1、2022年11月17日星期四给水系统处理工艺给水系统处理工艺01给水处理课程简介 给水处理课程主要介绍给水水源水质、给给水处理课程主要介绍给水水源水质、给水处理的理论及方法，各构筑物和单元处水处理的理论及方法，各构筑物和单元处理方法的原理、单元处理方法的基本功能、理方法的原理、单元处理方法的基本功能、给水处理常见工艺流程、单元处理方法的给水处理常见工艺流程、单元处理方法的组合、城市给水（地表水、地下水）、工组合、城市给水（地表水、地下水）、工业给水。业给水。相关的课程相关的课程1.2 1.2 给水系统的组成和布置给水系统的组成和布置给水系统的组成给水系统的组成取水构筑物：取水构筑物：管井、取水
2、头部、取水构筑物；管井、取水头部、取水构筑物；能够获得足够的水量；能够获得足够的水量；水处理构筑物：水处理构筑物：反应池、沉淀池、滤池；反应池、沉淀池、滤池；保证水量、去除影响使用的杂质；保证水量、去除影响使用的杂质；加压泵站：加压泵站：深井泵站、一泵站、二泵站、中途泵站；深井泵站、一泵站、二泵站、中途泵站；保证水量、提供适当的压力；保证水量、提供适当的压力；输水灌区和管网：输水灌区和管网：输水管、配水管网、明渠；输水管、配水管网、明渠；形成水流通道，维持合理的流速；形成水流通道，维持合理的流速；调节构筑物：调节构筑物：清水池、水塔、高地水池、屋顶水箱；清水池、水塔、高地水池、屋顶水箱；调节取
3、水、净水与用水之间的数量差异，调节取水、净水与用水之间的数量差异，储备事故及消防用水。储备事故及消防用水。0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24二泵站供水曲线二泵站供水曲线一泵站供水曲线一泵站供水曲线0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24二泵站供水曲线二泵站供水曲线用水曲线用水曲线 统一给水：统一给水：所有用水户用一个管网，一所有用水户用一个管网，一个水处理系统。造价低，运行费高。个水处理系统。造价低，运行费高。分质给水：分质给水：用户对水质要求不同，经不用户对水质要求不同，经不同深度处理，可节省净水处理费用，但每一同深度处理，可节省净水
4、处理费用，但每一种水质要有独立的管网，多套管网造价高。种水质要有独立的管网，多套管网造价高。分区给水：分区给水：不同用户对水压要求不同，不同用户对水压要求不同，或供水区域较大，或地形狭长，泵站数目增或供水区域较大，或地形狭长，泵站数目增多，但输水管及管网供水安全性好，节省电多，但输水管及管网供水安全性好，节省电费。费。给水系统的布置给水系统的布置 给水工程系统中给水工程系统中统一统一、分区分区、分质分质或或分压分压的选择，应根据当地地形、水源的选择，应根据当地地形、水源情况、城镇和工业企业的规划、水量、情况、城镇和工业企业的规划、水量、水质、水温和水压的要求及原有的给水水质、水温和水压的要求及
5、原有的给水工程设施等条件，从全局出发，通过技工程设施等条件，从全局出发，通过技术经济比较后综合考虑确定。术经济比较后综合考虑确定。1.3 1.3 影响给水系统布置的因素影响给水系统布置的因素 城镇总体规划城镇总体规划 人口规模：人口规模：流量流量 规划面积：规划面积：统一、分区；单水源、多水源统一、分区；单水源、多水源 航运：航运：取水构筑物取水构筑物 功能分区：功能分区：分质、分压分质、分压 道路：道路：管网管网 发展期限：发展期限：水源数量、设备规格、管道尺水源数量、设备规格、管道尺寸寸 大用户位置：大用户位置：管网管网水源水源类型：类型：地表水、地下水地表水、地下水位置：位置：输水管输水
6、管高程：高程：重力流、压力流重力流、压力流水量：水量：单水源、多水源单水源、多水源水质：水质：净水工艺净水工艺水位：水位：取水构筑物取水构筑物地形地形 分区、泵站分区、泵站水厂位置水厂位置 输水管、管网输水管、管网产业结构产业结构 分质、分区分质、分区1.4 1.4 工业给水系统工业给水系统分类：分类：可分为冷却用水可分为冷却用水(60-90%)、锅炉用、锅炉用水、工艺用水、清洗用水等水、工艺用水、清洗用水等流程：流程：复用、循环、直流复用、循环、直流 工业企业生产用水系统（复用、循环或工业企业生产用水系统（复用、循环或直流）的选择，应从全局出发考虑水资源的直流）的选择，应从全局出发考虑水资源
