城市排水工程系统规划-污水.pptx

城市排水工程系统规划l一.城市排水体制与排水工程系统l二.城市雨水工程系统规划l三.城市污水工程系统规划l四.城市合流制排水规划三、城市污水工程系统规划l城市污水系统主要包括污水排放系统（污水管道系统）和污水处理系统（污水处理厂）两个部分。l3.1 城市污水排放系统规划l3.2 城市污水处理系统规划3.1 城市污水排放系统规划l污水排放系统包括生活污水和工业废水排放系统。l生活污水排放系统的任务是搜集居住区和公共建筑的污水送到污水厂，经处理后排放或再利用。包括室内污水管道系统和设备、室外污水管道系统、污水泵站、污水处理厂和出水口。l工业废水排放系统是将车间及其他排水对象所排出的不同性质的废水收集起来，送至回收利用和处理构筑物或排放。包括车间内部管道系统和设备、厂区管道系统、废水泵站和压力管道、废水处理站和出水口（渠）。3.1.1 城市污水排放系统规划的主要内容3.1.2 城市污水量预测和计算3.1.3 城市污水管网布置3.1.1 城市污水排放系统规划的主要内容l城市污水排放系统规划的主要内容有：排水区界的划分；污水管道的定线和平面位置；城市污水和工业废水流量的确定；污水管道的水力计算；污水管道在道路上的位置确定等。3.1.2 城市污水量预测和计算 （1）城市污水量预测和计算l城市污水量包括城市生活污水量和部份工业废水量。l生活污水量的大小直接取决于生活用水量，生活污水量约占生活用水量的70%-90%。l污水量与用水量密切相关，通常根据用水量乘以污水排除率即可得到污水量。根据规划所预测的用水量，通常可选用城市污水排除率、城市生活污水排除率和城市工业废水排除率来计算城市污水量。污水排除率3.1.2 城市污水量预测和计算 （2）变化系数l一日之中，白天和夜晚的污水量不一样；各小时的污水量也有很大的变化；即使在一小时内污水量也是变化的。但是，在城市污水管道规划设计中，通常都假设在1小时内污水流量是均匀的。l污水量的变化情况常用变化系数表示。日变化系数K Kd d =最高日污水量/平均日污水量 时变化系数K Kh h=最高日最高时污水量/最高日平均时污水量 总变化系数K Kz z=K Kd d*K Kh hl污水量变化系数随污水流量的大小而不同。污水流量越大，其变化幅度越小，变化系数较小；反之则变化系数较大。污水量的变化系数3.1.3 城市污水管网布置 l在进行城市污水管道的规划设计时，先要在城市总平面图上进行管道系统平面布置，也称定线。l划分排水区界是管道平面布置的起始工作，排水区界是排水系统敷设的界限。在排水区界内应根据地形和城市的竖向规划，划分排水流域。一般的，流域边界应与分水线相符合。在地形起伏及丘陵地区，流域分界线与分水线基本一致。在地形平坦无明显分水线的地区，应使干管在最大合理埋深的情况下，让绝大部分污水自流排出。每一个排水流域往往有一个或一个以上的干管，根据流域就能查明水流方向和污水要抽升的地区。l污水管道平面布置，一般按先确定主干管、再定干管、最后定支管的顺序进行。在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。在详细规划中，还要决定污水支管的走向及位置。3.1.3 城市污水管网布置 （1）污水管道的布置形式 A.污水干管的布置形式l平行式：污水干管与等高线平行，而主干管则与等高线基本垂直，适应于城市地形坡度很大时，可以减少管道的埋深，避免设置过多的迭水井，改善干管的水力条件。l正交式：干管与地形等高线垂直相交，而主干管与等高线平行敷设，适应于地形平坦略向一边倾斜的城市。污水干管的布置形式3.1.3 城市污水管网布置 B.污水支管的布置形式l低边式：将污水支管布置在街坊地形较低一边，其管线较短，适应于街坊狭长或地形倾斜时。l围坊式：将污水支管布置在街坊四周，适应于街坊地势平坦且面积较大时。l穿坊式：污水支管穿过街坊，而街坊四周不设污水管，其管线较短，工程造价低，适于街坊内部建筑规划已确定或街坊内部管道自成体系时。3.1.3 城市污水管网布置（2）污水管道的布置原则布置原则：1.尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域上的污水自流排出。2.地形是影响管道定线的主要因素。3.污水主干管的走向与数量取决于污水厂和出水口的位置与数量。4.污水管道尽量采用重力自流形式，避免提升。5.管道定现应尽量减少与河道、山谷、铁路及各种地下构筑物交叉，并充分考虑地质条件的影响。6.污水干管一般沿城市道路布置。7.管线布置应简捷顺直，不要绕弯，注意节约大管道的长度。8.管线布置考虑城市的远、近期规划及分期建设的安排，与规划年限相一致。3.1.3 城市污水管网布置（3）污水管道的敷设敷设考虑因素：1.