第八章--居住小区排水系统PPT课件

1 一 居住小区排水系统的分类及组成1 居住小区排水系统的分类建筑小区排水是指民用建筑群 住宅小区 及厂区的室外排水 建筑小区排水管道采用直埋式敷设 在居住小区及工业企业内部 日常生活和生产过程中使用大量的水 水在使用过程中受到不同程度的污染 改变了原有的化学成分和物理性质 成为污水 污水按其来源不同可分为生活污水 工业废水和雨水三类 第八章居住小区排水系统 2 2 排水系统的体制居住小区生活污水 工业废水和雨水是采用一个管渠系统来排除 还是采用两个及两个以上各自独立的管渠系统来排除 污水的这种不同的排除方式称为排水系统体制 建筑小区排水系统的体制主要分为分流制和合流制两种类型 居住小区内的分流制是指生活污水管道和雨水管道分流的排水方式 合流制是指同一管渠内接纳生活污水和雨水的排水方式 居住小区的排水出路一向应排入城市下水管道系统 故小区排水体制应和城镇排水体制相一致 第八章居住小区排水系统 3 分流制排水系统中 雨水由雨水管渠系统收集就近排入附近水体或城镇雨水管渠系统 污水则由污水管道系统收集 输送到城镇或小区污水处理厂进行处理后排放 根据环境保护要求新建居住小区一般采用分流制系统 居住小区内排水需要进行中水回用时 应设分质 分流排水系统 即粪便污水和杂排水 生活废水 分流 以便将杂排水收集作为中水原水 第八章居住小区排水系统 4 3 居住小区排水系统的组成 1 污水排水系统的组成污水排水系统主要由以下部分组成 建筑内部排水系统及设备 小区室外排水管道 小区污水泵站及压力管道 小区污水处理站 2 工业废水排水系统的组成工业废水排水系统主要由以下部分组成 车间内部管道系统和设备 第八章居住小区排水系统 5 厂区管道系统 污水泵站及压力管道 废水处理站 3 雨水排水系统的组成小区内雨水排水系统主要由以下部分组成 房屋雨水管道系统和设备 建筑小区雨水管道及雨水口 城镇雨水管道 第八章居住小区排水系统 6 厂区管道系统 污水泵站及压力管道 废水处理站 3 雨水排水系统的组成小区内雨水排水系统主要由以下部分组成 房屋雨水管道系统和设备 建筑小区雨水管道及雨水口 城镇雨水管道 第八章居住小区排水系统 7 某小区污水干管布置图 第八章居住小区排水系统 8 某组团内污水支管和接户管布置图 第八章居住小区排水系统 9 某小区雨水干管布置图 第八章居住小区排水系统 10 某组团内雨水支管和接户管布置图 第八章居住小区排水系统 11 二 小区污水管道水力计算1 居住小区排水量计算污水管道水力计算的任务是合理地确定污水管道的管径 敷设坡度和埋设深度 因此 进行管道水力计算的首要任务 就是要合理的确定污水管道的设计流量 污水设计流量包括生活污水和工业废水两大类 1 居住小区生活污水设计流量的确定Q1 居住小区生活污水设计流量 L S 第八章居住小区排水系统 12 q 居住区生活污水量定额 L 人 d N 设计人口数 人 K 生活污水量总变化系数 见表书8 1 居住小区生活污水量定额应根据地区所处理位置 气候条件 建筑内部卫生设备设置情况确定 根据 小区给水排水设计规范 规定 居住小区生活污水定额和小时变化系数可与小区生活给水定额和小时变化系数相同 污水设计流量为最高日最高时污水流量 总变化系数KZ为最高日最高时污水流量与平均日平均时污水流量的比值 第八章居住小区排水系统 13 2 居住小区公共建筑生活污水的确定居住小区内公共建筑生活污水量是指医院 中小学校 幼托 浴室 饭店 食堂 影剧院等排水量较大的公共建筑排出的生活污水量 在计算时 常将这些建筑的污水量作为集中流量单独计算 公共建筑生活污水量Q2的计算方法可按下式计算 某类公共建筑生活用水量定额 见书表 同类建筑物用水单位数 第八章居住小区排水系统 14 3 小区内工业企业生活污水设计流量的确定工业企业内生活污水是指来自工业生产区厕所 浴室 食堂 