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1、第九章：污水管网设计与计算 排水工程的发展历史 排水工程的概念及内容 城市排水管网系统的作用 排水系统的体制 排水系统的主要组成部分 排水系统的布置形式 工业企业排水系统与城市排水系统的关系 废水的综合治理和区域排水系统 排水系统的设计程序 一、排水工程的发展历史 河南省淮阳的古城下，发掘出公元前2800年埋下 的陶制排水管，比公元前2500年埃及发现的排水沟 早300年 河北省易县出土了战国后期的圆形陶制排水管 陕西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宫内出 现了明渠和暗渠相结合的排水系统 唐代长安建造了较为完整的雨水排水系统 江苏扬州发现了唐代建造的多功能的排水渠 明、清时代的北京城，排水管
2、渠系统比较发达 平粮台古城遗址（新时期时代） 是目前我国发现年代最早、规模最大、保 护最完好的4600年左右的龙山文化时期古 城遗址 秦 这组陶制排水管道距秦阿房宫 前殿遗址东北方向200多米左右 ，在一个约5米深的施工工地下 面，排水管道一节58厘米，外 表绳纹，里面麻点纹，一头粗 一头细，大头套着小头，3组并 列呈品字形绵延东西南北，东 西长达到78米，南北长10米。 另外在西边还有一处18米长呈 南北走向的排水管道。其规模 之庞大，保存之完整，实属罕 见。 唐代华清池遗址陶制排水管道（ 50多米） 巴黎下水道 1851年，工程师欧仁尼贝 尔格兰为巴黎下水道系统的 发展、清除和维修建立了一
3、 套完整的技术。他发明了清 除下水道垃圾和沉沙的机械 ，利用流水的冲刷效应将垃 圾集中到定点以便清除；在 小下水道中，他还设计了蓄 水池，以增强冲刷力，避免 下水道堵塞。到了1878年， 巴黎已经拥有长达600公里 的下水道网。今天的巴黎下 水道总长2347公里。 一、排水工程的发展历史（续） 在近代我国排水工程发展缓慢，建国前全国103个 城市建有排水设施，管线总长6034.8km，全国只 有上海、南京建有城市污水处理厂，日处理能力 为4万吨。1921年上海北区污水厂，是我国最早的 活性污泥法水厂。 建国后，排水工程事业发展较快，城市下水道普 及率达60%以上。至1995年，全国排水管道总长
4、11 万km，城市污水处理厂838座，日处理能力1645.4 万吨。 二、排水工程的概念与内容 排水工程的概念： 指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、 处理和利用污水的工程设施 排水工程的内容： 一是污水的收集、输送部分排水管网 二是污水的处理、利用部分污水处理 本课程内容 三、排水工程的作用 保护环境免受污染，使城市免受污水之害 和洪水之灾 促进工农业生产，保证城市可持续性发展 保护人民的身体健康与正常生活 四、排水系统的体制 污水的概念与分类： 在使用过程中受到了不同程度的污染，改变 了原来的化学成分和物理性质的水，叫污水。 按 来 源 分 生活污水 工业废水 降水（降雨和降雪） 城
5、市污水 四、排水系统的体制（续1） 污水的最终出路有三： 一是排放水体 二是灌溉农田 三是重复使用 自然复用 间接复用 直接复用 四、排水系统的体制（续2） 排水系统体制的概念： 生活污水、工业废水和雨水可以采用一个管渠 来排除，也可以采用两个或两个以上独立的管 渠来排除，污水的这种不同排除方式所形成的 排水系统，称为排水体制。 排水系统体制的分类： 合流制：直排式、完全截流式和部分截流式三种 分流制：完全分流制和非完全分流制 四、排水系统的体制（续3） 合流制和分流制的比较： 环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；部分截 留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成 污染；分流制在降雨初期
6、有污染。 造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%， 但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制， 总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地 区适于采用。 维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。晴天时合流制管 道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走， 减小了合流制管道的维护管理费。 五、排水系统的组成部分 城市污水排水系统的组成部分 室内污水管道 系统与设备 室外污水 管道系统 污水处理厂出水口 事故排出口 污水泵站或 压力管道 手盆、便器、水封管、立管、出户管 街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等 五、排水系统的组成部分（续1） 工业废水
7、排水系统的组成部分 车间内部管道 系统与设备 污水泵站或 压力管道 厂区管道系统废水处理站 五、排水系统的组成部分（续2） 雨水收集系统 与设备 街坊或厂区 雨水管道系统 街道雨水管 道系统 出水口 排洪沟 雨水泵站 雨水口、天沟、雨水斗 雨水排水系统的组成部分 六、排水系统的布置形式 排水系统的布置原则 充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小 管道埋深、降低工程造价 排水系统布置的影响因素 地形地势 土壤情况 河流情况 气候情况 城市总体规划 六、排水系统的布置形式(续 1) 正交式 截流式 平行式 分区式 分散式 环绕式 七、工业企业排水系统与城市排水系统的关系 工业企业排出的废水应采取
