城市排水工程系统课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,LOGO,*,LOGO,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,城市排水工程系统规划,第四组 讲解,LOGO,合流制排水系统布置,截流式合流制排水管渠水力计算,城市旧合流制排水管渠系统改造,工业废水的排放处理,第,4,节 合流制管渠系统的设计,主要内容,LOGO,一 合流制管渠系统特点,合流制管渠系统是在同一管渠内排除生活污水、工业废水及雨水的管渠系统。常用的有截流式合流制管渠系统，它是在临河的截流管上设置溢流井。晴天时，截流管以非满流将生活污水和工业废水送往污水厂处理。雨天时，随着雨水量的增加，截流管以满流将生活污水、工业废水和雨水的混合污水送往污水厂处理。当雨水径流量继续增加到混合污水量超过截流管的设计输水能力时，溢流井开始溢流，并随雨水径流量的增加，溢流量增大。当降雨时间继续延长时，由于降雨强度的减弱，雨水溢流井处的流量减少，溢流量减小。最后，混合污水量又重新等于或小于截流管的设计输水能力，溢流停止。,（一）合流制管渠系统特点,截流式合流制管渠系统,LOGO,LOGO,截流式合流制消除了晴天时城市污水的污染及雨天是较脏的初期雨水与部分城市污水对水体的污染，在一定程度上满足呢保护环境的要求。但在暴雨天，有一部分带有生活污水和工业废水的混合污水溢入水体，使水体受到周期性的污染。另外合流制晴雨天水质水量变换较大，给污水厂的运用管理带来一定的困难。但合流制的总投资比分流制节省，许多城市的旧城区多习惯采用合流制形式排污。,LOGO,(,二,),一般地说，在下述情形下可考虑采用合流制：,1.,雨水稀少的地区,2,排水区域内有一处或多处水源充沛的水体，其流量和流速都足够大，一定量的混合污水排入后对水体造成的污染危害程度在允许的范围以内。,3,街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗管渠排除雨水，而街道横断面又较窄，管渠的设置位置受到限制时，可考虑选用合流制。,4,地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不受淹没。污水在中途不需要泵汲。,5.,水体卫生要求特别高的地区，污水和雨水都要处理者,.,LOGO,合流制排水系统的布置：,1,管渠的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理地排人管渠，并能以可能的最短距离坡向水体。,2,在合流制管渠系统的上游排水区域内，如果雨水可沿地面的街道,边沟,排泄，则该区域可只设置污水管道。只有当雨水不能沿地面排泄时，才考布置合流管渠。,3.,截流干管一般沿水体岸边布置，其高程应使连接的支、干管的水能顺利流入，并使其高程在最大月平均高水位以上。在城市旧排水系统改造中，如原有管蕖出口高程较低，截流干管高达不到上述要求时，只有降低高程，设防潮闸门及排涝泵站。,5,溢流井位置应选择适当，数目不宜过多，以免增加溢流井和排水渠道的造价，减少对水体的污染。溢流井位置尽可能位于水体下游，并靠近水体。,4.,暴雨时，超过截流干管设计输水能力的那部分混合污水能顺利地通过溢流井就近排入水体，以减小截流干管的断面尺寸和缩短排放渠道的长度。,LOGO,截流式合流制排水管渠的水力计算,1.,截流式合流制排水管渠的设计流量，在溢流井上游和下游是不同的。现分述如下：,（,1,）第一个溢流井上游管渠的设计流量,（,2,）溢流井下游管渠的设计流量,LOGO,(1),第一个溢流井上游管渠的设计流量,如图,4,斗所示，第一个溢流井上游管渠,(1,2,管段,),的设计流量,Q=Qd+Qm+Qs=Qdr+Qs,(4-19),式中,Q,设计流量,Qd,生活污水设计流量,Qm,工业废水设计流量,Qs,雨水设计流量,Qdr,截流井以前的旱流 污水量,LOGO,（,2,）溢流井下游管渠的设计流量,溢流井下游灌渠的设计流量（图,2-3,管段）合流灌渠溢流井灌渠流量设计，对旱流污水量,Qh,仍按上述方法计算，对未一流的设计雨量则按上游旱流污水量的倍数（,n,。）