第1章排水系統(tǒng)講述

1、本課程的主要內容 概論 污水管道系統(tǒng)設計 雨水管道系統(tǒng)設計 合流制管渠系統(tǒng)設計 排水管渠要求及附屬構筑物-排水工程概念、內容、作用、排水體制、排水 系統(tǒng)的布置形式等-污水管道的設計步驟及 注意事項、設計舉例-雨水管道的設計步驟及 注意事項、設計舉例-合流制管道的使用條件、 水力計算、改造途徑等 -排水管渠斷面形式、接口、基礎、附屬構筑物等 重點緒論排水工程的概念：指為保護環(huán)境而建設的一整套用于收集、輸送、 處理和處置污水的工程設施 排水工程的內容：一是污水的收集、輸送部分排水管網二是污水的處理、利用部分污水處理本課程內容 排水工程的作用及意義 保護環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害 和洪水之災促

2、進工農業(yè)生產，保證城市可持續(xù)性發(fā)展保護人民的身體健康與正常生活排水工程的發(fā)展歷史河南省淮陽的古城下，發(fā)掘出公元前2800年埋下 的陶制排水管，比公元前2500年埃及發(fā)現的排水溝 早300年河北省易縣出土了戰(zhàn)國后期的圓形陶制排水管陜西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宮內出 現了明渠和暗渠相結合的排水系統(tǒng)唐代長安建造了較為完整的雨水排水系統(tǒng)江蘇揚州發(fā)現了唐代建造的多功能的排水渠明、清時代的北京城，排水管渠系統(tǒng)比較發(fā)達 排水工程的發(fā)展歷史（續(xù)）在近代我國排水工程發(fā)展緩慢，建國前全國103個 城市建有排水設施，管線總長6034.8km，全國只 有上海、南京建有城市污水處理廠，日處理能力 為4萬噸。1

3、921年上海北區(qū)污水廠，是我國最早的 活性污泥法水廠。建國后，排水工程事業(yè)發(fā)展較快，城市下水道普 及率達60%以上。至1995年，全國排水管道總長11 萬km，城市污水處理廠838座，日處理能力1645.4 萬噸。第一章 排水系統(tǒng)概論污水（廢水）潔凈的水在使用的過程中受到不同程度的污染，改變了原來的物理、化學性質，稱之為污水（廢水）。 污水分類生活污水、工業(yè)污水、降水（雨水、雪融水）第1節(jié) 概述第1節(jié) 概述生活污水日常生活衛(wèi)生潔具的排出水。包括從廁所、浴室、盥洗室、食堂、洗衣房等排出的水。 來自：住宅、公共場所、機關、學校、醫(yī)院、商店和工廠里的生活用水。 含有：較多的有機物，如蛋白質、動植物脂

4、肪、碳水比合物尿素和氨氮等，肥皂和合成洗滌劑等，及在糞便中出現的病原微生物，如寄生蟲卵和腸系傳染病菌等第1節(jié) 概述第1節(jié) 概述工業(yè)污水工業(yè)生產排出的廢水。來自車間、礦廠。 工業(yè)污水的分類：按污染程度分： 生產廢水輕度污染，水溫升高，可以重復使用或直接排入水體 生產污水生產中嚴重污染的水。含有大量的有機物或CN等有毒有害的物質、洗滌化合物、放射性物質。 第1節(jié) 概述按所含有的污染物的化學性質分為三類： 1主要為無機物 2主要為有機物 3二者兼而有之按所含污染物的主要成分分類：酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水等。第1節(jié) 概述降水雨水、冰雪融化水。水體囤積，融入污染物成污水?？梢灾迸?，可處理

