《排水工程》讲义汇总

第一章排水系统的概论一、污水的分类二、排水系统的体制三、排水系统的主要组成部分总结一、污水的分类1、污水的定义：2、分别介绍这三种污水①生活污水②工业废水③降水1、污水的定义:人类的生活和生产活动要用大量的水，在使用过程中水会受到不同程度的污染，改变了原来的化学成分和物理性质（如：COD、BOD、挥发酚、重金属含量、色度、味、温度），这些水叫废水或污水。其中包括：雨水和冰雪融化水。按照来源来分类，可分为：生活污水、工业废水和降水。2、分别介绍一下这三种污水：①生活污水…指人们日常生活中用过的水。生活污水是受到污染的废水。包括如图： 生活污水—B月「蛋白质主要污染物/有机物（较多）j 氨氮主要污染物/有机物（较多）j 氨氮尿素 ［理后排放I肥皂和洗涤剂［灌溉病原微生物f寄生虫卵I肠系传染病菌脂肪食堂碳水化合物1-洗衣房②工业废水--指在工业生产中所排放的废水。来自车间或矿场。其特点为：水质、水量变化大。工业废水按污染程度可分为：生产废水和生产污水。a、生产废水--指使用过程中受到轻度沾污或水温稍有增加的水。如：机械冷却水。这样废水经某些处理后即在生产中重复使用或直接排放水体。下边是冷却循环水利用的工艺流程图：水处理剂—।蒸发।一补一次水（蒸发、排放）"、泵|换热设备——＞冷却塔 ^部分排放-TjITJ（3-5℃）泵 水处理设备（水质稳定）循环冷却水、循环利用丁艺流程图b、生产污水--其中所含污染物指在使用过程中受到较严其中所含污染物重污染的水。多半具有危害性。其中所含污染物氟化物 ｝有毒、有害物质、经处理后,可排放或回用生产镉、铭、铅、汞）（电镀）经处理后,可排放或回用生产多氯联苯、合成洗涤剂（药） 》放射性物质（矿）物理性状十分可恶（皮革、印染）＞③降水--即大气降水液态降水（雨、露）固态降水（雪、冰雹、霜）★一般降雨，雨水均比较清洁，但其形成的径流量大，如不及时排泄，会给人类带来灾害。另外，降雨初期水质也比较差。雨水也是排水的主要对象之一。一般情况下,雨水不需处理，可就近直接排放水体。★咱们讲的排水系统就是解决这三种污水的运输和处置的问题。二、排水系统的体制（采用的排水方式）排水系统的体制定义1、合流制排水系统a、直泄式合流制排水系统b、截流式合流制排水系统2、分流制排水系统完全分流制排水系统不完全分流制排水系统3、在设计中如何合理的选择排水系统的体制排水系统的体制（采用的排水方式）的定义:「生活污水★如前，在城市和工业企业中有J工业废水〔雨水★排水系统的体制（排水体制）指用于排放生活污水、工业废水和降水这三种废水所采用的排除方式的管渠系统。★排水体制：一★排水体制：一般分为合流制

分流制1、合流制排水系统指将生活污水、工业废水和雨水混合在同一管渠内排除的排水系统。它也是许多古老城市采用比较多的排水系统。a、直泄式合流制排水系统不经处理直泄式合流制排水系统排除的混合污水就近排放。直排不足：受纳水体将受到严重的污染。随着经济的发展，排放量逐日增加，河水污染日益严重，治理污染就提到日程。人们开始对旧的合流制排水系统在原来的基础上进行改造，形成了截流式合流制排水系统。兴建了许多污水处理厂。

直泄式合流制排水系统的特点：①管渠系统造价低②如建水处理厂造价高、运行困难。③管道维护费用低。【晴天‘部分流’易沉淀。〔但雨天，满流，沉淀可被冲走。合流制排水系统示意图合流制排水系统示意图截流式合流制排水系统示意图合流管截流式合流制排水系统示意图合流管b、截流式合流制排水系统特点：①沿河岸设截流干管；②在截流干管与合流干管交汇处或之前设益流井；③在截流干管后设污水处理厂［晴天，部分流，易沉淀。《雨天，满流可冲走沉淀。④管渠系统造价比较低，管道维护费用也比较低⑤污水处理厂处理费用较高。水量变化不太大，但水质变化太大，给运行管理带来一定困难。截流式合流制排水系统突出的缺点：①部分混合液未经处理就直排水体，对受纳水体也会造成一定的污染。②增加了污水处理厂的运行困难。改善措施：在溢流口附近或污水处理厂附近建设贮水池，贮存混合液，待雨后再将其送入污水处理厂处理。在管道的中、下游设调节池、处理设施（沉淀池）等，对混合液进行贮存调节，减少混合液溢流的次数和水量，去除污染物，改善水质。