注冊環(huán)保工程師水實踐3.1收集提升

環(huán)保注冊工程師培訓第2篇水污染防治工程基礎與實踐——工程實踐浙江工商大學郭茂新

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水污染防治工程實踐復習內(nèi)容第3章城市污水處理工程實踐

第4章工業(yè)廢水處理工程實踐第5章污水再生利用工程實踐

第6章污水自然凈化工程實踐

2第3章城市污水處理工程實踐3.1污水收集與提升3大綱要求：★了解排水系統(tǒng)的類型及功能★掌握管線和泵站設計的基本方法

3.1污水收集與提升4★

城市污水按其來源的不同，可分為生活污水、工業(yè)廢水和降水三類?！锷钗鬯藗?nèi)粘Ｉ钪杏眠^的水。生活污水中的主要污染物有蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、尿素和氨氮、合成洗滌劑以及在糞便中出現(xiàn)的病原微生物等。★工業(yè)廢水——在工業(yè)生產(chǎn)中排出的廢水。按其所含污染物成分分類，如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含汞廢水、含酚廢水、含油廢水等?！锝邓髿饨邓?，包括液態(tài)降水（如雨、露）和固態(tài)降水（如雪、冰雹、霜等）。排水收集系統(tǒng)——污水收集、輸送、提升等工程設施

3.1污水收集與提升53.1.1排水體制的類型及選擇

排水系統(tǒng)是指為收集、輸送、處理、利用及排放各種廢水而建設的一整套工程設施。排水體制是污水不同的排除方式所形成的排水系統(tǒng)，簡稱為排水體制或排水制度。排水體制一般分為合流制和分流制兩種。6只有污水排水系統(tǒng)，沒有完整的雨水系統(tǒng)。有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)。（1）分流制排水系統(tǒng)將污水和雨水分別在兩套或兩套以上各自獨立的溝道內(nèi)排除的系統(tǒng)。分為1、排水體制的類型完全分流制排水系統(tǒng)不完全分流制排水系統(tǒng)7完全分流制排水系統(tǒng)不完全分流制排水系統(tǒng)適用于地形適宜、有地面水體、可順利排泄雨水的城鎮(zhèn)。

1、排水體制的類型（2）合流制排水體制

將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一套溝道內(nèi)排除的系統(tǒng)?；旌衔鬯唤?jīng)處理就近直接排入水體。設有截流干管，將晴天的污水和初期雨水送污水處理廠處理后排放。直排式合流制排水系統(tǒng)截留式合流制排水系統(tǒng)10截留式11半分流制排水系統(tǒng)半分流制12既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)，并在雨水干溝上設雨水跳越井截流初期雨水進污水溝道

1、排水體制的類型（3）工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的排水系統(tǒng)（圖2-3-4）一般采用分流制排水系統(tǒng)。工廠內(nèi)廢水宜采用分質(zhì)分流、清污分流等多種管道系統(tǒng)來分別排除不同性質(zhì)的廢水。

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2、排水系統(tǒng)的組成與布置形式分類：城市污水排水系統(tǒng)工廠廢水排水系統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)14

2、排水系統(tǒng)的組成與布置形式（1）城市污水排水系統(tǒng)的主要組成城市污水排水系統(tǒng)由室內(nèi)污水管道系統(tǒng)、室外排水管道系統(tǒng)、污水泵站及壓力管道、污水處理廠和出水口及事故排放口組成。

（P234，圖2-3-5）15室內(nèi)污水管道系統(tǒng)城市污水溝道系統(tǒng)街坊溝道聯(lián)接室內(nèi)用水設備和室外溝道，以排除用過的水收集住宅和公共建筑的污水并輸送至污水廠

城市排水系統(tǒng)城市污水系統(tǒng)承接室內(nèi)排水，接入污水干管16室內(nèi)污水管道系統(tǒng)1718圖2-3-5街坊排水系統(tǒng)平面圖城市排水系統(tǒng)的布置形式平面布置形式（P236，圖2-3-7）分為：正交式；截流式；平行式；分區(qū)布置形式和輻射狀分散式布置。高程布置：排水管網(wǎng)的高程布置應根據(jù)城市的豎向規(guī)劃，由控制點、最小埋深、最大埋深、泵站和跌水等條件確定。1920圖2-3-5城市排水系統(tǒng)平面圖

