建筑设备第二章室外给水排水工程概述

第二章室外给水排水工程概述

室外给给水排水工程与建筑给水排水工程有着非常亲密日勺关系。其重要任务

是为城镇提供足够数量并符合一定水质原则H勺水；同步把使用后的水（污、废水）

汇集并输送到合适地点净化处理，在到达对环境无害化的规定后排人水体，或经

深入净化后浇灌农田、反复使用。

第一节室外给水工程概述

室外给水工程是为满足城镇居民生活或工业生产等用水需要而建造的工程

设施，它所供应的水在水量、水压和水质方面应适合多种顾客的不一样规定。因

此室外给水工程的任务是自水源取水，并将其净化到所规定口勺水质原则后，经输

配水管网系统送往顾客。

以地面水为水源的给水系统一般包括：取水二程、净水工程、图2—1为以

地面水为水源的都市给水系统图。以地下水为水源的给水系统一般包括：取水构

筑物（如井群、渗渠等）、净水工程（重要设施有清水池及消毒设备）、输配水工

程，如图2—2所示。

1一取水构筑物；2一级加压泵站；3—水净化构筑物；4一清水池;

1一井群；2一集水井；3一加压泵站；4一输水管；5—水塔；6—

配水管网

一、水源及取水工程

给水工程可分为两大类，一类为地表水，如匚水、河水、湖水、水库水及海

水等。另一类为地下水，如井水、泉室、喀斯特溶洞水等。

一般说来，地下水日勺物理、化学及细菌性质等均比地面水好，地下水作水源

具有经济、安全及便利维护管理等长处。因此，应首先考虑符合卫生规定的地下

水作为饮用水的水源。但在取集地下水时，必须根据确切日勺水文地质资料，其取

水量应不不小于容许开采量日勺原则，否则将使地下水源遭受破坏，甚至引起陆沉。

取水工程要处理的是从天然水源中取（集）水的措施以及取水构筑物的沟造

形式等问题。水源的种类决定着取水构筑物n勺构造形式及净水工程的构成。

地下水取水构筑物的形式与地下水埋深、含水层厚度等水文地质条件有关。

管井用于取水量大、含水层厚不小于5nl而底板埋藏深度不小于15m的状况；大

口井用于含水层厚度在5m左右，其底板埋深不不小于15m口勺状况；渗渠用于含

水层厚度不不小于5m底板的状况。泉室合用于有泉水露层厚度不不小于5m叫状

况。如图2-3所示。

地表水取水构筑的形式诸多，常见口勺有河床固定式、岸边缆车、浮船活动式

取水构筑物以及在山区仅有山溪小河的地方取水，常用低坝、底栏栅等取水构筑

物。图2—4为河床式取水构筑物。

二、水处理

水源水中往往具有多种杂质，如地下水常具有多种矿物盐类，地表水具有泥

砂、水草腐植质、溶解性气体、多种盐类、细菌及病原菌等。由于顾客对水质均

有一定的规定，故未经处理口勺水不能直接送往顾客。水处理的任务就是处理水的

净化问题。

水处理措施和净化程度应根据水源日勺水质和顾客对水质日勺规定向定。生活用

水净化须符合我国现行日勺《生活饮用水卫生原则》。

工业用水的水质原则和生活饮用水不完全相似，如锅炉用水规定水质具有较

低日勺硬度；纺织工业对水中的含铁量限制较严；制药工业、电子工业则需要含盐

量极低日勺脱盐水，因此，工业用水应对照生产工艺对水质的详细规定来确定对应

的水质原则及净化工艺。

都市自来水厂只满足生活饮用水的水质原则。对水质有特殊规定的工业企业

应单独建造生产给水系统。当用水量不大且容许白都市给水管网取水时，亦可用

自来水为水源再行深入的处理。

地表水的水处理工艺流程应根据水质和顾客对水质的规定确定。一般以供应

饮用水为目口勺工艺流程，重要包括沉淀、过滤及消毒三个部分。沉淀的目的在于

除去水中的悬浮物质及胶体物质。由于细小口勺悬浮杂质沉淀其慢，胶体物质不能

自然沉淀，因此在原水进人沉淀池之前需投加混凝剂，以加速悬浮杂质口勺沉淀并

到达除去胶体物质的目口勺。沉淀池的形式诸多，常用的有平流式、竖流式、辐流

式，以及斜板和斜管式的上向流、同向流沉淀池等，各类澄清池的使用也很普遍。

