1、第2章 室外给排水工程给排水工程概述室外给水系统图室外给水系统图取水工程取水工程净水工程净水工程输配水工程输配水工程水源水源室外给水工程室外给水工程又称给水工程，任务是自水源取水，并将其净化到所要求的水质标准后，经输配水系统送往用户。给水工程包括水源水源、取水工程取水工程、净水工程净水工程、输配水工程输配水工程四部分。室内给水工程的任务是按水量水量、水压水压供应不同类型建筑物的用水。根据建筑物内用水用途可分为生活生活给水系统、生产生产给水系统和消防消防给水系统。 水满足各种需要后变为污、废水。 室内排水室内排水工程的任务就是把建筑物内的污、废水和屋面雨、雪水收集起来，有组织并及时畅通地排至室外
2、排水管网、处理构筑物或水体。 室外排水工程室外排水工程的任务是收集各种污水(包括室内排放的各种污水)，并及时地将其输送至适当地点，最后经妥善处理后排放至水体或再利用，它包括排水管网排水管网、污水处理厂污水处理厂、排水口排水口设置等。 经过给水工程、室内给水工程、室内排水工程和室外排水工程，水在人们生活中被循环使用。 污水与废水污水污水，受一定污染的来自生活和生产的排出水。污水经过简单的处理可以直接排放。废水废水，没有利用价值的使用过的水。废水是较难处理的。生活污水：居民日常生活中排泄的粪便污水粪便污水。生活废水：居民日常生活中排泄的洗涤水洗涤水。 中水中水再生水即所谓“中水中水”，是沿用了日本
3、的叫法。通常人们把自来水叫做“上水上水”，把污水叫做“下水下水”，而再生水的水质介于上水和下水之间，故名“中水”。1. 水源水源- 地下水地下水- 地表水地表水北京市自来水厂的饮用水来源分为地表水和城北京市自来水厂的饮用水来源分为地表水和城近郊区的地下水两部分。近郊区的地下水两部分。北京的地表水现在面临着一个严重的困扰北京的地表水现在面临着一个严重的困扰-水水质富营养化。质富营养化。 室外给水工程地下水源包括潜水潜水( (无压地下水)、自流水自流水(承压地下水)和泉泉水水；地表水源包括江河、湖泊、水库和海洋等水体,主要来自于降雨产生的地表径流的补给。地下水地下水：水质澄清水质澄清、水温稳定；径
4、流量小径流量小，矿化度和硬度较高硬度较高；一经开采在短期内不可再生，过量开采，就会造成地下水位下降，地面下沉。地表水地表水: :易受污染，通常浑浊度高（汛期尤为突出），水温变幅大，有机物和细菌含量高；地表水径流量大径流量大且水量充沛，能满足大量的用水需要，矿化度、硬度以及铁、锰等物质含量低。地表水（尤其是江河水）是可再生资源。城市给水水源选择是城市位置选择的重要条件。城市给水水源选择是城市位置选择的重要条件。 北京的地表水指的是北京的三大水库，即密云密云水库、怀柔怀柔水库和官厅官厅水库。 由于三大水库水量严重不足，北京市于2003年开采怀柔、顺义应急地下水源，2004年启动平谷应急水源。 北京
5、的地下水硬度较高，达到450mg/L（毫克升），刚刚达到生活饮用水卫生标准的规定。 长期的过量开采，北京地下水资源已经形成一个1000多平方公里的地下漏斗，室外给水系统图室外给水系统图取水工程取水工程净水工程净水工程输配水工程输配水工程水源水源2. 取水工程取水工程2) 地表水取水构筑物地表水取水构筑物1) 地下水取水构筑物地下水取水构筑物对不同的地下水埋深、含水层厚度有不同的取水构对不同的地下水埋深、含水层厚度有不同的取水构筑物形式如筑物形式如管井管井、大口井。大口井。固定式、活动式固定式、活动式岸边式、河床式（自流、虹吸、岸边式、河床式（自流、虹吸、水泵式）水泵式） 管井，通常用凿井机械开
6、凿，故而俗称机井机井。管井直径一般为50mm1000mm，井深可达1000m以上。管井是地下水取水构筑物中应用最广泛的一种形式。大口井，由于井径较大而得名。它被广泛用于开采浅层地下水，直径一般为5m8m，井深一般在15m以内。地表水取水构筑物的位置，宜位于城镇和工业企业上游的清洁地段，离污水排放口的上游需1000m1500m；取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区。1. 标准：标准：生活饮用水水质标准生活饮用水水质标准 工业用水水质标准应符合工艺流程的需要工业用水水质标准应符合工艺流程的需要3.净水净水工程工程2. 净水的一般流程净水的一般流程沉淀沉淀消除悬浮物消除悬浮物及物质胶体及物质胶体沉
7、淀出水沉淀出水过滤过滤过滤出水过滤出水二级泵房出厂二级泵房出厂 消毒消毒液氯、二氧化氯液氯、二氧化氯或其他消毒剂或其他消毒剂运用现有的技术，废水可以被处理到合乎生活用水或生产用水需要的各种标准。一般来说，生活饮用水的处理主要是去除悬浮物；工业用水，则有不同程度的要求。对于给水工程来说，净水工程的主要任务就是去除原水中的去除原水中的悬浮物质悬浮物质，使经处理过的水质符合生活饮用标准。1.混凝和混凝剂混凝混凝即混合絮凝，向水中投加一些药剂(常称为混凝剂)。在水处理中用得最多的是铁盐和铝盐铁盐和铝盐及其水解聚合物等无机混凝剂，如硫酸铝、明矾、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁等。