2、排水系統(tǒng)的組成與布置形式（2）工業(yè)企業(yè)內(nèi)部廢水排水系統(tǒng)的主要組成車間內(nèi)部的設備和排水管道系統(tǒng)、廠區(qū)排水管道系統(tǒng)、污水泵站及壓力管道、廢水處理站。（P236，圖2-3-6）

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由車間內(nèi)部溝道系統(tǒng)和廠內(nèi)溝道系統(tǒng)組成。工廠排水系統(tǒng)收集各車間及其他場所排出的廢水，送至回收利用、處理構(gòu)筑物，或直接排入城市排水系統(tǒng)。22雨水排水系統(tǒng)房屋雨水管道系統(tǒng)街坊或廠區(qū)雨水溝道系統(tǒng)街道雨水溝道系統(tǒng)雨水泵站及壓力管23（3）

雨水排水系統(tǒng)的主要組成建筑物的雨水管道系統(tǒng)；居住小區(qū)或工廠的雨水管渠系統(tǒng)；街道雨水管渠系統(tǒng)；雨水泵站；排洪溝；出水口溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物

一、溝道系統(tǒng)概述二、溝道系統(tǒng)附屬構(gòu)筑物24

一、排水溝道系統(tǒng)概述1、排水溝道的分類管道（明管、暗管；壓力管、重力管）溝渠（明溝、暗溝）25不滲水抗腐蝕內(nèi)壁面整齊光滑能承擔外壓力正確選擇管材要求26

2、溝管材質(zhì)混凝土管鋼筋混凝土管陶土管鑄鐵管鋼管玻璃鋼管塑料管272、溝管材質(zhì)(1)混凝土管

混凝土管適用于排除雨水、污水。管口有承插式、企口式和平口式。缺點：抗蝕性較差，既不耐酸也不耐堿；抗?jié)B性也較差；管節(jié)短、接頭多。28溝管的管口形式|（a）承插管（b）企口管（c）平口管29(2)鋼筋混凝土管

管道埋深較大或敷設在土質(zhì)條件不良的地段，以及穿越鐵路、河流、谷地時，都可采用鋼筋混凝土管。接口：承插、企口和平口。分類：自應力混凝土管、預應力混凝土管2、溝管材質(zhì)30(3)陶土管由塑性耐火黏土燒制而成；。管徑不超過600mm；耐腐蝕，但質(zhì)脆易碎。31(4)金屬管——鑄鐵管、鋼管在外力很大或?qū)B漏要求特別高的場合下才采用金屬管。（5）塑料管

PE管、ABS管、UPVC管2、溝管材質(zhì)32鑄鐵管生產(chǎn)進口不銹鋼管雙壁大口徑纏繞塑料排水管預應力混凝土排水管柔性接口機制排水管UPVC排水管333、

管材的選擇合理選擇溝管市場供應情況經(jīng)濟上的考慮技術(shù)上的要求34半橢圓形馬蹄形拱頂矩形蛋形矩形弧形流槽的矩形帶低流槽的矩形梯形4、常用的溝渠斷面35

二、溝道系統(tǒng)的附屬構(gòu)筑物1、窨井2、跌水井3、水封井4、溢流井5、跳躍井6、沖洗井7、潮門井8、雨水口9、倒虹管10、管橋11、出水口（排放口）361、窨井窨井，又稱檢查井，是為了檢查、清通和連接溝道而設置的。常設在溝道交匯、轉(zhuǎn)彎、管道尺寸或坡度變化等處，相隔一定距離的直線溝道上也設窨井。37圖1-16井底流槽的形式38圖1-18輕型鑄鐵井蓋及蓋座圖1-19輕型鋼筋混凝土392、跌水井形式豎管式階梯式當上下游管段出現(xiàn)較大的落差(大于1m)時，一般窨井不再適用，改用跌水井連接。跌水井是設有消能設施的窨井，它可以克服水流跌落時產(chǎn)生的巨大沖擊力，宜設在直線溝段上。40跌水井圖1-20豎管式圖1-21階梯式413、水封井圖1-22水封井

當工業(yè)廢水中含有易燃的揮發(fā)性物質(zhì)時，它的溝道空間常出現(xiàn)爆炸性氣體，為防止這種氣體進入車間，在連接車間內(nèi)、外溝段的窨井中應設置水封，這種窨井叫水封井。424、溢流井在合流溝道與截留溝道的交接處，設置溢流井以完成截留(晴天)和溢流(雨天)的作用。圖1-23溢流井43圖1-23溢流井44溢流井示意圖圖1-24溢流井455、跳越井跳越井