经沉淀后的水，浑浊度应不超过20mg/Lo为到达饮用水水质原则所规定的浊

度规定（即5mg/L）尚须进行过滤。常用的滤池有一般快滤池、虹吸滤池及无

阀滤池等。

以地下水为生活饮用水源时，其水质能满足《生活饮用水卫生原则》时一般

只需消毒即可。只有当水中钵、铁含量超标时应考虑除铁除钵。

民区或工业区可做成枝状管网，待扩建时再发展成环状管网。

水塔、高地水池和清水池是给水系统日勺调整设施，其作用是调整供水量与用

水量之间的不平衡状况。水塔或高地水池可以把水低峰时管网中多出的水储存起

来，在用水高峰时再送人管网。这样可以保证管网压力的基本稳定，同步也使水

泵能常常在高效率范围内运行。但水塔日勺调整能力非常有限，只有当小城镇或工

业企业内部日勺调整水量较小，或仅需平衡水压时才合用。

清水池与二级泵站可以直接对给水系统起调整作用；清水池也可以同步对

一、二级泵站的供水与送水起调整作用。一级泵站的设计流量是按最高日的平均

时来考虑，一级泵站的设计流量则是按最高日的最大时来考虑，并且是按用水量

高峰出现的规律分时段进行分级供水。当二级泵站口勺送水量不不小于一级泵站的

送水量时，多出的水便存人清水池。到用水高峰时，二级泵站内送水量就不小于

一级泵站的供水量，这时清水池中所储存的水和刚刚净化后的水便被一起送人管

网。较理想的状况是不管在任何时段，供水量均等于送水量，这样可以大大减少

调整容量而节省调整构筑物基建投资和能耗。

四、泵站

泵站是把整个给水系统连为一体的枢纽，是保证给水系统正常运行的关键。

在给水系统中，一般把水源地取水泵站称为一级泵站，而把连接清水池和输配水

系统的送水泵站称为二级泵站。

一级泵站的任务是把水源的水抽升上来，送至净化构筑物。

二级泵站的任务是把净化后的水，由清水池抽吸并送入配水管网供应顾客。

泵站的重要设备有水泵及其引水装置，配套电机及配电设备和起重设备等。

泵房建筑设计原则按照《室外给水设计规范》(GBJ13-86)中欧I规定执行，图2

-6为一种设有平台的半地下室二级泵房平面及剖面图。

第二节室外排水工程概述

平常生活使用过的水叫生活污水，具有大量向有机物及细菌、病原菌、氮、

磷、钾等污染物质。工业生产使用过口勺水叫工业废水，其中污染较轻的叫生产废

水，污染较严重的叫生产污水。前者在使用过程中仅有轻微污染或温度升高，后

者则含不一样浓度的有毒有害及有用物质，成分随产品及生产工艺的不一样而

异。雨水虽较清洁，但降雨初期流经道路、屋面及工业企业时，因挟带流经地区

的特有物质而受到污染，排泄不畅时尚可形成水害。都市污水是生活污水与工业

废水泄入都市排水管道后形成的混合污水。所有这些污水，如不予任何控制而肆

意排放，则势必导致对环境口勺污染和破坏，严重者将导致公害，既影响生产，又

影响生活并危及人体健康。因此室外排水工程的基本任务是增进工农业生产日勺发

展；保证人体健康；维持人类生活和生产活动的卫生环境。其重要内容为：搜集

多种污水并及时输送到合适地点；设置处理厂(站)进行必要的处理。为系统地

排除污水而建设H勺一整套工程设施称为排水系统，由排水管网和污水处理系统构

成。管道系统是搜集和输送废水的设施，即把废水从产生地输送到污水处理厂或

出水口，包括排水设备、检查井、管渠、污水提高泵站等工程设施。污水处理系

统是处理和运用废水的设施，包括都市及工业企业污水处理厂、站中的多种处理

构筑物等工程设施。图2-7为都市污水排水系统总平面示意图。

排水系统的I制度，一般分为合流制与分流制两种类型。

合流制是将生活污水、工业废水和雨水排泄到同一种管渠内排除的系统。最

早出现日勺合流制排水系统是将泄入其中的污水和雨水不经处理而直接就近排入

水体。由于污水未经处理即行排放，使受纳水体遭受严重污染。为此在改造合流

