《室外排水设计标准 GB 50014-2021》详细解读

《室外排水设计标准

GB50014-2021》详细解读contents目录1总则2术语3排水工程3.1一般规定3.2雨水系统3.3污水系统4设计流量和设计水质4.1设计流量contents目录4.2设计水质5排水管渠和附属构筑物5.1一般规定5.2水力计算5.3管道5.4检查井5.5跌水井5.6水封井5.7雨水口contents目录5.8截流设施5.9出水口5.10立体交叉道路排水5.11倒虹管5.12渗透管渠5.13渠道5.14雨水调蓄设施5.15管道综合6泵站contents目录6.1一般规定6.2设计流量和设计扬程6.3集水池6.4泵房设计6.5出水设施7污水和再生水处理7.1一般规定7.2厂址选择和总体布置7.3格栅contents目录7.4沉砂池7.5沉淀池7.6活性污泥法7.7回流污泥和剩余污泥7.8生物膜法7.9供氧设施7.10化学除磷7.11深度和再生处理7.12自然处理contents目录7.13消毒8污泥处理和处置8.1一般规定8.2污泥浓缩8.3污泥消化8.4污泥好氧发酵8.5污泥机械脱水8.6污泥石灰稳定8.7污泥干化contents目录8.8污泥焚烧8.9污泥处置和综合利用8.10污泥输送和贮存8.11除臭9检测和控制9.1一般规定9.2检测9.3自动化9.4信息化contents目录9.5智能化9.6智慧排水系统011总则1总则设计依据排水工程设计应以经批准的城镇总体规划、海绵城市专项规划等为主要依据，并应综合考虑规划年限、工程规模、经济效益、社会效益和环境效益，做到安全可靠、保护环境、节约土地、经济合理、技术先进且适合当地实际情况。设计原则排水工程设计应遵循经济、合理、安全、卫生的原则，并结合实际情况，采用先进、成熟、可靠的技术和设备。设计时还需考虑节能、环保、可持续发展的要求。适用范围本标准适用于新建、扩建和改建的室外排水工程设计，包括城镇、工业区和居住区的永久性排水工程。022术语定义排水体制是指城市或工业企业的排水系统所采用的水质、水量、排水方式等方面的管理制度和技术措施。分类根据排水方式的不同，排水体制可分为合流制和分流制两种基本类型。选择依据排水体制的选择应根据城市或地区的实际情况，综合考虑环境保护、经济效益、社会效益等因素。2术语033排水工程雨水系统由源头减排设施、雨水管渠、排涝除险设施组成，且与防洪标准设施相衔接。污水系统则包含污水管道、污水及再生水处理设施、以及污泥处理和处置设施。排水工程系统包括雨水系统和污水系统，涵盖从源头到末端的全过程。3排水工程043.1一般规定排水工程设计应遵循经济、合理、安全、卫生的原则，同时考虑节能、环保及可持续发展要求。设计原则排水工程设计应以经批准的城镇总体规划和其他相关规划为主要依据，确保全局性和协调性。设计依据设计时需结合城市或地区的自然环境、气候条件、地质状况及污染情况等因素，进行综合比较和论证，以确定最佳方案。实际情况考虑3.1一般规定053.2雨水系统雨水系统设计原则雨水系统设计应遵循科学规划、合理布局、安全可靠、经济高效的原则，确保在极端天气条件下排水系统的正常运行，防止城市内涝的发生。3.2雨水系统雨水系统组成要素雨水系统主要由雨水口、雨水管道、检查井、跌水井等构筑物组成，用于收集、输送和排放雨水。各组成部分应协调配合，确保雨水的顺畅排放。雨水系统设计要求在设计雨水系统时，需要考虑降雨强度、地形地貌、土壤类型等因素，以确定合理的排水方案和管道布局。同时，应采取适当的措施减少雨水径流中的污染物，保护水环境。063.3污水系统组成污水系统主要由污水管道、污水泵站、污水处理厂（站）等部分组成，用于收集、输送和处理城镇或工业区的污水。要求污水系统应确保污水的有效收集与输送，减少污水在输送过程中的渗漏和排放，同时要保证处理设施的稳定运行和处理效果的达标。