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第四部分给排水工程第一章城市供水系统•第一节取水工程•组成结构：水源、取水构筑物及一级泵站等部分一、水源•两类：•1、地面水。如江、河、湖、泊、水库及海洋等。特点：易受污染染，一般水量较大，但一般水质较差，不能直接使用，必须进行适当净化来改善水质。•2、地下水。如并、泉等。特点：地下水埋藏于地下，流动于地层之中，水质常较地面水为佳，有时不经净化或经简单净化即可供使用，因此具有经济安全的特点；但一般水量较小。二、取水构筑物•功能：取用水源水。•1、地下水取水构筑物：井和泉室。•2、地面水的取水构筑物。•1）岸边式取水构筑物，建在水岸边。河岸较陡、岸边水深、地质条件较好、流速较大的河流•2）河床式取水构筑物。适用于岸边较缓、主河道岸边较远、岸边水深较浅、而河心水质较好、水深适宜的情况•3）移动式。适用于河流水位变动较大、河床稳定、不受船筏扰动，水质条件较良好的情况。•4）选择。根据水文、地质、地势、河床、航运及卫生等条件综合考虑。•取水构筑物是给水工程的起端．它关系到整个给水工程的成败，必须安全可靠、经济合理。三、一级泵站•1、泵站：装置抽水机械的厂房。•2、一级泵站：抽升水源水的泵站。是给水工程系统中的第一个泵站。•站内设备：水泵机组、管道、电气控制和附属设备等。•结构：可与取水构筑物合建在一起，称为合建取水构筑物；也可以分建，根据水源、地势、地质、水文及施工条件等而定。一级泵站与取水构筑物合建的布置图。第二节净水工程•原因：水源水（原水）多含有各种杂质（如地面水常含有泥沙、腐植质、其他悬游物质、胶体物质及细菌等），这些物质不符合生活饮用水质标准或工业用水标难，必须进行净化一、水质标准•1、生活用水。生活用水应该符合生活饮用水的卫生标推，我国1976年公布的水质标准如下表所示。•由表可以看出，水质项目中包括：感官性标准1-4项；化学标准5—12项；毒理学标准为13—20项和生物学标准21—23项。如水质达到表列标准。即满足生活饮用水的卫生标难。•2、工业用水。应按生产工艺要求确定，即使同一类用水，其水质要求亦有差别，具体要求由生产工艺提供。二、净水方法•—般地面水净水厂的净水工艺流程如所示。12435•1、由一级泵站送来原水，水中含有悬游物、胶体物等杂质，需加入明矾或硫酸亚铁等混凝剂，经过充分混合，产生凝聚作用，并与水中杂物形成绒毛状絮体，然后流人沉淀池。水流速降低，絮休沉淀，除去水中杂质，使水澄清。沉淀池有水平流行的平流式沉淀池，也有斜管、斜板式沉淀池，后者由于增大沉淀面积，因而沉淀效率提高很多。•2、也可以使用混合反应与沉淀在一个池中进行，利用池中有吸附能力的泥渣来澄清水的构筑物，称澄清池。水经沉淀或澄清后，除去大部分杂质。•3、过滤处理：水质虽然较清，但仍含有微小颗粒杂物及细菌等，必须经过滤处理，使水质进—步改善，以满足用水的水质要求。过滤一般用快滤池，池中滤料常用石英砂，使澄清后的水经过砂层，利用砂粒间的微小扎隙的筛滤、吸附、沉淀等作用，除去水中细小物质。•4、消毒：过滤后水质清澈、透明，但仍含有细菌，并可能有病原茵，还不适和生活饮用，因此需进行最后消毒处理，杀灭病菌，保证饮水卫生。消毒有很多种方法，但大规模的水质消毒常用氯或臭氧。由于氯消毒方便、经济．且能保持一定时间的延续消毒能力，因而用得较多。•5、输配：原水经沉淀澄清、过滤、消毒后，水质可满足用水要求。最后将清水贮存于清水池中，再由二级泵站抽送到输配水管中，供用户使用。三、配水工程•任务：将净化后符合水质要求的清水，输引配送到用水区，供用户使用。•结构：由二级泵站、输水管道、配水管网、水塔等几部分组成。1、二级泵站•把水厂内清水池中贮存的净化水提高水压，经输配水管网送到用水区，供用户使用。相对于—级泵站来说，二级泵站是水的第二次加压泵站。由于城市输配管线很长，水头损失大，建筑需用水压较高，2、输水管道•只供输水而不负担配水任务。