制排水系统时常采用设置截流干管欧I措施，把晴天和雨天初期降雨时的所有污水

都输送到污水厂，经处理后再排人水体。当管道中日勺雨水径流量和污水量超过截

流管的输水能力时，则有一部分混合污水自溢流井溢出而直接泄人水体。这就是

截流式合流制排水系统，这种系统仍不能彻底消除对水体的污染，见图2—83）。

分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自

独立的管渠内排除的系统。排除生活污水、工业废水或都市污水的系统称为污水

排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统（图2-8b）0其长处是污水能得

到所有处理；管道水力条件很好；可分期修建。重要缺陷是降雨初期的雨水对水

体仍有污染。我国新建城镇和工矿区宜采用分流制。对于分期建设内都市可先设

置污水排水系统，待都市发展成型后，再增设雨水排水系统。在工业企业中不仅

要采用雨、污分流的排水系统，并且要根据工业废水化学和物理性质口勺不一样，

分设几种排水系统，以利于废水FI勺反复运用和有用物质的回收。

排水制度的选择应根据城镇及工矿企业的规划、环境保护的规定、污水运用

状况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发。在

满足环境条件的前提下，通过技术经济比较综合考虑决定。新建的排水系统宜采

用分流制，同一城镇的不一样地区，也可采用不一样的排水制度。

排水系统的布置形式与地形、竖向规划、污水厂［1勺位置、土壤条件、河流状

况以及污水口勺种类和污染程度等原因有关。在地势向水体方向略有倾斜的地区,

排水系统可布置为正交截流式，即干管与等高线垂直相交，而主干管（截流管）

敷设于排水区域日勺最低处，且走向与等高线平行。这样既便于干管污水日勺自流接

人，又可以减小截流管的I埋设坡度（图2—9a）。

在地势向水体方向有较大倾斜的I地区，可采用平行式布置，即主干管与等高

线垂直，而干管与等高线平行。这种布置虽然主干管日勺坡度较大，但可设置为数

不多的跌水井来改善干管的水力条件（图2—9b）。

在地势高下相差很大的地区：且污水不能靠直力流汇集到同一条主干管时，

可分别在高区和低区敷设备自独立的排水系统。

此外，尚有分区式及放射式等布置形式，如图2—9（c）>（d）所示。

排水管网的布置应遵照下述原则：污水应尽量以最短距离并以重力流的方式

排泄到污水处理厂；管道应尽量平行地面的自然坡度埋设，以减少管道埋深；地

形平坦处日勺小流量管道应以最短路线与干管相接；当管道埋深到达最大容许值

时，如再继续挖深则将增长施工的难度而不经济，应考虑设置污水泵站中途提高,

但应力争减少泵站的数量；管道应尽量防止或减少穿越河道、铁路及其他地下构

筑物；当都市为分期建设时，第一期工程日勺干管内应有较大的I流量通过，以免因

初期流速太小雨影响管道的正常排水。为检查及清通排水管网，在管道坡度变化

处、转弯处、管径变化以及支管接入等处应设置排水检查井。直线管段内排水检

查井的距离与管径大小有关，就污水管而言，当管径D<700min时，最大井电为

50m；当管径D=800〜1500mm时，最大井距为90m；当管径1500mm<D^2023mm

时，最大井距为120m。当D〉2000mm时,井距可合适增大。

污水处理厂是处理和运用污水及污泥的一系列工艺构筑物与附属构筑物日勺

综合体。都市污水处理厂一般设置在都市河流的下游地段，并与居民区或都市边

界保持一定日勺卫生防护距离。

污水处理就是采用多种手段和技术，将污水中的污染物质分离出来，或将其

转化为无害物质，从而使污水得到净化。污水处理技术按作用原理可分为物理法、

化学法和生物法。物理处理法就是运用物理作用分离污水中的悬浮物质，如：筛