3.3污水系统074设计流量和设计水质4设计流量和设计水质计算方法设计流量的计算需综合考虑多种因素，包括汇水面积、降雨量、径流系数等。通常采用的设计流量计算方法有简化方法和细化方法两种，根据实际情况选择使用。应用实例以某城市新区排水系统设计为例，通过计算不同区块的汇水面积和降雨量，确定各区域的设计流量，进而指导排水管道的布局和尺寸选择。定义与重要性设计流量是排水系统设计的关键参数，它决定了排水管道的尺寸、坡度以及排水能力，确保系统在雨水或污水排放高峰期间能够正常运行。030201084.1设计流量4.1设计流量设计流量的重要性准确计算设计流量对于排水系统的设计和运行至关重要。如果设计流量过小，可能导致排水系统在暴雨或高峰时段无法有效排水，从而引发城市内涝等严重问题。而如果设计流量过大，又可能造成资源浪费和不必要的经济负担。因此，科学合理地确定设计流量是排水系统设计的关键环节。设计流量的计算方法设计流量的计算需综合考虑多种因素，包括但不限于地区的气候条件（如降雨量）、人口密度、用水习惯以及工业和商业活动等。这些因素都会影响到污水和雨水的产生量，进而影响设计流量的计算。具体的计算方法可能因地区和具体情况而异，但一般都需要基于详细的数据分析和科学的预测模型。设计流量的定义设计流量是指在排水系统设计时，根据各种因素（如降雨量、污水产生量等）计算出的流量。这个流量是排水系统设计和运行的基础，对于确保排水系统的安全性和效率至关重要。094.2设计水质4.2设计水质设计水质应符合国家及地方相关环保标准和规范，确保排水不会对环境和生态造成不良影响。满足环保要求根据排水用途和水资源再利用的需求，合理确定设计水质标准，以便水质净化后能够满足再利用的要求。考虑用水需求在确定设计水质时，应综合考虑技术可行性、经济合理性和社会可接受性，确保水质的合理性和可操作性。经济合理105排水管渠和附属构筑物排水管渠应按重力流设计，确保自流排水。5排水管渠和附属构筑物应根据排水水质、管渠材质和使用环境等因素，确定适宜的排水流速。排水管渠系统设计应考虑远期发展，预留扩建的余地。115.1一般规定术语定义明确标准中详细定义了诸如排水体制、排水系统、设计流量等专业术语，为设计工作提供了统一的语境和规范。设计原则室外排水工程设计应遵循经济、合理、安全、卫生的原则，同时需考虑节能、环保及可持续发展的要求。实际情况结合设计时应结合城市或地区的自然环境、气候条件、地质状况和污染情况等具体因素，进行多方案比较，以确定最佳设计方案。5.1一般规定125.2水力计算计算目的采用达西公式或曼宁公式进行管道水力计算，根据管道糙率、管径、坡度等因素确定公式中的参数。计算方法注意事项在计算过程中，需考虑局部水头损失和沿程水头损失，以及管道的连接方式和附件对水力条件的影响。确定管道中的流速、流量和水头损失，以确保管道系统的正常运行。5.2水力计算135.3管道要点三管道材料与规格新标准详细规定了室外排水系统中所使用的管道材料，包括但不限于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、铸铁、钢管等。同时，对各种材料的管道规格、承压能力、使用寿命等参数进行了明确。设计与安装要求管道的设计需充分考虑地形、地质、气候条件以及排水量等因素。新标准提出了具体的管道布局原则，如避免锐角转弯，减少管道阻力等。安装过程中应确保管道的坡度、支撑、固定等符合设计要求，保证排水的顺畅与安全。维护与检修标准强调了管道系统的定期维护与检修重要性，包括清理管道内的淤积物、检查管道连接处的密封性、修复破损或老化的管道等。此外，还提供了应对紧急情况如管道破裂、堵塞等的处理方法和建议。5.3管道010203145.4检查井检查井的设计应确保结构的稳定性和安全性，能够承受土壤、地下水等外部压力。