盥洗室等处的污水量 其设计流量按下式计算 Q3 工业企业生活污水设计流量 L S N1 一般车间最大班职工人数 人 N2 热车间最大班职工人数 人 第八章居住小区排水系统 15 q1 一般车间职工生活污水量标准 以25L 人 班 计 q2 热车间职工生活污水量标准 以35L 人 班 计 K1 一般车间生活污水量时变化系数 以3 0计 K2 热车间生活污水量时变化系数 以2 5计 N3 一般车间最大班使用淋浴的职工数 人 N4 热车间最大班使用淋浴的职工人数 人 q3 一般车间淋浴污水量标准 以40L 人 班 计 q4 高温车间 污染严重车间的淋浴污水量标准 以60L 人 班 计 T 每班工作时数 h 第八章居住小区排水系统 16 4 小区工业废水设计流量的确定Q4 工业废水设计流量 L S m 生产过程中每单位产品的废水量标准 L M 产品的平均日产量 T 每日生产时数 h Kz 总变化系数 第八章居住小区排水系统 17 5 小区污水总流量的确定小区的污水包括居民生活污水 公共建筑生活污水 工业废水和工业企业生活污水四部分 因此 小区污水设计总流量为Q 小区污水设计流量 L s 上述污水设计流量的计算方法是假定排出的各类污水在同一时间内出现最大流量 根据这种假定计算的污水总设计流量偏大 采用上述计算方法 简便可行 而且偏于安全 第八章居住小区排水系统 18 2 污水管道的水力计算污水管道的水力计算任务是在管段所承担的污水设计流量已定的条件下 合理地确定污水管道的断面尺寸 管径 坡度和埋设深度 1 污水管道水力计算基本公式污水在管道内的流动属于无压流 污水管道的水力计算是按无压均匀流计算公式计算 第八章居住小区排水系统 19 Q 流量 m s W 过水断面面积 m v 流速 m s R 水力半径 过水断面面积与湿周的比值 m i 水力坡度 即水面坡度 等于管底坡度 C 流速系数或称谢才系数 C值一般按曼宁公式计算 即 第八章居住小区排水系统 20 将该公式代入上述两式得 n 管壁粗糙系数 该值根据管渠材料而定 见表 在实际工程计算中 为简化计算 可根据上述公式制成 排水管渠水力计算表 见书附录15 第八章居住小区排水系统 21 排水管渠粗糙系数表 第八章居住小区排水系统 22 2 污水管道水力计算的规定为了保证污水管道的正常运行 避免污水在管道内产生淤积和冲刷 在进行水力计算时 对采用的设计充满度 流速 坡度 最小管径和埋深等问题 做了如下规定 设计充满度是污水在管道中的水深h和管径D的比值 当h D 1时称为满流 当h D 1时称为非满流 污水管道按非满流进行设计 其最大设计充满度的规定见下表 第八章居住小区排水系统 23 规定有几个原因 a 污水流量时刻变化 难于精确计算 而且雨水或地下水可能渗入污水管道 因此 有必要保留一部分管道容积 b 污水管道内沉积的污泥可能分解出一些有毒气体 故需留出适当空间 以利管道通风 排出有害气体 c 当管道埋设于地下水位以下时 必须考虑地下水渗入污水管道的水量 因此需保留一定的容积 第八章居住小区排水系统 24 设计流速 与设计流量 设计充满度相应的水流平均速度称作设计流速 污水在管道内流动 如果流速太小 污水中的部分杂质可能下沉 产生淤积 如果流速太大 可能产生冲刷 甚至冲坏管道 为了防止管道中产生淤积或冲刷 设计流速不易过小或过大 应在最大和最小流速范围之内 现行 室外排水设计规范 规定 污水管道的最小设计流速为0 6m s 明渠为0 4m s 最大是设计流速 金属管材10m s 非金属管材为5m s 最小直径 一般在污水管道的上游部分 设计污水量很小 若根 第八章居住小区排水系统 25 据实际污水设计流量计算 则管径会很小 污水管道的养护管理经验证明 管径过小的污水管道极易堵塞 因此 为了污水管道养护管理的方便 规定了污水管道的最小直径 当按污水设计进行计算所求得的管径小于最小管径规定时 