环境工程土建--污水厂下 PPT课件

1、1,污水管道系统是收集和输送城市污水管道及其附属构筑物组成的。,2,1）居民生活污水定额和综合生活污水定额按当地用水定额80-90%计算。 2）工业企业内生活污水量、淋浴污水量应参考室外给水设计规范，工业废水量及总变化系数根据工艺特点确定。 3）工业废水量定额一般以单位产值、单位数量产品或单位生产设备所排放的废水量表示。对于具有标准生产工艺的工矿企业可参照同行业的废水量标准。 4）国家和行业有关用水量或废水量定额一般给出一定的取值范围，选用时应进行调查研究，综合考虑。,室外排水设计规范规定：,排放系数：污水量定额与城市用水量定额之间有一定的比例 关系，该比例称排放系数。,3,（1）生活污水设计

2、流量,a. 居住区生活污水设计流量计算公式,qv1 居住区生活污水设计流量(L/S)；,qvn 居住区生活污水定额(L/(capd)；,N 设计人口数；,KZ 生活污水总变化系数；,cap“人”的计量单位；,4,qvn : 居住区生活污水定额(L/(capd)：可以参 考居民生活用水定额或者综合生活用水定额： 居民生活用水定额：居民每人每天日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水量(L/(capd)。 综合生活污水定额：居民生活污水和公共设施排出污水两部分的总和(L/(capd)。,N： 设计人口数：污水排水系统设计期限终期的规划人口数，常用人口密度与服务面积相乘得到。,5,KZ 生活污水总变化

3、系数：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值； KZ= Kd Kh。 居住区生活污水量总变化系数,Kd 生活污水日变化系数：一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。,Kh 生活污水时变化系数：最大日最大时污水量与该日平均时污水量的比值。,KZ可以根据左边公式求的，当Q1000L/S时， KZ取1.3.,6,b. 工业企业生活污水及淋浴污水设计流量计算式,qv2工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s) N1 一般车间最大班职工人数(cap) N2 热车间最大班职工人数(cap) B1 一般车间职工生活污水定额，以25(L/(cap班) B2 热车间职工生活污水定额，以35(L/(cap

4、班) K1 一般车间生活污水时变化系数，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人数(cap) N4 热车间最大班使用淋浴的职工人数(cap) D1 一般车间职工淋浴污水定额，以40(L/(cap班) D2 高温、污染严重车间职工淋浴污水定额，以60(L/(cap班) T 每班工作时数,7,（2）工业污水设计流量,q3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(m3/单位产品) （可参照GB89781996部分工业的废水量定额） M产品的平均日产量 T 每日生产时数(h) KZ总变化系数(取决于工厂的性质和生产工艺过程，日变

5、 化系数Kd一般为1；时变化系数根据实测获得：冶金 工业1.01.1，化学工业1.31.5，纺 织工业1.52.0，食 品工业1.52.0，造纸工业1.31.8),8,（3）公共建筑污水设计流量,公共建筑污水量Q4可根据公共设施的不同性质,按建筑给水排水设计规范（GB500152003）的规定进行计算。,式中： q4i各公共建筑最高日污水量标准，L/（用水单位.d),N4i各公共建筑在使用年限终期所服务的用水单位数 T4i各公共建筑最高日排水小时数, h; Kh4i各公共建筑污水量时变化系数。,9,（4）总污水设计流量,城市污水管道系统的总设计流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各

6、项污水设计流量计算结果相加，作为污水管道设计的依据，城市污水管道系统的设计总流量可用下式计算：Qh=Q1+Q2+Q3+Q4(L/s).,10,不溢流（充满度h/D） 不淤积（Vmin） 不冲刷管壁（Vmax） 要注意通风（充满度h/D）,（1）污水管道水力学设计的原则,11,（2）污水管道水力计算的依据,1.设计充满度(h/D) 2.设计流速(Vmin、Vmax) 3.最小管径(Dmin) 4.最小设计坡度(Imin) 5.污水管道的埋设深度 参照室外排水设计规范(GB50014-2006),12,1.设计充满度,(1)概念：在设计流量下，污水管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度(或

