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1、水水污染控制工程染控制工程唐玉朝唐玉朝唐玉朝唐玉朝 安徽建筑工业学院环境工程系安徽建筑工业学院环境工程系安徽建筑工业学院环境工程系安徽建筑工业学院环境工程系E-mail: E-mail: Department of Environmental Department of Environmental Engineering, , AnhuiAnhui University of University of Architecture第一章第一章 排水管渠系统排水管渠系统第一节第一节 排水系统体制和组成排水系统体制和组成Water Pollution Control Engineering1. 排水
2、系统体制排水系统体制n排水系统排水系统：为了系统地排出和处置各种废水而建设的工程设施为排水系统；n排水体制：污水的不同排出方式形成的排水系统，称排水体制排水体制或排水制度，分合流制合流制和分流制分流制。1.1排水系统的体制排水系统的体制Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制n1.1.1合流制合流制n是生活污水、工业废水和雨水在同一管道内排出，是生活污水、工业废水和雨水在同一管道内排出，分流制是污水分流制是污水(生活污水和工业废水生活污水和工业废水)在污水管道，在污水管道，而雨水在雨水管道排出。而雨水在雨水管道排出。n合流又分直排合流
3、和截流合流，见图合流又分直排合流和截流合流，见图1-1和和1-2。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制直排合流直排合流：雨水污水混合水不经过处理，直接从排水管道进入地面水体，早期此类排水系统较多，系统中仅有排水管道，没有污水处理设施，由于污水不处理，污染严重，尽管投资少，但已经不用。直排合流直排合流 合流支管 合流干管 河流Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制n截流合流截流合流：在合流干管末端靠近排放口处设置截流干管，将截流干管的污水引入污水处理厂，晴天及初雨时的污水
4、流入污水厂，雨天则雨污混合水大部分直接流入地面水体。适宜在老城区的改造。对于多雨地区污染可能仍很严重。 合流干管 溢流井 截流干管 污水厂 出水口 溢流干管 河流截流合流截流合流Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制1.1.2 分流制分流制n分流制：雨水和污水在两套或两套以上管道排除，各自独立。n分流制又分为完全分流，不完全分流和截留分流。见图1-3，1-4，1-5。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制n完全分流完全分流：雨水系统和污水系统各自独立，污水经过污水管道系统
5、，雨水经过雨水管道系统，两套系统各不关联。但是存在初雨污染问题。污水干管 污水主干管污水厂出水口雨水干管河流完全分流完全分流Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制n不完全分流不完全分流：只有污水系统，没有完整的雨水系统，雨水通过地表漫流或不成系统的管渠流出。城市建设初期，先建污水系统，后建雨水系统；地形合适，地面坡度较大，雨水很快进入地面水体；小城镇；地面水系非常丰富、管渠纵横分布等。 污水干管 污水主干管 污水厂 出水口 小河 河流不完全分流不完全分流Water Pollution Control Engineering1. 排水
6、系统体制排水系统体制n截流分流截流分流：称为半分流半分流，雨水污水两套系统，雨水系统的初雨截流进入污水干管并进入污水处理厂，解决了完全分流的初雨污染问题。 污水干管 污水主干管 污水厂 出水口 雨水干管 跳跃井 河流Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制初雨污染初雨污染:n截流了初雨并不保证污染问题，降雨发生后一段时间，截流了初雨并不保证污染问题，降雨发生后一段时间，流量增加，管道沉积物冲刷流量增加，管道沉积物冲刷“沉渣泛起沉渣泛起”，实践证明污染，实践证明污染仍非常严重；仍非常严重；n难以很好截流初雨，不同地段的初雨并不同时到达污
