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给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成一种受人类社会活动作用的水循环。水循环包括自然循环和社会循环水污染的概念；水体污染的分类；水污染的危害；水污染及其危害第一章排水管渠系统第一节城市排水系统的体制和组成第二节管渠及管渠系统上的构筑物排水系统为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施。排水体制污水不同的排出方式所形成的排水系统。一、排水系统的体制排水体制合流制将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套沟道内排除的系统直排式截留式分流制将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的沟道内排除的系统完全分流制不完全分流制半分流制有污水排水系统，又有雨水排水系统只有污水排水系统，没有完整的雨水系统既有污水排水系统，又有雨水排水系统。在雨水干沟上设雨水跳越井可截流初期雨水和街道冲洗废水入污水沟道二、排水系统的组成部分排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。管渠系统——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排水系统城市污水系统房屋污水管道系统联结室内用水设备和室外管渠，以排除用过的水城市污水管渠系统坊内管渠街道管渠支渠，干渠，总干渠收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂工厂排水系统收集各车间及其他对象所排出的废水，送至回收利用、处理构筑物，或直接排入城市排水系统车间内部管渠系统和设备厂内管渠系统其他的组成部分与城市污水系统相同雨水排水系统房屋雨水管道系统街坊或厂区雨水管渠系统街道雨水管渠系统雨水泵站及压力管管渠渠道管道明渠暗渠不渗水抗腐蚀内壁面整齐光滑能承担外压力正确选择管材要求第三章污水管道系统的设计第一节污水设计流量的确定第二节污水管道系统的平面布置第三节管道在街道上的位置第四节污水管道的水力设计第五节管道施工图的绘制设计流量污水沟道的设计流量是设计期限(20~30年)终了时的最大日(或最大班)最大时的污水流量,它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量,在地下水位较高的地区，宜适当考虑地下水渗入量。居住区的生活污水设计流量的确定式中：qv——居住区的生活污水设计流量；qvn——居住区的生活污水量标准；N——使用沟道的设计人数；K总——总变化系数。城镇居住区和工厂居住区的生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的设计人数和总变化系数计算的，公式如下：总KNqq360024nvv工业废水量的确定方法按工厂或车间的每日产量和单位产品（每件产品，每吨产品等）的废水量计算按生产设备的数量和每一生产设备的每日废水量进行计算总KTMmq36001000v式中：qv——工业废水设计流量，L/s；m——生产每单位产品的平均废水量，m3；M——产品的平均日产量；T——每日生产时数；K总——总变化系数，因为K日=1，所以，K总=K时。选择污水厂和出水口的位置原则城市的下风向水体的下游离开居住区和工业区三、排水泵站的建筑形式常用的排水泵离心泵混流泵轴流泵螺旋泵潜污泵排水泵站的房屋建筑由两部分组成：泵组间和进水间。第九章污水水质与污水出路第一节污水性质和污染指标第二节污染物在水体环境中的迁移与转化第三节污水出路与排放标准一.污水的类型与特征•生活污水:人们在日常生活中所产生的废水，主要包括厨房洗涤污水、厕所冲洗水、洗衣排水、沐浴排水及其它排水。•工业废水:工业废水是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的废水。•初期雨水:雨雪降至地面形成的初期地表径流。•城镇污水：生活污水和工业废水等。水质分析指标物理性指标感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质挥发性物质溶解物质固定性物质悬浮固体物质加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少工业废水常引起水体热污染色度固体物质嗅和味温度化学性指标有机物生化需氧量（BOD）总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）化学需氧量（COD）油类污染物酚类污染物化学性指标有机物有机酸碱苯类化合物有机农药表面活性剂化学性指标无机性指标植物营养元素pH和碱度重金属过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及类金属砷等生物毒性显著的元素，一般指序号21－83，比重大于4的金属，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。一般要求处理后污水的pH在6～9之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。关于氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素。TN：一切含氮化合物以N计量的总称。TKN：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。含磷化合物磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐:正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-)、磷酸二氢盐（H2PO4-)、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O74－)、三磷酸盐(P3O105-)、三磷酸氢盐(HP3O92-)酸碱污染物酸碱污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。