因污水管道主要是重力流管道，其埋设深度较其他管线大，且有很多支管，连接处都要设检查井，对其他管线的影响较大，所以在管线综合时，应首先考虑污水管道在平面和垂直方向上的位置。2.由于污水管道渗漏的污水会对其他管线产生影响，所以应考虑管道损害时，不影响附近建筑物、构筑物的基础或污染生活饮用水。3.管道的埋设深度指管底内壁到地面的距离。因为管道埋深越大，工程造价就越高，施工难度也越大，所以管道埋深有一个最大限制，成为最大埋深。通常在干燥土壤中，最大埋深不超过7-8m；在多水、流砂、石灰岩地层中，不超过5m。4.管道的覆土厚度是管道外壁顶部到地面的距离，尽管管道埋深越小越好，到管道的覆土厚度有一个最小限制，叫最小覆土厚度。一班，理想覆土厚度为1-2m。5.在排水区域内，对管道系统的埋设深度起控制作用的点称为控制点。每条管道的起始点都是这些控制点。控制点一般是该排水管道系统的最高点，是控制整个系统标高的起点。在规划设计时，应尽量采取一些措施来减少控制点管道的埋深。管道的埋设深度和覆土厚度3.2 城市污水处理系统规划l污水处理系统规划包括污水处理方案的选择、污水厂选址、平面布置、高程布置等。3.2.1 城市污水的性质 3.2.2 污水处理方案的选择 3.2.3 污水处理方法 3.2.4 城市污水厂规划 3.2.5 城市中水系统规划3.2.1 城市污水的性质 （1）污水的污染指标l污水的污染物可分为无机性和有机性两大类。无机性：矿粒、酸、碱、无机盐类、氮磷营养物及氰化物、砷化物和重金属离子等。有机性：碳水化合物、蛋白质、脂肪及农药、芳香族化合物、高分子合成聚合物等。l污水的污染指标是用来衡量水在使用过程中被污染的程度，也称污水的水质指标。（生物化学需氧量、化学需氧量、悬浮固体、PH值、氮和磷、有毒化合物和重金属、感官性指标）3.2.1 城市污水的性质 （2）城市污水的性质 城市污水由生活污水和部份工业废水组成。l生活污水的成分和特性：生活污水含有碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物，具有一定的肥效，可用于农用灌溉。生活污水一般不含有毒物质，但含有大量细菌和寄生虫卵，其中也可能包括致病菌，具有一定危害。生活污水的成分比较固定，只是浓度有所不同。l生产污水的成分和特性：生产污水的成分主要取决于生产过程中所用的原料和工艺情况，所含成分复杂多变，多半具有危害性。3.2.1 城市污水的性质 （3）污水的水质标准 水质标准分为水域水质标准（根据人类对水体的使用要求制定）和排水水质标准（根据水体的环境容量和现代技术经济条件制定）。3.2.1 城市污水的性质 （4）水体的污染与自净l水体污染是指排入水体的污染在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，使水体中的水产生了物理和化学上的变化，破坏了固有的生态系统，导致水体失常，降低了水体的使用价值。l造成水体污染的因素是多方面的，如直接排放未经处理的城市污水和工业废水；施用的化肥、农药及地面污染物，随雨水径流进入水体；大气中的污染物质沉降或随水进入水体等。l当污水排入水体后，在一定范围内，水体具有净化水中污染物质的能力，称为水体自净。水体自净有一定的限度，即水环境对污染物质都有一定的承受能力，叫水环境容量。如果水体承纳过多污水，则会破坏水体自净，使水体变得黑臭。3.2.2 污水处理方案的选择l污水处理方案的选择在于最经济合理地解决城市污水的管理、处理和利用问题，应根据污水性质、排放水体要求、废水出路和水量等因素确定。l污水处理的最主要目的是使处理后出水达到一定的排放要求，不污染环境，又要充分考虑水体自净能力节约费用。在缺水地区，污水处理应考虑回用问题。3.2.2 污水处理方案的选择l在考虑污水处理方案时，首先须确定污水应达到的处理程度，一般划分为三级。l一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，效果较低l二级处理是大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质，其处理方法较好，可以达到排放标准。l三级处理进一步去除二级处理所谓能去除的污染物质，属于深度处理。污水处理的分级3.2.2 污水处理方案的选择l污水处理流程的选择一般应根据各方面的情况，经过技术经济综合比较后确定，主要因素有：原污水水质、排水体制、污水出路、受纳水体的功能、城市建设发展情况、经济投资、自然条件、建设分期等。其中最重要的是污水处理的程度。