7、水难以很好截流初雨，不同地段的初雨并不同时到达污水厂或者截流干管，初雨和非初雨混合了；厂或者截流干管，初雨和非初雨混合了；n不同雨型、雨量情况下对初雨难以界定；不同雨型、雨量情况下对初雨难以界定； n初雨污染与地面面源污染密切相关。初雨污染与地面面源污染密切相关。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制经济技术与效益分析经济技术与效益分析：(1)直排合流直排合流: 投资少,但污染严重,已经不用；(2)截流合流截流合流:投资少,雨天存在污染问题,初雨/小雨不污染,较大的雨发生雨污混合水直接进入水体, 对污水厂冲击明显。(3)完全分流完全
8、分流: 造价高, 存在初雨污染。(4)不完全分流不完全分流: 造价低,但适用范围有限,作用类似完全分流。(5)截流分流截流分流:造价高,污染最少。 (6)(完全处理):雨水污水全部流入污水处理厂,全部处理,费用极大,实际难以实施,没有必要。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制1.1.3 混合排水制混合排水制：既有合流也有分流的情况，多为老城区改造的结果。 n我国设计规范要求分流，下列情况可以合流：我国设计规范要求分流，下列情况可以合流： (1).发展受到限制的小城镇，附近有水量充沛的合流或近海；发展受到限制的小城镇，附近有水量充沛
9、的合流或近海； (2).地下设施太多，布置两套管道困难；地下设施太多，布置两套管道困难；(3).雨水较少的地区。雨水较少的地区。n实际情况：实际情况：混接混接(错接错接)极其严重。极其严重。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制n管渠系统管渠系统-收集输送污水；收集输送污水；n污水厂污水厂-处理污水；处理污水；n出水口出水口-处理后的废水排入水体。处理后的废水排入水体。1.2排水系统的组成排水系统的组成Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制n1.2.1城市污水系统城市污水
10、系统：n房屋污水管道房屋污水管道，建筑排水。水封管、支管、竖管、出流管。n城市污水管道及附属构筑物城市污水管道及附属构筑物，支管、干管、总干管。及管道上存在附属构筑物。如窨井、跌水井、倒虹管。n污水泵站和压力管道污水泵站和压力管道，从污水泵站到污水处理厂。n污水厂污水厂，污水处理设施，工业废水多称废水处理站。n出水口和事故出水口出水口和事故出水口，污水排放到地面水体的设施，事故出水口一般在污水泵站，污水不经过处理而排放。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制1.2.2工业废水系统工业废水系统：n车间内部管道系统车间内部管道系统:收集
11、废水,有可能存在车间废水处理设施.n厂区内管厂区内管(管管)道系统及附属构筑物道系统及附属构筑物:有可能不只1套,清污分流.n污水泵站和压力管道污水泵站和压力管道，同城市污水系统.n废水处理站废水处理站(厂厂)，污水处理设施,处理后污水直接排放或进入市政管网.n出水口和事故出水口出水口和事故出水口. 如果是排放到城市污水管渠系统，则可能只有前两者。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制1.2.3雨水系统雨水系统l房屋雨水管道系统房屋雨水管道系统，雨水斗。l小区或厂区雨水管道系统小区或厂区雨水管道系统，接受雨水需要雨水口。l街道雨水管
12、道系统街道雨水管道系统。与污水管道系统类似，有附属构筑物。l雨水泵站雨水泵站，要尽量避免，因为雨水流量太大。l出水口出水口。Water Pollution Control Engineering1. 排水系统体制排水系统体制 关于中水：关于中水：n中水又叫中水又叫“再生水再生水”，主要是指城市或生活污水经处理后，主要是指城市或生活污水经处理后达到国家规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非达到国家规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。饮用水。n在美国、日本、以色列等国，厕所冲洗、园林和农田灌溉、在美国、日本、以色列等国，厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备