8、2.沉淀和沉淀池水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程称为沉淀。混凝沉淀池的出水浑浊度浑浊度一般在10度以下。浑浊度浑浊度浑浊度为水样光学性质光学性质的一种表达语，是由于水中存在不溶性物质引起的，它使光散射和吸收，而不是直线透过水样。表示水的清澈或浑浊程度，是衡量水质良好程度的重要指标之一，与悬浮物的质量浓度、颗粒的大小、形状、折射指数等有关。控制浑浊度是工业水处理工业水处理的一个重要内容，也是一项重要的水质指标。n根据水的不同用途，对浑浊度有不同的要求，生活饮用水的浑浊生活饮用水的浑浊度不得超过度不得超过5度度；n要求循环冷却水处理的补充水浑浊度在25度；n除盐水处理的进水（原水）浑
9、浊度应小于3度；n制造人造纤维要求水的浑浊度低于0.3度。构成浑浊度的悬浮及胶体微粒一般是稳定的，并大都带有负电荷，所以不进行化学处理就不会沉降。在工业水处理中，主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。3.过滤以石英砂石英砂等粒状滤料层截流水中悬浮杂质，从而使水获得澄清。进水浊度一般在10度以下，滤出水浊度一般在3度甚至1度以下。4.消毒消毒并非把微生物全部消灭，只要求消灭致病微生物消灭致病微生物，同时保证净化后的水在输送到用户之前不被再次污染不被再次污染。氯消毒氯消毒经济、有效、使用方便，应用历史最久，也是给水处理中最常用的消毒方法。1. 输水管道输水管道3 输配水工程输配水工程（
10、水质、水量、水压）2. 配水管网配水管网3. 调节构筑物调节构筑物4. 泵站泵站从从水源水源输水到输水到城市水厂城市水厂或城市水厂到相距较远管网或城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。的管线或渠道。输水管送来的水分配到用户。输水管送来的水分配到用户。调节供水和需水之间的不平衡，水塔、水池等。调节供水和需水之间的不平衡，水塔、水池等。管网的动力系统。管网的动力系统。取水取水净水净水净水池净水池配水管网配水管网一级泵一级泵二级泵二级泵 泵站泵站、输水管渠输水管渠、管网管网和调节构筑物调节构筑物(水塔和水池)总称为输配水系统，从给水整体来说，它是投资最大的子系统。 给用户所需的水量水量，保证配水管网足
11、够的水压水压，保证不间断给水。1.管网：枝状管网和环状管网2.泵站一级泵站一级泵站：由水源地把水输送至净水构筑物或无需净化时直接由水源地把水输送至配水管网或水塔等调节用水的构筑物。二级泵站二级泵站：把净水厂已经净化了的水输送到配水管网供用户使用。泵站的运行费用运行费用所占比重很大，在设计给水泵站时首要的问题是提高泵站效率以降低动力费用。 根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。 树状管网树状管网投资较省，但供水安全性较差；投资较省，但供水安全性较差； 环状管网环状管网投资明显高于树状管网，但增加了供水的可靠性。投资明显高于树状管网，但增加了供
12、水的可靠性。 一般在城镇建设的初期采用树状管网，随着城镇的发展逐渐一般在城镇建设的初期采用树状管网，随着城镇的发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布置成环状管网，郊区布置成树连成环状管网。在城市的中心布置成环状管网，郊区布置成树状管网。状管网。管网布置形式管网布置形式泵站泵站树树 状状 管管 网网泵站泵站环环 状状 管管 网网3.调节构筑物调节管网供水量与用水量之间的不平衡状况。自来水公司供水量在某段时间里是个固定的量，而用户用水的情况较为复杂，随时都在变化。水塔水塔或高位水池高位水池能够把用水低峰时管网中多余的水暂时储存起来，而在用水高峰时再送入管网。还能起到稳定管网水压的作用。 一般，一级泵
13、站一级泵站的设计流量是按最高日的平均时最高日的平均时来考虑，而二级泵站二级泵站的设计流量是按最高日的最大时最高日的最大时来考虑，并且是按用水量高峰出现的规律分时段进行分级供水。 收集、输送、处理和处置污水。 城市排水管网系统包括污水管网污水管网、雨水管网雨水管网、合流制管网合流制管网以及城市内河与排洪设施城市内河与排洪设施。 通过污水处理厂对污水进行适当地处理，达到国家排放标准。1. 城市排水管网 包括地下管道、暗渠与地表的明渠以及城市的内河及防洪设施等。 排水系统的体制城市和工业企业的生活污水生活污水、工业废水工业废水和降水降水的收集与排除方式称为排水系统的体制。排水系统的体制包括分流制分流