7、的节约利用和水体的保护，并节约利用和水体的保护，并应采用复用或循应采用复用或循环系统环系统。第第2节节 管网和输水管渠布置管网和输水管渠布置 输配水系统的作用是以适当的水压不间断输配水系统的作用是以适当的水压不间断地向用户提供充沛的水量，并能够保证所输送地向用户提供充沛的水量，并能够保证所输送的水不受污染。输配水系统包括输水管渠、配的水不受污染。输配水系统包括输水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。水管网、泵站、水塔和水池。输水管渠：输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂从水源到城市水厂或城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。到相距较远管网的管线或渠道。配水管网：配水管网：将水送到用户的管道系统。将
8、水送到用户的管道系统。2.1 2.1 管网布置形式管网布置形式 根据管网的布置形式，可分为树状管网和根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。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，但增加投资明显高于树状管网，但增加了供水的可靠性。了供水的可靠性。一般在城镇建设的初期采用树状管网，随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，郊区布置成树状管网。心布置成环状管网，郊区布置成树状管网。泵站泵站树树 状状 管管 网网泵站泵站环
9、环 状状 管管 网网给水管网的布置应满足以下要求：给水管网的布置应满足以下要求：1按照城市规划平面图布置管网，布置时按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地；分的发展余地；2管网布置必须保证供水安全可靠，当局管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；部管网发生事故时，断水范围应减到最小；3管线遍布在整个给水区内，保证用户有管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压；足够的水量和水压；4力求以最短距离敷设管线，以降低管网力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。造价
10、和供水能量费用。2.2 2.2 管网定线管网定线 管网定线管网定线是指在供水区域内确定给水是指在供水区域内确定给水干管以及干管之间的连接管的平面位置和干管以及干管之间的连接管的平面位置和走向，不包括从干管到用户的分配管和接走向，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。到用户的进水管。影响因素：城市平面布置，供水区域影响因素：城市平面布置，供水区域的地形，水源和调节水池位置，街区和用的地形，水源和调节水池位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁的位置等。梁的位置等。干管延伸方向应和二级泵站输水到水干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用
11、户的水流方向一致。循水池、水塔、大用户的水流方向一致。循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管应从用水量较大的街区通过。管，干管应从用水量较大的街区通过。干管一般按城市规划道路定线，但尽干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过。管量避免在高级路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城线在道路下的平面位置和标高，应符合城市地下管线综合设计的要求，给水管线和市地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应符合有关规定。均应符合有关规定。2.3 2.3
