1、排水工程（上）的主要内容 概论 污水管道系统设计 雨水管道系统设计 合流制管渠系统设计 排水管渠要求及附属构筑物-排水工程概念、内容、作用、排水体制、排水 系统的布置形式等-污水管道的设计步骤及 注意事项、设计举例-雨水管道的设计步骤及 注意事项、设计举例-合流制管道的使用条件、 水力计算、改造途径等 -排水管渠断面形式、接口、基础、附属构筑物等 重点 绪 论 排水工程 是指为收集、输送、处理、利用污水而兴建的一整套工程设施。 基本任务 （1）保护环境免受污染 （2）促进工农业生产的发展 （3）保障人民的健康与正常生活 主要内容 （1）收集并及时地将各种污水输送到适当的地点 （2）将收集的污水
2、妥善处理后排放或者再利用第一章 排水系统概论 第一节 概述 1，排水系统 为了系统地、有组织地、及时地排除城市污水和雨水而建设的整套工程设施 2，排水系统的组成 （1）排水管道系统（管网系统）：收集和输送污水 （2）污水处理系统（污水处理厂）：处理和利用。 排水管道系统是收集和输送污水的设施，包括排水设备、排水管渠、排水泵站和检查井等工程设施，其作用就是把城市污水或雨水从产生处收集后及时地、有组织地输送到污水处理厂或排出水口 污水处理系统是处理和利用污水的设施。包括城市及工业企业污水处理厂（站）中的各种处理构筑物及除害设施。 排水系统的工作对象是城市污水和雨水，下面介绍一下污水的概念和分类：污
3、水的概念与分类：在使用过程中受到了不同程度的污染，改变 了原来的化学成分和物理性质的水，叫污水，包括雨水和冰雪融化水。按来源分生活污水工业废水降水（降雨和降雪）城市污水 （1）生活污水：是指人们在日常生活活动中用过的水，如洗浴、厕所用水、洗衣等活动中用过的水。 生活污水的污染物主要是有机物，水质变化相对较小。 （2）工业废水：是指在工业生产中所排出的废水，依污染程度的不同，工业废水又可以分为：生产废水和生产污水 生产废水：指受轻度污染或水温升高，通常经一些简单的处理后即可复用或直接排入水体的工业废水。 生产污水：指受严重污染，大都具有危害性，需经过适当处理后才能排放或者再利用的工业废水 工业废
4、水的水质变化很大。 （3）降水：是指在地面上流泄的雨水和冰雪融化水，也称雨水。 降水（雨水）一般比较清洁，径流量大，尤其是暴雨水，径流量很大，所以雨水一般不需也无法全部处理，在城市排水中，对于雨水基本上不处理、不利用而直接排放。 但，初降雨时的雨水因挟带了大量地面和屋面上的各种污染物质而受到污染，尤其是流经污染严重的工厂如制革厂、炼油厂、化工厂等地区的雨水，污染程度都很严重，必要时，这些地区的雨水应经过处理后，才能排放。 城市污水是排入城市排水管道的生活污水和工业废水的统称。 污水量一般用升（L）或米立方（m3）表示 污水流量是指单位时间内的污水量 污水中污染物质浓度常用mg/L，g/m3计，
5、指单位体积污水中所含污染物质的量。 在污水处理和处置中应尽可能重复使用污水，对污水的处理和处置有三种方法： （1）利用自然环境对污染物的环境容量进行处理； （2）经过污水处理厂无害化处理后，使其再生为一种资源回到生产过程中，即再利用或者排放。 （3）隔离 自然环境容纳污染物质的量有一个界限，超过了这个界限，就会对环境造成污染，这个界限就称为环境容量。 若所排出的污水没有超出受纳环境的环境容量时，可以不经处理而直接排放，否则就必须进行处理后才能排放。处理后的污水有三种出路：一是排放水体二是灌溉农田三是重复使用自然复用间接复用直接复用 排放水体是自然归宿，也是一种最常用而简单的污水处置方法，即利用
6、水体对污水的稀释与净化能力处置污水。 灌溉农田既是污水利用的一种方式，也是污水处理的一种方式，称为污水的土地处理法 重复使用是一种合适的污水处理方法，是控制水污染、保护水资源的重要手段，也是节约用水的重要途径。污水重复使用的方式有：自然复用、直接复用和间接复用。 自然复用：下游用的水中有上游用过的水 直接复用：城市污水处理后直接作为城市饮用水源、工业用水水源、杂用水源等重复使用。工业废水的循序使用和循环使用也是直接复用 间接复用：将城市污水注入地下，补充地下水，作为供水的间接水源重复使用。污水的处理和处置系统可见下图所示 污水源产生污水污水厂产生处理水污泥河流海洋土壤大气焚烧隔离再利用给水水资