7、水深比)，当h/D为1时称为满流，1时称为不满流。 (2)最大设计充满度,(3)规定最大设计充满度原因：污水量很难精确计算，应该留有余地；有利于管内通风，排除有害气体，防止爆炸；便于管道的疏通和维护管理 。,13,14,3.最小管径：街区和厂区内最小管径为200mm；在街道下 为300mm(在计算出的管径而采用最小管径的管段中可考 虑设置冲洗井)。,2.设计流速：和设计流量，设计充满度相对应的水流平均速度叫做设计流速；为了保证管内不发生淤积规定了最小设计流速为0.6m/s；为保证管道不被冲刷损坏规定了最大设计流速，金属管道为10m/s，非金属管道5m/s。,15,4.最小设计坡度：相应于管内流

8、速为最小设计流速时的管道坡度为最小设计坡度；管径200mm的为0.004，300mm的为0.003；在圆形管道中在确定最小管径的最小坡度时采用的充满度为0.5。,16,5. 污水管道的埋设深度,(1)埋设深度的两个意义： 覆土厚度； 埋设深度 (2)最小覆土厚度应满足的三个因素： 必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道; 必须防止管壁因地面荷载而受到破坏 必须满足街区污水连接管衔接要求。 (3)最大埋深：干燥土壤中最大不超过78m；多水、流砂、石灰岩地层中不超过5m。,17,（3）污水管道的衔接,(1)污水管道衔接时应遵循的原则：尽可能提高下游管道的的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免

9、上游管段中造成回水而造成淤积。 (2)管道衔接的方法：（水面平接、管顶平接、管底平接） 水面平接； 管顶平接。,18,污水沟道系统的平面布置,19,（1）划定排水区界,根据城镇总体规划的设计规模决定的。在排水区界内，根据地形及城镇的竖向规划，划分排水流域，地形起伏地区按等高线划分，在地形平坦可根据面积大小划分。,某市污水排水系统平面 0.排水区界；、.排水流域编号； 1、2、3、4.各排水区域干管；5.污水处理厂,20,（2）管道定线与平面布置,(1)管道定线：遵循的主要原则：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出；考虑因素：地形和用地布局，排水体制和线路数目，污水

10、厂和出水口位置，水文地质条件，道路宽度，工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。 (2)管道平面布置：包括全部支管、干管、主干管、泵站、污水厂、出水口的具体位置和资料。,21,22,23,24,25,地形具有适中的坡度,26,地形具有适中的坡度,27,地形坡度较陡,28,地形坡度较陡,29,（3）管道在街区上的位置,从建筑红线到道路中心线官线的布置顺序一般是：电力电缆电信电缆煤气管道热力管道给水管道污水管道雨水管道。 矛盾处理原则：新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力流管，可弯让不可弯的，检修次数少的让检修次数多的。 管线隧道：在繁忙街道，可以把各种管道集中安置在隧道中；雨水

11、管道可以与隧道平行敷设。,30,31,32,（1）给水管道材料,33,铸铁管,优点： 抗腐蚀性好，经久耐用，价格低。 缺点： 质脆，不耐振动和弯折，工作压力低，重量大。 接头形式： 承插式： 法兰式：,便于拆卸，检修方便，接口严密 但施工要求高，螺栓易锈蚀，用于泵房、水塔、净水厂、车间内部等明装或地沟内的管线。,适用于埋地管线， 接口材料里层为油麻丝或胶圈，外层石棉水泥、膨胀性水泥沙浆、青铅等。,34,35,图11-1 承插式接头,1-麻丝；2-膨胀性水泥等,1,2,36,图 法兰式接头,1-螺栓；2-垫片,37,钢 管,焊接钢管 无缝钢管,分类,优点: 强度高，耐振动、重量轻、长度大、接头少

