水污染控制工程(上)1A

水污染控制工程（上）北京林业大学封莉副教授排水管网《排水工程》（上册，第四版），孙慧修主编，中国建筑工业出版社《水污染控制工程》（上册），高廷耀主编，高等教育出版社《室外排水工程设计规范》（GB500014-2006）主要参考书目本课程的主要内容排水系统概论污水管道系统设计雨水管道系统设计合流制管渠系统设计排水管渠的材料、接口及基础排水管渠系统上的构筑物排水管渠系统的管理与养护第1章排水系统概论概述（概念、内容、发展史、作用……）排水系统的体制及其选择排水系统的主要组成部分

城市污水排水系统的主要组成部分

工业废水排水系统的主要组成部分

雨水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规划设计原则和任务排水工程：——收集、输送、处理、再生和处置污水和雨水的工程。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上学期《水污染控制工程》课程内容第1节概述——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，比发现的公元前2500年埃及排水沟早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；排水工程的发展史：——明、清时代的北京城，排水管渠系统比较发达；在赣州市以宋代福寿沟为代表的城市排水系统至今发挥作用——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，十一五规划城市平均排水设施普及率达70%，特区城市和对外开放城市不低于80%，城市污水处理率达到25%，百万人口以上城市和重点旅游城市不低于40%。1865年竣工的伦敦地下污水渠应加快城镇排水工程建设，特别是中小城镇排水工程的建设；探索经济、高效、节能、技术先进的城市污水处理新工艺和新技术；大力开展污水再生利用工程研究；加强水质监测新技术、新仪器、操作管理自动化和水处理设备标准化研究工作；推广清洁生产工艺，研究废水闭合循环和综合利用的新技术；开展区域性排水工程综合规划和控制研究工作。现阶段我国排水事业发展的主要工作：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）城镇污水污水的最终出路：一是排放水体，污水的自然归宿，水体对污水有一定的净化能力。二是再生利用，城镇污水再生利用的用途为城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源水。污水的危害：

危害人体健康

影响工农业生产

影响景观环境

影响渔业资源

破坏生态平衡排水工程的作用：——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第2节排水制度及其选择排水制度的概念：——在一个地区内收集和输送城镇污水和雨水的方式。一、排水制度（排水体制）排水制度的类型：——有合流制和分流制两种基本方式。城市排水工程规划规范（GB50318-2000），适用于城市总体规划的排水工程规划。合流制——用同一管渠系统收集和输送城市污水和雨水的方式。可分为直排式和截流式两种。直排式合流制：国内外很多老城市在早期采用的，对水体污染严重。直排式合流制排水系统河合流干管出水口合流支管截流式合流制：在直流式基础上增设截流干管，末端设污水处理厂并在截流干管与原干管相交处设置溢流井，改造形成的系统。截流式合流制排水系统河污水厂溢流井截流主干管合流干管出水口溢流出水口分流制——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系统排出的方式。可分为完全分流制和不完全分流制两种。河污水厂污水干管出水口污水总干管污水干管污水干管雨水干管雨水干管雨水干管完全分流制：具有污水排水系统和雨水排水系统；完全分流制排水系统不完全分流制：只具有污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿天然地面、街道边沟等排泄。不完全分流制排水系统河污水厂污水干管出水口污水总干管污水干管污水干管原有渠道原有渠道雨水管渠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。二、工业企业内部的排水系统工业企业分流制排水系统分质分流清污分流雨水生活污水厂工业废水生活污水生产污水厂泵站冷却构筑物局部处理构筑物河溢流水管道雨水管渠系统生活污水管道系统生产污水管道系统特殊污染生产污水管道补充清洁水排入城市污水管道排水制度（分流制或合流制）的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度。新建地区的排水系统宜采用分流制。合流制排水系统应设置污水截流设施。对水体保护要求高的地区，可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。在缺水地区，宜对雨水进行收集、处理和综合利用。三、排水制度的选择第3节排水系统的主要组成部分一、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排水管道系统污水处理厂出水口事故排出口污水泵站及压力管道手盆、便器、水封管、立管、出户管……街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等城镇污水排水系统总平面示意图I，II，III——排水流域1—城镇边界；2—排水流域分界线；3—支管；4—干管；5—主干管；6—总泵站；7—压力管道；8—城镇污水厂；9—出水口；10—事故排出口；11—工厂二、工业废水排水系统的组成部分车间内部管道系统和设备污水泵站及压力管道厂区管道系统废水处理站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……三、雨水排水系统的组成部分工业区排水系统总平面示意图1—生产车间；2—办公楼；3—值班宿舍；4—职工宿舍；5—废水利用车间；6—生产与生活污水管道；7—特殊污染生产污水管道；8—生产废水与雨水管道；9—雨水口；10—污水泵站；11—废水处理站；12—出水口；13—事故排出口；14—雨水出水口；15—压力管道第4节排水系统的布置形式主要任务：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一、城镇排水系统总平面布置的任务与原则确定干管、主干管走向；确定污水处理厂和出水口的位置。