结构稳定检查井应设计为易于开启和关闭，方便工作人员进行检查、清理和维护工作。便于维护为了防止地下水渗入井内，检查井应具有良好的防渗漏性能。防渗漏性能5.4检查井010203155.5跌水井5.5跌水井应根据排水管道的坡度和管径确定跌水井的位置和数量。01跌水井的结构设计应满足承载要求，防止污水泄漏。02跌水井内部应设置有效的消能设施，以减少水流冲击。03165.6水封井010203防止排水管道内的有毒、有害、易燃易爆气体进入室内，保障人民生命财产安全。通过水封高度，有效隔绝排水管道中的臭气，避免对周边环境造成污染。在特定情况下，如管道维修时，可作为临时性封水设施。5.6水封井175.7雨水口定义雨水口是指用于收集和排放屋面雨水的设施，是排水系统中的接口部分。作用其主要功能包括防止屋面积水积聚、减少雨水对建筑物的侵蚀，以及保护建筑物结构。5.7雨水口185.8截流设施将生活污水、工业废水和雨水混合在一个管渠内排除的系统。截流式合流制排水系统针对降雨初期径流水质较差的问题，通过截流设施将初期雨水收集处理，以减少对环境的污染。初期雨水截流设施沿河岸设置，用于截流和收集城市污水和雨水的管道，提高污水的收集率。污水截流干管5.8截流设施195.9出水口出水口被水体淹没，通常用于湖泊、水库等静水水体的排水系统。淹没式出水口出水口不被水体淹没，直接排入河道或其他动态水体。非淹没式出水口具有淹没式和非淹没式两种特点，可根据水位变化自动调整排水方式。混合式出水口5.9出水口205.10立体交叉道路排水5.10立体交叉道路排水下穿道路应设置独立的排水系统为防止下穿道路的积水，需设置独立的排水管道和泵站。截水沟和集水井的设置在立体交叉道路的低洼处应设置截水沟，同时配合集水井，以便及时收集并排除地表水。泵站与市政管网的衔接下穿道路的排水泵站应与市政排水管网合理衔接，确保排水顺畅。215.11倒虹管倒虹管应设置检修井，便于维护和检修。应根据使用环境和地质条件进行防腐处理和加固设计。应根据排水量、水力条件和使用场合确定倒虹管的管径和管材。5.11倒虹管225.12渗透管渠5.12渗透管渠定义与作用渗透管渠是一种特殊设计的排水管道，其主要功能是允许水通过管壁渗透到周围土壤中，从而减少径流量，提高地下水补给，同时有助于减轻城市排水系统的负担。设计与施工要点在设计渗透管渠时，需要考虑土壤类型、渗透能力、地下水位以及管渠材料等因素。施工过程中，应确保管渠的铺设坡度、接口处理以及防渗措施等符合规范要求，以保证其正常运行和使用寿命。环保与可持续发展渗透管渠作为一种生态友好的排水方式，有助于促进雨水的自然循环和地下水的补给。在城市规划中，合理应用渗透管渠可以有效减轻城市内涝问题，提高城市生态环境的可持续性。同时，它还可以作为海绵城市建设的重要组成部分，提升城市的韧性和适应能力。235.13渠道在地形平坦地区或埋设深度受限制的地区，渠道（包括明渠和盖板渠）被广泛用于雨水排除系统。应用场景盖板渠的构造应就地取材，设计要方便维护。渠壁可与道路侧石联合砌筑，以提高结构整体性和耐久性。构造要求5.13渠道245.14雨水调蓄设施5.14雨水调蓄设施雨水调蓄设施在室外排水系统中起着至关重要的作用。它们主要用于收集和暂时储存雨水，在暴雨期间减轻下游排水系统的压力，有助于防止城市内涝。根据具体的设计和应用场景，雨水调蓄设施可以分为不同的类型，如地下储水池、地表蓄水池等。在设计雨水调蓄设施时，需要考虑多个因素以确保其有效性和安全性。这包括确定合适的储水容量，以应对不同强度的降雨事件；选择适当的材料和构造方式，以保证设施的耐久性和稳定性；以及合理规划设施的位置和布局，以最大限度地发挥其调蓄作用并减少对周边环境的影响。