滤、沉淀、气浮、过滤等；化学处理措施是运用化学反应aJ作用来分离、回收污

水中的污染物质，如：中和、混凝、电解、氧化江原及离子互换等；生物处理法

是运用微生物的生命活动，使污水中的溶解、胶体状态的有机物质转化为稳定、

无害的物质，可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。

生活污水和工业生产污水中所含的污染物质是多种多样的，一种污水往往要

用由几种措施构成的处理系统，才能到达所规定口勺处理程度。对某种污水而言，

应根据污水口勺水质和水量、回收其中有用物质的也许性和经济性、受纳水体口勺可

运用自净容量，并通过调杳研究或科学试验和经济比较后方可决定其处理工艺流

程。在都市污水处理经典流程中，物理处理即一级处理，生物处理为二级处理，

而污泥处理采用厌氧生物处理即消化。为缩小污泥消化池的容积，二沉池的污泥

在进入消化池前需进行浓缩。消化后的污泥经脱水和干燥后可进行综合运用，污

泥气可做化工原料或燃料使用。

第三节城镇给水排水工程规划概要

一、城镇给水工程规划概要

给水工程规划口勺目口勺是要保证所规划的城镇有良好的供水条件。没有水源就

难于建设都市，水源局限性、水质不好也会限制都市的发展。故供水条件日勺好坏,

直接影响都市位置的I选择。规划时还应考虑到都市大量取水后，对区域内其他工

业用水、农业用水及河道通航等方面的I影响。因而规划工作必须从整体出发，全

面考虑，尽量做到布局合理，切合实际，以保证都市规划的严厉性和可行性。

给水工程规划是给水工程专业设计日勺基础，是专业设计的指导性文献，是都

市总体规划中的重要构成部分。其重要任务是：确定用水量定额；估算都市总用

水量；确定给水水源；确定供水方案；选定水厂位置及净水工艺；确定管网布置

形式；确定水源卫生防护的技术措施等。

城镇总用水量包括生活用水、工业用水和消防用水三大部分。可分别参照室

外给水设计规范、单位产品水耗、建筑防火设计规范来确定用水定额并估算总用

水量。

水源选择是给水工程规划中的首要任务，必须认真调查反复研究，制定多种

方案详细比较，务必使诜择的J水源水量充沛、水质优良、安全可靠、经济合理。

水源的位置，应与城镇总体规划相适应，城镇的各个发展阶段，均不应与水源地

发生矛盾。

选择水源时，应根据城镇建设近、远期的规划规定，水文地质资料和取水点

及其附近地区的卫生状况和地方病的发病状况等原因来选定在水质、水量及卫生

防护方面均较理想的水源。取水点一般应设于城镇水系的上游。

各水源口勺选择次序一般按经济技术条件决定。假如水源口勺水量均能保持相似

水平时，则先后次序可以是：地下水，流量未经调整的河水、湖水，流量通过调

整口勺河水。

根据用水的规定也许有如下几种状况：

（1）生活用水优元选用地下水，另一方面为泉水、浅层水和深层水。

（2）工业用水日勺水质规定较高且用水量较小时，可考虑选用地下水。当地

下水量局限性时，且地表水在枯水期流量又很小，可以并用地下水和地表水，以

资互相调剂。

（3）对水质规定天高和水量规定很大日勺工业用水，可就近采用地表水。

（4）在沿海城镇，淡水水源局限性时，某些工业用水可用海水做为水源。

工业用水应有97湖勺保证率，生活用水日勺水源应有95%日勺保证率。

水源的卫生防护是保证水源水质的重要措施，也是水源选择工作的一种构成

部分。如水源日勺卫生防护不妥，则不管净水厂处理设备怎样完善，也无法保证供

应顾客质量合格日勺用水。虽然是水质再好的水源，假如不加防护或防护不妥也也

许变坏。故城镇给水水源必须设置卫生防护地带。

对地表水而言，取水点周围半径不不不小于100川欧J范围内，不得停靠船只、

游泳、捕捞和从事一切也许污染水源的活动。在取水点上游1000m至下游100m