计。此外还需计入溢流井后的旱流污水量,Qh,和溢流井以后汇水面积的雨水量流量,Qy,。,Q=,（,n,。,+1)Qh+Qh+Qy,4-20,截流井以后的管渠设计流量，应按下列公式计算：,Q=(n,。,+1,）,Qdr+Qs+Qdr,式中,Q-,截流井以后管渠流量计算,n,。,节流倍数，即开始溢流时所截的雨水量与旱流污水量之比,Qs,截流井以后汇水面积的雨水设计流量,Qdr,截留以后的旱水污水量,LOGO,全部设计流量用满流计算,合流管渠,(,满流时）设计最小流速,0.75m,s,设计重现期适当提高,N,。依据旱流污水的水质，水量情况等因素确定,设计充满度,设计最小流速,设计重现期,截流倍数,2.,设计数据的规定,.,LOGO,不同条件下截流倍数,LOGO,三,.,旧合流制排水管渠系统的改造,（一）概述,目前,我国众多城市已经兴建或正着手筹建集中污水处理厂及配套管网收集系统。这些城市，除开发区及一些新建区采用雨、污分流排水体制外，,其余地区大都采用旧合流制排水管渠系统，通过直排式合流管渠,，直接将雨水和生活污水就近排入城市水体。污水直排造成水体严重污染，并由此影响城市居民的生存环境，因此，要兴建城市污水治理工程，必须对老城区旧合流制排水管渠系统进行改造。,我国大多数城市的排水管渠系统，在修建当时，国内没有自己的排水管渠计算公式，基本沿用前苏联规范，由于两国在气候、生活习惯等方面的差异，并不符合我国实际，设计过水断面普遍偏小，雨季时街面溢水、积水现象严重；在管渠材料及施工技术方面，由于受到城市发展水平的制约，也存在众多缺陷，如管材质量差、管道坡度控制不严格、接口不密实、渗水严重等；同时由于缺少城市统一规划，排水管渠的布置杂乱无章。以上诸多原因，给城市旧合流制排水管渠系统的改造增加了较大难度。,LOGO,（二）旧合流制排水管渠系统改造的原则,旧合流制排水管渠系统的改造是一项非常复杂的工程，改造措施应根据城市的具体情况，因地制宜，综合考虑污水水质水量、水文、气象条件、水体卫生条件、资金条件、现场施工条件等因素，结合城市排水规划，在确保水体尽可能减少污染的同时，充分利用原有管渠，实现保护环境和节约投资的双重目标。,LOGO,三 旧合流制排水管渠系统改造的措施,现阶段，对旧合流制排水管渠系统改造的方式主要有四种，分述如下：,1.,改旧合流制为分流制,将旧合流制改为分流制，是一种彻底的改造方法。由于实施雨、污分流，可以将污水全部引至污水处理厂进行处理，从根本上杜绝了污水直接排放对水体的污染。同时，由于雨水不进入污水处理厂，处理水的水质水量可维持较小的变化范围，保证出水水质的相对稳定，容易做到达标外排。,要实施分流制，对于现状条件的要求较高，不论是住宅区还是工业企业，其内部的管道系统必须健全，要求有独立的污水管道系统和雨水管道系统，便于接入相应的城市污水、雨水管网；同时要求城市街道的横断面有足够的位置，允许新增管道的敷设。一般城市由于建设年代久远，地下管线基本成型，地面建筑拥挤，路面狭窄，如若将合流制改为分流制，存在投资大、施工困难等诸多现实问题，很难短期内做到。,LOGO,2.,保留部分合流管，实行截流式合流制,大部分城市，如果水体环境足够的自净能力，基本上采取截流合流制排水体系统，保留老城区部分合流管，沿城区周围水体敷设截流干管，对合流污水实施截流，并视城市的发展状况，逐步完善管网，改为分流制。这种过渡方式，由于工程量相对较小、节约投资、易于施工、见效快，已得到广泛应用，并取得良好效果。不久前我人设计完成的巢湖市污水厂配套管网工程，其中老城区建成多年，地面建筑及地下设施已经成型，不宜大规模实施分流制改造，而城区内有环城河、天河等丰富的水体可利用，根据当地实际情况，在老城区内即采用了截流式合流制排水系统。,旱季时，截流式合流制排水系统可将污水全部送入污水处理厂。