雨后，再用泵抽升至污水处理厂进行处理。2、分流制排水系统分流制排水系统：是指建立污水排水系统、雨水排水系统两个相互独立的排水系统，在污水排水系统的管道中排除生活污水、工业废水，在雨水排水系统的管渠中排除雨水。「生活污水「污水排水系统--排除J 的排水系统。〔工业废水'雨水排水系统--排除雨水的排水系统。「污水排水系统「完全分流制Y|雨水排水系统分流制I「污水排水系统|不完全分流制Y〔未建雨水排水系统「雨水沿地面、街道径流未建雨水排水系统〔补充而修建部分雨水管道3、在设计中如何合理的选择排水系统的体制?•环境保护方面的要求•基建投资方面•维护管理方面•施工方面

排水系统是指排水的收集、运输、处理和利用以及排放设施以一定的方式组合的总体。 _1、污水排水系统的主要组成部分 fJ城市污水排水系统主要排除 IJ生活污水I工业废水。其主要组成部分：①室内污水管道系统及设备卫生器具一水封…支管……竖管…出户管—.检查井（室外小区售满索绿）②室外排水管道系统分布在地面以下，靠重力流输送污水至泵站，污水处理厂或水体的管道输送系统。可分为： 排水系统是指排水的收集、运输、处理和利用以及排放设施以一定的方式组合的总体。 _1、污水排水系统的主要组成部分 fJ城市污水排水系统主要排除 IJ生活污水I工业废水。其主要组成部分：①室内污水管道系统及设备卫生器具一水封…支管……竖管…出户管—.检查井（室外小区售满索绿）②室外排水管道系统分布在地面以下，靠重力流输送污水至泵站，污水处理厂或水体的管道输送系统。可分为： 物各污水出户管的污水管道。（一般布于道路下）居住小区管道系统街道管道系统a、居住小区管道系统敷设在居住小区，连接建筑物出户管的污水管道系统。接户管：布置在建筑物周围，接纳建筑小区支管：布置在居住组团内与接户管连接的污水管道。（一般布于道路下）小区干管：接纳各个管道的污水。O—］一］EI—?三、排水系统的主要组成部分 查井b、街道污水管道系统敷设在街道下，用以排除居住小区管道流来的污水。检查井底流槽顶与上、下游管道的顶相平，或与0.85倍大管管经处相平。流槽两侧到检查井内壁的距离查井b、街道污水管道系统敷设在街道下，用以排除居住小区管道流来的污水。检查井底流槽顶与上、下游管道的顶相平，或与0.85倍大管管经处相平。流槽两侧到检查井内壁的距离N20cm,以便下井人员立足，并有。.020.05的坡度坡向流槽，以防积水沉积。检查井底采用低标号混凝土，基础采用碎石、卵石、碎转夯实或低标号混凝土。检查井底流槽的形式在市区它由城市支管、干管和主干管组成。③管道系统上的附属构筑物「便于对管道系统定期检查和清通设检查井I衔接上下游管渠管底标高I跌落差大于1m,减缓流速设跌水井【为隔绝易燃、易爆气体进入排水管渠，设水封井b、雨水口包括：进水算、井筒和连接管3部分。进水算：铸铁、玲、石制。布置时注意：算条与水流方向平行比垂直效果好。雨水口可分为：边沟雨水口边石雨水口联合雨水口（边沟雨水口、边石雨水口）雨水井的连接管与街道排水管的检查井连接。当排水管直径大于800mm时，也可在连接管与排水管连接处不另设检查井，而设连接暗井。连接管d向上200mm；1=0.01；L<25m；在其上雨水口不宜超过3个。C、跌水井跌水井是设有消能设施的检查井。有两种:j竖管式 用于dS400mm的管道。〔溢流堰式——用于d>400mm的管道。竖管式跌水井一般不作水力计算，dN200mm时,一次落差S6m,D=300〜400之间，一次落差W4mo溢流堰式跌水井一般需经过水力计算求得。可用竖管式跌水井来代替。d、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。水封井不宜设在车行道或行人较多的地段，并应当远离产生明火的场地。水封深度一般采用0.25m。井上设通风管，井底设沉泥槽。换气井主要排除排水管道系统内厌氧发酵产生的气体，以防止发生爆炸、火灾等，设置设有通风管的检查井叫换气井。f、出水口排水管渠排入水体的出水口的位置和形式，应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。