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1、典型的城市污水处理工艺,水污染控制工程设计的基本要求, 实用, 经济, 安全, 美观,在设计过程中必须严格遵循国家规范和地方条例,本课程要求,平时成绩（20）：作业、考勤 期末闭卷（80）,考核方式,第一章 排水管渠系统,主要内容,1.城镇排水系统的体制和组成2.排水管渠及管渠系统上的构筑物3.水污染控制工程的建设和设计程序,第一节 城镇排水系统的体制和组成,1.1排水系统的体制,污水的概念：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。污水分类：生活污水(sewage)、工业废水(industrial wastewater)和雨水(rainwater)来源：生产、生活
2、和降水。点源(Point Source Pollution) 生活污水 工业废水非点源(Non-Point Source Pollution) 雨水(地面径流),1.1排水系统的体制,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,自然归宿(最常用),污水的土地处理法,控制水污染、保护、节约水资源的重要手段,1.1排水系统的体制,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套管渠系统或者采用两套或两套以上的、各自独立的管渠系统来排除，污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称为排水系统的体制（简称排水体制，又称排水制度）。,1.1排水系
3、统的体制,排水体制的分类：,排水系统主要有合流制和分流制两种系统。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管道内排除的系统。可分为直排式合流制排水系统和截留式合流制排水系统。分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管道内排除的系统。排除生活污水和工业废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。根据排除雨水的方式不同，可分为完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统和半分流制排水系统。,1.1排水系统的体制,直排式合流制排水系统,河流,1.1排水系统的体制,截留式合流制排水系统,河流,溢流井动画,1.1排水系统的体制,完全分流制排水系统
4、,河流,1.1排水系统的体制,不完全分流制排水系统,1.1排水系统的体制,半分流制排水系统,河流,合理选择排水体制，是城镇和工业企业排水系统规划和设计的非常重要的问题。,排水体制的选择对于排水系统的设计、施工和维护管理将产生根本上的影响。,排水体制的选择对于城镇和工业企业的规划和环境保护也有深远的影响。,排水体制的选择直接影响排水系统工程的投资和运行管理费用。,排水体制的选择,1.1排水系统的体制,合流制和分流制比较,环保方面：直排式合流制对水体污染最为严重。 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(包括完全和不完全)在降雨初期有污染。 半分流制排水系统则截留初雨，解决了初雨
5、的水体污染,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。,1.1排水系统的体制,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套管渠系统或者采用两套或两套以上的、各自独立的管渠系统来排除，污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称为排水系统的体制（简称排水体制，又称排水制度）。,1.1排水系统的体制,排水体
6、制,1.1排水系统的体制,排水体制的选择，应根据城镇总体规划、环境保护的要求、水环境容量、水体的综合利用情况，地形条件以及城镇发展远景等因素综合考虑确定。,1.2排水系统的组成,排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。,1.2排水系统的组成,1.2.1 城市污水排水系统,污水处理厂,出水口,污水泵站或压力管道,污水管道上附属构筑物,1.2.1.1房屋污水管道系统,卫生设备和厨房设备、存水弯（水封）、支管、竖管、出流管,1.2排水系统的组成,1.2.1.2 城市污水管道系统, 坊内管道 街道管道,1.2排水系统的组成,1.2.1.2 城市污水管道系统, 坊内管道,街道管道,支管
7、（街管的起端）干管（支管交汇而成）总干管（连接到污水厂）,1.2排水系统的组成,1.2.1.3 管道系统上的附属构筑物,检查井、跌水井、倒虹管等,1.2排水系统的组成,污水泵站,城市污水厂的分类：小型污水处理厂：日处理能力5万吨中型污水处理厂：日处理能力为510万吨大型污水处理厂：日处理能力10万吨,1.2排水系统的组成,1.2.1.5 污水处理厂,1.2排水系统的组成,1.2.1.6 出水口,城市污水排水系统小结,联结室内用水设备和室外管道，以排除用过的水,1.2排水系统的组成,1.2.2 工厂排水系统,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,1.2排水系统的组
8、成,1.2.2 工厂排水系统,清浊分流、分质分流,1.2排水系统的组成,1.2.3 雨水排水系统,雨水管道的出水口应露在水面以上，否则天晴时河水倒灌管道，造成死水。,房屋雨水管道系统,街坊或厂区雨水管道系统,出水口,排洪沟,雨水泵站,街道雨水管道系统,1.2排水系统的组成,1.2.3 雨水排水系统,建筑物的雨水管道系统及设备,第二节 排水管渠及管渠系统上的构筑物,2.1. 概述,渠(管)道,2.2 管道,(一) 混凝土管,混凝土管适用于排除雨水、污水。,制造方法有捣实法(人工)、压实法和振荡法。,缺点：抗蚀性较差，既不耐酸也不耐碱；抗渗性也较差；管节短、接头多。管径450mm，长度1m，用捣实