5、城市污水城市下水道中的生活污水和工業(yè)廢水的混合污水。需要處理。 第1節(jié) 概述 污水量的計量單位升、立方米。 污水流量單位時間的污水量（m3/s、m3/a、L/s、m3/h） 污水污染物質濃度單位體積污水中所含污染物質的數量。毫克/升，克/立方米，生活污水量和用水量基本相等。所含有的成分穩(wěn)定。 工業(yè)廢水與生產工藝有關，水質和水量不一致。第1節(jié) 概述排水系統(tǒng)為系統(tǒng)排出廢水而建設的一套工程設施。 包 括 ： 管 道 系 統(tǒng) （ 排 水 管 網 ） ， 污水處理設施（污水處理廠）城市污水處理系統(tǒng)由三部分組成：城市排水管道系統(tǒng)；城市污水無害化處理系統(tǒng)；城市污水的深度處理和再利用系統(tǒng)。城市排水管道系統(tǒng)是城

6、市污水處理系統(tǒng)的重要組成部分，投資比重最大，占55%以上 ：第1節(jié) 概述最終歸宿排放水體，灌溉農田、重復使用。第1節(jié) 概述重復使用的方式：自然復用：一條河流往往既作給水水源，也受納沿河城市排放的污水。間接復用：將城市污水注入地下補充地下水，作為供水的間接水源，直接復用：將城市污水直接作為城市飲用水水源、工業(yè)用水水源、雜用水水源等第1節(jié) 概述工業(yè)廢水的直接復用循環(huán)使用循序使用第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水體制將城市的生活污水、工業(yè)廢水和雨水采用一個管渠系統(tǒng)來排除，或是采用兩個或兩個以上各自獨立的管渠系統(tǒng)來排除，選擇上述不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)組合，稱做排水系統(tǒng)的體制（簡稱排水體制）。排水

7、體制最基本的類型為合流制和分流制；兩者兼而有之的稱為混合制；分流制又分為完全分流制和不完全分流制。 第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇一、排水體制的分類（一）合流制排水系統(tǒng)合流制是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合排入同一管渠的排水系統(tǒng)。最早出現的合流制排水系統(tǒng)，是將污水直接輸送至出水口，污水不加處理就近直接排入水體，國內許多城市仍然采用這種合流制排水系統(tǒng)。第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇截流式合流制排水系統(tǒng)：在舊合流制排水系統(tǒng)的基礎上建設城市污水處理廠時，往往采用臨河岸建造一條截流干管，同時在截流干管若干交匯點設置溢流井的方式，稱為截流式合流制排水系統(tǒng)。在晴天，城市污水經

8、截流干管排送至污水廠處理。在雨天，城市污水與雨水形成混合污水，降雨初期，全部污水輸送至污水處理廠，隨著降雨量增加，當混合污水的流量超過截流干管的輸水能力后，就有大量的雨污混合水經溢流井溢出，直接排入水體。目前國內相當一部分建有污水處理廠的城市采用了這種排水方式。第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇溢流井溢流井第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇（二）分流制排水系統(tǒng)分流制是將生活污水與工業(yè)廢水在城市污水管道排除，而雨水單獨由雨水管渠排除的系統(tǒng)。前者稱為城市污水管道系統(tǒng)，后者稱為雨水管渠系統(tǒng)。國內新興城市往往采用分流制排水，一些中小城市興建城市污水處理廠時也將原有合流制排水系統(tǒng)改造為分流制。 第2節(jié) 排水系統(tǒng)

9、的體制及其選擇第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇（三）混合制排水系統(tǒng)在城市排水管網中，一部分區(qū)域由于條件限制，其排水采用合流制，另一部分區(qū)域則采用分流制排水，稱之為混合制排水系統(tǒng)。在大中城市建設城市污水處理廠時，往往將有條件的區(qū)域改為分流制，在改造困難的區(qū)域保留合流制，即采用混合制排水系統(tǒng)。在混合制系統(tǒng)中，合流制排水區(qū)域宜在溢流井之后與分流制區(qū)域的污水匯合進入城市污水處理廠。若將分流制區(qū)域先與合流制區(qū)域的管渠系統(tǒng)匯合，再進行截流和溢流，則該分流制區(qū)域的雨污分流就降低了價值。第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇 混合制排水系統(tǒng)1污水干管；2合流干管；3截流主干管；4溢流井；5雨水干管；6溢流干管；7污水處