输水管要简短，以减少水头损失和便于施工。输水管的数目视工程的重要性而定。允许断水或多水源供水时，可设一条输水管；不允许断水者应敷设两条或两条以上的输水管。输水管最好沿道路埋设，这样有利于施工及维护。为简化安装，降低造价，要尽量避免穿越河谷、沼泽、滑坡、山脊、重要铁路及洪泛区，否则应采取有效防护措施。3、配水管网•将输水管引来的水配送到用水区，供用户使用。因此，在管网规划布置时，应根据供水区域的建筑规划、地形及用水单位的分布情况，使管网布满全供水区，满足各用户的用水要求。4、水塔•水塔是设在城市内的高架贮水箱，用以调节供水与用水量间的不平衡及稳定管网内压力。第二章城市排水工程•人们在生活和生产活动中产生大量污水，污水中含有很多有害物质，极易腐化发臭，污染环境，危害人们的生活和生产；天然降水，在降落及流行过程中也受到一定的污染，如不及时排泄，也会危害人们的生活和生产。因此污水、雨水必须有系统地收集、排除并进行适当的处理和利用，变废为宝，造福人类。•排水工程由排水管网、排水泵站、污水处理厂及处理后的排放设施等部分组成。一、排水体制•1、定义：城市的生活污水、工业生产污水和废水以及空中降水所采用的排水方式称为排水体制。•2、分类：排水体制可分为合流制与分流制两类。3、合流制•1）完全合流制。当生活污水、工业污水和雨水在同一排水系统汇集和排除时，称为合流制排水系统。•优点：采用这种系统时，街道下只有一条排水管道，因而管网建设比较经济。•缺点：几种污水汇集后都流人处现厂，使处理厂的规模过大，投资过多，建设困难；不降雨时，排水管内水量较小，管中水力条件较差；如果直接排入水体又极不卫生。因此实际采用合流制排水系统的很少。(2)截流式合流制•定义：污水与雨水合流后排向沿河的截流干管，并在干管上设置雨水溢流井。不降雨水时，污水流入处理厂进行处理；降雨时，管中流量增大，当管内流量超过一定限度时，超出的流量将通过溢流井溢入河道中。4、分流制•定义：污水与雨水分别排除的系统。•分类：完全分流制，不完全分流制。•〔1）完全分流制。生活污水、工业废水和雨水分别以三个管道来排除；或生活污水与水质相类似的工业污水合流，而雨水则流人雨水管道。•特点：完全分流制系统卫生情况好，管内水力条件也较佳，并可以分期建设，减少一次投资。实际采用的较多。•缺点：由于管道数增多，投资比合流制增大。同时，因雨水可直接排入河道，初降的雨水较脏，有可能污染河道。(2)不完全分流制•定义：是城市只设污水排水系统而不设雨水系统。雨水沿街道边沟或明渠排入水体。•特点：比较经济，但需具有有利地形时才能采用。在新建城市中，初期采用不完全分流制系统，先解决污水排除问题。随着城市的发展，道路逐渐完善，雨水管也建设起来，改为完全的分流制，这样分期建设排水系统，有利城市的发展。二、污水处理•1、物理处理法：利用重力或机械除去污水中的悬浮物质。•1）过滤法：利用滤网或滤层来隔除污水中大小颗粒杂质；•2）重力分离法：控制污水水流速度分离水中含有的杂物；•3）沉淀法：采用各种沉淀池分离水中比重比水大的物质；•4）上浮法：用除油法除去污水中较水轻的油类等物质；•5）离心分离法：去除污水中不同重量的物质等。•特点：物理方法简单经济，但处理效果较差，常用作其他处理法的预处理。•2、生物处理法：利用微生物的活动、将污水中的有机物质分解为无机物质，从而使污水得到净化。自然生物净化法可以利用池塘中的微生物活动来净化污水。•3、化学处理法：利用化学反应除去污水中的溶解物质或胶体物质。三、污水排入地表水的卫生规定第三章建筑给水工程•第一节给水系统•一、给水系统的任务：供应建筑小区、工业区或不同类型建筑物的用水，满足其对水量、水压、水质和水温的要求。•二、给水系统的分类•根据供水用途，给水系统基本上可分为三种：•1、生活给水系统。供应居住建筑、公共建筑和工业建筑中的饮用、洗沐、烹任及冲洗等生活用水。除水量、水压应满足需要外，水质也必须符合国家颁布的生活饮用水水质标准2。•2、生产给水系统。供生产设备的用水系统，如生产中的冷却、洗涤及锅炉等用水。