可以采用最小管径值 最小管径数值见下表 最小设计坡度 相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度称为最小设计坡度 最小设计坡度与水力半径R满度有关 当水力半径R和充满度不同时 则有不同的最小设计坡度 最小设计坡度见下表 第八章居住小区排水系统 26 最小管径和最小设计坡度 第八章居住小区排水系统 27 3 小区污水管道埋设管道埋设深度将直接影响管道系统的造价和施工期 管道埋深愈大 造价愈高 施工期愈长 因此合理地确定埋深是非常重要的 污水管道的最小覆土厚度根据结冻和因土壤冻胀而损坏 室外排水设计规范 规定 无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道 管底可埋设在冰冻线以上0 15m 有保温措施或水温较高的管道 管底在冰冻线以上的距离可以加大 其数值应根据该地区或条件相似地区经验确定 第八章居住小区排水系统 28 必修防止管壁因地面荷载而受到破坏 为了防止车辆压坏管道 管顶要求有一定覆土厚度 覆土厚度的大小与管道本身的强度 地面活荷载大小等因素有关 室外排水设计规范 规定 在车行道下 管顶最小覆土厚度不宜小于0 7m 非车行道下的污水管道 其覆土厚度可以适当减少 必须满足管道在衔接上的要求 住宅 公共建筑内产生的污水要能顺畅排入街道污水管网 就必须保证街道污水管网起点埋深小于或等于街道污水管网的终点埋深 而街坊污水管起点的埋深又必须等于或大于建筑物污水出户管的埋深 第八章居住小区排水系统 29 一般只满足安装要求时 污水出户管的最小埋深一般为0 5 0 6m 街坊或庭院污水管道的起端最小埋深也相应为0 6 0 7m 根据书图和下面公式计算出街道管网起点的最小埋设深度 H 街道污水管网起点的最小埋深 m h 街坊污水管起点的最小埋深 m Z1 街道污水管起点检查井处地面标高 m 第八章居住小区排水系统 30 Z2 街坊污水管起点检查井处地面标高 m i 街坊污水管和连接支管的坡度 L 街坊污水管及连接管的总长度 m h 连接支管与街道污水管的管内底高差 m 在计算时 按以上三个方面的因素 得到三个不同的管底埋深或管顶覆土厚度值 其中最大值就是这一管道系统起端的允许最小覆土厚度或最小埋设深度 第八章居住小区排水系统 31 管道的埋深愈大 则造价愈高 施工期愈长 管道埋深允许的最大值称为最大允许埋深 一般在干燥土壤中 最大埋深不超过7 8m 在多水 流砂 石灰岩地层中 一般不超过5m 当管道埋深超过以上数值时 就得设置污水提升泵站抽升污水 以减少下游管段的埋设深度 降低工程造价 4 污水管道水力计算的方法和步骤在具体进行污水管道水力计算时 首先应将管道系统划分出设计管段 确定各设计管段的污水设计流量 再确定各设计管段的管径 坡度和管底埋深 第八章居住小区排水系统 32 1 设计管段和设计流量的确定 小区内污水管道采用最大小时流量作为设计流量 在污水管道系统中 从上游管段到下游管段 污水设计流量愈来愈大 也就是说污水流量沿线是增加的 为了简化计算 可假定某两个检查井之间的管段 采用的设计流量不变 且采用相同的管径和坡度 这种管段称为设计管段 因此 在进行整个污水系统设计时 应先把设计管段划分出来 然后对每个设计管段在流量不变的情况下 进行管径 坡度和埋深的计算 第八章居住小区排水系统 33 每一个设计管段的污水设计流量 如下图 可能包括以下几种流量 本段流量q1是从管段沿线街坊流来的污水量 转输流量q2是从上游管段或旁侧管段流来的污水量 集中流量q3是从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量 对某一设计管段而言 本段流量沿线是变化的 但为了计算的方便 通常假定本段流量集中在起点进入设计管段 第八章居住小区排水系统 