1、 刘志强给水排水管道系统（II）本课程的主要内容本课程的主要内容排水系统概论1污水管道系统的设计2雨水管渠系统的设计3合流制管渠系统的设计4排水管渠要求及附属构筑物5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。给水排水系统是为人们的生活、生产和消防提供用水和排除废水的设施总称，是现代化城市最重要的基础设施，是城市社会和经济发展现代化水平的重要标志。给水系统给水系统排水系统排水系统河南省淮阳的古城下，发掘出公元前28
2、00年埋下的陶制排水管，比公元前2500年埃及发现的排水沟早300年河北省易县出土了战国后期的圆形陶制排水管陕西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宫内出现了明渠和暗渠相结合的排水系统唐代长安建造了较为完整的雨水排水系统在近代我国排水工程发展缓慢，建国前全国103个城市建有排水设施，管线总长6034.8km，全国只有上海、南京建有城市污水处理厂，日处理能力为4万吨。1921年上海北区污水厂，是我国最早的活性污泥法水厂。排水工程的发展历史排水工程的概念与内容 概念：指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、处理和利用污水的工程设施 排水工程的内容： 一是污水的收集、输送部分排水管网 二是污水的处理
3、、利用部分污水处理1. 保护环境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之灾2. 促进工农业生产，保证城市可持续性发展排水工程的作用概述概述排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择排水系统的主要组成部分排水系统的主要组成部分1 1.1.11 1.2.21 1.3.3第第1 1章章 排水系统概述排水系统概述排水系统的布置形式排水系统的布置形式1 1.4.4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工业企业排水系统和城市排水系统的关系工业企业排水系统和城市排水系统的关系1 1. .7 71 1.6.61 1. .5 5 水在使用过
4、程中受到不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质，这些水称做污水或废水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水的定义污水的分类生活污水工业废水 降水人们日常生活中产生工业生产中所排出的废水城市污水地面上流泄的雨水和冰雪融化水（冲洗街道及消防用水）第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述1、生活污水 人们日常生活中用过的水. 性质：含有较多的有机物以及常在粪便中出现的病原微生物。指在工业生产中所排出的废水，来自车间或矿场。2、工业废水分类按照污染程度的不同分为：生产废水和生产污水两类。按所含主要污染物的化学性质按所含污染物的主要成分（1)主要含无机物的，包括冶金、建筑材料等工业所排出的废水。
5、（2)主要含有机物的，包括食品工业、炼油和石油化工工业等废水。（3)同时含大量有机物和大量无机物的废水，包括焦化厂、化学工业中的氮肥厂、轻工业中的洗毛厂等废水。酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水等第一节第一节 概述概述工业废水量一般占城市污水的50-60。 对于工业废水，如果水质符合污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010 ),则最好与生活污水合并处理,厂区内部污水处理厂也应以此为原则.合并处理投资省,费用低,管理简单.1)从管理角度看：小水量几个厂管理比一个大厂管理复杂，能耗及费用都高；2)污水生化处理成本低，效果好，为水处理的首选方法。工业废水采用生化处理一般营养物质不够，处理
6、过程需加营养物质如尿素、蛋白质等 ，增加运行及管理费用。合并处理，生活污水可作为营养物质。3)工业废水浓度若很高，处理前需稀释。合并处理，浓度降低，可能不必稀释。原因第一节第一节 概述概述3、降水雨水、冰雪融化水、冲洗街道和消防用水。 a 污染轻，泥砂为主无机物多； b 径流量大，水量集中，需迅速排除； c 初期降雨径流污染较重，沉积在屋面、地面厂 区的污染物被携带； d 一般不处理或仅对初雨径流处理。污水的出路排入水体灌溉农田重复使用污水排入湖泊、江河、海洋。可充分利用水体的自净能力。污水排入农田、沟道。污水蒸发到大气或者经过土壤渗透到地下，形成地下水。在渗透过程中，得到生物和物理处理（土地
7、处理）。（1）自然复用（2）间接复用（3）直接复用第二节第二节 排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择排水系统的体制一污水的排除方式是由一个管渠系统排除，还是由两个或两个以上管渠系统各自独立排除所形成的排水系统，称排水系统的体制，简称排水体制。排水体制常用排水体制合流制分流制用同一个管渠系统收集和输送城镇污水（生活污水、工业废水）和雨水的排水方式。特点：管道少，造价省，施工方便，但环境卫生差。分类：a、雨、污水全部不处理，直接排放； b、雨、污全部简单处理后排放（悬浮固体去除50%，不能去除溶解性物质）； c、雨、污水全部简单处理，部分二级处理。生活污水、工业废水和雨水分系统分别排除。分