14、制与合流制合流制。室外排水工程排水系统由排水系统由排水管网排水管网和和污水处理系统污水处理系统组成组成排水体制排水体制 合流制系统合流制系统 直排式合流制排水系统直排式合流制排水系统截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统将生活污水、工业废水与降水混合在同一套管网系统内排除的排水系统。 分流制系统分流制系统（将生活污水和工业废水用一套或一套以上的管网系统，而雨水雨水用另一套管网系统排除的排水系统。）不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统（只有污水排水系统，未建雨水管道系统，雨水沿自然地面、街道边沟、沟渠等原有雨水渠道系统排泄，待城市进步发展或有资金时再修建雨水排水系统，逐步改造成完全分流制排
15、水系统。）完全分流制排水系统完全分流制排水系统（具有完整的污水排水系统和雨水排水系统）将污水中所含的污染物分离去除、回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化。物理法：利用物理作用来分离废水中的悬浮物。沉淀法、气浮法、筛网过滤、利用蒸发法浓缩废水中的溶解性不挥发物质。化学法：利用化学反应的作用来处理废水中的溶解物质或胶体物质。酸碱中和、消毒处理。生物法：利用微生物的作用处理废水的方法，它主要是用来除去废水中的胶体的和溶解性的有机物质。好氧氧化法、厌氧还原法。好氧法好氧法广泛应用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥活性污泥法和生物膜法法和生物膜法两种；厌氧法厌氧法多应用于处理高浓度有
16、机污水与污水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城市污水与低浓度有机污水。2.污水处理基本方法与系统往往需要采用几种方法的组合才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。一级处理：一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质。经过一级处理后的污水，BOD（生化需氧量）一般可去除30%，达不到排放标准。（物理法）二级处理：二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（即BOD、COD（化学需氧量）物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理：三级处理：在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。三
17、级处理是深度处理。BOD（Biochemical Oxygen Demand）：生化需氧量说明水中有机物水中有机物由于微生物的生化作用微生物的生化作用进行氧化分解氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧溶解氧的总数量。其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。一种环境监测指标，主要用于监测水体中有机物的污染状况用于监测水体中有机物的污染状况。COD（Chemical Oxygen Demand）：化学需氧量在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质主要是有机物水中的还
18、原性物质主要是有机物。化学需氧量（COD）往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 污泥是污水处理过程中的产物。城市污水处理产生的污泥含有大量有机物，富有肥分富有肥分，可以作为农肥使用，但又含有大量细菌、寄生虫卵含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属重金属离子离子等，需要作稳定与无害化处理稳定与无害化处理。污泥处理的主要方法是减量处理减量处理(如浓缩法、脱水等)、稳定处理稳定处理(如厌氧消化法、好氧消化法等)、综合利用综合利用(如消化气利用、污泥农业利用等)、最终处置最终处置(如干燥焚烧、填地投海、建筑材料等)。正交截流式正交截流式平行式平行式分区式分区式管网布置管网布置放射式放射式干管与等干管与等高线垂直高线垂直主干管与等主干管与等高线垂直高线垂直干管与等干管与等高线平行高线平行1污水应尽可能以最短就离并以重力流的方式排泄到污水处理厂；2管道应尽可能平行地面的自然坡度埋设，以减少管道埋深；3地面平坦处的小流量管道应以最短路线与干管相接；4当埋深过大时，应考虑设中途泵站；5管道应尽量避免穿越河道、铁路及其他地下构筑物；6. 为检查及清通排水管网，在管道坡度改变处、转弯处、管径改变以及支管接入等处应设置排水检查井。排水管网的布置原则排水管网的布置原则