雨水调蓄设施是室外排水系统的重要组成部分，需要与其他排水设施（如排水管渠、泵站等）紧密配合，共同构建一个高效、可靠的排水网络。在设计和运行过程中，需要充分考虑雨水调蓄设施与整个排水系统的协调性和互补性，以确保在暴雨等极端天气条件下城市排水系统的正常运行。设施作用与分类设计要点与排水系统的配合255.15管道综合确保管道布局安全，防止因水流冲刷、渗漏等原因造成损坏。安全性原则经济性原则可维护性原则在满足安全和使用功能的前提下，力求布局简洁、经济合理。管道布局应考虑方便日后的检查、维修和更换。5.15管道综合266泵站010203泵站是室外排水系统中的重要组成部分，直接影响排水能力和系统运行效率。根据特定原理运行，主要分为污水泵站和雨水泵站。设计中需符合GB50014-2021标准的相关要求，确保安全可靠、环保节能。6泵站276.1一般规定6.1一般规定010203应便于处理后出水回用和安全排放。应便于污泥集中处理和处置。宜位于城镇夏季主导风向的下风侧。286.2设计流量和设计扬程6.2设计流量和设计扬程010203暴雨强度公式根据地区气象数据和排水要求，选择合适的暴雨强度公式计算设计流量。径流系数考虑不同地面覆盖类型和坡度，确定合理的径流系数，用于计算设计流量。汇水面积根据实际地形和排水系统布局，确定汇水面积，进而计算得到设计流量。296.3集水池安全性集水池的设计应保证结构稳定，防止因水压、地质等因素导致的损坏或渗漏。可靠性集水池应能在各种环境条件下正常运行，包括极端天气和突发情况。经济性在设计集水池时，应合理利用材料和资源，以降低建设和维护成本。6.3集水池306.4泵房设计泵房应远离污染源，避免有害气体和粉尘的影响。泵房布局应合理，设备布置应便于操作和维修。应选择地质条件良好、地基承载力高的场地。6.4泵房设计316.5出水设施6.5出水设施010203出水口设计应满足规范和当地相关规定。应考虑水体接纳能力和环保要求。出水设施应与周边景观相协调。327污水和再生水处理预处理去除大颗粒固体和油脂，保护后续处理单元。一级处理二级处理7污水和再生水处理通过物理方法去除污水中的悬浮物和部分有机物。采用生物处理方法进一步去除有机物，提高水质。337.1一般规定7.1一般规定01排水工程设计应遵循经济、合理、安全、卫生的原则，结合当地自然环境、气候条件、地质状况等因素进行综合考虑。根据城市或地区的实际情况，设计流量应综合考虑污水、雨水等流量，同时根据水质情况选择合适的处理工艺。排水工程设计应注重节能、环保，采用先进技术减少能耗和污染物排放，符合可持续发展要求。0203设计要求设计流量和水质考虑节能环保要求347.2厂址选择和总体布置7.2厂址选择和总体布置安全性考虑在选择厂址时，应考虑地质条件、洪涝灾害风险以及周边环境对排水设施可能产生的影响，确保厂址的安全性。便捷性考虑可持续性考虑厂址应便于排水设施的接入和维护，同时要考虑交通和运输的便利性，以便在紧急情况下能够快速响应。在选择厂址时，还需要考虑其对环境的影响，优先选择对环境影响小、符合可持续发展原则的地点。357.3格栅010203格栅的选型和设置应符合水流条件和污染物特性。格栅间隙应根据水泵要求和后续处理构筑物及设备的要求确定。格栅平台应设置冲洗及排水设施，并应考虑格栅的防腐措施。7.3格栅367.4沉砂池7.4沉砂池010203沉砂池应能有效去除污水中比重较大、易沉淀的砂粒。设计时需考虑进水水质、砂粒的沉降速度以及水流状态等因素。沉砂池的结构应便于清砂和维修。377.5沉淀池123沉淀池应能有效去除水中的悬浮物和部分溶解性杂质。沉淀池的设计应考虑水流的均匀分布，避免短流和死角。沉淀池应设有排泥和清淤设施，以便定期清理池底沉积物。7.5沉淀池387.6活性污泥法它利用活性污泥中的微生物去除污水中的有机污染物。通过向废水中连续通入空气，好氧性微生物能够繁殖并形成污泥状絮凝物。