水污染控制工程(上)1A

水污染控制工程（上）北京林業(yè)大學(xué)封莉副教授排水管網(wǎng)《排水工程》（上冊，第四版），孫慧修主編，中國建筑工業(yè)出版社《水污染控制工程》（上冊），高廷耀主編，高等教育出版社《室外排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB500014-2006）主要參考書目本課程的主要內(nèi)容排水系統(tǒng)概論污水管道系統(tǒng)設(shè)計雨水管道系統(tǒng)設(shè)計合流制管渠系統(tǒng)設(shè)計排水管渠的材料、接口及基礎(chǔ)排水管渠系統(tǒng)上的構(gòu)筑物排水管渠系統(tǒng)的管理與養(yǎng)護(hù)第1章排水系統(tǒng)概論概述（概念、內(nèi)容、發(fā)展史、作用……）排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的主要組成部分

城市污水排水系統(tǒng)的主要組成部分

工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的主要組成部分

雨水排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的布置形式工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關(guān)系廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則和任務(wù)排水工程：——收集、輸送、處理、再生和處置污水和雨水的工程。排水工程的內(nèi)容：一是污水的收集、輸送部分——排水管網(wǎng)二是污水的處理、利用部分——污水處理本課程內(nèi)容上學(xué)期《水污染控制工程》課程內(nèi)容第1節(jié)概述——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，比發(fā)現(xiàn)的公元前2500年埃及排水溝早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(nèi)出現(xiàn)了明渠和暗渠相結(jié)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(yáng)州發(fā)現(xiàn)了唐代建造的多功能的排水渠；排水工程的發(fā)展史：——明、清時代的北京城，排水管渠系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)；在贛州市以宋代福壽溝為代表的城市排水系統(tǒng)至今發(fā)揮作用——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(shè)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。1921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，十一五規(guī)劃城市平均排水設(shè)施普及率達(dá)70%，特區(qū)城市和對外開放城市不低于80%，城市污水處理率達(dá)到25%，百萬人口以上城市和重點(diǎn)旅游城市不低于40%。1865年竣工的倫敦地下污水渠應(yīng)加快城鎮(zhèn)排水工程建設(shè)，特別是中小城鎮(zhèn)排水工程的建設(shè)；探索經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、技術(shù)先進(jìn)的城市污水處理新工藝和新技術(shù)；大力開展污水再生利用工程研究；加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測新技術(shù)、新儀器、操作管理自動化和水處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化研究工作；推廣清潔生產(chǎn)工藝，研究廢水閉合循環(huán)和綜合利用的新技術(shù)；開展區(qū)域性排水工程綜合規(guī)劃和控制研究工作?，F(xiàn)階段我國排水事業(yè)發(fā)展的主要工作：污水的概念與分類：——在使用過程中受到了不同程度的污染，改變了原來的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的水，叫污水。按來源分生活污水工業(yè)廢水降水（降雨和降雪）城鎮(zhèn)污水污水的最終出路：一是排放水體，污水的自然歸宿，水體對污水有一定的凈化能力。二是再生利用，城鎮(zhèn)污水再生利用的用途為城市雜用水、工業(yè)用水、環(huán)境用水和補(bǔ)充水源水。污水的危害：