可分为：淹没式出水口、江心分散式出水口、一字式出水口和八字式出水口。④污水泵站及压力管道在排水系统中受地形的限制，重力流发生困难时，应设泵站。泵站可分为：「局部泵站Y中途泵站一总泵站压力管道指：压送从泵站出来的污水至高地自流管道、污水处理厂的承压管道。⑤污水处理厂供处理和利用污水、污泥的一系列构筑物及附属构筑物的综合袜。J在城市中称污水处理厂I布置在工厂中称污水处理站⑥出水口及事故排出口出水口：指污水排入水体的管道和出口，城市排水系统的终点设备。事故口：指在污水排水系统中途，在某些易发生故障的组成部分前后，设置排放口，一旦发生故障，污水就通过事故口排入水体。（比如：泵站、污水处理厂前边）2、工业废水排水系统的主要组成部分工业废水排水系统：指在工业企业中，用管道将各车间和其它排水对象所排出的不同性质的废水收集起来，送至废水回收利用的构筑物，经处理后排入水体或排入城市排水系统的设施的总体。主要排除工业企业内的生活污水和工业废水。工业废水排水系统的组成：a、车间内部管道系统和设备；b、厂区管道系统；c、污水泵站及压力管道；d、废水处理站；e、附属构筑物。说明：工业废水排水系统在接入城市排水管道前宜设检测设施。3、雨水排水系统组成：「建筑物的雨水管道系统和设备（雨水斗、天沟、雨水口）居住小区或雨水管渠系统I街道雨水管渠系统|排洪沟出水口〔附属构筑物（检查井、跌水井、溢流井）总结:以上讲述了1污水的分类：（生活污水<工业废水।降水J排水系统的体制：冲流制《合流制体制的选择<排水系统的组成:<排水系统的组成:、一雨水排水系统的组成这样我们就对各种排水系统有一个整体的印象，从下一节开始我们来研究具体的排水系统工程的设计。第二章污水管道系统的设计设计内容：1＞确定设计方案，在适当比例的总体布置图上；划分排水流域，布置管道系统2、根据设计人口数、污水量标准，计算污水设计流量。3、进行污水管道水力计算；确定管道断面尺寸，设计坡度,埋设深度等设计参数。4、确定污水管道在道路横断面上的位置。5、绘制管道平面图和纵剖面图，6、计算工程量，编制工程概、预算等文件。第一节设计资料的调查及设计方案的确定一、设计资料的调查1、明确任务的资料2、自然因素方面的资料3、工程情况的资料二、确定设计方案一、设计资料的调查包括三个方面：明确任务的资料自然因素方面的资料工程情况的资料这里包括了设计需要的基础数据、情况和图纸等。1、明确任务的资料a、明确该设计工程属新建、改建或扩建；b、了解相关城镇（地区）的总体规划和专业工程规划；c、明确设计范围、设计期限、设计人口；d、明确拟采用的排水体制；e、污水处置方式（直排、灌溉、处理、出口位置）；f、受纳水体的位置及防治污染的要求：g、现有雨水、污水管道系统的走向，排出口和高程，存在问题;h、与其它管线可能的交叉；i、工程投资情况。2、有关自然因素方面的资料⑴地形图选择适当的地形图（比例尺）a、在初步设计阶段，要求：,大型工程：采用设计地区和周围25〜30km范围的总平面图。比例尺1：10000—1：25000,等高线间距1〜2m。《中小型工程：采用设计地区的总平面图。比例尺L5000—1：10000,等高线间距1〜2m。I工厂：采用总平面图的比例为L500-1：2000,等高线间距0.5〜1m。b、在施工图阶段，要求：「有比例尺1:500~1:2000的街区平面图，等高线间距0.5~1叫y设置排水管道的沿线带状地形图，比例尺1:200-1:1000;〔拟建排水泵站和污水处理厂处、管道穿越障碍物（河、铁路）处的地形图，要求更加详细，比例尺1：100-1：500,等高线间距0.5~hn.⑵气象资料r气温（平均气温、极端最高、最低气温）；风向，风速；<降雨量资料或当地的雨量公式；日照情况；<空气湿度。⑶水文资料河流的流量、流速、水位、水面比降、洪水情况、水温、含砂量及水质分析与细菌化验资料等。城市、工业取水及排水情况。⑷地质资料土壤性质、土壤冰冻深度、土壤的承载力；地下水位及地下水有无腐蚀性、地震等级等。3、有关工程情况的资料a、道路的现状和规划b、地面建筑物和地铁、人防工程等其它地下建筑的位置c、地下管线的位置d、本地区的建材、管道产品、电力供应情况和价格e、建筑、安装单位的等级和装备情况。