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第一章 排水系统概论 1 内容 1 排水系统的体制及其选择 2 排水系统的主要组成部分 3 排水系统的布置形式 4 工业企业排水系统与城市排水系统的关系 5 废水的综合治理和区域排水系统 6 排水系统的规划设计原则和任务 2 重点 1 排水系统的体制及其选择 2 排水系统的主要组成部分 3 排水系统的布置形式 4 废水的综合治理和区域排水系统 5 排水系统的规划设计原则和任务 3 难点 1 排水系统的体制及其选择 2 排水系统的布置形式 3 废水的综合治理和区域排水系统 4 第一节概述 一 基本概念1 污水 废水 人类生活和生产中用过的 且化学成分和物理性质改变了的水 按来源的不同 污水可分为 生活污水 工业废水和降水三类 5 生活污水 人类在日常生活中使用过的 并为生活废料所污染的水 主要成分 有机物 例如蛋白质 动植物脂肪 碳水化合物 尿素 氨氮等 污染较严重 需处理后排放 6 工业废水 工业生产活动中用过的水 主要成分随生产工艺的不同而不同 三种分类方法 按污染程度的不同 生产废水和生产污水按污染物化学性质 无机物 无机物 有机物 有机物按所含污染物的主要成分 酸性废水 含铬废水 含汞废水 含机磷废水 放射性废水 7 降水 大气降水 包括液态降水 雨 露 和固态降水 雪 冰雹 霜 通常指降雨 初期雨水 初降雨水 所形成的地表径流会挟带大气 屋面 地面上的各种污染物质 污染较严重 酸雨 一般指pH值 5 0的雨 雷或其它形式的大气降水 主要由SO2造成 8 2 城市污水 排入城镇污水系统的生活污水和工业废水 合流制排水水体中还包括生产废水 污染不严重的那一类工业废水 和雨水 城市污水为混合污水 性质变化很大 9 3 排水系统 排水的收集 输送 处理和排放等设施以一定的方式组成的总体 排水系统包括管道系统和污水处理系统 管道系统 收集和输送废水的设施 把废水从产生处输送至污水厂或出水口 它包括排水设备 检查井 管渠 水泵站等工程设施 污水处理系统 处理和利用废水的设施 包括城市及工业企业污水厂 站 中的各种处理构筑物及除害设施等 排放和重复利用系统 10 二 污水的最终处置 1 经处理后的污水其最后出路有三 排放水体 灌溉农用 重复使用其中排放水体是最常用的一种处置方式 11 2 城市污水重复使用的方式有三 自然回用 城市污水排入了下游城市作为水源的水体 间接回用 将处理后的城市污水注入地下补充地下水 作为供水的间接水源 直接回用 直接作为城市饮用水源 工业用水水源 杂用水水源 12 第二节排水系统的体制及其选择 一 排水系统的体制城市和工业企业的生活污水 工业废水和降水的收集与排除方式称为排水系统的体制 简称排水体制 13 二 排水体制的分类 完全分流制分流制不完全分流制半分流制排水体制旧合流制合流制截流式合流制全处理合流制 14 1 合流制排水系统 将生活污水 工业废水和雨水混合在同一套管渠内排除的排水系统 最早的合流制 旧合流制 将城市的混合污水不经任何处理直接排入水体的排水方式 截留式合流制 沿河修建截流干管 设置溢流井 下游设置污水处理厂 全处理合流制 将合流污水全部送至污水处理厂处理后再排放 15 16 2 分流制排水系统 将生活污水和工业废水用一套或一套以上的管网系统 而雨水用另一套管排除的排水系统 前者称为污水排水系统 后者称为雨水排水系统 根据排除雨水的不同 分流制可分为完全分流制和不完全分流制 17 完全分流制 具有完整的污水排水系统和雨水排水系统 不完全分流制 只有完整的污水排水系统 未建雨水排水系统 截流式分流制 半分流制 既有污水排水系统 又有雨水排水系统 可以把初期雨水引入污水管渠的特殊设施 雨水跳跃井 18 19 各种排水体制的比较 20 三 排水体制的选择 