一般用于半分流制排水系統(tǒng)，設在截留溝道與雨水溝道的交接處。466、沖洗井類型人工沖洗自動沖洗當污水在溝道內(nèi)的流速不能保證自清時，為防止淤積可設置沖洗井。沖洗井一般適用于管徑小于400mm的較小溝道，沖洗溝道長度一般為250m左右。47沖洗井圖1-26沖洗井487、潮門井潮門井1:10～1:20

為防止潮水或河水倒灌進排水溝道，在排水溝道出水口上游的適當位置應設置潮門井，潮門井是裝有防潮閘門的窨井。498、雨水口

雨水口是用于收集地面雨水的構(gòu)筑物，包括進水、井身和連接管三部分。形式：邊溝雨水口、側(cè)石雨水口和聯(lián)合式雨水口。雨水口數(shù)量應按匯水面積上所產(chǎn)生的徑流量確定。雨水口進水蓖50圖1-28邊溝雨水口圖1-29

側(cè)石雨水口519、倒虹管倒虹管由進水井、溝管及出水井組成。溝管直管式折管式中部管段兩側(cè)斜管在重力管道過河或公路時，設置倒虹管以下凹的折線方式從障礙物下通過的管道稱為倒虹管52圖1-33穿越河道的折管式倒虹管倒虹管由進水井、溝管及出水井組成。53圖1-33直管式倒虹管54要求與障礙物正交通過。穿過河道的倒虹管，應選擇在河床和河岸較穩(wěn)定、不易被沖刷的地段及埋深較小的部位敷設。管頂與河床的垂直距離一般不小于0.5m。管線不少于兩條。9、倒虹管55防止倒虹管內(nèi)污泥淤積的措施(1)倒虹管內(nèi)的設計流速一般采用1.2～1.5m/s；(2)最小管徑采用200mm；(3)在進水井或靠近進水井的上游溝道的窨井底部設沉淀槽；

(4)折管式倒虹管的上升管與水平線夾角應不大于30o。9、倒虹管5610、管橋溝道穿過谷地時，可以不變更坡度而用棧橋或橋梁承托溝管，這種構(gòu)筑物稱為管橋。5711、出水口溝道出水口的位置和形式應根據(jù)出水水質(zhì)、水體的水位及其變化幅度、下游用水情況、邊岸變遷(沖、淤)情況等因素確定，并要取得當?shù)匦l(wèi)生主管部門和航運管理部門的同意。污水和受水水體需充分混合時，出水口常長距離伸入水體。58采用護坡的出水口59采用擋土墻的出水口60江心分散式出水口T形管61八字式出水口62一字式出水口633排水體制的選擇

（1)合流制排水系統(tǒng)

由于合流管渠平時輸送的旱季污水量和雨季輸送的合流污水量相差懸殊，因此，合流管渠容易產(chǎn)生沉積。對于降水量較少的干旱地區(qū)和匯水面積較小的村鎮(zhèn)排水較為適用。截留式合流制排水系統(tǒng)對水體污染有所改善，但雨天有大部分混合污水直接排放，仍對水體造成污染；適合于老城區(qū)的改造。

643排水體制的選擇（2）分流制排水系統(tǒng)

可以為系統(tǒng)終端的分質(zhì)處置提供條件。因此，對于充分利用水資源來說，是比較理想的排水體制。完全分流制排水系統(tǒng)雨水和污水分別排除，工程投資較高；存在初期雨水對水體的污染；適合于新建城區(qū)和企業(yè)。不完全分流制排水系統(tǒng)存在雨水對水體的污染；適合于有地面水體，地形適宜，可順利排泄雨水的小城鎮(zhèn)。65污染效應：合流制>分流制（截流制）工程投資：分流制>合流制(20~40%)維護費用：合流制<分流制66同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水體制；應根據(jù)當?shù)貤l件，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定；需考慮以下主要因素：環(huán)境保護要求工程經(jīng)濟造價維護管理費用673排水體制的選擇3.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計1污水管道設計方案的確定2污水管網(wǎng)水力計算3污水管道的設計683.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計1污水管道設計方案的確定(1)設計資料的調(diào)查與收集