雨季时，通过截流设施，只能将部分合流污水输送至污水厂处理，超出截流水量的污水排入附近水体，不可避免会对水体造成局部和短期污染，而进入处理厂的污水，由于混有大量雨水，使原水水质、水量波动较大，势必对污水厂各处理单元产生冲击，这就对污水厂处理工艺提出了更高的要求。有关截流式合流制排水体系在实施中应注意的问题，下文将着重论述,LOGO,3.,在截流式合流制的基础上，设置合流污水调蓄构筑物,有些城市，周围水体稀疏，环境容量有限，自净能力较差，不允许合流污水直接排入，这种情况下，可在截流干管适当位置设置合流污水调蓄构筑物，将超过截流干管转输能力及污水厂处理能力的合流污水引入调蓄构筑物暂时储存，待暴雨过后再通过污水泵提升至截流干管，最终入污水厂进行处理，基本上保证水体不受或少受污染。,需要指出的是，这种调蓄构筑物往往占地面积很大，并且雨水量不是一个定值，合理确定合流污水调蓄构筑物容积有较大难度；再者，调蓄合流污水量最终再通过污水泵提升至截流干管（极少数有高差利用的城市除外），造成日常运行、维护、管理的不便，同时也啬了污水处理厂的负荷及运行费用，所以不提倡采用，只有充分论证无实施分流制的可能性后才予以考虑。,LOGO,4.,在截流式合流制的基础上，对溢流混合污水进行处理,同上一种情况类似，如果城市周围水体自净能力有限，水体环境相脆弱，采用截流式合流制排水管渠系统，在溢流合流污水排入水体前，必须进行处理。针对合流污水水量大、浓度低的特点，可采用一级处理，选择筛滤、混凝沉淀、投氯消毒的处理工艺。合流污水经处理后，污染物浓度可显著降低，从而大大减轻对水体的污染。,同样，该措施由于考虑雨水的处理，与前种情况存在类似的不足：日常运行费用高，且分散处理设施远离城市集中污水处理厂，在运行、维护、管理是均存在诸多不便。,根据我国城市水污染控制技术政策要求，应加强城市市政排水管网的改造、调整和建设，做到雨水、污水分流，为城市污水集中处理创造条件。因此，对于城市旧合流制排水管渠系统的改造措施，应优先考虑分流制，在实施难度较大的情况下，可考虑采用截流式合流制排水管渠系统。第三、第四种情况，是在截流式合流制的基础上加以改进，针对环境有较高要求而提出的，具有一定的特殊性。事实上，我国大部分城市，其旧城区建设一般处在合流制盛行的年代，被打上深深的时代烙印，很难在短期内改变现状，因此现阶段，我国对老城区旧合流制的改造，截流式合流制排水体系是最常用的方式,LOGO,（五）结语,基于我国城市排水现状，合流制在一定时期内还会存在，加之我国大多城市市政基础设施较薄弱，受资金的制约，在目前旧合流制排水管渠系统改造中一味强调分流制不是很现实，而截流式合流制排水系统，具有工程量小、节约投资（约比分流制减少,40%,）、易于施工、见效快、可操作性强等优点，在现阶段采用，比较符合中国国情。当务之急是，如何在工程实际中弥补其不足，完善设计，使其具有更高的使用价值。,LOGO,四 工业废水的排放处理,工业废水的概念,工业废水,是指工业生产过程中产生的废水和污水，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。对于保护环境来说，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。工业废水的处理虽然早在,19,世纪末已经开始，并且在随后的半个世纪进行了大量的试验研究和生产实践，但是由于许多工业废水成分复杂，性质多变，至今仍有一些技术问题没有完全解决。这点和技术已臻成熟的城市污水处理是不同的。,LOGO,前已述及，工业废水分为生产废水和生产污水两种，它们 的水质不同要求各工业企业在排水管道设计中，必须做到清浊分流，分别排放。生产废水一般哟工厂直接排入水体或排入城市雨水管渠。规划中同意考虑接入雨水管渠的位置，并在雨水管渠设计中计入这部分水量。生产污水的排放存在两种情况：,一种是生产污水排入城市污水管道系统，与生活污水一并处理排放；,另一种是单独形成工业生产污水的排除处理系统。,LOGO,（一）生产污水和城市污水的混合排放处理,当工业企业位于城市内或城市附近，应