12、 输水管定线输水管定线 定义：定义：从水源到水厂或水厂到相距从水源到水厂或水厂到相距较远管网的管、渠叫做输水管渠。较远管网的管、渠叫做输水管渠。特点：特点：距离长，与河流、高地、交距离长，与河流、高地、交通路线等的交叉较多。中途一般没有流通路线等的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流出。量的流入与流出。形式：形式：常用的有压力输水管渠和无常用的有压力输水管渠和无压输水管渠两种形式。压输水管渠两种形式。金属管材金属管材 1）钢管（）钢管（Steel pipe SP）第3节 水管、管网附件和附属构筑物3.1 水管材料和配件2）铸铁管（）铸铁管（Cast iron pipe CIP）灰口铸铁管（灰口
13、铸铁管（GCIP）离心灰口铸铁管离心灰口铸铁管 半连续灰口铸铁管半连续灰口铸铁管 稀土铸铁管稀土铸铁管 延性铸铁管（球墨铸铁管延性铸铁管（球墨铸铁管 DCIP）退火球墨铸铁管退火球墨铸铁管 铸态球墨铸铁管铸态球墨铸铁管3）有色金属管）有色金属管 铜管铜管 铝管铝管非金属管材非金属管材1）水泥压力管（）水泥压力管（CP）石棉水泥管（石棉水泥管（ACP）自应力管（自应力管（SSCP）预应力管（预应力管（PCP）管芯缠丝预应力管（三阶段管）管芯缠丝预应力管（三阶段管）振动挤压预应力管（一阶段管）振动挤压预应力管（一阶段管）钢筒预应力管（钢筒预应力管（PCCP）2）塑料管）塑料管 硬聚氯乙烯管（硬聚氯
14、乙烯管（UPVC）聚乙烯管（聚乙烯管（PE）高密度聚乙烯管（高密度聚乙烯管（HDPE）中密度聚乙烯管（中密度聚乙烯管（MDPE）低密度聚乙烯管（低密度聚乙烯管（LDPE）聚乙烯夹铝复合管（聚乙烯夹铝复合管（HAH）交联聚乙烯管（交联聚乙烯管（PEX）聚丙烯管（聚丙烯管（PP）聚丁烯管（聚丁烯管（PB）工程塑料管（工程塑料管（ABS）玻璃钢管（玻璃钢管（GRP）管道接口管道接口 钢管：钢管：焊接、法兰连接、承插连接；焊接、法兰连接、承插连接；铸铁管：铸铁管：法兰连接、承插连接；法兰连接、承插连接；混凝土管：混凝土管：一般采用承插连接；一般采用承插连接；塑料管：塑料管：法兰连接、承插连接、溶剂法兰
15、连接、承插连接、溶剂粘结、热熔或电熔连接。粘结、热熔或电熔连接。管材、管件的接口原则上不推荐刚性管材、管件的接口原则上不推荐刚性接口，在爆管抢修中，也尽量安装柔性快接口，在爆管抢修中，也尽量安装柔性快速抢修接头。速抢修接头。3.2 3.2 管网附件管网附件 闸阀：闸阀：是指关闭件是指关闭件(闸板闸板)由由阀杆带动，沿阀座密封面作升降阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门。运动的阀门。蝶阀：蝶阀：是指启闭件是指启闭件(蝶板蝶板)绕固定轴旋转的绕固定轴旋转的阀门。阀门。止回阀：止回阀：是指启闭件是指启闭件(阀瓣或阀芯阀瓣或阀芯)借介质借介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门。作用力，自动阻止介质逆流的
16、阀门。排气阀：排气阀：用来排除集用来排除集积在管中的空气，以提高积在管中的空气，以提高管线的使用效率。管线的使用效率。消火栓：消火栓：是安装在给水管网上，向火场供水是安装在给水管网上，向火场供水的带有阀门的标准接口，是市政和建筑物内的带有阀门的标准接口，是市政和建筑物内消防供水的主要水源之一。消防供水的主要水源之一。给水管给水管给水管给水管给水管给水管其他用水其他用水 阀门井：阀门井：用于安装管网中的阀门及管道用于安装管网中的阀门及管道附件。附件。阀门井有圆形与方形两种，一般采用砖阀门井有圆形与方形两种，一般采用砖砌，也可用石砌或钢筋混凝土建造。砌，也可用石砌或钢筋混凝土建造。3.3 管网附属