9、法制造的管长为0.6m 。,优点：原料容易获得，设备、制造工艺简单。,2.2 管道,(一) 混凝土管,图1-12 管口形式,承插管,企口管,平口管,2.2 管道,(二) 钢筋混凝土管,当管道埋深较大或敷设在土质条件不良的地段，以及穿越铁路、河流、谷地时都可采用钢筋混凝土管。也可用于泵站的压力管及倒虹管。,管口：承插、企口和平口。,制造方法：捣实法、振荡法和离心法。,通常管径500mm1800mm,最大管径可达2400mm。500mm以下每50mm一级，500mm以上每100mm一级,2.2 管道,(三) 塑料管和玻璃钢管,UPVC管、PE管、PPR管、玻璃钢管和玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM管
10、)等 。,缺点：管道内水温应低于40oC。,优点：质轻、强度高、耐腐蚀性好，内壁光滑，阻力极小接口密封性能好、安装施工方便。,我国UPVC管的管径110630mm，管长有4m、5.5m、和6.0m三个规格 。,接口：塑料管道的接口一般采用弹性密封橡胶圈和黏接剂连接。,2.2 管道,(三) 塑料管和玻璃钢管,玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM管)是一种树脂基玻璃纤维等无机非金属材料的复合材料。通常以环氧树脂和不饱和聚碳酸脂为基体，加入玻璃纤维和石英砂或碳酸钙等无机填料，按照一定的工艺 (缠绕、浇铸)制备。,目前生产的管径为2002400mm，管长为6m。已在排水工程中广泛使用。,玻璃钢夹砂管的比重为
11、1.7-2.1，为钢管的1/5，铸钢管的1/4，预应力混凝土的3/4。,UPVC的各种管件,内螺纹三通,一体平承法兰,活套平承法兰,带法兰异径三通,异径三通,大小头,45弯头,90弯头,管箍,双扩口管,直管,正三通,(四) 陶土管,陶土管能满足污水沟管在技术方面的各种要求，耐酸性很好，在世界各国被广泛采用，特别适用于排除酸性废水。,缺点：质脆易碎，不宜敷设在松土中。,管径较小，一般600mm，长度有300、500、700、1000mm几种，管接短，接头多，施工复杂。,2.2 管道,陶土管,平口端,钟口端,2.2 管道,(五) 金属管,在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下才采用金属管。如地震区、
12、压力管、流沙多等施工困难时。,缺点：价格昂贵，钢管抗酸碱和地下水侵蚀的能力差（注意防腐蚀） 。,优点：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。,2.2 管道,金属管由于价格较昂贵，一般较少采用。只有在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下才采用金属管。例如， 穿过铁路； 土崩或地震地区； 贴近给水管道或房屋基础； 在压力管线（倒虹管和水泵出水管）上； 施工特别困难的场合（例如地下水很多，流砂情况严重） ；,2.3 渠道,各种断面形式的特点,排水流速大，流量大，水力学性能较好；,h,对外压有较强的抵抗力，静力学性能较好；,便于预制，节省材料；,施工、运输养护方
13、便；,各种断面形式的特点,静力学条件比圆形有所改善，因此可减小壁厚，节省材料。 适用于流量变化不大且管径大于2m的场合。,半椭圆形,各种断面形式的特点,主要特点是高度小于宽度，有利于降低埋深；断面下部较大，适合排除流量变化不大的大流量污水；对土质的要求高，要求还土坚实。,马蹄形,各种断面形式的特点,底部较小，在小流量时可保证较大流速，适用于水量变化较大的场合；埋深大。应用：合流制排水系统显著缺点：制作、施工、养护复杂。,蛋形,各种断面形式的特点,可就地浇制或筑砌，根据需要可通过增加深度来加大排水量，施工比较灵活、方便。应用：工业企业沟道、路面狭窄时排水沟道、排洪沟缺点：容易淤积，静力学性能较差
14、。,矩形,各种断面形式的特点,弧形流槽矩形,带低流槽矩形,拱顶矩形,矩形断面的改进形式,各种断面形式的特点,梯形断面适用于明渠。,梯形,管渠的断面形式选择原则,承受荷载时有较大的稳定性（静力学）；不淤积，排水能力最大（水力学）；管道单位长度造价应该最低（经济学）；管道断面应便于冲洗和清淤（便于维护管理）,管渠材料的选择,排水管道材料的选择,合理选择排水管材排水系统设计的重要问题，主要从三方面进行综合考虑：技术上的要求，经济上的考虑，市场供应情况。总的原则： 在满足技术要求的前提下，尽可能就地取材，采用当地易于制作、便于供应和运输方便的材料，使工程费用降至最低。,根据污水性质选择管渠材料,(1)
15、雨水采用钢筋混凝土管、渠或用浆砌砖、石等大型渠道；(2)排除生活污水及710的碱性废水可用铸铁管或砖渠，采用钢筋混凝土管时要做防腐处理。(4)排除弱酸性废水（pH56），可用陶土管和砖渠。(5)排除强酸性废水（pH5），可用耐酸陶土管和耐酸水泥砌筑的砖渠，采用钢筋混凝土管渠时必须做防腐处理。,根据埋设地点选择管渠材料,(1)压力管段采用金属管、钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管；(2)在地震区、地质条件差及穿越铁路时，采用金属管；(3)一般地区的重力流管道常采用陶土管、混凝土管、钢筋混凝土管。,2.4 排水管渠系统上的构筑物,检查井、跌水井、水封井、溢流井、跳越井、冲洗井、潮门井、橡胶鸭嘴阀、雨水口、倒虹管、管桥、出水口。,2.4.1检查井,检查井，又称窨井，主要是为了检查、清通和连接渠道而设置的。,常设在（1）管渠交汇处；（2）方向转折处；（3）管道坡度改变处；（4）管道端面（尺寸、形状、材质）、基础、接口变更处；（5）直线管道每隔一定距离处；（6）特殊用途处（跌水井、防潮门等处）,2.4.1检查井,室外排水设计规范对检查井最大间距的要求,
