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1、排水管网课程参考教案第一单元 绪论（2学时）1. 教学任务本章主要阐明三个问题：一、城市为什么要建排水工程设施；二、何谓排水工程；三、排水工程的意义和作用。2. 大纲要求的基本概念、原理、规律、方法、重要公式、重要参数本章涉及的主要概念：排水工程城市用于收集、输送、处理处置和利用污水的一整套工程设施，就称为排水工程。3. 教学重点内容、难点及处理方法本教学单元无难点。3.1 城市为什么要建排水工程设施 污水的产生和污水的成分污水产生的主要途径：人们的日常生活；工业生产；降水。 人们日常生活排出的污水中主要含有机物、细菌、病毒以及氮、磷、钾等植物生长所需的营养元素。 工业生产排放的污水成分随工业
2、企业的性质不同和生产工艺的不同而有很大的不同，情况较为复杂。 降水也会受到来自天空、地面的各种杂质的污染，降水在短时间内产生的水量很大，如暴雨等，如排除不及时，会引起洪涝灾害。 污水不加处理的危害 使水体、土壤从有氧状态变到无氧状态，正常的水生生态受到破坏，导致水体退化。 传播有毒有害物质及病菌、病毒，威胁水生动植物，直接或间接威胁人类的生命。 使水体水质不能满足生活和生产用水的要求，从而造成巨大的经济损失。人类的教训英国泰晤士河；我国的苏州河、黄浦江；湖泊富营养化如我国的滇池；八大公害事件；因污染造成的水荒由于人类生产生活活动以及自然界的活动产生了大量被污染的水，这些污水不妥善处理，将会给人
3、们的生存带来严重的威胁，限制经济的发展，同时，应该认识到污水本身也是资源，污水及污水中含有的大量有用物质，不加回收和再利用也会带来巨大的浪费，因此，为保护环境，促进人类的可持续发展，城市必须考虑污水的妥善收集和处理，这就是城市建排水工程设施的缘由。3.2 何谓排水工程排水工程：城市用于收集、输送、处理处置和利用污水的一整套工程设施。基本任务：保护环境、保障健康、发展经济，促进人类的可持续发展。主要内容：收集污水并输送至适当地点；妥善处理后排放或再利用。3.3 排水工程的意义和作用1、环境保护方面2、卫生方面3、经济方面（1）现代排水工程是保护水体，防止公共水体水质受到污染，以充分发挥其经济效益
4、的基本手段之一。（2）城市污水资源化，重复利用于城市或工业，是节约用水和解决淡水资源的一种重要途径。（3）污水的妥善处理与处置，降水的及时排除，是保证工农业生产正常运行的必要条件之一。（4）污水本身也是资源，有很大的经济价值3.4 排水工程师的任务 加快城市排水系统的建设 尽快探索经济、高效、节能、技术先进的符合我国国情的城市污水处理新工艺和新技术。 大力开展污水资源化研究。 大力加强水质监测新技术、操作管理自动化和水处理设备标准化的研究工作。 无害无废水工艺、闭合循环和综合利用是60年代控制工业污染的新技术，应积极开展研究和加以推广。 着手进行区域排水系统的研究工作。4. 教学方法与手段本教
5、学单元以课堂讲授为主，多举与同学们关系密切的实例，以提高同学们对本课程的兴趣。5. 课外要求要求同学们查阅有关我国自建国以来城市排水工程发展状况的文献资料。第二单元 排水系统概论（一）（2学时）1. 教学任务 了解污水的分类及其特性； 掌握排水系统的体制、类型及特点；掌握排水体制的选择原则； 掌握城市污水、工业废水以及雨水排水系统的组成；2. 大纲要求的基本概念、原理、规律、方法、重要公式、重要参数本节涉及的概念有：污水或废水、生活污水、工业废水（生产污水、生产废水）、降水、城市污水、污水量；排水系统、城市污水重复使用（自然复用、间接复用、直接复用）、工业废水的循序使用和循环使用；排水体制、合
6、流制（截流式合流制）、分流制（完全分流制与不完全分流制）、混合制。3. 教学重点内容、难点及处理方法本单元教学重点为：排水系统的体制及其选择；排水系统的组成。本单元虽然涉及的基本概念较多，但都容易理解，只是在教学过程中注意“成对”概念的区分。如：生产废水/生产污水；污水量/污水流量；循序适用/循环使用等。3.1 污水的概念、分类和特性一、污水或废水污水或废水：水经人们生产和生活利用后，物理和化学性质以及化学成分发生了改变，这种水称为污水或废水。习惯上也把降水（雨、冰雪融化水）包括在污水范围内。二、污水的分类（一）按来源分1、生活污水生活污水：指人们日常生活中用过的水。2、工业废水工业废水：指工
7、业生产过程中排出的水。（1）按工业废水的污染程度分1）生产废水：指生产过程中受轻度污染或水温稍有升高的水。2）生产污水：指在使用过程中污染严重的水。（2）按污染物的化学性质分含无机物的；含有机物的；含无机、有机混合的。（3）按废水中污染物的成份分这种分类法明确地指出了废水中主要污染物成分。3、降水降水：即大气降水，包括液态降水（雨露）和固态降水（雪、冰雹、霜等）。三、城市污水和污水量（一）城市污水城市污水：指排入城镇污水排水系统的生活污水和工业废水。在合流制排水系统中，还包括生产废水和截流的雨水。城市污水实际上是一种混合污水，其特点是水质水量变化很大，随各种污水的混合比例和工业废水中污染物的特
8、性不同而异。（二）污水量污水量：是指排放的污水体积，一般以L或m3计。（也有用重量表示，常用吨。）污水流量：是指单位时间的污水量，用m3/d、m3/h、L/s等单位表示。（若为重量流量，则多用吨/天。）常用的是污水流量的概念。与污水量有关的概念是污染物浓度。污染物浓度：是指单位体积污水中所含污染物质的数量，常以mg/L、g/m3、kg/m3表示，用以表示污水的污染程度。一般污水处理常用这一概念。四、排水系统的组成 排水的收集、输送、处理和排放等设施以一定方式组合成的总体，称为排水系统。 排水系统由管道系统（排水管网）和污水处理系统（污水处理厂）组成。 管网系统一般由排水设备、检查井、管渠、泵站