13、补充用水等，都大道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等，都大量地使用中水。为了有效利用中水，日本在上水道和下水量地使用中水。为了有效利用中水，日本在上水道和下水道之间，专门设置了中水道。道之间，专门设置了中水道。 第二节第二节 排水管渠及其附属构筑物排水管渠及其附属构筑物Water Pollution Control Engineering2. 排水管渠排水管渠n管渠：明渠和暗管，加盖明渠。管渠：明渠和暗管，加盖明渠。n暗管：管道是预制的圆形管道，管直径小，暗管：管道是预制的圆形管道，管直径小，2m。n渠是现场制造，形状也多不为圆形，而是根据需要确定。渠是现场制造，形状也多不为圆形，而是
14、根据需要确定。2.1管渠管渠(管道与管渠管道与管渠)Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠管道和管渠的要求管道和管渠的要求：l1.不能渗漏，否则渗入造成流量增加，或渗出造成污染地下不能渗漏，否则渗入造成流量增加，或渗出造成污染地下水，或造成地基结构破坏；水，或造成地基结构破坏；l2.耐腐蚀，因为某些废水污水有腐蚀性；耐腐蚀，因为某些废水污水有腐蚀性；l3.内壁整齐光滑，水流阻力小内壁整齐光滑，水流阻力小l4.强度要高，耐静荷载或动荷载强度要高，耐静荷载或动荷载(路面下路面下)，保证运输和施工；，保证运输和施工；l5.价格要低，管道的材料是管道
15、造价的重要因素。价格要低，管道的材料是管道造价的重要因素。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠管道为圆形预制管，圆形原因管道为圆形预制管，圆形原因:u1.水力性能好，一定的断面面积，水力半径最大，获得的水力性能好，一定的断面面积，水力半径最大，获得的流量和流速最大；流量和流速最大；u2.制造，运输，养护，方便；制造，运输，养护，方便；u3.用材料最节省最经济；用材料最节省最经济；u4.承受荷载也较大。承受荷载也较大。2.2 管道以及材料管道以及材料Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠 2
16、.2.1 混凝土管混凝土管n混凝土管的管径较小，多小于混凝土管的管径较小，多小于0.45m，长度多为，长度多为1m，适用，适用于管道埋深较小，当埋深大或需要承受压力大或地质条件于管道埋深较小，当埋深大或需要承受压力大或地质条件差，需要钢筋混凝土管。差，需要钢筋混凝土管。n材料来源广泛，容易制备；耐腐蚀性能差，耐渗透性能差，材料来源广泛，容易制备；耐腐蚀性能差，耐渗透性能差，管节多。管节多。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n2.2.2 钢筋混凝土管钢筋混凝土管n管径大，长度可以管径大，长度可以1-3m，n优点：制造方便，取材容易，根据压力
17、的不同制造无压管、优点：制造方便，取材容易，根据压力的不同制造无压管、低压管和预应力管，价格低廉，应用多。低压管和预应力管，价格低廉，应用多。n缺点是耐酸碱和腐蚀性能差、抗渗漏性能差、管节长度小，缺点是耐酸碱和腐蚀性能差、抗渗漏性能差、管节长度小，故接头较多，施工较复杂，自重大，运输搬运麻烦。故接头较多，施工较复杂，自重大，运输搬运麻烦。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠 2.2.3 塑料和玻璃钢塑料和玻璃钢n密度小,耐腐蚀,水流阻力小,管节长,施工安装方便,不渗漏,综合成本低等特点.n硬质聚氯乙烯(UPVC,PVC-U):与传统的铸铁管
18、相比，PVCU排水管具有以下特点：管材轻密度小，机械强度较高,耐腐蚀性好,化学性质稳定，水流阻力小，粗糙系数n只有0.009，不结水垢,接口密封性能好,施工安装方便,等特点.多用在建筑排水。n缺点: 1.管道容易变形.2.噪音大;3.与混凝土热胀冷缩不同,楼板容易漏水。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n聚乙烯管(PE),高密度聚乙烯管(HDPE), 聚氯乙烯(PVC). n夹砂玻璃钢管(RPM)n这类管材耐腐蚀性强、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短、综合投资低，用于排水工程有着钢筋混凝土管无可比拟的优越性,综合造价中,使用维护成本
19、低。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n2.2.4 陶土管陶土管n由塑性粘土烧制而成，最大的特点是耐酸腐蚀。也可以根据需要制成釉质陶土管，(加盐)，以进一步减小水流阻力，改善抗渗透性能和耐腐蚀程度。陶土管管径小，小于0.8m, 因为大口径容易变形, 废品率高, 管长度也小,0.02,可以距离增加. n雨水口结构分进水篦、井身、连接管。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n雨水口类型分：边沟、侧石和联合式雨水口。n边沟雨水口的进水篦在路面，与路面平或略低于路面，进水能力大，但影响交通；n
