第4章 水处理工程系统与废水最终处置（2学时） 本章教学内容： 取水系统，给水处理简单工艺，输配水系统，废水收集系统 本章教学要求： （1）了解给水工程系统的任务，掌握给水工程系统的组成，掌握供水管路系统与给水处理的基本方法和简单工艺流程； （2）了解排水工程系统的任务，重点掌握污水收集系统的组成，掌握掌握污水处理厂的总体设计； 本章教学重点： 污水收集系统（即污水排放系统） 本章习题: P335 1, 3 4.1 给水工程系统概论 水处理工程系统是环境与市政工程的重要组成部分之一。绐水系统是指将原水经加上处理后按需要把制成水供到各用户的一系列工程的总和，包括：取水工程、水处理系统、输配水系统等。 给水系统的组成：   4.1.1取水工程 1）、取水工程概论：水资源概述及取水工程的任务，给水水源。 2）、地下水取水构筑物 地下水源概述和取水构筑物分类；管井的构造、施工和管理；管井的设计与水力计算，井群互相计算及分段取水井组；大口井、辐射井和复合井，渗渠。 3）、地表水取水构筑物 地表水取水构筑物概述，江河特征与取水构筑物的关系，泥沙运动与河床演变及其对取水构筑物的影响，江河取水构筑物位置的选择，江河固定式取水构筑物（包括：岸边式取水构筑物、河床式取水构筑物和斗槽式取水构筑物）。 4.1.2 给水处理系统 水厂设计内容：净水厂的设计内容一般包括：根据城镇或工业区的给水规模确定的要求选择厂址；根据水源的水质及要求的水质标准选择(包括必要的试验工作，净化工艺流程和净化构筑物形式；确定药剂（包括混凝剂、助凝剂．助滤剂等）品种．投加量及投放方式；选择消毒方法及投加设备；安排辅助生产及附属生活建筑物；进行水厂的总体布置(平面与竖向)及厂区道路、绿化和管理线综台布置‘编制水厂定员表；编制工程概算及主要设备材料表；在完成上述工作过程中应根据设计要求搜集资料．进行设计、计算与绘图工作． 给水处理厂工艺流程的选择：  4.1.3 给水管网： 1）、给水系统总论 （1）给水系统：包括给水系统分类、给水系统的组成和布置、影响给水系统 布置的因素和工业给水系统。 （2）设计用水量：包括用水量定额、用水量变化和用水量计算。 （3）给水系统的工作情况：包括给水系统的流量关系、水塔和清水池的容积 计算，以及给水系统的水压关系。 2）、输水和配水工程 （4）管网和输水管渠布置：包括管网布置形式、管网定线和输水管渠定线。 （5）管段流量、管径和水头损失：包括管网计算的课题、管网图形及简化、 沿线流量和节点流量、管段计算流量、管径计算、水头损失计算、管网计算基础 方程和管网计算方法分类。 （6）管网水力计算：包括树状网计算、环状网计算原理、环状网计算、输水 管渠计算和应用计算机解管网问题。 （7）管网技术经济计算：包括管网年费用折算值、输水管的技术经济计算、 管网技术经济计算和近似优化计算。 11 （8）分区给水系统：包括分区给水一般概念、分区给水的能量分析和分区给 水系统的设计。 （9）水管、管网附件和附属构筑物：包括水管材料和配件、管网附件、管网 附属构筑物和调节构筑物。 （10）管网的技术管理：包括管网技术资料、检漏、管网水压和流量测定、 水管防腐蚀、清垢和涂料、维持管网水质和调度管理。 4.2 排水工程系统概论 概述 一、污水分类及特征 生活污水、工业废水、降水 1、生活污水 ： 来自住宅、机关 学校 医院、公共场所及工厂生活间 性质：含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮等，肥皂，合成洗涤剂，粪便中的病原微生物。 要求：经处理后，才能排入水体，灌溉农田。 2、工业废水 ，来自厂、矿，按污染：（ 1）生活废水—冷却；（2）生活污水。 生产污水： a、有的含大量有机物，食品、炼油、石油 b、有的含氰化物、铬、镉、汞、铅 c、有的含多氯联苯，合成洗涤剂合成有机化合物质 d、有的含放射性物质。 工业放心水按所含主要污染物的化学物质，分： （ 1）主要含无机物的，冶金，建材。 （ 2）主要含有机物，食品加工，炼油 （ 3）既含无机物又含有机物：焦化厂、氮肥厂 3、降水 ：特点：径流量大，积水为害。 初降雨含有污染物质，一般较清洁。 二、城市污水： 生活污水 +工业废水，混合污水 污水流量： m 3 /s，m 3 /h、m 3 /d、L/S 污染物质浓度：单位体积污水中所含污染，物质的数量， mg/L，g/m 3 有组织地排水： 排水管网：排水设备、管渠、检查井、水泵站。 三、污水的处置 1、回归水体（土壤、大气），小农经济，环境容量。 2、处理后 排放水体 灌溉农田 重复使用 自然复用：补充回流 直接复用：可用为城市（ 饮用水源、工业水源、杂用水源 ） 间接复用：补充地下水 城市排水工程规划的任务就是将上述 3种水汇集起来，输送到污水处理厂，经过处理后排放。 排水系统的体制及其选择 已知污水有生活污水，工业废水和雨水。 一、排水系统的体制（排水体制） 污水是采用一个管渠系统来排除，还是采用两个或两上以上各自独立管渠系统来排除。 污水不同的排除线所形成的排水系统，即——。 合流制 分流制 1、合流制排水系统 将生活污水 +工业废水+雨水 混合污水 老城市的排水体制，直接排放水体。 2、分流制排水系统 当生活污水、工业废水、雨水分别两个或两个以上各自独立的管渠内排除。