34 设计管段的设计流量 第八章居住小区排水系统 35 本段流量可用下式计算 设计管段的本段流量 L S 设计管段服务的街坊面积 10m2 生活污水量总变化系数 单位面积的本段平均流量 即比流量 L s 10m 第八章居住小区排水系统 36 2 污水管道的衔接 污水管道的管径 坡度 高程 方向发生变化及支管接入的地方都需设检查井 在设计时必须考虑在检查井内上下游管道衔接时的高程关系问题 管道在衔接时应满足以下要求 避免上游管段中形成回水而造成淤积 应尽量提高下游管段的高程 以减少管段埋深降低造价 常用的衔接方法有水面平接和管顶平接两种 如下图所示 水面平接是指在水力计算中 使上游管段终端和下游管段起端在设计充满度下水面相平 即上游管段端 第八章居住小区排水系统 37 污水管道的衔接 a 水面平接 b 管顶平接 第八章居住小区排水系统 与下游管段起端的水面标高相同 管顶平接是指在水力计算中 使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同 38 3 水力计算图表 应用水力计算公式进行水力计算 比较复杂 为了简化计算 通常采用排水管渠水力计算表 见附录 对每一张表而言 管径D和粗糙系数n是已知的 表中有流量Q 流速 充满度h D 管道坡度i四个系数 在使用时 知道其中两个 便可以在表中查出另外两个参数 3 污水管道水力计算的方法和步骤在具体进行污水管道水力计算时 首先应将管道系统划分出设计管段 确定各设计管段的污水设计流量 再确定各设计管段的管径 坡度和管底埋深 第八章居住小区排水系统 39 三 小区排水常用管材及附属构筑物1 居住小区排水常用管材排水管道材料应就地取材 且具有一定的强度 抗渗性能 同时还应具有良好的水力条件 常用的管道有混凝土管 钢筋混凝土管 穿越管沟 河流等特殊地段或承压地段可采用钢管和铸铁管 1 混凝土管和钢筋混凝土管混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材 制造方便 可根据不同的抗压要求 制成无压管 低压管 预应力管等 所以在排水管道系统中得到普遍应用 第八章居住小区排水系统 40 它们的主要缺点是抗酸碱侵蚀及抗渗性能较差 管节短 接头多 施工复杂 自重大 搬运不便 混凝土管和钢筋混凝土管管口通常有承插式 企口式 平口式 见下图所示 混凝土管和钢筋混凝土管 a 承插式 b 企口式 c 平口式 第八章居住小区排水系统 41 2 金属管常用的金属管有铸铁管和钢管 金属管质地坚固 抗压 抗震 抗渗性能好 内壁光滑 水流阻力小 管子每节长度大 接头少 但价格昂贵 钢管抗酸碱腐蚀的能力差 一般只在外部荷载很大或渗漏要求特别高的情况下考虑使用 3 塑料管塑料管是近几年在国内开始使用 主要用在小口径管道 其优点是耐腐蚀 内壁光滑 重量轻 不易堵塞 是国家科委明确推广的新产品 第八章居住小区排水系统 42 2 附属构筑物 1 检查井检查井设置在排水管道的交汇处 转弯处 以及管径 坡度 高程变化处 直线管段上每隔一定距离设一处检查井 居住小区内检查井在直线管段上最大间距见下表 检查井一般采用圆形 由井底 包括基础 井身和井盖三部分组成 检查井井底材料一般采用低等级混凝土 基础采用碎石 卵石 碎砖夯实或低等级混凝土 为使水流通过检查井时阻力较小 井底宜设半圆形或弧形流槽 第八章居住小区排水系统 43 井身材料采用砖 石 混凝土或钢筋混凝土 井身的构造与工人是否下井有密切关系 不需要下人的浅井 构造很简单 一般为直壁圆筒形 需要下人的较深检查井在构造上可分为工作室 渐缩部和井筒三部分 检查井1 井底 2 井深 3 井盖 第八章居住小区排水系统 44 检查井的最大间距 第八章居住小区排水系统 45 2 跌水井跌水井是设有消能设施的检查井 其作用是连接两段高程相差较大的管段 