由于生产种类不同，工艺各异，因而对水量、水质、水压、水温的要求也不尽相同。在技术经济比较合理时，应设置循环或重复利用给水系统，以节省大量生产用水。•3、消防给水系统。保安灭火的供水系统，对水量、水压要求必须保证。国家有高层及低层建筑设计防火规范可供参照使用。消防用水对水质无特殊要求。三、给水系统的组成•1、引入管：将建筑物附近室外配水管网中的水引入建筑物中的总进水管。•2、水表：在引入管上或分户的支管上设置水表，以便计量用户的用水量。•3、干管：引入管进入室内的水平干管，干管布置在底层地面下或管沟内者，称为下行上给式干管；布置在天棚顶内者，称为上行下给式干管。•4、立管：由水平干管上下分出的立管，其作用是供给各楼层的用水。•5、支管：由立管分出支管，供楼层卫生器具配水龙头用水。•6、配水龙头及附件：支管上装设各种配水龙头及相应的闸阀等。•7、升压设备：在水量、水压不能满足供水要求时，需要设置水泵、以提高水压，储存水量，保证建筑物的安全供水。四、给水系统的供水方式•1、决定因素：建筑物的性质、高度、卫生设备情况以及配水管网的水压、消防要求等因素来决定。•2、基本方式：•1）直接供水方式：当室外配水管网的压力、水量能终日满足室内供水的需用时，可以采用最简单的直接供水方式。•特点：简单、经济而又安全，是城市建筑中最常用的供水方式。•2）设置水箱的供水方式：配水管网的压力在一天之内有定期的高低变化时，可以设置屋顶水箱。水压高时，箱内蓄水；低水压时，箱中放出存水，补充供水不足，这样可以利用城市配水管中压力波动，使水箱存水放水，满足建筑供水的要求。•3）设置水泵水箱的供水方式：当室外配水管网中的水压经常或周期性低于室内所需的供水水压，且用水量较大时，可采取设置水泵及水箱的供水方式。设水泵提高供水压力，水箱的容积可以减小。有了水箱，水泵可以高效运行，箱中水满时，可以停泵，节省能源。水泵用自动控制，供水安全可靠。•4）分区供水方式：在多层建筑物中，室外配水管网的水压仅能供下面几层，而不能供上面楼层的用水。•注意：1、为了充分利用外网的压力，将给水系统分成上下两个供水区，下区由外网压力直接供水；2、上区由水泵加压后与水箱联合供水；3、为了提高供水安全性，可把两区中l一2根立管相连通，并用闸阀隔开，以增加供水的安全性；4、用水量大的设备应在下区，由外网直接供水，以节省电能；5、消防给水管系统如与生活或生产供水系统合并时，消防水泵需能满足上下两区消防用水量要求。第二节给水管道的材料和配件•一、管道材料：分为金属和非金属材料•1、金属管•1）钢管。钢管又分为普通钢管、镀锌钢管及无缝钢管。•镀锌钢管：钢管镀锌是为了防锈、防腐蚀。用于生活饮用水管或某些工业水管，可免影响水质；•普通钢管：用于非生活用水管道或一般工业给水管道等；•无缝钢管：用于高压管，其工作压力可达1．6MPa以上。•特点：强度高、韧性强、重量轻、长度大、加工安装容易等优点，但抗腐蚀性差，造价较高。•2）铸铁管。铸铁管有耐腐蚀、接装方便、价格低的优点，但性脆，重量较大，多用于直径大于50mm的埋地管。•3）铜管。铜管具有韧性大、重量较小、耐腐性强、接装方便等优点，但造价较高，国内应用较少。•2、非金属管•1）塑料管。多用硬聚氯乙烯管，也称为UPVC管。具有较强的化学稳定性，水力性能良好，较轻，加工安装方便。但耐热性差，强度较低。•2）石棉水泥管。一般用于埋地管，水力性能良好，机械强度较高，绝缘性能强，重量轻，易加工。但脆性大。二、管道配件•1、零件：管道的装配必须选用连接零件，如转弯的弯头、分支的三通及四通、变径的异径大小头、可以拆卸的活接头、长丝、以及、内管箍和管塞等。•2、配件：•1）配水配件。为放水、盥洗、淋浴及冷热水混合等各种水龙头。最好采用铜制，表面常镀铬、镀镍，既防腐又耐用美观•2）控制设备。如控制水流的球阀、闸阀、防逆流的止回阀、控制水位的浮球阀等。•3）调节设备。如降低水压的减压阀、保证设备安全的安全阀、排除管内气体的排气阀等。