8、类：完全分流制和不完全分流制。特点： a、完全分流制两个管道系统排除污、雨水，污水管径小，环境卫生好。但管道多，造价高，施工麻烦。b、不完全分流制管道少，造价低，施工简单。但道路地面状况差，易造成积水影响道路交通和正常的生活。随着经济的发展可分布、分段逐步建成完全分流制系统。第二节第二节 排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择extTextTextTextText合流制a、管道长度短，造价低，养护管理简单；b、初期雨水、初期径流进污水厂处理；c、暴雨来时，85%雨、污混合水直接排入水体，平时沉积物在暴雨来时冲刷，带出污染物很多；d、泵站设计流量高，而实际用量不高。因此，效率低；e、水量变
9、化大，导致污水厂负荷变化大（冲击负荷），影响处理效果；f、污水厂造价高，管理麻烦。Concept分流制a、管线多，造价高，管理简单；b、污水厂处理成本低，造价低；c、环境卫生有保证，适宜发展。合流制与分流制的比较比较从发展的角度看：合流制环境污染后遗症多，虽然造价低，但今后必须改造。对于新建区：管道系统宜采用分流制。对于老区改造：宜采用截流式合流制。新建区若资金缺乏，可考虑先采用不完全分流制，后期逐步建成完全分流制。第二节第二节 排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择 1、从环境保护方面； 2、从造价方面； 3、从维护管理方面。1、新建城市和新区：尽量采用分流制。雨水就近排入水体，大大减
10、轻污水管道和处理厂的负荷，从整体上和长远上看是经济合理的。2、已形成合流制的城市暂可保留，逐步改造。3、小城镇可采用合流制：近期作为合流制，改造后可作为分流制的雨水管道。4、工业废水：a、水质符合污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010 )的，直接排入污水管道；b、含有有毒、有害物质的，进行局部处理，达到污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010 )后，排入污水管道；c、符合排放水体标准的生产废水，可直接就近排入水体或雨水管道。原则使用情况二排水系统的选择第三节第三节 排水系统的主要组成部分排水系统的主要组成部分1、室内污水管道系统和设备：收集生活污水,将收集的污水排出至室外庭院
11、街坊的污水管道中去。2、室外污水管道系统：分布在地面下，汇集各出户管的污水，依靠重力流输送污水至泵站、污水厂或水体的管道系统。3、污水泵站及压力管道：设置泵站的原因、分类；压力管道：从泵站出来的污水至高地自流管道或至污水厂的承压管段，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。 5、出水口及事故排出口排水系统：指收集、输送、处理、再生和处置污水和雨水的设施以一定方式组合成的总体。有城市污水、工业废水和雨水等排水系统。城市污水排水系统的主要组成部分 收集设备：各种卫生设备：用水的容器、承受污水的容器、排水系统的起端设备。如：洗脸盆、盥洗槽、洗涤
12、池、化验盆、大小便器、地漏等。收集过程：污水从这里经水封管、支管、立管、出户管等室内管道系统流入室外居住小区管道系统。（1）居住小区污水管道系统：敷设在居住小区内，连接建筑物出户管的污水管道系统。（2）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。（3）管道系统的附属构筑物：检查井、跌水井、倒虹管。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备。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，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。第三节第三节 排水系统的主
13、要组成部分排水系统的主要组成部分室内污水管道系统与设备室外污水管道系统事故排出口污水泵站或压力管道手盆、便器、水封管、立管、出户手盆、便器、水封管、立管、出户管管街坊管道、街道污水管道、附属构筑街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等物等污水处理厂出水口城市污水排水系统的组成部分第三节第三节 排水系统的主要组成部分排水系统的主要组成部分河132467891151035343332311-城市边界 2-排水流域分界线 3-支管 4-干管 5-主干管 6-总泵站 7-压力管道 8-城市污水厂 9-出水口 10-事故排放口 11-工厂城市污水排水系统总平面示意图城市污水排水系统总平面示意图第三节第三节
14、排水系统的主要组成部分排水系统的主要组成部分工业废水排水系统的主要组成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 1、车间内部管道系统和设备 2、厂区管道系统 3、污水泵站及压力管道 4、废水处理站车间内部管道系统和设备厂区管道系统污水泵站及压力管道废水处理站工业区排水系统总平面示意图工业区排水系统总平面示意图第三节第三节 排水系统的主要组成部分排水系统的主要组成部分第三节第三节 排水系统的主要组成部分排水系统的主要组成部分雨水排水系统的主要组成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排洪沟雨水泵站雨水口、天沟、雨水雨水口、天沟、雨水斗斗第三节第三节 排水系