经济合理，管网密度合适，管道工程量小，水流畅通，节省能量；

充分利用地形地势、顺坡排水，最大可能采用重力流形式，避免提升；

在起伏较大的地区，应将高区系统与低区系统分离，做到高水高排，低水局部提升；

尽量减少中途加压泵站的个数；

截流干管的布置要能使全区的污水管道便捷、直接地接入。布置的原则：正交式二、城镇排水系统总平面布置的常见形式在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管可以以最短的距离沿与水体垂直相交的方向布置。优点：干管长度短，管径小，经济，污水排除迅速。缺点：污水未经处理直接排放，污染水体，影响环境。适用：仅用于排除雨水。截流式在正交式基础上，沿河岸敷设主干管，将各干管的污水截流送至污水处理厂。优点：减轻水体污染，改善和保护环境。缺点：对于截流式合流制雨天混合污水泄入水体，造成污染。适用：分流制污水排水系统和区域排水系统。平行式在地势向河流方向有较大倾斜的地区，为了避免因干管坡度及管内流速过大，使管道受到严重冲刷，可使干管与等高线及河道基本上平行、主干管与等高线及河道成一定斜角敷设的布置方式。在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流流至污水厂时，可采用分区布置形式。这时，分别在高区和低区敷设独立的管道系统。高区的污水靠重力流流入污水厂，而低区污水用水泵输送至高区干管或污水厂。适用：个别阶梯地形或起伏很大的地区。优点：充分利用地形，节省能量。分区式当城市周围有河流或城市中央部分地势高、地势向周围倾斜的地区，各排水流域的干管常采用辐射状分散布置，各排水流域具有独立的排水系统。优点：干管长度短、管径小、管道埋深可能浅、便于污水灌溉。缺点：污水厂和泵站的数量将增多。分散式由于建造污水厂用地不足及建造大型污水处理厂的基建投资和运行管理费用也较小型厂经济等原因，故不希望建造数量多规模小的污水厂，将分散式发展为沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送至污水厂。环绕式排水管渠系统应根据城镇总体规划和建设情况统一布置，分期建设。排水管渠断面尺寸应按远期规划的最高日最高时设计流量设计，按现状水量复核，并考虑城市远期发展的需要。管渠平面位置和高程，应根据地形、土质、地下水位、道路情况、原有的和规划的地下设施、施工条件以及养护管理方便等因素综合考虑确定。排水干管应布置在排水区域内地势较低或便于雨污水汇集的地带。排水管宜沿城镇道路敷设，并与道路中心线平行，宜设在快车道以外。截流干管宜沿受纳水体岸边布置。管渠高程设计除考虑地形坡度外，还应考虑与其他地下设施的关系以及接户管的连接方便。《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中要求：第5节城镇污水再生利用系统一、城镇污水再生利用工程设计原则与内容原则：应妥善处理开发天然水源与开发污水资源的关系，提倡优先开发污水资源；应妥善处理污水排放与污水再利用的关系，城镇新建和原有的污水处理厂都应积极发展污水再生利用。内容：确定再生水源；确定再生水用户、工程规模和水质要求；确定再生水厂的厂址、处理工艺和输送管线布置；确定用户配套设施。二、城镇污水再生利用系统及其组成城镇污水再生利用系统是个系统工程，它将排水和给水联系起来，实现水资源的良性循环，有利于促进城市水资源综合利用和城市水环境保护，有利于可持续发展。城镇污水再生系统组成污水收集二级处理深度处理再生水输配用户用水管理三、再生水利用过程中安全措施和监测控制

严格管理再生水水源水质；

禁止再生水管道与给水管道连接；

再生水管道与给水和排水管道要保持一定距离；

再生水水质水量必须稳定；

再生水利用过程的监测控制。

必须经过完善的二级处理技术和一定的深度处理；

在水质上满足国家关于再生水水质的有关规范标准要求；

在卫生方面不出现危害人们健康的问题；

在使用上人们不产生不快感；

对设备和器皿不会造成不良的影响。安全可靠的再生水必须满足下列各项要求：工业企业排出的废水应采取的措施:

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。《室外排水设计规范》规定：工业废水排入城镇排水系统的水质应按有关标准执行，

不应影响城镇排水管渠和污水处理厂等的正常运行；

不应对养护管理人员造成危害；

不应影响处理后出水的再生利用和安全排放；

不应影响污泥的处理与处置。第6节工业企业排水系统和城市排水系统的关系第7节排水系统的规划设计原则与任务37工程项目阶段工程项目建设周期及阶段划分示意图抽象具体123456123456IIIIIVII工作量曲线工作量曲线项目运行项目预可行性研究及可行性研究工程项目评估及决策工程项目计划与设计设备和工程招标工程项目施工试生产及竣工验收时间工程项目阶段可交付成果1项目概念提出2可行性研究报告3项目决策4图纸交付，开工命令下达5项目竣工6试生产，验收合格，设施完全投入使用图例说明I——项目策划决策阶段II——项目准备阶段III——项目实施阶段IV——项目竣工验收阶段和总结评价工程建设基本程序基本建设程序示意图长期规划预备项目计划项目建议书可行性研究设计工作建设准备年度投资计划投资估算设计总概算施工图预算竣工决算五年计划可行性研究报告建设实施生产准备竣工验收交付使用生产运营后评价决策阶段设计阶段施工阶段终结阶段工程设计——指根据设计任务书所确定的拟建工程项目的产品方案、生产规模、工艺技术方案、建厂条件和厂址方案、投资估算和经济评价等要求，由设计单位按照合同的规定，遵照国家政策和法规，吸收国内外先进的科学技术成果和生产实践经验，选择最佳建设方案进行工程设计。成果是以设计文件和图纸来体现。工程设计在工程项目建设过程中处于主导地位，直接影响生产装置建成投产后的产量、质量、消耗、成本以及资源的最佳配置。设计是整个工程的灵魂。一、排水工程规划设计原则1．排水系统的规划设计应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划，并应与城市和工业企业中其他单项工程建设密切配合，互相协调。2．排水系统的规划设计要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。3．应处理好污染源治理与集中处理的关系。城市污水应以分散治理和集中处理相结合，以城市集中处理为主的原则加以实施。工业废水符合排入城市下水道标准的应直接排入城市污水排水系统，与城市