8、的措施 改革生产工艺，进行技术革新，力求把有害物质消除在生产 过程之中，做到不排或少排废水 尽量采用循环或重复利用系统，以减小废水排放量 回收废水中的有用物质，节省能源、创造财富 尽量以废治废 七、工业企业排水系统与城市排水系统的关系(续1） 工业废水排入城市排水系统应考虑的问题 尽量考虑直接将工业废水排入城市排水系统，在污水处理厂统 一进行处理 工业废水排入后，不应影响排水管渠和污水处理厂的正常运行 ，对某些废水应进行预处理 工业废水排入后，不应对养护人员造成危害 当城市污水处理厂为生物处理时，工业废水中抑制生物活性的有 害物质浓度，不能超过有关规定 八、废水的综合治理和区域排水系统 废水的
9、综合治理 指对废水进行统一规划，多重治理。其主要内容有： 减少和控制废水及污染物的排放量 城市规划与生产布局合理化 充分利用水体、土壤的环境容量 发展经济、节能的水处理技术。 废水中有用物质的回收及综合利用 发展区域性废水及水污染整治系统 九、排水系统的设计程序 基本建设程序： 可行性研 究阶段 计划任务 书阶段 设计阶段 组织施工 阶段 竣工验收 交付使用 论证项目技术 经济可行性 确定基建项目 编制设计文件 设计图纸 与概预算 项目实施 第二部分 污水管道系统设计 污水管道系统的设计步骤 设计资料的 调查 设计方案 的确定 设计计算 设计图纸 的绘制 24 污水管道系统是由污水管道及管道系
10、统上的附属污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属 构筑物组成。构筑物组成。 污水管（渠）道设计的主要内容包括：污水管（渠）道设计的主要内容包括： 1 1划分排水流域，进行管网定线；划分排水流域，进行管网定线； 2 2划分设计管段，确定各设计管段的设计流划分设计管段，确定各设计管段的设计流 量量 ； 3 3进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度 、流速及埋深等；、流速及埋深等； 4 4绘制管（渠）道平面图及剖面图。绘制管（渠）道平面图及剖面图。 一、设计资料的调查及方案确定 设计资料调查 设计任务资料：有关的法令、法规、制度；城市的总 体规划及其他基
11、础设施情况 自然资料： 地形资料，包括地形图、等高线 气象资料，包括气温、风向、降雨量等 水文资料，受纳水体流量、流速、洪水位 地质资料，包括地下水位、地耐力、地震等级 工程资料： 道路、通讯、供水、供电、煤气等 林 西 县 排 水 总 平 面 图 一、设计资料的调查及方案确定 设计资料调查 设计任务资料：有关的法令、法规、制度；城市的总 体规划及其他基础设施情况 自然资料： 地形资料，包括地形图、等高线 气象资料，包括气温、风向、降雨量等 水文资料，受纳水体流量、流速、洪水位 地质资料，包括地下水位、地耐力、地震等级 工程资料： 道路、通讯、供水、供电、煤气等 一、设计资料的调查及方案确定（
12、续） 设计方案确定 包括排水体制的选择、排水系统的布置形式，应通 过技术、经济比较，确定最优的方案 二、污水设计流量的计算 污水设计流量 指污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量 ，设计流量包括生活污水量和工业废水量。 生活污水设计流量 居住区生活污水 公共建筑生活污水 工业企业生活污水及淋浴污水 工业废水设计流量 30 污水设计流量计算污水设计流量计算 污水设计流量是污水管道系统及附属构筑物设污水设计流量是污水管道系统及附属构筑物设 计的依据。计的依据。 设计污水量定额设计污水量定额 1.1.居民生活污水定额和综合生活污水定额居民生活污水定额和综合生活污水定额 居民生活污水定额居民生活污
13、水定额是指居民每人每日所排出的平均是指居民每人每日所排出的平均 污水量。污水量。 居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给 排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。 31 我国现行我国现行室外排水设计规范室外排水设计规范规定，可按当规定，可按当 地用水定额的地用水定额的80809090采用。对给排水系统完善采用。对给排水系统完善 的地区可按的地区可按9090计，一般地区可按计，一般地区可按8080计。计。 综合生活污水定额综合生活污水定额( (还包括公共建筑排放的污水还包括公共建筑排放的污水) ) 注意
14、：采用平均日污水量定额。注意：采用平均日污水量定额。 2 2工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水 定额：定额： 与给水定额相近，可参考。与给水定额相近，可参考。 32 污水量的变化污水量的变化 通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度 。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系 数。数。 日变化系数日变化系数KdKd：在一年中最大日污水量与平均在一年中最大日污水量与平均 日污水量的比值称为日变化系数。日污水量的比值称为日变化系数。 时变化系数时变化系数KhKh：最大
15、日中最大时污水量与该日最大日中最大时污水量与该日 平均时污水量的比值，称为时变化系数。平均时污水量的比值，称为时变化系数。 总变化系数总变化系数KzKz：最大日最大时污水量与平均日最大日最大时污水量与平均日 平均时污水量的比值称为总变化系数。平均时污水量的比值称为总变化系数。 污污水平均 日流量（ L/s） 51540701002005001000 总变总变 化系 数Kz 2.32.01.81.71.61.51.41.3 33 Kz= Kd KhKz= Kd Kh 1 1居民生活污水量变化系数居民生活污水量变化系数 总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈大总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈大 ，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜按现，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜按现 行行室外排水设计规范室外排水设计规范规定采
