14城市给水排水工程之城市排水工程

第14章城市给水排水工程之城市排水工程第一节城市排水系统分类、排水体制和系统组成1.污水的分类生活污水工业废水降水1.1生活污水◎来源：住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中的生活间部分。◎特点：（1）含有较多的有机物，如蛋白质、氨氮、洗涤剂以及病原微生物等，生活污水量与用水量接近，约为用水量的80~90%，污染物的成分和浓度较稳定。（2）逐年增加，生活水平↑，用水量↑，生活污水↑。1989年生活污水占总污水量的比例为28.3%，而到了1999年这一比例高达53.2%。◎出路：经过处理后排入水体、灌溉农田或再利用。1.2工业废水◎来源：各类工矿企业。◎特点：（1）成分复杂，受工业生产性质和工艺过程的影响明显，水量和水质变化大，对环境的危害大。（2）工业产值增加10％，污水排放量会增加0.17％。◎出路：经过工厂处理达标后排入水体、循环使用或达到接管标准后接入城市污水处理厂。工业废水的分类◎按照污染程度：生产废水、生产污水◎按所含污染物的化学性质，分为3类：主要含无机污染物的废水；主要含有机污染物的废水；同时含无机和有机污染物的废水。◎按所含污染物的主要成分分类：酸性废水、碱性废水、含氰废水（电镀）、含铬废水（皮革）、含镉废水（采矿）、含汞废水（电镀、仪表）、含酚废水（焦化厂）、含油废水（餐饮、石油开采、机械加工）、含有机磷废水（农药、化肥）等。1.3降水指大气降水，包括雨、雪、雹、霜等。一般降水指的是雨水。特点：（1）一般比较清洁、径流量大。必须及时排泄，是排水的主要对象之一。（第3章）（2）冲洗街道和消防用水，由于其性质和雨水类似，也并入雨水。（3）一般雨水不需处理，可直接排入水体。2.排水体制含义分类排水体制的选择2.1排水体制定义废水分为生活污水、工业废水和雨水三种类型，它们可采用同一个排水管网系统来排除，也可以采用各自独立的排水管网系统来排除。不同排水方式所形成的排水系统，称为排水系统的体制（简称排水体制），又称排水制度。2.2排水体制分类排水体制一般可分为合流制和分流制两种类型。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内排除的系统。可分为直排式合流制排水系统和截留式合流制排水系统。分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水和工业废水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水的方式不同，可分为完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统和半分流制排水系统。2.2.1直排式合流制排水系统132直排式合流制排水系统1合流支管（沟）合流干管（沟）2河流32.2.2截留式合流制排水系统合流干管（沟）截流式合流制排水系统1截流主干管（沟）溢流井23722211133366456污水厂4溢流干管（沟）出水口65河流72.2.3完全分流制排水系统完全分流制排水系统1污水干管（沟）出水口532雨水干管（沟）6污水主干管（沟）河流4污水厂3631354221212.2.4不完全分流制排水系统雨水干管（沟）不完全分流制排水系统（补充部分雨水管网）河流65出水口污水干管（沟）1原有渠道234污水厂142365污水干管（沟）不完全分流制排水系统（未建雨水管网）1明渠或小河235污水厂3412出水口4河流52.2.5半分流制排水系统67污水主干管（沟）5河流出水口6污水厂7污水干管（沟）半分流制排水系统13雨水干管（沟）2溢流井434443312211252.3排水体制的选择《室外排水设计规范》（GBJ14-87）明确规定：排水体制的选择，应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水文条件，综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。新建地区的排水系统宜采用分流制。3.排水系统及其组成3.1排水系统排水的收集、输送、处理和排放等设施以一定方式组合成的总体，称为排水系统。通常，排水系统是由城市生活污水排水系统、工业废水排水系统和雨水排水系统组成。城市生活污水排水系统和工业废水排水系统一般可以合并为城市污水排水系统。3.2城市生活污水排水系统室内污水管道系统及设备城市生活污水排水系统室外污水管道系统污水泵站及压力管道污水厂出水口及事故排出口3.2.1室内污水管道系统及设备卫生设备和厨房设备、存水弯（水封）、支管、竖管、出流管3.2.2室外污水管道系统室外污水管道系统:①居住小区管道系统②街道污水管道系统③管道系统上的附属构筑物3.2.2.1居住小区管道系统3.2.2.2街道污水管道系统支管干管主干管3.2.2.3管道系统上的附属构筑物-----窨井3.2.2.3管道系统上的附属构筑物-----跌水井3.2.2.3管道系统上的附属构筑物-----溢流井3.2.2.3管道系统上的附属构筑物-----倒虹管3.2.3污水泵站3.2.4城市污水处理厂城市污水厂的分类：小型污水处理厂：日处理能力≤5万吨中型污水处理厂：日处理能力为5~10万吨大型污水处理厂：日处理能力＞10万吨3.2.5出水口3.3工业废水排水系统工业废水排水系统车间内污水管道系统及设备厂区内污水管道系统污水泵站及压力管道污水处理站3.3工业废水排水系统3.4雨水排水系统建筑物的雨水管道系统及设备雨水排水系统居住小区或工厂雨水管渠系统街道雨水管渠系统排洪沟出水口雨水沟道的出水口应露在水面以上，否则天晴时河水倒灌沟道，造成死水。