★與設計任務有關的基礎資料（7條）

★關于自然條件方面的資料（4條）

★有關工程情況的資料(4條)691污水管道設計方案的確定(1)設計資料的調(diào)查與收集

★與設計任務有關的基礎資料（7條）

規(guī)劃；

范圍、年限；

人口、體制；

環(huán)保要求；管道現(xiàn)狀；

地下管線；

設計標準701污水管道設計方案的確定(1)設計資料的調(diào)查與收集

★關于自然條件方面的資料（4條）

地形圖氣象資料水文資料地質(zhì)資料711污水管道設計方案的確定(1)設計資料的調(diào)查與收集★有關工程情況的資料(4條)道路的現(xiàn)狀和規(guī)劃地面和地下建筑物及管線的位置和高程管材、建材供應情況施工隊伍的水平

721污水管道設計方案的確定(2)

設計方案的制定

在方案設計中主要考慮的關鍵問題是：★排水體制的選擇★污水的分散與集中處理以及污水處理的程度★污水管道走向和污水廠位置★污水管道與其他管線的交叉矛盾。732污水管網(wǎng)水力計算（1）污水設計流量的計算：管道設計流量——最大日最大時的污水量

★污水量設計標準

居住區(qū)生活生活用水量定額綜合生活用水量定額；企業(yè)生活企業(yè)生產(chǎn)

743.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計2污水管網(wǎng)水力計算（1）污水設計流量的計算★污水量變化系數(shù)Kd——日變化系數(shù)：一年中最大日污水量與平均日污水量的比值Kh——時變化系數(shù)：最大日最大時污水量與該日平均時污水量之比Kz——總變化系數(shù)：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量之比Kz＝KdKh居住區(qū)生活污水量變化系數(shù)（表2-3-2）工業(yè)廢水量變化系數(shù)根據(jù)生產(chǎn)工藝過程特點確定

752污水管網(wǎng)水力計算（1）污水設計流量的計算：★污水量計算公式（居民、工業(yè)、企業(yè)生活和淋浴，表2-3-3）

763.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計2污水管網(wǎng)水力計算（1）污水設計流量的計算：★污水量計算實例注意例題中Kz按照不同的居住區(qū)分別計算(表2-3-4)773.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計（2）

污水管道的水力計算★水力計算基本公式Q=f(n,A,R,I)見P242

782污水管網(wǎng)水力計算流量公式為：Q

=Av

流速公式為：v=1/nR2/3I1/2式中：Q——設計溝段的設計流量，m3／s；

A——過水斷面畫積，m2；

v——斷面平均流速，m/s；

R——水力半徑(過水斷面面積與濕周的比值)，m；

I——水力坡度(即水面坡度，也等于溝底坡度i)：

n——溝壁粗糙系數(shù)(表2-3-7）（2）

污水管道的水力計算

★水力計算設計數(shù)據(jù)：設計充滿度h/D——最大充滿度=0.55～0.75設計流速v——設計充滿度下的最小流速：管0.6;渠0.4

最大設計流速:金屬管10;非金屬管5;

壓力管設計流速:0.7～1.5最小管徑街坊200街道300最小設計坡度。0.4%0.3%

792污水管網(wǎng)水力計算（2）

污水管道的水力計算

★管道的埋設深度和覆土厚度

最大允許埋深——一

一般干燥土壤7～8m；流沙地層5m

最小覆土厚度——冰凍影響：冰凍線以上0.15m;

荷載影響:不宜小于0.7m★污水管道水力計算的方法：水力計算表、圖802污水管網(wǎng)水力計算（2）

污水管道的水力計算★污水管道水力計算的方法

計算內(nèi)容——依據(jù)設計流量確定管道的斷面尺寸和坡度計算方法——

水力計算圖：D、n——Q、v、I、h/D

水力計算表：D、n——I、Q、v、h/D812污水管網(wǎng)水力計算3污水管道的設計(1)污水管道系統(tǒng)的平面布置(2)污水管道控制點標高和污水泵站設置(3)設計管段及設計流量的確定(4)污水管道的銜接(5)污水管道在街道上的設置位置(6)污水管道的設計計算步驟823.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計3污水管道的設計(1)污水管道系統(tǒng)的平面布置：確定排水區(qū)界、劃分排水流域、管道定線、提升區(qū)域、污水廠和出水口位置★污水干管和主干管平面布置的一般原則