水质标准中以pH值来反映其含量水平。酸碱污染物使水体的PH值发生变化，破坏自然缓冲作用。抑制微生物生长，妨碍水体自净，使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。return无机化学毒物包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、铁、锰、钴、钒、钼和铋等。重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亚硝酸很等。生物性指标可通过水体传染。存在于人的肠道中，通过病人粪便污染水体。目前因缺乏完善的经常性检测技术。水质卫生标准对病毒还没有明确的规定。病毒水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。常以细菌个数/mL计。饮用水：100个/mL医院排水：500个/mL细菌总数大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。常以大肠菌群数/L计。饮用水：3个/L城市排水：10000个/L游泳池：1000个/L大肠菌群水体的自净作用河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。根据净化机制分为三类物理净化：稀释、扩散、沉淀化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。污水的最终出路氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。第十章污水的物理处理第一节格栅和筛网第二节沉淀的基础理论第三节沉砂池第四节沉淀池第五节隔油池第六节气浮池人工清除设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道面积的2倍，以免清渣过于频繁。与水平面倾角：30º~60º机械清除过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。与水平面倾角：60º~90º格栅的清渣方法筛网的作用用于废水处理或短小纤维的回收形式振动筛网水力筛网作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅的作用沉淀法是利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。自由沉淀根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力时，下沉；重力等于浮力时，相对静止；重力小于浮力时，上浮。由上式可知，颗粒沉降速度us与下述因素有关：2LSS181dgu斯托克斯定律:当ρs大于ρL时，ρs-ρL为正值，颗粒以us下沉；当ρs与ρL相等时，us=0，颗粒在水中呈悬浮状态，这种颗粒不能用沉淀去除,可混凝或气浮；ρs小于ρL时，ρs-ρL为负值，颗粒以us上浮，可用浮上法去除。us与颗粒直径d的平方成正比，因此增加颗粒直径有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。us与μ成反比，μ随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉速增大。设u0为某一指定颗粒的最小沉降速度。I.当颗粒沉速u≥u0时，无论这种颗粒处于进口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除，即左上图中的迹线xy与x′y′。II.当颗粒沉速uu0时，位于水面的颗粒不能沉到池底，会随水流出，如左下图中轨迹xy″所示；而当其位于水面下的某一位置时，它可以沉到池底而被去除，如图中轨迹x′y所示。说明对于沉速u小于指定颗粒沉速u0的颗粒，有一部分会沉到池底被去除。沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的几种形式从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂池等以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走沉淀池按使用功能分生物处理法中的预处理，去除约20%-30%的BOD5，40%-55%的悬浮物生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分初次沉淀池二次沉淀池沉淀池按水流方向分平流式辐流式竖流式沉淀池由五部分组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区是沉淀进行的主要场所。贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。沉淀池由五部分组成竖流式沉淀池的工作原理在竖流式沉淀池中，污水是从下向上以流速v做竖向流动，废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：当颗粒属于自由沉淀类型时，其沉淀效果（在相同的表面水力负荷条件下）竖流式沉淀池的去除率要比平流式沉淀池低。当颗粒属于絮凝沉淀类型时，由于在池中的流动存在着各自相反的状态，就会出现上升着的颗粒与下降着的颗粒，上升颗粒与上升颗粒之间、下沉颗粒与下沉颗粒之间的相互接触、碰撞，致使颗粒的直径逐渐增大，有利于颗粒的沉淀。当uv时，颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉也不上升；当uv时，颗粒将不能沉淀下来，会被上升水流带走。沉淀池特点与适用条件池型优点缺点适用条件平流式1.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；2.施工简单