10、理廠；8出水口；9河流 第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇（四）完全分流制及不完全分流制完全分流制排水系統(tǒng)具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)；不完全分流制只具有污水排水系統(tǒng)，雨水沿天然地面、街道邊溝或原有渠道系統(tǒng)排除，或者為了補充原有管渠輸水能力的不足而修建部分雨水管渠，待城市進一步發(fā)展后再修建雨水排水系統(tǒng)，成為完全分流制排水系統(tǒng)。在我國一些縣城，原有合流制溝渠標準很低，往往由暗渠、明渠和天然溝道組成，不僅管線很不完善，其雨水排水能力也很小，建設城市污水廠時配套建設了較為完善的城市污水管網系統(tǒng)，原管渠系統(tǒng)用于排除雨水，這種類型即屬于不完全分流制排水系統(tǒng)。第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇第2節(jié) 排水系統(tǒng)的

11、體制及其選擇第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇（5）封閉循環(huán)式專指工業(yè)企業(yè)產生的污水經處理后直接回用而不排放第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇（六）工業(yè)企業(yè)的分流制1生產污水管道系統(tǒng)；2生活污水管道系統(tǒng)；3雨水管渠系統(tǒng)；4特殊污染生產污水管道系統(tǒng)；5、溢流水管道；6、泵站；7、冷卻構筑物；8、局部處理構筑物；9、生活污水廠；10、生產污水廠；11、補充清潔水；12、排入城市污水管道工業(yè)企業(yè)分流制排水系統(tǒng)第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇對比說明：合流制施工較簡單，造價比分流制排水系統(tǒng)低20%40%，管溝維護管理簡單、費用低；而分流制流入污水處理廠的水量、水質變化較小，利于污水處理廠的運轉管理，降低運行費用

12、。從環(huán)保角度來看，截流式合流制減輕了較臟的初期雨水對水體的沖擊；但暴雨時通過截流井將部分生活污水、工業(yè)廢水泄入水體，給水體帶來一定程度的污染。分流制將城市污水送到污水廠處理，但初期雨水徑流未經處理直接排入水體，對環(huán)境保護也是不利的。 第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇二、排水體制的意義1、意義：合理地選擇誹水系統(tǒng)的體制是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設計的重要問題：它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設計、施工、維護管理，而且對城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護影響深遠，同時也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資費用以及維護管理費用第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇2、體制選擇的決定因素整個工程的投資，運行費用的大小

13、城市的整體規(guī)劃，工業(yè)的發(fā)展，水環(huán)境保護等排水管系本身的設計，施工，管理難易程度的影響第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇三、體制的確定需考慮的因素1、技術因素合流制截留式合流制完全分流不完全分流處理程度高較高污水高，雨水未處理污水高，雨水未處理對水體保護功能很好較好尚可尚可工程投資大中小小維護管理管道簡單廠內復雜管道簡單廠內較復雜管道復雜廠內簡單簡單第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇2、經濟因素（1）管道系統(tǒng)投資管道投資：合流小于完全分流20-40%泵站投資：合流大于完全分流總體管道投資：分流大于合流第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇（2）初期投資不完全分流：初期節(jié)省投資，工期短，工程效益快合流制和完全分流