雨、污分流。 （ 1）完全分流制。两套完整，独立的排水管渠。 （ 2）不完全分流：只有污水系统，雨水待建。 工业企业内部：分流制—分质分流、清污分流，以防造成污水，污泥处理复杂化，成分和性质类似，合并生产废水可排入雨水道。 3、混合制排水系统：即有分流制，又有合流制。 New York上海，城市扩建 二、排水体制选择： 城市规划任务之一，影响设计、施工、管理、投资 1、环保方面 合流制 差 截流式合流制 较好 雨天—雨天污水 分流制 好 缺点 初降雨 2、造价方面： 管道 合流制泥完全分流制低20-40% 泵站、污水厂：合流剂比分流制高 总造价：完全分流制要高 初投资：不完全分流制，着眼现实，又要兼顾未来。 3、合流制：晴天，管内，较低，沉淀，雨天，冲刷，管道维护费低。 污水厂：晴雨、水量、水质变化大，运行管理复杂 分流制：管内流速不变，不致发生沉淀。 污水厂：水量，水质，变化较小，易于控制。 综合考虑：环护、原有设施，现状 技术经济比较 排水系统的主要组成部分 一、城市污水排水系统的主要给成部分: 生活污水 +工业废水 （ 1）室内污水管道系统和设备； （ 2）室外污水管道系统； （ 3）污水泵站及压力管道； （ 4）污水处理与利用构筑物； （ 5）排入水体的出水口。 1、室内污水管道系统及设备 作用：收集生活污水，排至室外、庭院或街坊污水管道中去。连接处设检查井，图 1-7P13 2 、室外污水管道系统 埋在地下的自流输送至泵站、污水厂或水体 包括：（ 1）庭院或街坊管道系统，终点设检查井控制井。 （ 2）街道污水管道系统。 接纳庭院或街坊管道流来的污水，由支、干、主干管理组成。 （ 3）管道附属构筑物：检查井、跌水井、倒虹管。 3、污水泵站及压力管道： 局部泵站、中途泵站、总泵站。 4、污水厂：城市、工厂、废水水处理站 处理、污水、污泥 5、出口及事故排出口： 终点设备 P13 图1-8 城市污水排水系统总平面图 二、工业废水排水系统的主要组成部分，工业企业中 1、车间内部管通系统和设备 2、厂区管道系统（若干独立的管道系统） 3、污水泵站及压力管道。 4、废水处理站。 三、雨水排水系统的主要组成部分 1、房屋的雨水管通系统和设备。 2、街坊或厂区雨水管渠系统。 3、街道雨水管渠系统。 4、排洪沟 5、出水口。 合流制排水系统的组成与分流制相同，污水由室内、室外管道收集，雨水由雨水口进入合流管通，在合流管道系统的截留干管处设有溢流井。 排水系统的布置的形式 排水系统在平面上的布置：地形、竖向规划、污水厂位置、土壤条件、河流情况以及污水的种类和污染程度。 以地形为主要因素的几种布置形式： 1、正交式布置 ：地势向水体适当倾斜，各排水流域的干管可以最短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，排水迅速。 适用：雨水系统（截流式布置）雨天污染。 2、平行式 ：地势向河流方向有较大倾斜地区，为避免干管坡度及 V过大，管通遭受严重冲刷，可使干管与等高线及河道基本平行，立干管与等高线成一定斜角。 3、分区式 ：地势高低相差很大时，利用地形，节能。 4、分散式 ：城市周围有河流，或城市中央部分高，向四周倾斜。 5、环绕式 ： 工业企业排水系统和城市排水系统的关系 工业废水的治理，重在治本： 目标：采用无废水无害生产工艺，闭合循环重复利用以及不排或少排废水。 （1）采用循环利用和重复利用系统，尽量减少废水排放量。 （2）按不同水质分别回收利用废水中的有用物质，创造财富。 （3）利用本厂和厂际的废水、废气、废渣，以废冶放心。 一、“污水排入城市下水道水质标准” 1、无腐蚀性：（pH=6-9） 2、严禁向城市下水道倾斜垃圾类（积雪、粪便、工业废渣）和易于凝集的堵塞下水道物质。 3、严禁向下道排放剧毒物质（氰化钠、氰化钾）、易燃易爆物质（汽油、酒精、苯系类、醚类）和有害物质； 4、含病原体的污水必须经过严格消毒。 5、放射性污水，按《放射防护规定》执行。 6、水质超标的污水，不得用稀释法降低其浓度排城市下水道。 排入城市下水道的水质，其最高容许浓度必须符合《污水排入城市下水道水质标准》（附录 1-1）。 二、单独处理与集中处理 经过技术经济比较 废水的综合治理和区域排水系统 单项治理→综合治理→水污染综合防治体系 合理的生产布局和城市规划 合理利用水体、土壤等自然环境的自净能力 严格控制废水和污染物的排放量； 做好区域性综合治理及建立区域排水系统。 区域：是按照地理位置、自然资源和社会经济发展情况划定的。这种规划可以在一个更大范围内统筹安排经济、社会和环境的发展关系。 区域排水系统：将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统。 优点 ： （ 1 ）污水厂少，处理设施大型化集中化，单位水量的基建和运行管理费低，经济。 （ 2 ）污水厂占地面积少，节省土地； （ 3 ）水质、水量变化小，有利用运行管理； （ 4 ）河流等水资源利用与污水排放的体系合理化，且可能形成统一的水资源管理体系。 缺点： （ 1 ）工业废水比例大时，难处理。 （ 2 ）工业设施规模大，难管理，一有事故，对整个河流影响大； （ 3 ）初投资大，发挥效益慢。