城市水系统运营与管理

1、第一、二章水的循环形式：自然循环、社会循环。城市水系统主要的构成： 1）水源2供水3.用水4排水 城市水系统的功能：1水量保障2水质保障3水压保障保证功能的发挥：1节制需求，2控制污染，3减少渗透，4增加补给城市水系统特性：1、给水排水统一性，2、发展的可持续性，3、公益与商品的两重性 我国城市水行业的产业化主要存在以下几方面的问题：一是水行业产业结构问题，二是竞争主体问题，三是产业链各环节总体发育不良我国城市建设与水需求问题主要表现为：1水资源供求矛盾突出 2水环境污染严重，饮用水源水质下降3地下水超采且污染严重，城市环境地质灾害频发。管井的日常维护措施：抽水设备选用和维护，及时清淤、维护性

2、抽水、管井的消毒、管井出水量减少原因及恢复措施。第三、四章给水处理工艺使用的处理技术有混凝、沉淀、过滤、消毒 混凝：水中胶体及微小悬浮物的聚集过程。包括凝聚和絮凝。混凝机理1 ）凝聚机理压缩双电层、吸附一电中和、吸附架桥、沉淀物网捕或卷扫2 ）絮凝机理同向絮凝、异向絮凝混凝过程控制条件1）混合阶段-异向凝聚占主导，药剂水解、聚合及颗粒脱稳进程很快，故要求混合快速剧烈。1030秒，不超过2分钟，一般 7001000S-1之内。2）絮凝阶段一同向絮凝为主，适当的紊流程度，G由大到小，既要保证碰撞吸附， 又要防止絮体破碎。时间一般 1030分钟。平均 G = 2070 s-1 , Gmax=1001

3、20 s-1, GT=104105当原水碱度不足使铝盐或铁盐水解困难时，投加石灰 可以增加水中碱度，改善混凝条件，促使混凝过程顺利进行。平流式沉淀池 构造：是应用最早最广的狭长矩形沉定池。平流式沉淀池水深2535m，长宽比要大于4,长深比要大于10,以保证池断面水流均匀。池底多为平底，采用机械刮泥或吸泥，采用刮泥方式时需在进水侧池底设泥斗。平流式沉淀池控制参数：1.水力停留时间：1.03.0h, 2.表面负荷率：P55,3水平流速：1025mm/s3） 斜管沉淀池运行与维护必须特别注意：1）斜管沉淀的缓冲能力及稳定性较差，对前置的混凝处理运行稳定性要求较高，对絮凝水样的试验或目测，应每小时不少

4、于一次，池出水浊度宜控制在8度以下。2）斜管内易产生积泥，需及时排泥。穿孔管排泥每8h不少于1次。顶部泥毯降低水位用压力水冲洗3）斜管内易滋生藻类，需适当采用与处理措施，以抑制藻类滋生。 澄清池：分为泥渣悬浮型和泥渣循环型两种形式。低温低浊及其他情况时的处理（P59）： 1）低温低浊时，为了提高混凝效果，往往投加助凝剂，也可适当投加黄泥以增加泥渣量，保证泥渣层浓度；要适当减少排泥，尽可能保持较高的泥渣沉降比，以保证运行正常，满足出水水质要求。2）原水碱度不足时，混凝效果不良， 以致形成絮体过少，不利形成活性污泥渣层和接触絮凝作用。可投加石灰，提高混凝效果。3）水源污染程度稍大，有机物或藻类较多

5、时，可采用预氧化等预处理措施，氧化水中有机 物、藻类等，可去除臭味。滤速大，产水量高，但超出设计滤速时，滤池负荷增加，容易影响出水水质，缩短工作周期。 单层砂滤池的滤速为 810m/h，双层或多层滤料滤速：1024m/h或1830m/h消毒（P67）目的：杀火水中对人体健康有害的病菌、病毒和原生动物的胞囊等绝大部分病原微生物，以防止通过饮用水传播疾病。饮用水消毒方法主要有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。使用条件： CI02消毒：适用：受污染水消毒，减少氯化有机物，有持续消毒作用。适用于有机物如酚污染严重时，必须现场制备，直接应用。 氯胺消毒：优点：水中含有机物和酚时，不产生氯臭和

