处理困难工程设施规模大，运营困难，一旦运营不妥，影响全区域工程大，事业效益发挥慢不利于水资源回用第80页第80页第6节废水综合治理和区域排水系统考虑原因:a.近远期所有污水水质、水量b.尽量减少工业废水排放量，改革生产工艺，循环利用，重复利用等c.工废与生污混合处理合理性，雨水，生废混合排除及利用也许性d.预计河流水质影响第81页第81页第7节排水系统规划设计原则和任务一、建设程序(1)可行性研究阶段(2)计划任务书阶段(3)设计阶段(4)组织施工阶段(5)竣工验收交付使用阶段第82页第82页第7节排水系统规划设计原则和任务二、排水工程设计阶段：可分为3个阶段(初步设计、技术设计和施工图设计)设计和两个阶段设计(初步设计或扩大初步设计和施工图设计)。大中型基建项目，普通采用两阶段设计重大项目和特殊项目，依据需要，可增长技术设计阶段。第83页第83页第7节排水系统规划设计原则和任务初步(扩大)设计：应明确工程规模、建设目的、投资效益、设计原则和原则、选定设计方案、拆迁、征地范围及数量、设计中存在问题、注意事项及提议等。设计文献应包括设计阐明书、图纸、主要工程数量、主要材料设备数量及工程概算。初步设计文献应能满足审批、控制工程投资和作为编制施工图设计、组织施工和生产准备要求。对采用新工艺、新技术、新材料、新结构、引进国外新技术、新设备或采用国内科研新结果时，应在设计阐明书中加以详细阐明。第84页第84页第7节排水系统规划设计原则和任务施工图设计：施工图应能满足施工、安装、加工及施工预算编制要求。设计文献应包括阐明书、设计图纸、材料设备表、施工图预算。第85页第85页第7节排水系统规划设计原则和任务三、排水工程规划与设计，应遵循下列原则：1、排水工程规划应符合区域规划以及都市和工业公司总体规划，并应与都市和工业公司中其它单项工程建设密切配合，互相协调。2、要与邻近区域内污水和污泥处理和处置协调3、应处理好污染源治理与集中处理关系4、都市污水是可贵淡水资源，在规划中要考虑污水经再生后回用方案第86页第86页第7节排水系统规划设计原则和任务5、如设计排水区域内尚需考虑给水和防洪问题时，污水排水工程应与给水工程协调，雨水排水工程应与防洪工程协调，以节约总投资6、应全面规划，按近期设计，考虑远期发展7、对于都市和工业公司原有排水工程在进行改建和扩建时，应从实际出发，在满足环境保护要求下，充足利用和发挥其效能，有计划、有环节地加以改造使其逐步达到完善和合理化8、落实原则、规范或要求。三同时”要求同时设计、同时施工、同时投产第87页第87页作业1、管道工程主要意义？2、排水体制定义及各种体制优缺点？3、排水工程为何要建成系统？第88页第88页