12、和加工 接口方便。 缺点: 易生锈、不耐腐蚀、内外防腐处理费用大 ，价格高。 适用: 管径过大、水压过高以及穿越铁路、河谷和地震地区 接口: 焊接或法兰连接，小管径可用丝扣连接。,38,39,球墨铸铁管,优点 具有灰铸铁管的耐腐蚀性和钢管的韧性和强度，耐冲击振动，管壁薄，省材料。 缺点 价格高（推广力度小）。 接口 “T”形滑入式连接 法兰连接,40,图11-3 T形滑入式接口,橡胶密封圈,41,图11-4 法兰式接口,橡胶密封圈,42,预应力和自应力钢筋混凝土管,优点 具有良好的抗渗性和抗裂性，不需内外防腐，施工安装方便，输水能力好，价格便宜，节约钢材。 缺点 重量大，质地脆，装卸和搬运时严

13、禁抛掷和碰撞。 不适用 地下情况复杂，土壤敷设条件差、施工期紧促的交通要道处。 接口 承插式接口，橡胶圈为接口材料，转弯和管径变化处采用特制的铸铁配件。,43,44,45,预应力钢筒混凝土管 PCCP,由钢板、钢丝和混凝土构成的复合管材。 形式 内衬式预应力钢筒混凝土管(PCCP-L)，是在钢筒内部衬以混凝土后在钢筒外缠绕预应力钢丝再辅设砂浆保护层。 埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCP-E)是将钢筒埋置在混凝土里面，再在混凝土管芯上缠绕预应力钢丝，再辅设砂浆保护层。 优点 兼有钢管和混凝土管的抗爆、抗渗及抗腐蚀性，节约钢材，管道综合造价低。,46,塑料管,分类 硬聚氯乙烯（UPVC管）、聚乙烯

14、管、聚丙烯管等。 优点 强度高、表面光滑、耐腐蚀、重量轻、加工及接口方便，不易结垢，水头损失小。 缺点 质脆、易老化。 连接 法兰、焊接、粘接、螺纹连接。,47,48,玻璃纤维复合管（GRP),按制管工艺分 离心浇铸玻璃纤维增强树脂砂浆复合管(HOBAS管）和玻璃纤维缠绕夹砂复合管。 特点 重量轻，施工运输方便，耐腐蚀性好，不需做外防腐和内衬，使用寿命长，维护费用低，内壁光滑且不结垢，可降低能耗，管材、接口不渗漏，不会破裂，增加供水安全可靠性，管径相同时综合造价介于钢管和球墨铸铁管之间。 接口 承插式、外套式。,49,小 结,给水管材选择应考虑的因素 管网的工作压力、外部荷载、土质情况、施工维

15、护、供水可靠性要求、使用年限、价格及管材供应情况等。 选择 1、长距离大水量输水系统 若所需压力较低现浇混凝土低压渠道。 若所需压力较高PCCP 管或 HOBAS 管。 2、城市输配水管道系统球墨铸铁管或HOBAS。 3、建筑小区及街坊内部 UPVC管。 4、穿越障碍物等特殊地段钢管。,50,（2）给水管道配件,用途 管道的转弯、改变管径、分支、直线连接、连接附属设备及维修。 使用 承接分支管三通、四通 管线转弯 弯头 管径变化大小头、缩管 改变接头形式短管,51,52,53,54,55,（3）给水管道附件,一、 阀门 二、 止回阀 三、 水锤消除设备 四、 消火栓 五、 排气阀和泄水阀,56

16、,阀门,作用 控制水流、调节管道内的水量和水压。 位置 分支管处、穿越障碍物和过长的管线上。 设置 距离为4001000m，且不超过三条配水支管。配水支管上的阀门不应隔断5个以上消火栓。 类型 闸阀： 蝶阀：,由闸壳内的闸板上下移动来控制或截断水流。有明杆式和暗杆式，大型闸阀设有旁通阀，常用法兰连接。,结构简单、尺寸小、重量轻，90度回转开启迅速。由阀体内的阀板在阀杆作用下旋转来控制或截断水流的。驱动方式有手动、电动、气动等。,57,图 法兰暗杆楔式闸阀,58,59,图 对夹式蝶阀,60,止回阀（单向阀或逆止阀）,作用 限制水流向一个方向流动，若水从反方向流来，阀门则自动关闭。 设置 常安装在