1 工业企业中 一般采用分流制排水系统 多数情况下 采用分质分流 清污分流 若生产废水的成分和性质同生活污水类似时 可将生活污水和生产污水用同一管道系统排放 水质较清洁生产废水 第一类废水 可直接排入雨水管道 或重复利用 含有特殊污染物的有害生产污水 应在车间附近设置局部处理设施 不允许与生活或生产污水直接混合排放 21 2 城市中 环境保护是选择排水体制时所考虑的主要问题 在新建地区 排水系统一般应采用分流制 可考虑采用合流制排水系统的情况 a 附近有水量充沛的大河或近海且发展受到限制的小城镇地区 b 街道较窄且地下设施较多 修建污水和雨水两条管线有困难地区 c 雨水稀少 废水全部处理的地区 沙漠地区 22 第三节排水系统的主要组成部分 一 城市污水排水系统1 室内污水管道系统及设备 收集生活污水 并将其排放送至至室外居住小区污水管道中去 23 2 室外污水管道系统 分布在地下的靠重力流输送污水至泵站 污水厂或水体的管道系统 又分为 居住小区污水管道系统 接户管 小区支管 小区干管街道污水管道系统 城市支管 干管 主干管管道上的附属构筑物 检查井 倒虹管等 24 3 污水泵站及压力管道局部泵站 低洼地区的污水需要提升至较高地区的管道中污水泵站中途泵站 当埋深大于最大允许值时设置总泵站 污水厂中 终点泵站 25 二 雨水排水系统 1 建筑物的雨水管道系统和设备2 居住小区或工厂雨水管渠系统3 街道雨水管渠系统 检查井 泵站等 4 排洪沟5 雨水出水口 八字式 一字式 26 27 第四节排水系统的布置形式 一 排水系统平面布置形式的影响因素1 地形2 竖向规划3 污水厂的位置4 土壤条件5 河流情况6 污水的种类和污染程度 28 二 以地形为主要因素时的排水系统布置形式 1 正交式 适用条件 地势向水体适当倾斜 坡度较小 特点 多排水流域的干管可以以最短的距离与水体垂直的方向布置 优点 a 干管长度短 管径小 因而经济 b 污水排除速度快 应用 在现代城市 正交式布置方式仅用排除雨水 29 2 截留式 适用条件 地势向水体适当倾斜 特点 在正交式的基础上 沿河敷设主干管 并将各干管的污水截流送至WWTP 优点 减轻水体污染 改善和保护环境 应用 适用于分流制污水排水系统 亦适用于区域排水系统 30 3 平行式 适用条件 地势向水体有较大倾斜的地区 坡度较大 特点 干管与等高线及河道基本上平行 而主干管与等高线及河道成一定斜角敷设 优点 a 可避免管道受到严重冲刷 b 减少跌水井数目 31 4 分区式 适用条件 地势高低相差很大的地区 特点 高地区 低地区分别敷设独立的管道系统 高地区的污水靠重力流直接进入WWTP 而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或直接送至WWTP 优点 充分利用地形排水 节省电力 32 5 分散式 多个正交式 适用条件 城市周围有河流 或城市中央部分地势高 地势向周围倾斜的地区 特点 各排水流域具有独立的排水系统 各流域的干管常采用辐射状分散布置 优点 干管长度短 管径小 管道埋深浅 缺点 污水厂和泵站的数量将增多 应用 在地形平坦的大城市 采用分散式较有利 33 6 环绕式 适用条件 地势中间高 周围低 只有局部与水体靠近 或污水厂用地不足的情况下 特点 沿四周布置主干管 将各干管的污水截流至污水厂 优点 污水厂数目减少 基建投资和运行管理费用省 有利于废水的综合利用 缺点 泵站数目增多 截流干管加长 34 35 第五节工业企业排水系统和城市排水系统的关系 一 工业废水的治理1 不排或少排废水2 对必须排出的工业废水 应采取以下措施 重复利用 按不同水质分别回收利用废水中的有用物质 以废治废 如酸碱中和 废气一般呈酸性 36 二 工业废水与城市排水系统的关系 1 当工业企业位于城市内 