14、至大于不完全分流制第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇3、維護管理合流制：管道晴天易淤，雨天可沖走，維護費低，但增加了污水廠運行復雜性（晴雨天水質、水量變化大）分流：管內流速已近常數，不發(fā)生沉淀，污水水量水質變化小，水廠運行控制容易混合制：介于二者之間第2節(jié) 排水系統(tǒng)的體制及其選擇總之：應根據城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護的要求、污水利用情況、原有排水設施、水質、水量、地形、氣候和水體等條件，從全局出發(fā)，在滿足環(huán)境保護的前提下，通過技術經濟比較，綜合考慮確定。由于綜合考慮結果，我國室外排水設計規(guī)范規(guī)定，在新建地區(qū)排水系統(tǒng)一般應采用分流制。 但在附近有水量充沛的河流或近海，發(fā)展又受到限制的小城鎮(zhèn)地區(qū)；

15、在街道較窄地下設施較多，修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)：或在雨水稀少，廢水全部處理的地區(qū)等，采用合流制排水系統(tǒng)有時可能是有利和合理的。第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分（一）城市污水管道系統(tǒng)的組成 1室內或車間內部管道系統(tǒng)和設備主要用于收集生活污水并將其排出至室外庭院或街坊污水管道中去，或用于收集各生產設備排出的工業(yè)廢水并將其排送至車間外的廠區(qū)管道系統(tǒng)中去。 第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分2室外污水管道系統(tǒng)(1)居住小區(qū)污水管道系統(tǒng)(2)街道污水管道系統(tǒng)(3)管道系統(tǒng)上的附屬構筑物第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分3污水泵站及壓力管道。污水泵站分為局部泵站、中途泵站和

16、總泵站等。從泵后至高地自流管道之間的承壓管段稱壓力管道。 第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分4污水廠第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分5出水口及事故排出口第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分城市污水排水系統(tǒng)總平面示意 1城市邊界；2排水流域邊界；3支管；4干管；5主干管；6中途泵站；7總泵站；8壓力管；9污水廠；10出水口 第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分（二）工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的主要組成部分 1車間內部管道系統(tǒng)和設備 2廠區(qū)管道系統(tǒng)； 3污水泵站及壓力管道。 4廢水處理站。 5. 管道系統(tǒng)上設置的檢查井等附屬構筑物第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分第3節(jié) 排水系統(tǒng)的主要組成部分（三） 雨水排水系統(tǒng)的主要組成部分1

17、建筑物的雨水管道系統(tǒng)和設備 2居住小區(qū)或工廠雨水管渠系統(tǒng) 3街道雨水管渠系統(tǒng) 4排洪溝 5出水口虹吸雨水斗虹吸雨水斗典典 型型 的的 傳傳 統(tǒng)統(tǒng) 屋屋 面面 雨雨 水水 排排 放放 系系 統(tǒng)統(tǒng)特點：1. 雨水立管少；2. 埋地管少，地面開挖工作量??；3. 雨水管管徑較??；4. 雨水懸吊管沒有有坡度，占據建筑空間??；5. 建筑適用性、靈活性好；6. 管線能隨意布置；7. 整個系統(tǒng)用材較少；8. 懸吊管接斗沒有限制；9. 懸吊管的長度可達150m以上；10.管道內具有自凈能力。第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式影響平面布置的因素：地形風向豎向規(guī)劃污水廠的位置土壤條件河流情況污水的種類污染程度等第4節(jié) 排水

18、系統(tǒng)的布置形式依地形為主的幾種布置形式： 1、正交式： 管短，管徑?。晃廴舅w 第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式2 截流式：減輕污染，改善環(huán)境；管徑大，管線長，合流時，雨水影響污水處理，適用于分流制 第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式3平行式：地勢沿河流方向有較大傾斜的地區(qū)；防止干管流速大受沖刷；干管與等高線、河道平行，主干管與河道垂直或斜交 第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式4、分區(qū)式：地勢高低相差較大的地區(qū)，分高低設置 第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式5、輻射分散式：地勢中心高，周圍低的地區(qū)；管徑小，埋深淺，管線短，便于灌溉 上海采用 第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式第4

