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建筑设备主讲：张鸿恺6城市给排水概述目录城市给水工程1城市排水工程326.1城市给水工程给水水源分为地面水源，如江河、湖泊、水库及海水等；地下水源，如泉水、井水等。地下水的水质一般比地面水的水质好。选择水源时，在地下水有足够的储水量的情况下，一般应优先采用地下水。但地下水中矿物质盐类含量高，硬度大。如埋藏过深或储量小，或抽取地下水会引起地面下沉的地区和城市，不宜以地下水作为水源。地面水水源丰富，水的硬度低，但水中无机物和有机物含量较大，同时受到工业和人类各种生产活动的影响，需作净化处理后方能达到饮用水的水质标准。6.1.1水源城市给水系统一般包括取水工程、净水工程和输配水工程三部分，如图6-l所示。1、取水工程取水工程包括选择水源和取水地点，建造适宜的取水构筑物，其主要任务是保证给水系统取得足够的水量。地下水的取水构筑物有管井、大口井、辐射井、渗渠和引泉构筑物等。地面水的取水构筑物有固定型和移动型两种：固定型包括岸边式、河床式和斗槽式；移动型包括浮船式、缆车式等，应根据水源的具体情况选择取水构筑物的形式。6.1城市给水工程6.1.2城市给水系统6.1城市给水工程2净水工程通过给水处理构筑物，对原水进行处理，使其满足国家生活饮用水水质标准或工业生产用水水质标准要求。水的净化方法和净化程度，要根据水源水质以及用户对水质的要求而定。城市自来水厂净化后的水必须满足我国现行生活饮用水的水质指标。地下水一般不需像地面水那样进行净化处理。有的地方直接饮用地下水；有的仅进行加氯消毒；有的经滤池的过滤和消毒处理之后，作为饮用水。6.1城市给水工程6.1城市给水工程地面水源的原水，需去除水中的泥沙、无机盐、有机物、细菌、病毒等杂质。一般以供生活用水为目的的地面水的净化工艺流程，主要包括沉淀、过滤和消毒二部分。经混凝沉淀后的水，除去了水中大部分悬浮物质，可使水的浑浊度低于20度，但仍达不到生活用水标准，需进行过滤处理。过滤后的水中还有细菌和病菌，需进行消毒处理。消毒的目的：一是消灭水中的细菌和病菌；二是避免净化后的水在输送到用户的过程中被二次污染。6.1城市给水工程3输配水工程输水管是输送水管网的用水到城市配管道，要求简短、安全条，最好沿路敷设，少占农田并尽量避开工程艰巨地段。配水管网是直接供水给用户的管道。(1)配水管网的布置应满足以下几方面的要求：①应符合城市总体规划的要求，考虑供水的分期发展，并留有充分的余地；②管网应布置在整个给水区域内，并能在适当的水压下，向用户供给足够的水量；6.1城市给水工程③无论在正常工作或在局部管网发生故障时，应保证不中断供水；④管网的造价及经营管理费用应尽可能低，因此，除了考虑管线施工时有无困难及障碍外，必须沿最短的路线输送到各用户，使管线敷设长度最短。(2)布置形式给水管网的布置形式，根据城市规划、用户分布及对用水的要求等，有树枝状管网和环状管网。①树枝状管网管网的布置呈树枝状，向供水区延伸，管径随用户的减少而逐渐变小。这种管网的管线敷设长度较短，构造简单，6.1城市给水工程投资较省。但当某处发生故障时，其下游部分要断水，供水可靠性差，又因树枝状管网终端水流停顿，成为死水端，会使水质变坏。一般在小城镇的给水管网或城市给水管网的边远地区采用树枝状管网，或城镇管网建设初期先采用树枝状管网，逐步发展形成环状管网。②环状管网给水干管间用联络管相互连通起来，形成许多闭合回路为环状管网。环状管网供水安全可靠。一般在大、中城市的给水系统或对给水要求较高、不能断水的给水管网，均应采用环状管网。环状管网还能减轻管内水锤的威胁，有利于管6.1城市给水工程网安全。总之，环状管网的管线较长，投资较大，但供水安全可靠。在实际工程中，为了发挥管网的输配水能力，达到供水既安全可靠又适用经济，常用树枝状与环状相结合的管网。6.2城市排水工程在城市中，对生活污水、工业废水和降水，采取的排除方式称为排水体制。