6、氯酚味，大大地减少三卤 甲烷THM的可能，保持水中余氯较久，适用管网较长。缺点：消毒作用慢，杀菌能力比氯 气弱。适用于原水中有机物较多和供水管线较长时。 氯、漂白粉消毒：易分解，放在阴凉通风处。极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只使用于小水厂。 NaOCI消毒：消毒效果不如氯气，现场制作，不宜贮存，易分解。常用于小型水 厂。 臭氧消毒：制水成本高，适用于有机物污染严重时。杀菌能力最强。无持续消毒作用，在管网水中应加少量氯消毒。 紫外线辐射消毒 ：无污染；受水中悬浮物含量影响，无持续消毒作用；适用于工 矿企业等集中用户水处理。预处理方法：化学氧化法、生物氧化法和吸附法 膜分离包括：微滤，超滤，纳滤、反

7、渗透 预处理的目的：去除水中呈悬浮状态的固体污染物质，降低后续处理单元的处理负荷， 减少后续处理设备和管道的磨损沉砂池作用：主要通过重力沉淀和旋流分离作用，去除污水中相对密度较大的无机颗粒，以防这些颗粒对后续设备和管道造成机械磨损。初沉池作用：1、通过重力沉淀作用，去除污水中的磕碜点有机悬浮物质SS; 2、降低污水的BOD 5含量，以降低后续生物处理的负荷；3、起到均和水质的作用。格栅的运行维护 流量分配调节：合理分配流量，进行流量调节 过栅流速的影响：宜采用0.6 1.0m/s，过大会将栅渣冲走，过小会造成淤积，水头损失一般应控制在 0.3m内 格栅控制方式：液位差控制、实际控制 定时巡视检

8、查 卫生安全：保证卫生安全格栅的作用：拦截污水中体积较大的大块漂浮物，以防水泵和管道堵塞，影响设备的正常运行。沉砂池按照其原理和构造，可以分为1平流沉砂池、2竖流沉砂池、3曝气沉砂池、4涡流 沉砂池。对于沉砂池的掌握最重要的是掌握排砂量，合理地安排排砂次数，及时清砂。传统活性污泥法工艺流程：简图处理工艺 SBR工艺、氧化沟工艺 A-A-0工艺（工艺图）进、出水水质测定 （104）:生化需氧量BOD、化学需氧量 COD、总固体TS、悬浮固体SS、 挥发性悬浮固体 VSS、总氮TN、总凯氏氮TKN、总磷TP、PH值（6.5-8.5 ）。工艺运行中曝气池工况指标：活性污泥的好氧速率 SOUR、污泥的

9、沉降比 SV、污泥的容积指数SVI、溶解氧量DO 。SVI越大，沉降性能越差吸附性能越好，一般认为SVI值在100左右综合效果最好。导致污泥膨胀的原因有两大类：丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。曝气池常见故障及控制 ：污泥膨胀：指污泥很松散，污泥在沉淀池底部不能形成紧密的污泥层，沉淀池上部不是清 澈的上清液；除此之外生物紧凝体仍然在沉淀池各处悬浮，并被溢出现涌化。产生原因：丝状菌膨胀（丝状菌过多）和非丝状菌膨胀（菌液团细菌生理异常活动，导致活性污泥恶 化）解决措施：1对于非丝状菌引起的，以调节工艺参数的方法来加以控制；2对于丝状菌引起的可采用工艺运行调节的手段加以控制，也可以加入助凝剂或采用灭菌法。污