17、水压大于196kPa的水泵压水管上，防止突然停电或其他事故时水倒流。 形式 旋启式：阀瓣可绕轴转动，水流反向时， 升降式： 阀瓣因自重和水压作用而关闭。 微阻缓闭式和液压缓冲式：还有防止水锤作用。,61,水锤消除设备,水锤（水击）危害 当压力管上阀门关闭过快或水泵压水管上的单向阀突然关闭时，水锤水压可能提高到正常时的数倍，对管道或阀件产生破坏作用。 措施 延长阀门启闭时间； 在管线上安装安全阀； 在管线上安装水锤消除器； 有条件时取消泵站的单向阀和底阀。 安全阀 作用：可防止因水管中水压过高而发生事故。 适用：消除因启闭阀门过快引起的水锤。 种类：弹簧式和杠杆式,62,分别用弹簧和杠杆上的重锤

18、来控制开启阀门和所需的水压。如，当管线中的水压大于弹簧的压力时，阀瓣顶起，水经侧管排出，压力随之下降，弹簧的压力可调。,63,64,消火栓,作用 发生火警时的取水龙头。 种类 地面式：目标明显，易于寻找，但易损坏，有 时妨碍交通，适用于气温较高的地区。 地下式：装于地下消火栓井内，使用不方便， 适用于气温较低的地区。,65,66,排气阀和泄水阀,排气阀 安装：应垂直安装在管线的隆起部分。（井内） 作用： 管线投产时或检修后通水时，管内空气经此阀排出； 平时用来排除从水中释出的气体，以免空气积存管中减 少管道过水断面，增加水流阻力。 管线损坏或管线放空出现真空时，空气可经阀进入水管。 原理： 排

19、气阀内有浮球，无气体时，浮球上浮封住排气口，气量增加， 阀内水位下降，浮球下落，气体经排气口排出。,67,（a）阀门构造 (b)安装方式,图 排气阀,68,泄水阀 设置：管线低处和两阀门之间的低处，并与排水管连接。 作用：检修时放空管内积水或平时用来排除管内的沉淀物。 直径：由放空时间定。 水的出路：直接排入水体或沟管；或排入泄水井内，再用水泵排除。,69,（4）排水管道材料,(1) 对管渠材料的要求,足够的强度，能抵抗内外压力和杂质冲刷磨损； 具抗腐蚀性（污水、地下水）； 不透水（污水不透出、地下水不透入）； 内壁光滑，阻力小，排水通畅； 就地取材，可预制管件，节省费用。,(2) 常用的排水

20、管渠,混凝土管和钢筋混凝土管 陶土管，金属管 其他管材（塑料排水管、排水管渠、石棉水泥管等）,70,(3) 排水管渠材料的选择,A、按水质情况(PH值)： 、中性或弱碱性(PH811): 上述管材均可用。 、强碱性(PH10):选木管、铸铁管、砖渠、还可 在钢筋混凝土渠内做塑料衬砌。 、弱酸性(PH56):陶土管、石棉水泥管、砖渠. 、强酸性(PH5):耐酸陶土管、耐酸水泥砌筑得砖渠、塑料衬砌钢筋混凝土渠。,B、按压力：一般采用金属管，钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管。,C、按供应情况：就地取材。,71,（5）排水管渠系统上的构筑物,一 、检查井,作用：检查、清通。 设置：管道交汇处、转弯、管道尺寸或坡度改变、跌水处及相隔一定距离的直线管段上。 组成：基础、井底、井身、井盖和盖座。 材料：砖、石、混凝土或钢筋混凝土。,72,二 、溢流井,设置：截流式合流制排水系统。 作用：晴天截流混合污水进污水厂，雨天部分混合污水溢流入水体。 形式：截流槽式、溢流堰式,73,三、 冲洗井,作用：污水管道内的流速不能保证自清时，为防止淤塞。 分