20、侧石雨水口进水篦在路边侧石，垂直于地面，进水能力差，但不影响交通，而且可以用细的篦条。从底部构造看，可以分为落底和不落底的，落底就是连接管连接位置与井底存在一定的距离，可以截流较重的物体。n当连接管道的管径大于0.8m，连接处可以不是窨井，即连接暗井。Water Pollution Control Engineering 进水篦 连接管 侧石 道路 人行道边沟雨水口边沟雨水口Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n进水篦位于道路上，需要用铸铁材料边沟雨水口图边沟雨水口图拍摄于校园内拍摄于校园内Water Pollution Control E
21、ngineering2.排水管渠排水管渠边沟雨水口图Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠 雨水口 连接管 侧石 道路 人行道侧石雨水口Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n侧石雨水口n进水篦位于侧石下，细钢筋即可Water Pollution Control Engineering 侧石进水篦 边沟进水篦 连接管 道路 侧石人行道联合雨水口联合雨水口 Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n联合雨水口联合雨水口边沟进水篦应位于道路上，而
22、不应在人行道上！Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n沙石等污染物进入雨水口，滞留在落底雨水口井底，避免堵塞落底雨水口进水篦进水篦 连接管连接管侧石侧石道路道路人行道人行道Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n连接暗井Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠p雨水口间距宜为雨水口间距宜为2550m。连接管串联雨水口个数不宜超过。连接管串联雨水口个数不宜超过3 个。雨水口连接管长度不宜超过个。雨水口连接管长度不宜超过25m。p当道路纵坡大于
23、当道路纵坡大于0.02 时，雨水口的间距可大于时，雨水口的间距可大于50m,其型式、其型式、数量和布置应根据具体情况和计算确定。坡段较短时可在最数量和布置应根据具体情况和计算确定。坡段较短时可在最低点处集中收水，其雨水口的数量或面积应适当增加。低点处集中收水，其雨水口的数量或面积应适当增加。p雨水口深度不宜大于雨水口深度不宜大于1m，并根据需要设置沉泥槽。遇特殊情，并根据需要设置沉泥槽。遇特殊情况需要浅埋时，应采取加固措施。有冻胀影响地区的雨水口况需要浅埋时，应采取加固措施。有冻胀影响地区的雨水口深度，可根据当地经验确定。深度，可根据当地经验确定。Water Pollution Control
24、 Engineering2.排水管渠排水管渠n(9). 倒虹管倒虹管n穿越障碍物设置的特殊构筑物。由进水井、管管、出水井组成。折管式管管，管道先下降再上升，适合跨度大的河道等，施工复杂，管理养护困难，而直管式，管管部分为直形，相对管理维护容易。倒虹管防止淤积：设计流速不小于0.9m，且不能小于上游管道流速；最小管径200m；设置沉淀槽和事故出水口；上升管与水平线不大于30度角。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠进水井进水井 出水井出水井管道管道溢流堰溢流堰折管倒虹管示意图(穿越河流)Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠直管倒虹管示意图(避开其他管道)进水井进水井出水井出水井溢流管溢流管倒虹管倒虹管自来水管自来水管Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n(10).出水口出水口n污水管道出水口淹没在水中，需要混合充分，管顶标高在常水位下；雨水管道出水口应该在水面上，防止河水到灌，管底标高在常水位上。n如果困难考虑设置雨水泵站。出口标高比水位高很多，需要跌水。Water Pollution Control Engineering2.排水管渠排水管渠n谢谢！