7、源第二节 排水系统的体制及其选择排水系统体制的概念：生活污水、工业废水和雨水可以采用一套管渠 系统来排除，也可以采用两个或两个以上相互 独立的管渠系统来排除，污水的这种不同排除 方式所形成的排水系统，称为排水体制。 排水系统体制的分类：合流制：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制 合流制：将城市污水（生活污水、工业废水）和雨水混合在一个管渠内排除的城市排水系统。采用合流制时，城市只有一套排水管渠系统 早期的合流制是将混合污水不经处理而全部直接排入水体（直排式），使受纳水体遭受严重污染。 现在多采用截流式合流制排水系统：在合流干管排水水体之前，设置截流主干管将合流干管联络起来，并将合流
8、的混合污水送污水处理厂进行无害化处理后排放；同时在合流干管与截流主干管联接处设置溢流井和溢流管，当合流流量超过截流主干管的输水能力时，超过部分即通过溢流井溢入溢流管道而直接排入水体。 截流式合流制可以使无雨期或小雨期的混合污水全部得到处理，也可使初雨期受污染严重的雨水得到处理，相对直排式合流制而言，对环境的影响要小得多。合流制直排式合流制污水处理厂溢流井溢流井溢流井截流式合流制合流支管合流干管截流干管合流支管合流干管 分流制排水系统：将城市污水和雨水分别在两个或者两个以上的相互独立的排水管渠内排除的排水系统。 排除城市污水（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
9、系统 根据雨水排除方式的不同，又将分流制排水系统为分完全分流制和不完全分流制两种情况。 完全分流制具有完整的污水排水系统和雨水排水系统 不完全分流制只有完整的污水排水系统，而雨水是沿天然地面、街道路面、边沟或原有渠沟系统排泄，或只修建有部分雨水管道分流制污水处理厂完全分流制污水处理厂污水处理厂不完全分流制污水干管雨水干管污水主干管 在工业企业排水系统中，由于工业废水的性质、成份非常复杂，所以一般都采用分流制，而且只有性质类似的污水才能在一个管道系统中排除（有利于后续的处理），实行分质分流，清污分流。 当生产污水和生活污水的性质类似时，也可将两者用一个污水管道系统排除 生产废水可直接排入雨水管道
10、系统中，或经简单处理后循环使用。 在一个城市中由于各城区的地形条件，原有管道系统条件、街道道路条件等原因，有可能既存在合流制也存在分流制。 排水体制的选择是排水工程规划设计的关键，是排水系统规划设计的重要内容。 选择排水体制应从环境、经济、维护管理等几个方面进行分析确定：合流制和分流制的比较：环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；部分截 留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成 污染；分流制在降雨初期有污染。 造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%， 但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制， 总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投资少、见效快，在新
11、建地 区适于采用。 维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。晴天时合流制管 道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走， 减小了合流制管道的维护管理费。 第三节 排水系统的主要组成部分 城市排水系统由于采用的排水体制不一样，可能存在如下几个系统： 1，城市污水排水系统 2，城市雨水排水系统 3，合流排水系统 4，工业企业工业废水排水系统 各排水系统的组成分述如下：1、城市污水排水系统的主要组成部分城市污水排水系统的主要组成部分城市污水排水系统的组成示意图如下所示：城市污水排水系统的组成示意图如下所示：室内污水管道系统与设备室外污水管道系统污水处理厂出水口手盆、便器、水封管、立管、出户管居住小区污水管