15、统的主要组成部分排水系统的主要组成部分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：洪水时，或者暴雨季节排除雨水（洪水）的沟道。5、出水口6、雨水泵站：当重力流不能排除时，设置雨水泵站。一般不设置，因为雨水流量变化大，选泵流量大，造价高，使用少，养护维修困难。 7、雨水调节池第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式 1、支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。 2、充分利用地形、地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。 3、在起伏较大的地区，应将高区系统与
16、低区系统分离，高区不宜随便跌水，应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。至于个别低洼低区应局部提升，做到高水高排。 4、尽量减少中途加压站的个数，如果遇山岗尽量采用隧洞方式。排水管道的布置原则：使管道的工程量为最小，水流畅通，节省能量。第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式1、地形：重力流，管道的坡度（最小、最大） 2、城区的竖向规划：避免与其它的管道、管线相互影响3、污水厂的位置：主干管的走向4、土壤条件：尽量避开软弱地基，湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土，以免增加施工难度和施工成本及工程造价。 5、河流情况：污水的出路。最高水位、最低水位等，以确定排出口的形式及位置。6、地下设施
17、：是否有地下设施妨碍管道重力流过。7、污水的种类及污染程度：雨水和轻度污染的工业废水、施工的地下水直接排入水体。影响排水管道布置形式的因素第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式 排水管网形式：排水管网形式：树状网，重力输水方式；树状网，重力输水方式； 管道分级：管道分级：支管、干管、主干管；支管、干管、主干管； 两种基本布置形式：两种基本布置形式：平行式和正交式。平行式和正交式。排水系统的布置形式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式排水系统的布置形式 排水管网形式：树状网，重力输水方式； 管道分级：支管、干管、主干管； 两种基本布置形式：平行式和正交式。适宜于较平坦的
18、地区雨水管道的布置。优点：干管长度短，管径小，污水排出迅速，经济。缺点：雨水管道的初期雨水不经处理直接排放。合流制管道污水不经处理直接排放，会严重污染水体，影响环境。正交式河12333(1) 正交式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式适宜于较平坦的地区，分流制的污水管道、合流制管道。 优点：对分流制，生活污水及工业废水经处理后排入水体，减轻污染，保护环境。且截流干管小，工程造价低；对合流制，是改造合流制的较好方法。 缺点：对合流制，雨天有部分混合雨、污水不经处理泄入水体，造成水体污染。截留式157河3332 截流式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式 适宜于地势向河
19、流方向有较大倾斜的地区。干管与等高线及河道基本上平行或成很小的角度，避免干管的坡度大，引起管内流速过大，对管道造成冲刷。平行式河平行式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式适宜于地势高低相差很大的地区。 可分别在高区和低地区敷设独立的管道系统。高区的污水靠重力流直接流入污水厂，低区的污水经水泵提升送至高地区干管或污水厂。它适用于地形起伏很大的地区，充分利用地形排水，节省电力。分区式河1(4)分区式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式适宜于城市面积很大，城市周围有排水的出路（水体、灌溉）,城市中央部分地势较高或者完全将废水汇集于一个污水处理厂，管道造价高，不经济。 优点
20、：干管长度短，管径小，管道的埋深浅，管道的造价低。 缺点：污水厂、泵站设置的数量多。分散式河(5)分散式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式适宜条件同分散式。特点：将污水排放点汇集，减少污水厂及泵站的数量。一般来说，大型污水厂造价及运行成本低。但管道过长，管道的造价高（管径大，埋深大）。 经验上，污水管道造价近似于污水厂造价较合理。环绕式河1145774232(6) 环绕式第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式各布置形式的适用条件正交布置正交布置：在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置，这种布置称为正交布置。截流式布置截流式
21、布置：在正交式布置的基础上，沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流至污水厂，这种布置形式称截流式布置。平行式布置平行式布置：在地势向河流方向有较大倾斜的地区，为了避免因干管坡度及管内流速过大，使管道受到严重冲刷，可使干管与等高线及河道基本上平行、主干管与等高线及河道成一定斜角敷设，这种布置也称平行式布置。第四节第四节 排水系统的布置形式排水系统的布置形式分区布置分区布置：在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流流至污水厂时，可采用分区布置形式。辐射状分散布置辐射状分散布置：当城市周围有河流，或城市中央部分地势高、地势向周围倾斜地区，各排水流域具有独立的排水系统。这种布置具有干管长度短、管