危害人體健康

影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

影響景觀環(huán)境

影響漁業(yè)資源

破壞生態(tài)平衡排水工程的作用：——保護(hù)環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)——促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保證城市可持續(xù)性發(fā)展——保護(hù)人民的身體健康與正常生活第2節(jié)排水制度及其選擇排水制度的概念：——在一個地區(qū)內(nèi)收集和輸送城鎮(zhèn)污水和雨水的方式。一、排水制度（排水體制）排水制度的類型：——有合流制和分流制兩種基本方式。城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-2000），適用于城市總體規(guī)劃的排水工程規(guī)劃。合流制——用同一管渠系統(tǒng)收集和輸送城市污水和雨水的方式?？煞譃橹迸攀胶徒亓魇絻煞N。直排式合流制：國內(nèi)外很多老城市在早期采用的，對水體污染嚴(yán)重。直排式合流制排水系統(tǒng)河合流干管出水口合流支管截流式合流制：在直流式基礎(chǔ)上增設(shè)截流干管，末端設(shè)污水處理廠并在截流干管與原干管相交處設(shè)置溢流井，改造形成的系統(tǒng)。截流式合流制排水系統(tǒng)河污水廠溢流井截流主干管合流干管出水口溢流出水口分流制——將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨(dú)立的管渠系統(tǒng)排出的方式。可分為完全分流制和不完全分流制兩種。河污水廠污水干管出水口污水總干管污水干管污水干管雨水干管雨水干管雨水干管完全分流制：具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)；完全分流制排水系統(tǒng)不完全分流制：只具有污水排水系統(tǒng)，未建雨水排水系統(tǒng)，雨水沿天然地面、街道邊溝等排泄。不完全分流制排水系統(tǒng)河污水廠污水干管出水口污水總干管污水干管污水干管原有渠道原有渠道雨水管渠合流制和分流制的比較：環(huán)保方面：全部截流式合流制對環(huán)境的污染最??；部分截留式合流制雨天時部分污水溢流入水體，造成污染；分流制在降雨初期有污染。造價方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%~40%，但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制，總造價看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地區(qū)適于采用。維護(hù)管理：合流制污水廠維護(hù)管理復(fù)雜。晴天時合流制管道內(nèi)易于沉淀，在雨天時沉淀物易被雨水沖走，減小了合流制管道的維護(hù)管理費(fèi)。二、工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的排水系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)分流制排水系統(tǒng)分質(zhì)分流清污分流雨水生活污水廠工業(yè)廢水生活污水生產(chǎn)污水廠泵站冷卻構(gòu)筑物局部處理構(gòu)筑物河溢流水管道雨水管渠系統(tǒng)生活污水管道系統(tǒng)生產(chǎn)污水管道系統(tǒng)特殊污染生產(chǎn)污水管道補(bǔ)充清潔水排入城市污水管道排水制度（分流制或合流制）的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設(shè)施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮確定。同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水制度。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。合流制排水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置污水截流設(shè)施。對水體保護(hù)要求高的地區(qū)，可對初期雨水進(jìn)行截流、調(diào)蓄和處理。在缺水地區(qū)，宜對雨水進(jìn)行收集、處理和綜合利用。三、排水制度的選擇第3節(jié)排水系統(tǒng)的主要組成部分一、城市污水排水系統(tǒng)的組成部分室內(nèi)污水管道系統(tǒng)與設(shè)備室外排水管道系統(tǒng)污水處理廠出水口事故排出口污水泵站及壓力管道手盆、便器、水封管、立管、出戶管……街坊管道、街道污水管道、附屬構(gòu)筑物等城鎮(zhèn)污水排水系統(tǒng)總平面示意圖I，II，III——排水流域1—城鎮(zhèn)邊界；2—排水流域分界線；3—支管；4—干管；5—主干管；6—總泵站；7—壓力管道；8—城鎮(zhèn)污水廠；9—出水口；10—事故排出口；11—工廠二、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的組成部分車間內(nèi)部管道系統(tǒng)和設(shè)備污水泵站及壓力管道廠區(qū)管道系統(tǒng)廢水處理站雨水收集系統(tǒng)與設(shè)備街坊或廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)街道雨水管道系統(tǒng)出水口排洪溝雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗……三、雨水排水系統(tǒng)的組成部分工業(yè)區(qū)排水系統(tǒng)總平面示意圖1—生產(chǎn)車間；2—辦公樓；3—值班宿舍；4—職工宿舍；5—廢水利用車間；6—生產(chǎn)與生活污水管道；7—特殊污染生產(chǎn)污水管道；8—生產(chǎn)廢水與雨水管道；9—雨水口；10—污水泵站；11—廢水處理站；12—出水口；13—事故排出口；14—雨水出水口；15—壓力管道第4節(jié)排水系統(tǒng)的布置形式主要任務(wù)：影響因素:地形地勢土壤情況河流情況氣候情況城市總體規(guī)劃一、城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)總平面布置的任務(wù)與原則確定干管、主干管走向；確定污水處理廠和出水口的位置。