活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法。7.6活性污泥法397.7回流污泥和剩余污泥回流污泥的定义与作用：回流污泥是指在二次沉淀池（或沉淀区）中进行泥水分离后，大部分活性污泥又回流到曝气池的污泥。其作用是维持曝气池中微生物的浓度和活性，以保证污水处理的效果。剩余污泥的产生与处理：在活性污泥处理系统中，每日增长的新细胞会以剩余污泥的形式排出系统。剩余污泥需要妥善处理与处置，以防止对环境造成污染。常见的处理方法包括浓缩、稳定化、调理及脱水等。污泥回流与剩余污泥排放的平衡：为了维持活性污泥处理系统的稳定运行，需要合理控制污泥回流比和剩余污泥排放量。回流比过大，会导致曝气池中污泥浓度过高，影响处理效果；而剩余污泥排放量过多，则会影响系统中微生物的数量和活性。因此，需要根据实际情况调整回流比和剩余污泥排放量，以达到最佳的处理效果。7.7回流污泥和剩余污泥407.8生物膜法7.8生物膜法生物附着生长在生物膜反应器内，微生物附着在载体表面形成生物膜，通过吸收和降解废水中的有机物进行生长。物质传递过程废水中的有机物通过生物膜的吸附和扩散作用进入生物膜内部，被微生物分解利用。生物膜更新随着生物膜的增厚和老化，内层微生物因缺氧而死亡，外层微生物不断生长，形成生物膜的更新。417.9供氧设施设备选型选用高效、低能耗的供氧设备，如微孔曝气器、射流曝气器等，提高氧的利用率。自动控制配备自动控制系统，根据水质和生物反应情况实时调整供氧量，保证处理效果。供氧能力根据实际需求和水质情况，合理确定供氧设施的供氧能力，确保满足生物处理过程中的氧气需求。7.9供氧设施427.10化学除磷应设置可靠的混合设施，确保化学药剂与原水充分混合。化学反应时间、沉淀时间和混合强度等参数应根据试验确定，以确保除磷效果。应根据进、出水水质和除磷要求，合理选择化学药剂种类和投加量。7.10化学除磷437.11深度和再生处理01混凝沉淀通过向水中投加混凝剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒相互聚合并沉淀。7.11深度和再生处理02过滤利用滤料层的截留和吸附作用，去除水中的悬浮物和胶体物质。03消毒采用氯、二氧化氯、臭氧等消毒剂杀灭水中的病原微生物。447.12自然处理利用土壤、植物和微生物的协同作用，对污水进行自然净化的一种处理技术。概念低能耗、低成本、环境友好，但处理效果受环境因素影响较大。特点7.12自然处理457.13消毒01氯消毒常用的消毒方法之一，通过向水中加入液氯、漂白粉等物质，生成次氯酸杀菌。臭氧消毒臭氧具有强氧化性，能快速杀灭水中的病毒和细菌。紫外线消毒利用紫外线破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA分子结构，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。7.13消毒0203468污泥处理和处置8污泥处理和处置重力浓缩利用重力作用，通过自然沉降来浓缩污泥。利用微小气泡附着在污泥颗粒上，使其浮起从而实现浓缩。气浮浓缩通过机械设备如离心机、带式压滤机等对污泥进行浓缩。机械浓缩478.1一般规定设计原则根据《室外排水设计标准GB50014-2021》，排水工程设计应遵循经济、合理、安全、卫生的原则。设计时需采用先进、成熟、可靠的技术和设备，确保节能、环保，并考虑可持续发展的要求。系统性思维新增的第3章强调排水工程的系统规定，要求设计时牢固树立系统思维，涵盖雨水系统和污水系统从源头到末端的全过程管理和控制。这体现了标准对排水工程整体性、协调性的重视。