12、道、街道污水管道、附属构筑物等 （1）室内污水管道系统及设备。其作用是收集生活污水，并将其排至室外居住小区污水管道中去。 在住宅及公共建筑内，各种卫生设备既是人们用水的容器，也是承受污水的容器，它们又是生活污水排水系统的起端设备。生活污水从这里经水封管、支管、竖管和出户管等室内管道系统流入室外居住小区管道系统。在每一出户管与室外居住小区管道相接的连接点设检查井，供检查和清通管道之用。（2）室外污水管道系统。分布在地面下的依靠重力流输送污水至泵站、污水厂或水体的管道系统称室外污水管道系统。它又分为居住小区污水管道系统及街道污水管道系统。 A居住小区污水管道系统。敷设在居住小区内，连接建筑物出户管
13、的污水管道系统，称居住小区污水管道系统。它分为接户管、小区支管和小区干管。 接户管是指布置在建筑物周围接纳建筑物各污水出水管的污水管道。 小区污水支管是指布置在居住组团内与接户管连接的污水管道，一般布置在组团内道路下。 小区污水干管是指在居住小区内，接纳各居住组团内小区支管流来的污水的污水管道，一般布置在小区道路或市政道路下。 居住小区污水排入城市排水系统时，其水质必须符合污水排入城市下水道水质标准。居住小区污水排出口的数量和位置，要取得城市市政部门同意。 B街道污水管道系统。敷设在街道下，用以排除居住小区管道流来的污水。在一个市区内它由城市支管、干管、主干管等组成。 支管是承受居住小区干管流
14、来的污水或集中流量排出的污水。 在排水区界内，常按分水线划分成几个排水区域形成不同的排水流域。在各排水流域内，干管是汇集输送由支管流来的污水，也常称流域干管。 主干管是汇集输送由两个或两个以上干管流来的污水的管道。市郊干管是从主干管把污水输送至总泵站、污水处理厂或送至水体出口的管道，一般在污水管道系统设置区范围之外。 C管道系统上的附属构筑物。有检查井、跌水井、倒虹管，等等。（3）污水泵站及压力管道。污水一般以重力流排除，但往往由于受到地形等条件的限制发生困难而不能自流排除时，就需要设置泵站。污水泵站分为局部泵站、中途泵站和终点泵站（总泵站）等。压送从泵站出来的污水至高地自流管道或至污水厂的承
15、压管段，称压力管道。（4）污水厂。供处理和利用污水、污泥的一系列构筑物及附属构筑物的综合体称污水处理厂。在城市常称污水厂，在工厂中常称废水处理站。城市污水厂一般设置在城市河流的下游地段，并与居民点或公共建筑保持一定的卫生防护距离。若采用区域排水系统时，每个城镇就不需要单独设置污水厂，将全部污水送至区域污水厂进行统一处理。（5）出水口及事故排出口。污水排入水体的渠道和出口称出水口，它是整个城市污水排水系统的终点设施。事故排出口是指在污水排水系统的中途，在某些易于发生故障的组成部分前面，例如在总泵站的前面，所设置的辅助性出水渠，一旦发生故障，污水就通过事故排出口直接排入水体。居住小区管道系统街道管
16、道系统 接户管 小区干管 楼栋小区支管 支管 干管 居住小区 污水处理厂 泵站 工业废水排水系统，由以下几个主要部分组成： （1）车间内部管道系统和设备。主要用于收集各生产设备排出的工业废水，并将其排送至车间外部的厂区管道系统中。车间内部管道系统与设备污水泵站或压力管道厂区管道系统废水处理站2、工业废水排水系统的主要组成部分工业废水排水系统的主要组成部分（2）厂区管道系统。敷设在工厂内，用以收集并输送各车间排出的工业废水的管道系统。厂区工业废水的管道系统，可根据具体情况设置若干个独立的管道系统。（3）废水泵站及压力管道。（4）废水处理站。是回收和处理废水与污泥的场所。 在管道系统上，同样也设置