依據(jù)地形結(jié)合規(guī)劃劃分排水區(qū)域和匯水面積；

利用天然排水系統(tǒng)或已建管道確定排水出路；

管道定線★街區(qū)內(nèi)污水支管的平面布置

底邊式、周邊式和穿坊式3種833.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計3污水管道的設計(1)污水管道系統(tǒng)的平面布置：確定排水區(qū)界、劃分排水流域、管道定線、提升區(qū)域、污水廠和出水口位置

★污水干管和主干管平面布置的一般原則

★街區(qū)內(nèi)污水支管的平面布置（3種）(2)污水管道控制點標高和污水泵站設置地點：控制點標高的確定(起點/中部低洼區(qū))

污水泵站的設置地點

843.1.2污水管網(wǎng)水力計算及工程設計3污水管道的設計(3)設計管段及設計流量的確定：設計管段的劃分：檢查井之間的管段設計管段的設計流量：本段、轉(zhuǎn)輸、集中流量（P249，公式2-3-8和2-3-9）

Q1=Fq0Kzq=np/86400(4)污水管道的銜接：管段在銜接時應遵循的原則（3個）P249管道銜接方式：水面平接、管頂平接、跌水連接853污水管道的設計（5）污水管道在街道上的設置位置（表2-3-11）

★排水管道在街道上布置的一般要求（3條）

★污水管道與給水管道的關系

★污水管道距房屋的距離

★地下管線布置的一般原則

★管線交叉的處理方式

★污水管道與其他地下管線的最小凈距863污水管道的設計（6）污水管道的設計計算步驟：

★排水系統(tǒng)總平面設計

★干、支管線的平面設計

★確定設計標準

★確定設計流量

★進行水力計算

★繪制管道平面圖和縱剖面圖873.1.3污水泵站及污泥泵站的工程設計1、污水泵站的工程設計①污水泵站的特點：連續(xù)進水、水量變化大、污物多②泵房的設計內(nèi)容及一般規(guī)定泵房的形式（P255表2-3-15)、常用引水設備（表2-3-16)、格柵、集水池、機器間（表2-3-17，2-3-18)、泵站儀表及計量設備、泵站的自動控制（表2-3-19）③選泵常用水泵的種類（表2-3-20)、軸功率的計算（公式2-3-10、2-3-11）、水泵工作的特性曲線、管路的特性曲線（水泵串聯(lián)和并聯(lián)，表2-3-21）④水泵全揚程計算（P261，公式2-3-13\14\15，圖2-3-20）88排水泵站一、排水泵站的分類二、排水泵站的設備三、排水泵站的建筑形式89中途泵站終點泵站將上游來水提升至下游溝道內(nèi)總干溝的終端，把廢水送入污水廠，或把廢水排入水體一、排水泵站的分類和組成1、分類

按輸送的介質(zhì)分：

按泵站所處位置分：污水泵站、雨水泵站、合流泵站90

一、排水泵站的分類和組成2、組成進水間—設備—泵房91二、排水泵站的設備水泵機組格柵引水設備變配電系統(tǒng)起重設備發(fā)電機92排水泵站的房屋建筑由進水間和泵房兩部分組成雨水泵站，兩者常重疊成兩層建筑，下層為進水間，上層為泵房。污水泵站，兩者常并列成兩層建筑，進水間在前，泵組間在后，常為地下泵房。三、排水泵站的建筑形式93泵站內(nèi)部943.1.3污水泵站及污泥泵站的工程設計2、

污泥泵站的工程設計

①污泥泵站的特點及一般規(guī)定

★污泥泵站的特點：是提升的介質(zhì)為粘稠度比污水大的污泥。★污泥泵站的一般規(guī)定：布置要求、格柵、集泥池②污泥泵站的設計要點

★集泥池容積計算（P265，公式2-3-16）

V=Q0t×60/1000

★選泵（P266）9596水泵工作點（圖2-3-17）:水泵性能曲線Q-H,和管路特性曲線Q2-H按同一比例畫在一張圖上，這兩條曲線有一個交點A，稱為水泵工作點。在工作點上，水泵所提供的水頭正好是管路所產(chǎn)生的水頭損失。

排水溝道系統(tǒng)思考題1廢水的分類及主要特征？2排水體制有哪幾種？各有什么特點？3排水系統(tǒng)由哪幾部分組成？它們的主要功能是什么？