17、构筑物 支墩：支墩：承插式接口的管线，在弯承插式接口的管线，在弯管处、三通处、水管尽端的盖板上以管处、三通处、水管尽端的盖板上以及缩管处，都会产生拉力，接口可能及缩管处，都会产生拉力，接口可能因此松动脱节而使管线漏水因此在因此松动脱节而使管线漏水因此在这些部位须设置支墩以承受拉力和防这些部位须设置支墩以承受拉力和防止事故。但当管径小于止事故。但当管径小于300mm或转弯或转弯角度小于角度小于10且水压力不超过且水压力不超过980kPa时，因接口本身足以承受拉力，可不时，因接口本身足以承受拉力，可不设支墩。设支墩。3.4 3.4 调节构筑物调节构筑物水塔、清水池水塔、清水池 管井管井井管从地面打
18、到含水层，井管从地面打到含水层，抽取地下水的井；抽取地下水的井；大口井大口井由人工开挖或沉井法施由人工开挖或沉井法施工，设置井筒，以截取浅层地下水的构工，设置井筒，以截取浅层地下水的构筑物；筑物；渗渠渗渠壁上开孔，以集取浅层地壁上开孔，以集取浅层地下水的水平管渠；下水的水平管渠；泉室泉室集取泉水的构筑物。集取泉水的构筑物。第4节 地下水取水构筑物4.1 地下水取水构筑物分类 管井直径一般在管井直径一般在50501000mm1000mm，深度一般，深度一般在在200200米以内。米以内。优点：对含水层适用能优点：对含水层适用能力强，施工机械化程度力强，施工机械化程度高、效率高、成本低。高、效率高
19、、成本低。泥浆池泥浆池泥浆泵泥浆泵钻杆钻杆钻头钻头钻盘钻盘挂钩挂钩胶管胶管大口井、辐射井和复合井大口井大口井口径口径5 58m8m，井深，井深15m15m。主要开采浅层地下水，中小主要开采浅层地下水，中小城镇、农村常用。但深度较城镇、农村常用。但深度较浅，对水位变化适应性差。浅，对水位变化适应性差。辐射井辐射井 辐射井由辐射井由集水井与辐集水井与辐射状集水管组成，射状集水管组成，与大口与大口井相比，更适用于较薄的井相比，更适用于较薄的含水层和厚度小而埋深大含水层和厚度小而埋深大的含水层。的含水层。优点：扩大进水面积，可优点：扩大进水面积，可作旧井改造何增大出水量作旧井改造何增大出水量的措施的措
20、施缺点：缺点：施工难度较大，成施工难度较大，成本较高本较高。渗渠渗渠 渗渠包括在地面开挖、集取地下水的渠道和水渗渠包括在地面开挖、集取地下水的渠道和水平埋设在含水层中的集水管渠，主要依靠较大的长平埋设在含水层中的集水管渠，主要依靠较大的长度来增加出水量，以此区别于井。度来增加出水量，以此区别于井。集水管形式的渗渠，由于埋没在地表以下，受集水管形式的渗渠，由于埋没在地表以下，受地表污染相对轻，安全可靠，是取水工程中最常用地表污染相对轻，安全可靠，是取水工程中最常用的形式。的形式。第五节 地表水取水构筑物 按水源种类，可分为按水源种类，可分为河流、湖泊、水库及河流、湖泊、水库及海水取水构筑物海水取
21、水构筑物；按取水构筑物的构造形式，分为按取水构筑物的构造形式，分为固定式固定式(岸岸边式、河床式、伞槽式边式、河床式、伞槽式)和和活动式活动式(浮船式、浮船式、缆车式缆车式)两种，在两种，在山区河流上山区河流上，则有，则有低坝式低坝式和低栏栅式和低栏栅式取水构筑物。取水构筑物。江河固定式取水构筑物 江河取水构筑物的型式，应根据取水量和水质要江河取水构筑物的型式，应根据取水量和水质要求，结合河床地形、河床冲淤、水位变幅、冰冻求，结合河床地形、河床冲淤、水位变幅、冰冻和航运等情况以及施工条件，在保证取水安全可和航运等情况以及施工条件，在保证取水安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。靠的前提下，通
22、过技术经济比较确定。特点特点具有取水量大、取水可靠、维护管理简具有取水量大、取水可靠、维护管理简单，适用范圈广等优点，但其投资大，施工中水单，适用范圈广等优点，但其投资大，施工中水下工程量较大，施工期较长，一般适合于水源水下工程量较大，施工期较长，一般适合于水源水位变幅不大的情况。位变幅不大的情况。江河固定式取水构筑物主要分为江河固定式取水构筑物主要分为岸边式、河床岸边式、河床式和斗槽式式和斗槽式三种。三种。河床式取水构筑物 利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构筑物，称为河床式取水构筑物。适用河床稳定河岸较平坦，枯水期主流远离岸边，岸边水深不够或水质不好而河中心又具行足够的水量或水质较好时，宜采用河床式取水构筑物。