17、检查井等附属构筑物。在接入城市排水管道前宜设置检测设施。（1）建筑物的雨水管道系统和设备。主要是收集工业、公共或大型建筑的屋面雨水，并将其排入室外的雨水管渠系统中去。（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。3 、雨水排水系统的主要组成部分、雨水排水系统的主要组成部分雨水收集系统与设备街坊或厂区雨水管道系统街道雨水管道系统出水口排洪沟雨水泵站雨水口、天沟、雨水斗 屋面雨水的收集用雨水斗或天沟，收集地面的雨水用雨水口。地面上的雨水经雨水口流入居住小区、厂区或街道的雨水管渠系统。雨水排水系统的室外管渠系统基本上和污水排水系统相同。同样，在雨水管渠系统也设
18、有检查井等附属构筑物。雨水一般既不处理也不利用，直接排入水体。此外，因雨水径流较大，一般应尽量不设或少设水泵站，但在必要时也要设置 合流制排水系统的组成部分与分流制相似，同样有室内排水设备、室外居住小区以及街道管道系统。住宅和公共建筑的生活污水经庭院或街坊管道流入街道管道系统。雨水经雨水口进入合流管道。在合流管道系统的截流主干管与合流干管联接处设有溢流井。第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置原则 充分利用地形、地势，就近排入水体，以缩短管道长度、减小管道埋深、降低工程造价 排水系统布置的影响因素地形地势土壤情况河流情况气候情况城市总体规划主要影响因素是地形地势和河流情况 排水系统的几种常用
19、的布置形式： 1，正交式布置（如图）当地势向水体适当倾斜，等高线基本与河流平行时优 点：干管长度短，管径小，较经济，污水排除迅速；缺 点：污水未经处理即排放，污染水体，影响环境质量。适合于：城市雨水排水系统的布置，而城市污水排水系统不宜采用这种布置形式。 2，截流式布置（如图）在上述地形及河流情况下，对于城市污水排水系统，其各流域的干管仍应采取垂直于河流方向布置，但不能直接排入河流，需要在沿河岸敷设截流主干管，将各干管的污水截流送至污水处理厂优 点：减轻水体污染，保护环境缺 点：主干管的管径稍大，有时埋深偏深，需要增加污水提升泵站;适应于：分流制污水管道系统的布置、区域排水系统布置 3,平行式
20、布置(如图)在地势向河流有较大倾斜的地区(也即地形坡度较大时)，若采用正交布置，干管坡度大，管内流速大，易对管道造成较严重冲刷，此时可采用干管基本平行于等高线（河流），主干管与等高线（河流）成一定角度斜交的平行式布置（如上图） 特点：减轻冲刷，埋深会较大或增加跌水。 4，分区式布置：当整个排水区界内不同排水流域地势高低相差很大时，应分区布置，在地势高和地势低的流域分别敷设独立的排水管道系统，高处的污水尽可能依靠重力流排除，必须设泵站时，也要尽可能减少减少依靠泵站排除的污水量。 5，在城市周围有河流，城市中央部分地势高，地势向周边倾斜的地区，则可采用辐射状分散布置形式或环绕式布置形式（如图）。各
21、排水流域有相对独立的排水系统，在布置形式上与正交式相似。其中分散式布置适合于城市雨水排水系统，而环绕式布置沿城市四周设主干管截流各流域干管的污水并送至污水处理厂统一处理，因而适合城市污水排水系统第五节 工业企业排水系统与城市排水系统的关系1、采取各种措施，尽量不排废水或少排废水改革生产工艺，进行技术革新，力求把有害物质消除在生产过程之中，做到不排或少排废水 （源头治理）尽量采用循环或重复利用系统，以减小废水排放量 回收废水中的有用物质，节省能源、创造财富 尽量以废治废 （末端治理）2 2、工业废水排入城市排水系统应考虑的问题、工业废水排入城市排水系统应考虑的问题 尽量考虑直接将工业废水排入城市
22、排水系统，在污水处理厂统一进行处理 室外排水设计规范规定：工业废水排入后，不应影响排水管渠和污水处理厂的正常运行；不应对养护人员造成危害；不应影响处理后出水和污泥的排放和利用，且水质应符合污水排入城市下水道水质标准 不能满足上述要求时，则应对某些废水应进行局部处理 ，以满足排入城市排水管道所要求的条件，然后再接入城市排水管道。1 1）当工业企业位于城市内时）当工业企业位于城市内时 符合排入城市排水管道的工业废水，是直接排入城市下水符合排入城市排水管道的工业废水，是直接排入城市下水道还是单独设置排水系统和无害化处理设施处理，应根据技术道还是单独设置排水系统和无害化处理设施处理，应根据技术经济比较