按排除方式可分为合流制和分流制排水系统两类。1、合流制排水系统将生活污水、工业废水和降水用一个管道系统汇集输送排除的称为合流制排水系统。根据污水、废水、降水混合汇集后的处理方式不同，合流制排水系统可分为下列三种情况：6.2.1排水体制（1）直泄式合流制管道系统就近将各类排出水泄入水体。混合的污水不经过任何处理，且污水量大，排入水体，使水体水质恶化，严重危害水体。因此，这种直泄式合流制目前已不采用。（2）全处理合流制污水、废水、降水混合汇集后全部输送到污水处理厂处理后再排入水体。这种排水方式对保障环境卫生方面当然是理想的，但需要主干管的管径很大，污水处理厂的处理水量也增加很多，基本费用相应提高，很不经济，同时在运转管理方面也有困难。6.2城市排水工程(3)截流式合流制污水、废水、降水同样也合用一套管道系统。晴天时全部输送到污水处理厂，雨天时当雨水量增大，雨水、污水和废水的混合量超过一定数量时，其超出部分通过溢流井排入水体。这种方式较多采用。2、分流制排水系统当生活污水、工业废水、降水用两个或两个以上各自独立的管道系统来汇集和输送时，称为分流制排水系统。汇集生活污水和工业废水的系统称为污水排除系统；汇集和排除雨水的系统称为雨水排除系统，只排除工业废水的称为工业废水排除系统。6.2城市排水工程分流制排水系统将各类污水分别排放，有利于污水的处理和利用，道的水力条件好。3、排水体制的选择排水体制的选择应根据城市总体规划、环境保护的要求、当地的自然条件和水体条件、城市污水量和水质情况、城市原有排水设施情况等综合考虑，通过技术经济比较决定。一般新建城市或地区的排水系统，多采用分流制；城区排水系统改造，采用截流式合流制较多。同一城市的不同地区，根据具体条件，可采用不同的排水体制。6.2城市排水工程城市排水管网的布置取决于地形、土壤条件、排水体制、污水处理厂位置及排入水体的出口位置等因素(图6-1)。此外，尚应遵循下述的一些原则：①污水应尽可能以最短的距离并以重力流的方式排送至污水处理厂；②管道应尽可能平行地面自然坡度以减少埋深；③干管及主干管常敷设于地势较低且较平坦的地方；④地形平坦处的小流量管道应以最短路线与干管相接；6.2城市排水工程6.2.2城市排水系统的布置⑤当管道埋深达最大允许值，继续挖深对施工不便及不经济时，应考虑设置提升污水泵站，但泵站的数量应力求减少；⑥管道应尽可能避免或减少穿越河道、铁路及其他地下构筑物；⑦当城市排水系统分期建造时，第一期工程的主干管内，应有相当大的流量通过，以避免初期因流速太小而影响正常排水。6.2城市排水工程此外，在总图设计中尚需注意：①埋地管道一般布置在道路两侧，如不能满足水平间距的要求时，则检修较少的给水排水管道及雨水管道也可布置在道路下面；②管道的埋设深度即指管道内底到地面的深度，无保温措施的生活污水管道或水温和它接近的工业废水管道，管内底可埋设在冰冻线以上0.15m，并应保证管顶之最小覆土厚度；建筑小区内的给水排水管道应平行建筑物轴线敷设；③有建筑分期的工程，第一期工程最好布置在地势较低处，即排水管的第一期工程可以从整个工程的下游段开始施工，以便为二期工程接管创造良好条件。6.2城市排水工程在人们的生产和生活活动中每天都在使用和接触着水。在这一过程中由于人类活动的影响，水的物理、化学性质发生变化，就变成了污染过的水，简称为污水。污水主要由生活污水、工业废水、被污染的雨水组成。生活污水是指人们在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染过的水，包括厨房和卫生间用水。与工业废水相比，污染物浓度较低。污水经净化处理后，最终出路有：6.2城市排水工程6.2.3污水处理(1)排放水体，但污水排入水体应以不破坏该水体的原有功能为前提。在具体操作时，应以排放标准来控制，这是最常用的一种污水出路，同时也是造成水体污染的原因之一。(2)灌溉田地，但必须符合灌溉的有关规定。