經(jīng)濟(jì)合理，管網(wǎng)密度合適，管道工程量小，水流暢通，節(jié)省能量；

充分利用地形地勢、順坡排水，最大可能采用重力流形式，避免提升；

在起伏較大的地區(qū)，應(yīng)將高區(qū)系統(tǒng)與低區(qū)系統(tǒng)分離，做到高水高排，低水局部提升；

盡量減少中途加壓泵站的個數(shù)；

截流干管的布置要能使全區(qū)的污水管道便捷、直接地接入。布置的原則：正交式二、城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)總平面布置的常見形式在地勢向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管可以以最短的距離沿與水體垂直相交的方向布置。優(yōu)點(diǎn)：干管長度短，管徑小，經(jīng)濟(jì)，污水排除迅速。缺點(diǎn)：污水未經(jīng)處理直接排放，污染水體，影響環(huán)境。適用：僅用于排除雨水。截流式在正交式基礎(chǔ)上，沿河岸敷設(shè)主干管，將各干管的污水截流送至污水處理廠。優(yōu)點(diǎn)：減輕水體污染，改善和保護(hù)環(huán)境。缺點(diǎn)：對于截流式合流制雨天混合污水泄入水體，造成污染。適用：分流制污水排水系統(tǒng)和區(qū)域排水系統(tǒng)。平行式在地勢向河流方向有較大傾斜的地區(qū)，為了避免因干管坡度及管內(nèi)流速過大，使管道受到嚴(yán)重沖刷，可使干管與等高線及河道基本上平行、主干管與等高線及河道成一定斜角敷設(shè)的布置方式。在地勢高低相差很大的地區(qū)，當(dāng)污水不能靠重力流流至污水廠時，可采用分區(qū)布置形式。這時，分別在高區(qū)和低區(qū)敷設(shè)獨(dú)立的管道系統(tǒng)。高區(qū)的污水靠重力流流入污水廠，而低區(qū)污水用水泵輸送至高區(qū)干管或污水廠。適用：個別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。優(yōu)點(diǎn)：充分利用地形，節(jié)省能量。分區(qū)式當(dāng)城市周圍有河流或城市中央部分地勢高、地勢向周圍傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管常采用輻射狀分散布置，各排水流域具有獨(dú)立的排水系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：干管長度短、管徑小、管道埋深可能淺、便于污水灌溉。缺點(diǎn)：污水廠和泵站的數(shù)量將增多。分散式由于建造污水廠用地不足及建造大型污水處理廠的基建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用也較小型廠經(jīng)濟(jì)等原因，故不希望建造數(shù)量多規(guī)模小的污水廠，將分散式發(fā)展為沿四周布置主干管，將各干管的污水截流送至污水廠。環(huán)繞式排水管渠系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和建設(shè)情況統(tǒng)一布置，分期建設(shè)。排水管渠斷面尺寸應(yīng)按遠(yuǎn)期規(guī)劃的最高日最高時設(shè)計流量設(shè)計，按現(xiàn)狀水量復(fù)核，并考慮城市遠(yuǎn)期發(fā)展的需要。管渠平面位置和高程，應(yīng)根據(jù)地形、土質(zhì)、地下水位、道路情況、原有的和規(guī)劃的地下設(shè)施、施工條件以及養(yǎng)護(hù)管理方便等因素綜合考慮確定。排水干管應(yīng)布置在排水區(qū)域內(nèi)地勢較低或便于雨污水匯集的地帶。排水管宜沿城鎮(zhèn)道路敷設(shè)，并與道路中心線平行，宜設(shè)在快車道以外。截流干管宜沿受納水體岸邊布置。管渠高程設(shè)計除考慮地形坡度外，還應(yīng)考慮與其他地下設(shè)施的關(guān)系以及接戶管的連接方便?！妒彝馀潘O(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）中要求：第5節(jié)城鎮(zhèn)污水再生利用系統(tǒng)一、城鎮(zhèn)污水再生利用工程設(shè)計原則與內(nèi)容原則：應(yīng)妥善處理開發(fā)天然水源與開發(fā)污水資源的關(guān)系，提倡優(yōu)先開發(fā)污水資源；應(yīng)妥善處理污水排放與污水再利用的關(guān)系，城鎮(zhèn)新建和原有的污水處理廠都應(yīng)積極發(fā)展污水再生利用。內(nèi)容：確定再生水源；確定再生水用戶、工程規(guī)模和水質(zhì)要求；確定再生水廠的廠址、處理工藝和輸送管線布置；確定用戶配套設(shè)施。二、城鎮(zhèn)污水再生利用系統(tǒng)及其組成城鎮(zhèn)污水再生利用系統(tǒng)是個系統(tǒng)工程，它將排水和給水聯(lián)系起來，實現(xiàn)水資源的良性循環(huán)，有利于促進(jìn)城市水資源綜合利用和城市水環(huán)境保護(hù)，有利于可持續(xù)發(fā)展。城鎮(zhèn)污水再生系統(tǒng)組成污水收集二級處理深度處理再生水輸配用戶用水管理三、再生水利用過程中安全措施和監(jiān)測控制