10、泥上浮：由于沉淀池底部的污泥层中有气泡引起的，引起部分污泥层浮在沉淀池表面。措施：1保证及时排泥 2在曝气池末端增加曝气装置，增加供氧量3对于反硝化引起的污泥上浮可以增大剩余污泥的排放量，降低停留时间二沉池工艺参数控制：1水力表面负荷：传统工艺不超过7.2m3/（ m2 /h）2固体表面负荷：传统工艺中不宜超过150Kg MLSS/ （m /d）3. 出水堰溢流负荷：传统工艺控制在510 m3/（ m/h）4. 二沉池泥位控制： 如果泥位太高，便增大了出水漂泥的可能性脱氮除磷脱氮原理：氨化反应，有机氮氧化化为氨态氮； 硝化反应，氨态氮氧化为亚硝酸盐、硝酸盐；反硝化反应，亚硝酸盐、硝酸盐还原为氮

11、气。除磷原理：是依靠回流污泥中聚磷菌的活动进行的，聚磷菌在厌氧池中吸收分子的有机物，而在随后的好氧池中， 聚磷菌所吸收的有机物将被氧化分解并提供能量，同时，能从污水中摄取比厌氧条件所释放的更多磷，将磷以聚磷酸盐的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，通SBR工艺特点：1工艺流程简单，运行维护量小2运行稳定，操作灵活 3）投资省，占地少氧化沟工艺的运行维护（连续循环曝气池）1氧化物通常采用机械曝气，主要装置转刷和转盘2供氧量的调节方法：改变转刷（盘）的投运台数改变转刷（盘）的转速改变氧化沟的液位进而改变转刷的浸水深度氧化沟工艺特点：1 ）氧化沟中形成富氧区和缺氧区，可以脱氮除磷；2）池型较大，占地面积

12、较大，多在室外；3）负荷低，处理效果好、产泥量少；4）抗冲击负荷能力强；5）常不设初沉池。A-A-O工艺特点：1）最简单的同步脱氮除磷技术2）总的HRT很短3）丝状菌不能大量繁殖（好氧，厌氧交替运行），无污泥膨胀之虞，SVK100。4）污泥中含磷浓度高，肥效高 5） 勿需投药，两个 A段只用轻搅拌，运行费用低。缺点1）除磷效果很难提高 2）脱氮效果难于进一步提高，内循环量2Q,不宜太高3）进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧A-A-O工艺的运行维护：厌氧池：释放 P+氮化 缺氧池：脱氮 反应器：去除 BOD、硝化吸收PA-A-O工艺流程，每个单元功能。污泥分类：按来源不同：1.沉淀污泥（物理物

13、化陈定或气浮污泥）2.生物处理污泥（剩余污泥，消化污泥）按消化与否：1.熟污泥或消化污泥 2.生污泥或新鲜污泥；按成分不同：1.有机污泥2.无机污泥污泥处理构筑物：主要是污泥消化池和污泥浓缩池。污泥消化池主要作用：1污泥稳定化 2污泥无害化 3污泥资源化 4.污泥的减量污泥硝化池的影响因素（PH值、碱度、温度、消化时间与负荷、混合搅拌、毒性）：1、PH 值（6.87.4）； 2、碱度；3、温度（5056 高 3038 中 1520 常）；4、硝化时间 与负荷；5、混合搅拌；6、毒性。消化池的运行维护 ：1、PH6.57.5 ； 碱度 10005000mg/L ； VFA 在 50500mg/L

14、PH下降的原因：温度波动大投入有机物超负荷水力超负荷 甲烷菌中毒。措施：立即外加碱源，增加消化液的碱度， 将积累的VFA扣掉，使PH值回升到6.57.5 范围内，寻找PH下降的原因，并针对原因采取相应的控制措施，待恢复正常进行后，在停 止。预测PH值下降的措施：VFA浓度上升，可能使 PH下降；碱度 ALK下降PH下降，VFA/ALK>0并连续上升，PH<6.5 沼气中甲烷的含量中温消化温度3038 C高温消化温度 5056 C。高温消化的有机物分解率和沼气产量会略高 于中温消化，但需要增加很多加热量，一般认为得不偿失。第八章给水管道材料：1.铸铁管2.钢管3钢筋混凝土管4新型塑料