应尽量考虑将工业废水排入城市排水系统 统一排除和处理 2 工业废水排入城市排水系统时对其水质的要求 不影响排水管渠和污水厂等构筑物的正常运行 不危害养护管理人员 不影响污水厂出水和污泥的排放和利用排入城市下水道的工业废水水质 其最高容许浓度必须符合 污水排入城市下水道水质标准 CT3082 1999 37 3 工业废水的局部处理当工业废水中含有有毒物质 如NaCN KCN 不能满足要求时 应在厂内设置局部处理除害设施 废水处理站等 处理达标后再排入城市下水道 注意 水质超标时 不得用 稀释法 降低其浓度而后排入城市下水道 38 4 当城市污水厂未建时 而工业废水对环境的污染又较严重 如小江 小河 这时可考虑对工业废水单独地进行无害化处理后直接排入水体 此时 处理后的工业废水应符合 污水综合排放标准 GB8978 1996 或行业标准 39 一 废水综合治理1 合理的生产布局 2 做好城市的总体规则 工业区尽量在下游 下风向 3 合理利用水体 土壤等自然环境的自净能力 4 严格控制废水和污染物的排放量 5 做好区域性综合治理及建立区域排水系统 第六节废水的综合治理和区域排水系统 40 二 区域排水系统 1 定义 将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的排水系统 又称流域排水系统 2 特点 用一个大型区域污水厂代替许多分散的小型污水厂 降低污水厂的基建投资和运行管理费用 防止工业和人口稠密地区的地面水污染 改善和保护了环境 提高生活污水和工业废水混合处理效果以及控制的可靠性 41 3 优点 污水厂数量少 污水处理设施大型化 集中化 单位水量的基建投资和运行管理费用低 经济 污水厂占地面积小 省地 水质 水量变化幅度小 有利于运行管理 提高水资源利用与污水排放体系合理化 而且可能形成统一的水资源管理体系 42 4 缺点 当排入大量的工业废水时 有可能使污水处理发生困难 工程设施规模大 造成运行管理困难 发挥效益慢 43 44 三 确定区域排水系统方案时 应考虑以下问题 1 近期和远期的全部污水量和水质 2 尽量减少工业废水的排放量 3 工业废水与生活污水混合处理的可能性 以及雨水和生产废水混合排除和利用的合理性 4 对用水和取水点的河水水质 应预计到当位于该点上游的全部排水对象的污水排入时产生的后果 45 第七节排水系统的规划设计原则和任务 一 排水工程的规划设计1 设计对象 需要新建 改建或扩建排水工程的城市 工业企业和工业区域 2 主要任务 排水管道系统和污水处理厂的规划与设计 46 3 规划与设计的基础 在区域规划以及城市和工业企业的总体规划的基础上进行 基础资料 人口 气候 水 工矿企业 道路 人口密度 污水量标准 厂址选择 设计规模 设计期限 近 远期安排 排水区界 排水系统设置的边界 取决于区域城市和工业企业规划的建筑界限 47 4 基本建设程序 可行性研究阶段 设计阶段初步设计 满足审批 控制工程投资 编制施工图设计 组织施工和生产准备等的要求扩大初步设计 技术设计 施工图设计 施工 安装 加工 施工预算编制 48 组织施工阶段 建设单位 简称甲方 设计单位 乙方 施工单位 简称丙方 监理单位 简称丁方 竣工验收交付使用阶段 49 二 排水工程规划与设计原则 1 符合区域规划以及城市和工业企业的总规 并与其它单项工程规划与建设密切配合 2 要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置相协调 对环境质量的影响 确定处理水平的处置方案时 区域排水系统的可能性 3 处理好污染源与集中处理的关系 城市污水应以点源治理与集中处理相结合 以城市集中处理为主的原则 4 考虑污水经处理后回用的方案 50 5 考虑给水和防洪问题6 按近期设计 考虑远期发展有扩建的可能 污水管网 按远期设计