9、等组成。 污水处理系统包括各种处理构筑物和除害设施等。五、污水的最终处置方式所谓最终处置就是指最终的安排。污水的最终处置方式有以下几种：1、 返回自然环境（水体、土壤、大气），但应注意环境容量问题。2、 人工处理后再利用。3、 隔离。针对有害物质而言。六、污水的出路（注意与最终处置的不同）根据不同的要求，经处理后的污水其最后出路有：1、 排放水体，污水的自然归宿。2、 灌溉农田。既是污水的利用，又是处理方法（土地处理）。3、 重复使用。控制水污染、保护水资源的重要手段，节约用水的重要途径。城市污水的重复使用方式有：（1）自然复用（2）间接复用（3）直接复用（包括工业废水的循序使用和循环使用）工
10、业废水的循序使用是指某工序的废水用于其他工序，某生产过程的废水用于其他生产过程。工业废水的循环使用是指某生产工序或过程的废水，经回收处理后仍作原用。这里要注意污水的最终处置和污水的出路之间的不同，最终处置是对未经处理的污水而言，污水的出路是对经处理的污水而言。3.2 排水系统的体制及其选择（本单元重点）一、 排水系统的体制（排水体制）污水的收集和输送依靠排水管渠，排除污水可以有不同的方式，可以把生活污水、工业废水以及雨水合并起来用一个管渠系统来排除，也可以把这些污水分类用不同的管渠系统来排除。不同的收集输送方式所形成的排水系统就叫做排水系统的体制（排水体制）。二、 排水体制的类型排水体制一般分
11、为两类：合流制；分流制。1、合流制排水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个管渠内排除的系统。合流制排水系统又有两种类型：一是直流分散排放的合流制排水系统；二是截流式合流制排水系统。（1）直流分散排放的合流制排水系统的特点： 混合污水不经处理就近直接排入水体。 排放口有多个，沿河道分布，形成“线源”。 雨天、晴天都有污水排放。直流分散排放的合流制排水系统属于早期的排水系统。由于这类合流制排水系统所接纳的污水不经处理就直接排放入水体，会造成水体的严重污染，所以这类型式的排水系统无法满足环境保护要求。（2）截流式合流制排水系统的特点： 平行于河流有一条截流主干管。 下游设污水处
12、理厂。 合流干管与截流主干管的相交处或相交前的合流干管上的检查井处设溢流井。 晴天时只有一个污水出口，污水经截流主干管到污水处理厂处理后排放。雨天时，只有部分混合污水（污水和初降雨水）进入污水厂，当污水量超过截流主干管的输水能力时，大部分混合污水经溢流井出水口排入水体。优点是在条件允许时（环境保护条件），可以利用原有的直流分散式合流制排水管道系统，节省较多的建设资金，有利于老城市的管网改造。缺点是在雨天仍有大量污水进入水体污染环境。2、分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个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。其中，排除生活污水、工业废水或城市污水的系统称污水排水系
13、统；排除雨水的系统称雨水排水系统。根据雨水排水系统是否完善，分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制排水系统。完全分流制系统指具有完善的污水和雨水排水系统。不完全分流制系统指具有完善的污水排水系统，而雨水排水系统未建或不完善的排水系统。3、工业企业的排水体制工业企业一般采用分流制排水系统，而且在多数情况下，采用分质分流、清污分流的几种管道系统来分别排除。分质分流：根据污水的成分和性质的不同分别采用独立的管道系统排除。清污分流：指生产废水和生产污水的分流。如果水质相似，则可以合并；如果不同就应分开。生产废水可并入雨水管道或循环重复利用。对含特殊污染物质的生产污水不允许直排，应设局部处理设施。
14、对于有条件的，生活污水、生产污水可直接排入城市污水管道，但必须满足有关国家标准的规定。4、混合制排水系统所谓混合制排水系统是指一个城市既建有合流制也有分流制排水系统。旧城市扩建容易出现混合制，我国目前有很多。混合制不是独立的排水体制。三、 合流制、分流制排水系统在环境保护、经济和维护管理方面的优缺点体制项目合流制分流制优点缺点优点缺点环境保护一般不能满足环保要求。污水全部送到污水厂处理。容易适合城市发展需要，符合卫生要求。是城市排水系统体制发展的方向。初期雨水未加处理造价管道造价比完全分流制低2040%。总造价低于完全分流制。泵站和污水厂造价比完全分流制高。不完全分流制可节省初期投资，缩短工期
15、，工程建设快，目前常采用。完全分流制造价高。维护管理晴天易沉淀，雨天沉淀物被冲起。水质变化大，污水厂运行管理复杂，运行费用高。无沉淀，水质较稳定，污水厂运行管理较合流制好。混合制的优缺点介于合流制与分流制之间。四、 排水系统体制的选择原则排水系统是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。 影响排水系统的设计、施工、维护管理， 对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远， 影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。 环境保护是选择排水体制时所考虑的主要问题。排水系统体制的选择是一项很复杂很重要的工作，应根据城镇及工业企业的总体规划、环境保护的要求、当地自然条件（地理位置、地形、气候）、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量和废水受纳水体条件等，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。室外排水设计规范、城市排水规划规范规定新建地区（新、扩、改地区）排水系统一般应采用分流