15、管5金属、塑料料复合管材 止回阀：限制压力管道中的水流朝一个方向流动的阀门。微阻缓闭止回阀和液压式缓冲止回阀还有防止水锤的作用。排气阀：安装在管线的隆起部分，长距离输水管一般随地形起伏敷设，这高出设排气阀。泄水阀：在管线最低点安装，根据所需放空时间决定泄水阀和排水管直径。以排除水管中的沉淀物以及时检修时放空水管内的存水。消火栓：分地上式和地下式，后者使用于气温较低的地区，布置在道路旁消防车可以驶近的地方，在道路两侧或者单侧安装。每个消火栓流量10 15L/s，安装高度1.1m，安装距离为100 120m。支墩；承插式接口的管线。在弯管处、三通处、水管进端的盖板上以及缩管处，都会产生轴 向那你，

16、接口可能因此松动脱节而使管道漏水，因此需设置支墩以承受拉力防止事故 管线穿越障碍物：采用什么管道（P229）管道测压和测流的目的： 管网测压、测流是加强管网管理的具体步骤。 通过它有利于城市给 水系统的日常调度工作。 通过管网测压、测流。核定输水管中阻力变化， 能查明结垢严重的 管段，从而有效地指导管网养护检修工作。 对新管道使用前后进行测压、 测流，可推测新管 道对管网输配水影响程度。给水管网漏水原因：（1）管材质量不合格（2）接口质量不合格（3）施工质量问题（4）水 压过高（5）温度变化（6）水锤破坏（7）管道防腐不佳（8）其他工程影响（9）道路交通 荷载过大检漏方法：（1）音频检漏（2）

17、区域装表法（3）质量平衡检漏法（4）水力坡降线法（5）统 计检漏法（6）基于神经网络的检漏法。管网二次污染的原因：主要由以下3个方面引起的：供水管道、供水调节设施和二次加压设施。1.自来水在管道滞留时间对水质的影响2.供水调节设施对水质的二次污染3.二次加压设施对水质的二次污染 4溢流管设置不合理，无卫生防护措施5.水池池口无防护设施 6.蓄水池 内衬材料和结构不符合卫生要求7.缺乏合格的卫生管理人员8.卫生管理制度及卫生设施不健全。第九章排水管渠材料：1.混凝土管和钢筋混凝土管 2.陶土管（排水特有）3.塑料排水管4.金属管5. 浆砌砖、石或钢筋混凝土大型管渠混凝土管与钢筋混凝土管的管口有：

18、承接口、企口、平口。采用 顶管法 施工时用平口管。陶土管特点：带釉的陶土管内外壁光滑，水流阻力小，不透水性好，耐磨损，抗腐蚀。但陶 土管质脆易碎，不宜远运，不能受内压。抗弯抗拉强度低，不宜敷设在松土中火埋深较大的 地方。此外，陶土管的管节短、需要较多的接口，增加施工麻烦和费用。由于陶土管耐酸抗 腐蚀性好，常用于排除酸性废水，或管外有浸蚀性地下的污水管道。排水管渠的类型：刚性：水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口；柔性：石棉沥青卷材接口、橡胶圈接口； 半刚半柔：预制套环石棉水泥（或沥青砂）接口。排水管渠的基础适用条件：砂土基础：弧形素土基础适用于无地下水、原土能挖成弧形的干燥土壤；砂垫层适用

19、于无地下水， 岩石或多石土壤。混凝土枕基：适用于干燥土壤中的雨 水管道及不太重要的污水支管。混凝土带形基础：适用于各种潮湿土壤，以及地基软硬不均匀的排水管道。雨水口 ：是雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物。一般应在交叉路口、 路侧边沟的一定距离处以及没有道路边石的低洼地方设置，以防止雨水漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。检查井：为了便于对管道进行检查和清通，必须设置检查井。检查井一般设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠上。跌水井：设有消能设施的检查井；常用跌水形式：竖管式（D<400mm ）、溢流堰式（管径400以上）;管径不大于 200mm时，一次落差不宜超过 6m ;管径300 - 400mm , 次落差不宜 超过4m。水封井：当生产污水能产生引起爆炸或火灾的气体