22、径小、管道埋深可能浅、便于污水灌溉等优点，但污水厂和泵站（如需要设置时）的数量将增多。在地形平坦的大城市，采用辐射状分散布置可能是比较有利的。环绕式布置环绕式布置：由于建造污水厂用地不足以及建造大型污水厂的基建投资和运行管理费用也较建小型厂经济等原因，而倾向于建造规模大的污水厂，所以由分散式发展成环绕式布置。这种布置形式是沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水厂。（1）采用循环利用和重复利用系统，尽量减少废水排放量；（2）按不同水质分别回收利用废水中的有用物质，创造财富；（3）利用本厂和厂际的废水、废气、废渣，以废治废。而无废水无害生产工艺、闭合循环重复利用及不排或少排废水，是控制污染的
23、有效途径.（4）当工业企业位于城市内，应尽量考虑将工业废水直接排入城市排水系统，利用城市排水系统统一排除和处理。（5）工业废水排入城市排水系统的水质，应不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运行，不对养护管理人员造成危害，不影响污水处理厂出水和污泥的排放和利用为原则。第五节第五节 工业企业排水系统和城市排水系统的关系工业企业排水系统和城市排水系统的关系在规划工业企业排水系统时，对于工业废水的治理，应首先从改革生产工艺和技术革新入手，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。对于必须排出的废水，还应采取下列措施：第六节第六节 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 与废
24、水的综合治理有关的因素 1)合理的生产布局和城市规划； 2)合理利用水体、土壤等自然环境的自净能力; 3)严格控制废水和污染物的排放量； 4)做好区域性综合治理及建立区域排水系统。区域排水系统的构成及作用、优点1) 区域：按照地理位置、自然资源和社会经济发展情况划定的，可以在一个更大范围内统筹安排经济、社会和环境的发展关系。2)区域排水系统：将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统。3)区域排水系统由区域干管、主干管、泵站、污水厂等组成4)区域排水系统的特点：经济；节省土地；利于运行管理；河流等水资源利用与污水排放的体系合理化，且可能形成统一的水资源管理体系等方面的优点。第六节第六节 废水
25、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在确定区域排水系统方案时，应考虑的问题1)近期和远期的全部污水量和水质2)通过采取改革生产工艺、废水部分或全部循环利用以及本厂和厂际的重复利用等措施，尽量减少工业废水的排放量；3)应考虑工业废水与生活污水混合处理的可能性，及雨水和生产废水混合排除和利用的合理性； 4)对用水和取水点的河水水质，应预计到当位于该点上游的全部排水对象的污水排入时产生的后果。需要新建、改建或扩建排水工程的城市、工业企业和工业区。设计任务：规划设计、收集、输送、处理和利用各种污水的一整套工程设施和构筑物，即排水管道系统和污水厂的规划与设计。它是在区域规划以及城市和工业
26、企业的总体规划基础上进行的。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排水工程的设计对象排水工程的设计对象排水系统的建设程序排水系统的建设程序（1）可行性研究阶段（2）计划任务研究阶段（3）设计阶段（4）组织施工阶段（5）竣工验收交付使用阶段1）排水工程的规划应符合区域规划以及城市和 工业企业的通体规划，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.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。3）排水工程规划与设计，应处理好污染源治理 与集中处理的关系。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。第七
27、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设计工作：设计工作：初步（扩大）设计、施工图设计、技术设计排水工程的规划设计应遵循的原则： 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。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。 8）在规划与设计排水工程使，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范或规定。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 如何理解排水管道的布置原则？ 有哪几种排水体制能收集初期雨水至污水处理厂进行处理？说明它们的优、缺点。 试述排水系统的组成部分及每部分的作用。 为什么常将初期雨水收集至污水处理厂进行处理：收集初期雨水至污水处理厂的排水体制有哪几种可以采用？各有何优、缺点。 工业废水与城市污水一起处理有什么优点？它必须满足什么条件。 排水体制及排水系统的布置形式。