19、節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式6、環(huán)繞式：收集集中處理，比分建水廠處理投資低。 第4節(jié) 排水系統(tǒng)的布置形式第5節(jié) 工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關系 一 排出前工廠應盡量考慮循環(huán)利用，重復利用，減少排放量按不同水質分別回收利用有用物質利用廢氣廢渣治理廢水，形成無害化工藝 第5節(jié) 工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關系二 盡量考慮與城市污水合并處理 工廢系統(tǒng)排入城市排水系統(tǒng)要考慮合并處理的可能性。工廢排入城鎮(zhèn)排水管道應符合下列要求：水溫40, 不阻塞管道, 不產生易燃、易爆的有毒氣體，嚴格消除病原菌，不傷害養(yǎng)護人員，有害物質容許濃度符合“三廢”排放標準，若生物處理污水時：a. 與生污性質相近；b.抑制生

20、物處理的有害物質應符合污水中抑制生物處理的有害物質容許濃度 第5節(jié) 工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關系三 不能滿足上述要求者，要自行處理后再排入城市排水系統(tǒng)。 如食品、肉類廢水可直接排入城市排水系統(tǒng)。 第5節(jié) 工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關系四、當工業(yè)企業(yè)位于城市遠郊區(qū)或距離較遠時，符合排入城市排水管道的工業(yè)廢水是直接排入城市排水管道或是單獨設置排水系統(tǒng)，應根據技術經濟比較確定第5節(jié) 工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關系五 直接排放要達到“三廢”排放標準、工業(yè)企業(yè)廢水衛(wèi)生標準。 第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)一、廢水綜合治理應考慮的因素1、合理的生產布局和城市規(guī)劃有利于合理開發(fā)和利

21、用自然資源有利于區(qū)域污染的綜合防治2、充分發(fā)揮和合理利用自然環(huán)境的自凈能力稀釋、轉化、擴散、凈化等能力第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)3、嚴格控制廢水及污染物的排故量。防治廢水污染，不是消極處理已產生的廢水，而是控制和消除產生廢水的原由4、做好區(qū)域性綜合治理和建立區(qū)域排水系統(tǒng)在一個更大范圍內統(tǒng)籌安排經濟、社會和環(huán)境的發(fā)展關系：有利于對廢水的所有污染源進行全面規(guī)劃和綜合整治以及水污染防治有利于建立區(qū)域(或稱流域)性排水系統(tǒng)。第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)二、區(qū)域排水系統(tǒng)定義：將兩個以上城鎮(zhèn)地區(qū)的污水統(tǒng)一排除的處理系統(tǒng) 第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng) 說明：區(qū)域排水系統(tǒng)的干管、主干

22、管、泵站、污水廠等，分別稱為區(qū)域干管、主干管、泵站、污水廠等第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)優(yōu)點：A. 污水廠數量少，基建費、運行費用省 ；B.污水廠占地少，節(jié)省土地C.水質水量變化小，便于管理；D.河流等水資源利用與污水排放的體系合理化，形成統(tǒng)一水資源管理體系。 第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)缺點： 排入大量工業(yè)廢水時，處理困難 工程設施規(guī)模大，運行困難，一旦運行不當，影響全區(qū)域 工程大，事業(yè)效益發(fā)揮慢 不利于水資源回用第6節(jié) 廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)考慮因素: a.近遠期全部污水水質、水量b.盡量減少工業(yè)廢水排放量，改革生產工藝，循環(huán)利用，重復利用等c.工廢與生污混合處理合理性，雨水，生廢混合排除及利用的可能性d.預計河流水質的影響 第7節(jié) 排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計原則和任務一、建設程序 (1)可行性研究階段 (2)計劃任務書階段 (3)設計階段 (4)組織施工階段 (5)竣工驗收交付使用階段第7節(jié) 排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計原則和任務二、排水工程設計階段：可分為3個階段(初步設計、技術設計和施工圖設計)設計和兩個階段設計(初步設計或擴大初步設計和施工圖設計)。大中型基建項目，一般采用兩階段設計重大項目和特