强制性条文标准中包含多条强制性条文，如排入城镇污水管网的污水水质标准、工业废水处理的安全措施等，必须严格执行。这些条文确保了排水系统的安全性和可靠性，保护了环境和公共卫生。8.1一般规定488.2污泥浓缩030201重力浓缩利用重力作用使污泥中的水分自然沉降分离，达到浓缩的目的。气浮浓缩通过向污泥中通入微小气泡，使污泥颗粒附着在气泡上并浮至水面，从而实现泥水分离。离心浓缩利用离心力的作用，使污泥中的水分与固体颗粒分离，达到浓缩效果。8.2污泥浓缩498.3污泥消化通过污泥消化，可以减少污泥的体积，从而降低处理和处置的成本。减少污泥体积消化过程能使污泥中的有机物分解，减少病原菌和寄生虫卵的含量，提高污泥的稳定性。稳定污泥性质污泥消化过程中会产生沼气等可再生能源，具有经济价值。产生能源8.3污泥消化508.4污泥好氧发酵8.4污泥好氧发酵优势有效降解有机物质，减少废水中的污染物含量，同时产生的腐殖质可作为肥料使用，实现资源的循环利用。原理污泥好氧发酵是通过微生物的好氧代谢作用，将污泥中的有机物转化成稳定的腐殖质，同时减少污泥的体积和降低其对环境的危害。518.5污泥机械脱水8.5污泥机械脱水板框压滤机适用于间歇性操作的污水处理厂，操作简单，但需要较多的人工参与。离心脱水机适用于中小型污水处理厂，占地面积小，但设备投资和运行费用相对较高。带式压滤机适用于大型污水处理厂，连续作业，处理量大，但需要较大的占地面积。528.6污泥石灰稳定原理通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混，生石灰与脱水污泥中的水分发生反应。作用灭菌和抑制腐化、脱水、钝化重金属离子、改性和颗粒化以改善储存和运输条件。8.6污泥石灰稳定538.7污泥干化热干化技术利用热能将污泥中的水分蒸发，从而实现污泥的减量化和稳定化。常见的热干化技术包括对流干燥、传导干燥和辐射干燥等。太阳能干化技术利用太阳能对污泥进行自然干燥，具有节能环保的优点，但受天气条件影响较大。生物干化技术通过微生物的降解作用，将污泥中的有机物转化为水和二氧化碳，从而实现污泥的减量化和稳定化。8.7污泥干化010203548.8污泥焚烧燃气在有氧环境下燃烧，产生热能可以用于发电或供热。燃烧通过除尘、脱硫、脱硝等技术处理燃烧产生的烟气，以满足环保排放标准。烟气净化在高温且无氧或缺氧条件下，将污泥中的有机物转化成燃气。热解气化8.8污泥焚烧558.9污泥处置和综合利用将污泥进行无害化处理后，按照相关规范进行填埋，适用于无法资源化利用的污泥。卫生填埋8.9污泥处置和综合利用将污泥焚烧后产生的热量用于发电，可实现污泥减量化和资源化。焚烧发电经无害化处理的污泥可作为肥料或土壤改良剂，用于园林绿化或农业种植。土地利用568.10污泥输送和贮存管道输送通过密闭管道将污泥从处理设施输送至贮存地点，减少环境污染。输送过程监控对污泥输送过程进行实时监控，确保污泥及时、准确地送达贮存地点。输送设备选择合适的污泥泵和管道材料，确保污泥输送的稳定性和可靠性。8.10污泥输送和贮存578.11除臭物理除臭通过加强通风、增加换气次数等方法，降低臭气浓度。化学除臭利用化学反应原理，使用氧化剂、还原剂或酸碱中和剂等化学药剂进行除臭处理。生物除臭采用生物过滤、生物洗涤或生物滴滤等技术，利用微生物降解臭气物质。8.11除臭589检测和控制检测内容根据《室外排水设计标准GB50014-2021》，检测和控制部分主要涉及对排水系统的运行状态进行实时监测，包括对流量、水质、水位等关键参数的检测。这些检测数据对于评估排水系统的性能、及时发现潜在问题以及优化系统运行具有重要意义。控制方式标准中提到的控制方式包括但不限于自动化控制、远程监控和手动控制。自动化控制通过预设的程序和算法，实现对排水系统的自动调节；远程监控则允许操作人员在远离现场的情况下，对系统进