的水域及其沿岸范围内，不得排入工业废水和生活污水；沿岸不得堆放废渣、设

置有害化学物品的仓库或堆栈、设置装卸垃圾、粪便和有毒物品的码头；沿岸农

田不得使用污水浇灌及施用有持久性和剧毒性农药；并不得从事放牧；不得修建

渗水厕所、渗水坑或通过污水渠道；不得从事破坏深层土层的活动。

在地表水源取水点上游1000m以外排放工业废水和生活污水，应符合《工业

企业设计卫生原则》的规定；医院污水需经处理和严格消毒后方准排放。严禁使

用不符合饮用水质原则口勺水直接回灌地下水的含水层。

给水管网的I布置应根据城镇地形、道路系统、发展方向、最大顾客位置、水

源位置以及其他多种管线的位置等予以妥善安排。

二、排水工程规划概要

排水工程规划是城镇总体规划中的重要构成部分。排水工程规划的目的是要

保证所规划城镇具有良好的排水条件，务必使所规划的城镇排水系统方案切实可

行并能同步满足社会效益、经济效益、环境效益等方面欧I规定。

排水工程规划日勺重要任务是：确定排水量定额和估算总排水量；确定排水制

度、排水系统方案、设计规模及设计期限；确定污水和污泥日勺出路及其处理措施

等。

排水工程的规划应遵照下列原则：

（1）认真执行“全面规划，合理布局，综合运用，化害为利，依托群众，

大家动手，保护环境，造福人民”的环境保护方针。“全面规划，合理布局”是

保护环境防，患于未然的重要措施。只有在发展工农'也生产的同步，安排好工业和

农业、城镇和农村、生产和生活等各方面的关系，才能使环境保护与经济发展统

一起来，并有也许防止和消除因发展经济而带来的环境污染。这将为污水的治理

发明极为有利的条件。“综合运用，化害为利”是发展工业，消除环境污染的

最有效途径；用“依托群众，大家动手”搞好污水治理，就可以到达“保护环境,

造福人民”口勺目的。

（2）排水工程的规则应符合区域规划及都市和工业企业的总体规划，两者

应协调一致，构成有机整体。

（3）排水工程口勺规划设计应妥善安排所规划工程的建设分期，以充足发挥

投资效益和工程效益。

（4）对于都市和工业企业的J原有排水工程设施，应从实际状况出发在满足

环境保护的前提下，充足发挥其效能，有计划有环节地加以改造，使其逐渐纳入

到规划所确定的整体方案中去。

（5）必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关原则、规范或

规定，必须实行把防治污染设施与主体工程同步设计、同步施工、同步投产日勺三

同步规定。

在考虑城镇污水处理时，必须处理工业废水能否与城镇生活污水合并处理的

问题。在世界工业发达日勺国家中，除了大型的集中日勺工业或工业区采用独立日勺污

水处理设施外，大量的）中小型工业企业倾向于采用与生活污水相类似的生产污水

直接排入都市排水管道，而特殊的生产污水则经无害化处理后直接排放或先经预

处理后再送城镇污水厂进行合并处理欧J措施。工厂分别处理各自的特殊水责问

题，使之与城镇污水的水质基本一致，既不损坏下水道，又不破坏生物处理过程

而能为微生物所降解，同步也不减少污泥的运用价值。之后交由城镇污水处理厂

合并处理。其长处是：建设费用省，处理效果好，占地面积小，管理水平高。由

此可见，城镇生活污水与工业废水合并处理是也许的，但关键在于严格控制工业

废水的水质。

污水处理厂的厂址选择原则如下：

（1）厂址必须位于集中给水水源的下游，并应设在城镇、工厂区及生活区

的下游和夏季主导风向的下风向。厂址应与城镇、工厂区、生活区及农村居民点

保持300〜500nl的距离。

（2）厂址应尽量与回用处理后污水日勺重要顾客靠近（当处理后污水重要供

工业、城镇反复使用时），或靠近出水口尾渠（当处理后污水直接排人水体时）。

（3）厂址不适宜设在雨季易受沉没日勺低洼处。靠近水体的处理厂应不受洪

水危害。厂址应设在工程地质条件很好的I地