第二节城市污水管道设计一排水管网的布置原则（1）按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；（2）先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序进行布置；（3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小；（4）协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；（5）规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便；（6）与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调；（7）处理好污染源治理与集中处理的关系；（8）综合考虑防洪的问题；（9）从实际出发，在满足环境保护的要求，充分利用现有的排水工程设施满足使用要求；（10）远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。二排水系统的布置形式（1）正交式12333河1.城市边界2.排水流域分界线3.干管正交式（干管与河流垂直）（2）截流式1.城市边界2.排水流域分界线3.干管4.主干管5.污水厂6.出水口12333河456（3）平行式1.城市边界2.排水流域分界线3.干管4.污水厂5.出水口13河45222（4）-----分区式1.城市边界2.排水流域分界线3.干管4.泵站5.污水厂123345河（5）分散式1.城市边界2.干管3.主干管4.污水厂灌溉灌溉河河河1234（6）环绕式1.城市边界2.排水流域分界线3.干管4.主干管5.污水厂6.出水口河123456三、污水管道设计注意事项污水管道水力计算的设计数据设计充满度（h/D）设计流速（v）最小管径（D）最小设计坡度（i）管道埋深管道衔接（1）设计充满度（h/D）——指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值。h/D=1时，满流h/D1时，非满流《室外排水设计规范》规定，最大充满度为：管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大充满度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.550.650.700.75hD为什么要做最大设计充满度的规定？1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，为未预见水量的增长留有余地；2、有利于管道内的通风；3、便于管道的疏通和维护管理。（2）设计流速——与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，与污水中所含杂质有关；我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。（3）最小管径•为什么要规定最小管径？街坊管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。•什么叫不计算管段？在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。（4）最小设计坡度——相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。（1）（2）（3）规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003。设计充满度一定时，管径越大，最小设计坡度越小。（5）污水管道的埋设深度管道的埋设深度有两个意义：覆土厚度埋设深度决定污水管道最小覆土厚度的因素：冰冻线的要求地面荷载满足街坊管连接要求地面管道满足地面荷载要求：车行道下最小覆土厚度0.7m满足防冰冻要求：《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m；有保温措施或水温较高的管道，距离可以加大。满足街坊污水连接管衔接要求：从以上三个因素出发，可以得到三个不同的覆土厚度，最大值就是这一沟段的允许最小覆土厚度。最大埋深根据技术经济指标及施工方法决定。在干燥土壤中，沟道最大埋深一般不超过7~8m；在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。衔接原则：（1）尽可能提高下游沟段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要；（2）避免在上游沟段中形成回水而造成淤积；（3）不允许下游沟段的沟底高于上游沟段的沟底。（6）污水管道的衔接衔接方法沟顶平接水面平接沟底平接一般情况下，异管径沟段采用沟顶平接。同管径沟段采用水面平接。特殊情况，同管径，坡度变陡，沟顶平接。下游管径小于上游管径（坡度变陡），沟底平接。下游沟底高于上游沟底下游水位高于上游水位不应发生第三节城市污水处理一、污水处理方法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。二、污水排入地表水的卫生规定