二、确定设计方案由以上基础资料，设计人员可根据工程要求和特点对工程中一些原则性的、涉及面较广的问题提出不同的解决办法，构成不同的方案。经过对方案进行经济的、技术的比较，确定最佳的方案，做为最终的设计方案。第二节污水设计流量的确定一、生活污水的设计流量1、居住区生活污水的设计流量计算1）居住生活污水定额（n）2）设计人口（N）3）生活污水量总变化系数（与）2、工业企业生活污水及淋浴污水设计流量计算二、工业废水设计流量三、地下水渗入量四、城市污水设计总量设计流量：污水管道及其附属构筑物保证通过的污水最大流量,一般按最大日最大时的平均秒流量确定，单位内，在无详细调查资料时，一般取最大流量之和，包括生活污水、工业废水,一、生活污水的设计流量1、居住区生活污水的设计流量计算_nN・Kz-24x3600Q「居住区生活污水设计流量（〃s）次-居住区生活污水定额（1/cap.d）N-设计人口（cap）勺-生活污水量总变化系数1）居住生活污水定额（n）可参考《室外排水设计规范》推荐参数选用；其中有居民生活用水定额、综合生活用水定额。A、居民生活用水定额指每人每天洗涤、冲厕、洗澡产生的污水量。B、综合生活用水定额指居民生活污水和公共设施排水总和。公共设施（娱乐场所、宾馆、浴室、商业网点、学校和机关办公室）参见P160附2」。设计中，一般要用当地的用水定额来确定排水定额。确定原则：a、给排水系统完善的地区可按用水定额的90%计。b、一般地区可按用水定额的80%计。

2）设计人口（N）设计人口指污水排水系统设计期、终期的规划人口数，该值由城镇的总体规划确定。污水管道服务的设计人口数=人口密度px服务面积F人口密度：单位面积上人口数，表示人口的分布情况，单位cap/ha,>总人口密度：计算中的地区面积，包括：街道、公园、运动场、水体等在内的人口密度。街区人口密度：计算中的面积只是街区的建筑面积时的人口密度。在初步设计中常采用总人口密度计算设计人口数，在技术设以母油丁囱书件出世或田密京人L虚国也注留犯弁人L立底3）生活污水量总变化系数（Kz）变化系数：表示污水水量变化的程度。用户用水时刻在变化,一般居住区污水量在凌晨最小，上午6-8点，下午5・8点流量最大。变化系数分为：日变化系数（K/、时变化系数（K/、总变化系数（Kz）。日变化系数（储）=时变化系数（勺）=总变化系数（日变化系数（储）=时变化系数（勺）=总变化系数（Kz）=一年最大日污水量一年中平均日污水量一年最大日最大时污水量该日平均时污水量~~最大日最大时污水量平均日平均时污水量=最大日污水量/24最大日最大时z=Jh=平均日污水量/24,平均日平均时

在计算生活污水设计流量时采用总变化系数，以最大日最大时污水量做为其设计流量。在具体设计中，得到KZ值是比较困难的，一般不易得到，在实际中，常采用以下公式：七=施一一经验公式Kz-总变化系数Q-平均日平均时均日平均1/s)Q=n.N/(24x3600)…•不乘变化系数注意：用此公式计算K/不宜大于2.3或小于1.3。当Q<51/s时，Kz=2.3当Q>10001/s时，Kz=1.32、工业企业生活污水及淋浴污水设计流量计算02二A,B,K,+ C、D[02二3600T36001 1 1 ZZZ 1 1 Z3600T36000-工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(//S)A-一般车间最大班职工人数(cap)4-热车间最大班职工人数(cap)用-一般车间职工生活污水定额,25//cop•班当-热车间职工生活污水定额,35〃cap•班一般车间生活污水量时变化系数，以3。计勺-热车间生活污水量时变化系数，以2.5计G-一般车间最大班使用淋浴的职工人数，c"PC2-热车间最大班使用淋浴的职工人数，MP2-一般车间的淋浴污水定额，40//cap•班2-高温、污染严重车间的淋浴污水定额，60//cap•班r-每班工作时数(〃)。 淋浴时间以1/r计。二、工业废水设计流量jnMKz3 3600T。3-工业废水设计流量Q/s）加-生产过程中每单