嚴(yán)格管理再生水水源水質(zhì)；

禁止再生水管道與給水管道連接；

再生水管道與給水和排水管道要保持一定距離；

再生水水質(zhì)水量必須穩(wěn)定；

再生水利用過程的監(jiān)測控制。

必須經(jīng)過完善的二級處理技術(shù)和一定的深度處理；

在水質(zhì)上滿足國家關(guān)于再生水水質(zhì)的有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求；

在衛(wèi)生方面不出現(xiàn)危害人們健康的問題；

在使用上人們不產(chǎn)生不快感；

對設(shè)備和器皿不會造成不良的影響。安全可靠的再生水必須滿足下列各項要求：工業(yè)企業(yè)排出的廢水應(yīng)采取的措施:

改革生產(chǎn)工藝，進(jìn)行技術(shù)革新，力求把有害物質(zhì)消除在生產(chǎn)過程之中，做到不排或少排廢水；

盡量采用循環(huán)或重復(fù)利用系統(tǒng)，以減小廢水排放量；

回收廢水中的有用物質(zhì)，節(jié)省能源、創(chuàng)造財富；

盡量以廢治廢。《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)廢水排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的水質(zhì)應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，

不應(yīng)影響城鎮(zhèn)排水管渠和污水處理廠等的正常運(yùn)行；

不應(yīng)對養(yǎng)護(hù)管理人員造成危害；

不應(yīng)影響處理后出水的再生利用和安全排放；

不應(yīng)影響污泥的處理與處置。第6節(jié)工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)和城市排水系統(tǒng)的關(guān)系第7節(jié)排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則與任務(wù)37工程項目階段工程項目建設(shè)周期及階段劃分示意圖抽象具體123456123456IIIIIVII工作量曲線工作量曲線項目運(yùn)行項目預(yù)可行性研究及可行性研究工程項目評估及決策工程項目計劃與設(shè)計設(shè)備和工程招標(biāo)工程項目施工試生產(chǎn)及竣工驗收時間工程項目階段可交付成果1項目概念提出2可行性研究報告3項目決策4圖紙交付，開工命令下達(dá)5項目竣工6試生產(chǎn)，驗收合格，設(shè)施完全投入使用圖例說明I——項目策劃決策階段II——項目準(zhǔn)備階段III——項目實施階段IV——項目竣工驗收階段和總結(jié)評價工程建設(shè)基本程序基本建設(shè)程序示意圖長期規(guī)劃預(yù)備項目計劃項目建議書可行性研究設(shè)計工作建設(shè)準(zhǔn)備年度投資計劃投資估算設(shè)計總概算施工圖預(yù)算竣工決算五年計劃可行性研究報告建設(shè)實施生產(chǎn)準(zhǔn)備竣工驗收交付使用生產(chǎn)運(yùn)營后評價決策階段設(shè)計階段施工階段終結(jié)階段工程設(shè)計——指根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所確定的擬建工程項目的產(chǎn)品方案、生產(chǎn)規(guī)模、工藝技術(shù)方案、建廠條件和廠址方案、投資估算和經(jīng)濟(jì)評價等要求，由設(shè)計單位按照合同的規(guī)定，遵照國家政策和法規(guī)，吸收國內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，選擇最佳建設(shè)方案進(jìn)行工程設(shè)計。成果是以設(shè)計文件和圖紙來體現(xiàn)。工程設(shè)計在工程項目建設(shè)過程中處于主導(dǎo)地位，直接影響生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)后的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗、成本以及資源的最佳配置。設(shè)計是整個工程的靈魂。一、排水工程規(guī)劃設(shè)計原則1．排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)符合區(qū)域規(guī)劃以及城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)與城市和工業(yè)企業(yè)中其他單項工程建設(shè)密切配合，互相協(xié)調(diào)。2．排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計要與鄰近區(qū)域內(nèi)的污水和污泥的處理和處置協(xié)調(diào)。3．應(yīng)處理好污染源治理與集中處理的關(guān)系。城市污水應(yīng)以分散治理和集中處理相結(jié)合，以城市集中處理為主的原則加以實施。工業(yè)廢水符合排入城市下水道標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)直接排入城市污水排水系統(tǒng)，與城市