目前常用的跌水井有两种 即竖管式和溢流堰式 竖管式用于直径等于或小于400mm的管道 溢流堰式用于直径大于400mm的管道 竖管式跌水井的构造 见下图 这种跌水井一般不做水力计算 管径不大于200mm时 一次落差不宜超过6m 当管径为300 400mm时 一次落差不宜超过4 0m 管径不大于400mm时 其一次跌水高度按水力计算确定 溢流堰式跌水井的构造 见下图 它的主要尺寸及跌水方式一般应通过水力计算确定 46 竖管式跌水井 溢流堰式跌水井 47 当管道跌水高度在1m以内时 可以不设跌水井 只要将检查井井底做成斜坡即可 不采取专门的跌水措施 3 雨水口雨水口用于收集地面雨水 然后经过连接管流入雨水管道 合流制管道上的雨水口必须设有水封管 以免管道内的臭气散发到地面上来 雨水口一般设在距交叉路口 路侧边沟有一定距离且地势低洼的地方 雨水口为一矩形井 常用砖砌或混凝土预制 它的构造包括进水箅 井筒和连接管三部分 见下图 雨水口按进水箅在街道上的位置可分为边石水口 边沟雨水口 以及联合雨水口三种形式 第八章居住小区排水系统 48 平算雨水口1 进水蓖 2 井筒 3 连接 第八章居住小区排水系统 49 4 水封井当生产污水能产生引起爆炸或火灾的气体时 其废水管道系统中必须设水封井 水封井的位置应设在产生上述废水的生产装置 贮罐区 原料贮存场地 成品仓库 容器洗涤车间等废水排出口处或适当距离的干管上 第八章居住小区排水系统 50 四 居住小区排水提升及污水处理1 居住小区排水提升排放 1 居住小区排水提升居住小区排水依靠重力自流排除有困难时 应及时考虑排水提升措施 设置排水泵房时 尽量单独建造 并且距居住建筑和公共建筑25m左右 以免污水 污物 臭气 噪声等对环境产生影响 排水泵房的设计流量与排水进水管的设计流量相同 污水泵房机组的设计流量按最大小时流量计算 雨水泵房机组的设计流量按雨水管道的最大进水流计算 水泵 第八章居住小区排水系统 51 扬程根据污 雨水提升高度 管道水头损失和自由水头计算决定 自由水头一般采用1 0m 污水泵尽量选用立式污泵 潜水污水泵 雨水泵则应尽量选用轴流式水泵 雨水泵不得少于两台 以满足雨水流量变化时可开启不同台数进行工作的要求 同时可不考虑备用泵 污水泵的备用泵 数量根据重要性 工作泵台数及型号等确定 但不得少于1台 污水集水池的有效容积 根据污水量 水泵性能及工作情况确定 其容积一般不小于泵房内最大一台泵5min的出水量 水泵机组为自动控制时 每小时开启水泵次数不超大型过6次 集水池有效水深一般在1 5 2 0m 第八章居住小区排水系统 52 雨水集水池容积不考虑调节作用 按泵房中安装的最大一台雨水泵30s的出水量计算 2 居住小区污水排放居住小区内的污水排放应符合现行 污水综合排放标准 和 污水排入城市下水道水质标准 规定要求 一般居住小区内污水都是生活污水 符合排入城市下水道的水质要求 如果小区污水排至城镇污水管道 可以直接就近排放 如果小区内有公共建筑的污水水质指标达不到排入城市下水道水质标准时 如医院污水的细菌指标 饮食行业的油脂指标等 则必须进行放水体的情况 严格执行 污水综合排放标准 一般要采用二级生物处理达标后方能排放 第八章居住小区排水系统 53 2 污水处理 1 小区污水处理设施的设置城镇内的居住小区污水尽量纳入城镇污水集中处理工程范围之内 城镇污水的收集系统应及时敷设到居住小区 设置的原则有以下几个方面 如果城镇已建成或已确定近期要建污水处理厂 小区污水能排入污水处理厂服务范围的城镇污水管道 小区内不应再建污水处理设施 第八章居住小区排水系统 54 如果城镇未建污水处理厂 小区污水在城镇规划的污水处理厂的服务范围之内 并已排入城镇管道收集系统 小区内不需建集中的污水处理设施 是否要建分散或过渡处理设施应持慎重态度 由当地政府有并部门按国家政策权衡决策 如果小区污水因各种原因