23、确定。经济比较确定。 一般来说，单独进行无害化处理后直接排放不经济。一般来说，单独进行无害化处理后直接排放不经济。 总之，在规划企业排水系统时，当工业废水需要排入水体时，应符合污水综合排放标准、工业企业卫生设计标准及其他有关标准2 2）当工业企业位于城市远郊区或距离城市较远时）当工业企业位于城市远郊区或距离城市较远时 不符合排入城市下水道的工业废水，是单独设置排水系统不符合排入城市下水道的工业废水，是单独设置排水系统和无害化处理设施处理废水、达标排放；还是局部处理后排入和无害化处理设施处理废水、达标排放；还是局部处理后排入城市下水道，由城市污水厂集中处理，也应进行技术经济比较城市下水道，由城市
24、污水厂集中处理，也应进行技术经济比较确定。确定。第六节 废水的综合治理和区域排水系统废水的综合治理和区域排水系统 废水的综合治理 指对废水进行统一规划，多重治理。其主要内容有： 减少和控制废水及污染物的排放量城市规划与生产布局合理化充分利用水体、土壤的环境容量发展经济、节能的水处理技术。废水中有用物质的回收及综合利用发展区域性废水及水污染整治系统 第七节第七节 排水系统的规划设计原则和任务排水系统的规划设计原则和任务1，规划设计原则（1）排水工程的规划与设计应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划，并应与城市和工业企业中其他单项工程建设密切配合，互相协调。 如，总体规划中的设计规模、设计期限
25、、建筑界限、功能分区布局等是排水工程规划设计的依据。又如城市和工业企业的道路规划、地下设施规划、竖向规划、人防工程规划等单项工程规划对排水工程的规划设计都有影响，要以全局观点出发，合理解决，构成有机的整体。 （2）排水工程的规划与设计，要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。一个区域的污水系统，可能影响临近区域，特别是影响下游区域的环境质量，故在确定规划区的污水处理和处置方案时，必须在较大区域范围内综合考虑。 根据排水规划，有几个区域同时或几乎同时修建时，应考虑合并起来处理和处置的可能性，即实现区域排水系统。因为它的经济效益可能更好，但施工期较长，实现较困难。 （3）排水工程规划与设计，应
26、处理好污染源治理与集中处理的关系。城市污水应以点源治理与集中处理相结合，以城市集中处理为主的原则加以实施。 工业废水符合排入城市下水道标准的应直接排入城市污水排水系统，与城市污水一并处理。个别工厂或车间排放的含有毒、有害物质的应进行局部除害处理，达到排入城市下水道标准后排入城市污水排水系统。生产废水达到排放水体标准的可就近排入水体或雨水道。 （4）城市污水是可贵的淡水资源，在规划中要考虑污水经再生后回用的方案。城市污水回用于工业用水是缺水城市解决水资源短缺和水环境污染的可行之路。 （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，以节省
27、总投资。 （6）排水工程的设计应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能。并应根据使用要求和技术经济的合理性因素，对近期工程作出分期建设的安排。排水工程的建设费用很大，分期建设可以更好地节省初期投资，并能更快地发挥工程建设的作用。分期建设应首先建设最急需的工程设施，使它能 尽早地服务于最迫切需要的地区和建筑物。 （7）对于城市和工业企业原有的排水工程在进行改建和扩建时，应从实际出发，在满足环境保护的要求下，充分利用和发挥其效能，有计划、有步骤地加以改造，使其逐步达到完善和合理化。2、排水系统的设计程序排水系统的设计程序 基本建设程序： 可行性研究阶段计划任务书阶段设计阶段组织施工阶段竣工验收交付使用论证项目技术经济可行性确定基建项目编制设计文件设计图纸与概预算项目实施本章主要内容 什么是排水工程?排水工程的内容和任务? 什么是排水系统?排水系统的组成 什么是排水体制?排水体制的类型及如何选择? 什么是污水?污水的分类 污水、雨水、工业企业排水系统的组成部分及各部分的作用 影响排水系统布置的因素及排水系统的布置形式 排水系统规划设计的原则与建设程序