(3)重复使用，用于包括绿化用水、冲厕、街道清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等。1、城市污水的污染指标城市污水中含有大量有毒、有害的物质，如不加处理控制，直接排入水体(江、河、湖、海、地下水)和土壤地，会对环境造成污染。6.2城市排水工程功能为前提。在具体操作时，应以排放标准来控制，这是最(1)生化需氧量(BOD)用生物化学过程中消耗的溶解氧量来间接表示需氧物的多少，称为生化需氧量。有机物在进入水体后，通过微生物的生物化学作用分解为无机物质二氧化碳和水，在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，缺氧时污染物就发生腐败分解、恶化水质，水体中需氧有机物越多，水质也越差。(2)化学需氧量(COD)用化学氧化剂K2Cr2O7，氧化分解有机物时，用与消耗的氧化剂当量相等的氧量来间接表示需氧物的多少，称为化学需氧量。6.2城市排水工程(3)悬浮固体(SS)悬浮固体是水中未溶解的非胶态的固体物质，在条件适宜时可以沉淀。悬浮固体反映污水汇入水体后将发生的淤积情况。因悬浮固体在污水中肉眼可见，能使水混浊。(4)pH值酸度和碱度是污水的重要污染指标，用pH值来表示。它对保护环境、污水处理及水工构筑物都有影响，生活污水呈中性或弱碱性，工业污水多呈强酸或强碱。(5)感观性指标城市污水呈现一定的颜色、气味将降低水体的使用价值，也使人在感官上产出的感觉。6.2城市排水工程(6)污水的生物指标细菌总数：指大肠菌群数、病毒、病原菌及其他细菌数的总和，饮用水标准细菌总数不超过100个／升。水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度。2、城市污水的性质污水的性质取决于其成分，不同性质的污水反映出不同的特征，城市污水由生活污水和部分工业废水组成。(1)生活污水的成分和特征生活污水含有碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物，具有一定的肥效，可用于农用灌溉。生活污水一般不含有有毒6.2城市排水工程物质，但含有大量细菌和寄生虫卵，其中也可能包含致病菌，具有一定危害。生活污水的成分比较固定，只是浓度有所不同。表6-1是国内若干城市生活污水的成分组成及变动范围。(2)生产污水的成分和特征生产污水的成分主要取决于生产过程中所用的原料和工艺情况，所含成分复杂多变，多半具有危害性，各工厂的污水情况要具体分析。6.2城市排水工程3、水体保护为控制水污染，我国已制定了各种水质标准，在规划时需要参照执行。水质标准分为水域水质标准(根据人类对水体的使用要求制定)和排水水质标准(根据水体的环境容量和现代技术经济条件制定)。4、污水处理方法简介污水处理技术就是采用各种方法将污水中所含有的污染物分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使污水得到净化。现代的污水处理技术按其作用原理可分为物理法、化学法和生物法三类。6.2城市排水工程(1)化学法利用化学反应原理及方法来分离回收废水中的污染物，或是改变污染物的性质，使其从有害变成无害。属于化学处理方法的有：①化学沉淀法；②中和法；③氧化还原法。(2)生物法主要利用微生物作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。属于生物处理的方法有以下几种：①活性污泥法；②生物膜法；③厌氧生物处理法；④污水灌溉(土地处理系统)。6.2城市排水工程(3)物理法污水的物理的处理方法就是利用物理作用，分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质，属于物理法的处理技术有：①吸附法；②离子交换法；③膜分离法。6.2城市排水工程建筑设备主讲：张鸿恺