城市污水处理基本流程3.2.3 污水处理方法 （1）污水处理方法简介 污水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含的污染物分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使污水得到净化。1.物理法 污水的物理处理法，就是利用物理作用，分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。（沉淀、筛滤、气浮、离心与旋流分离、反渗透、蒸发等）3.2.3 污水处理方法 2.化学法 污水的化学处理法，就是通过投加化学物质，利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物，或使其转化为无害的物质。（混凝法、中和法、氧化还原法、吸附法、离子交换法、电渗析法）3.生物法 污水的生物处理法，就是利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。（活性污泥法、生物膜法、自然生物处理法、厌氧生物处理法）3.2.3 污水处理方法 （2）污泥的处置利用 l污泥是污水处理的副产品，属于城市固体废物，有相当大的产量，约为处理的水体积的5%左右。l污泥的最终处置主要是根据一定的环境要求和经济条件，最终部份或全部加以利用以及排入大海或土壤，返回到自然环境中。污泥利用和处置前一般要进行浓缩，根据不同的处理方法，通常还要进行稳定、调理、脱水，甚至消毒等过程。l污泥可用于农业肥料，这可以充分利用污泥中的营养成分，但应进行无害化灭菌处理。污泥也可以用于工业做建筑材料。污泥不能利用时，其最终处理方法有填埋、焚烧、投海等。3.2.4 城市污水厂规划l城市污水处理厂是供处理和利用污水和污泥的一系列构筑物及附属构筑的综合体，它是城市排水工程的重要组成部份，恰当地选择污水处理厂位置对于城市规划的总体布局、城市环境保护、污水的利用和出路、污水管网系统的布局、污水处理厂的投资和运行管理等都有重要影响。3.2.4 城市污水厂规划 （1）城市污水厂厂址选择 1.污水处理厂应设在地势较低处，便于城市污水自流入场内，厂址选择应与排水管道系统布置统一考虑，充分考虑城市地形的影响。2.污水厂宜设在水体附近，便于处理后的污水就近排入水体，尽量无提升，合理布置出水口。排入的水体应有足够环境容量，减少处理水对水域的影响。3.厂址必须位于集中给水水源的下游，并应设在城镇、工厂厂区及居住的下游和夏季主导风向的下方。厂址与城镇、工厂和生活区应有300m以上距离，并设卫生防护带。4.厂址尽可能少占或不占农田，但宜在地质条件较好的地段，便于施工、降低造价。充分利用地形，选择有适当坡度的地段，以满足污水在处理流程上的自流要求。3.2.4 城市污水厂规划 5.结合污水的出路，考虑污水回用于工业、城市和农田的可能，厂址应尽可能与回用处理后污水的主要用户靠近。6.厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的污水处理厂要考虑不受洪水的威胁。7.污水处理厂选址应考虑污泥的运输和处置，宜近公路和河流。厂址处要有良好的水电供应，最好是双电源。8.选址应注意城市近、远期发展问题，近期合适位置与远期合适位置往往不一致，应结合城市总体规划一并考虑。厂址用地应考虑扩建的可能。3.2.4 城市污水厂规划 （2）城市污水厂的用地 l污水处理厂占地面积与污水量及处理方法有关。3.2.4 城市污水厂规划 （2）城市污水厂的用地 1.污水处理厂的平面布置l平面布置就是对处理构筑物、管渠、辅助性建筑物、道路、绿化等进行布置。布置应当紧凑，减少处理厂占地和连接管长度，并应考虑工人操作运行的方便；各处理构筑物间的连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉；构筑物布置要结合地形、地质条件，尽量减少土方石方量和劣质地基；平面布置应考虑近、远期结合，有条件时，可按远期规划水量布置，将处理构筑物分成若干系统，分期建设。2.污水处理厂的高程布置l高程布置的任务是确定各处理构筑物和泵房的高程，使水能顺利地流过各处理构筑物。当地形有利，厂内有自然坡度时，应充分利用，合理布置，以减少填、挖土方量，甚至不用提升泵站。3.2.5 城市中水系统规划 l进行城市污水处理系统规划时，首先应选择污水的出路，即污水处理利用方式，然后才能进行污水管网和污水处理设施的规划。l污水的最终出路通常有三种：直接排放水体或土壤；处理后排放；处理后回用作水源。第一种方式在我国城市几乎已无法接受；第二种方式是目前规划中最常采用的手段；第三中方式对于缺水地区是最有价值和应用前景的一条出路。l这种将城市污水或生活污水经过处理后用作城市杂用，或工业用的污水回用系统称作中水系统。3.2.5 城市中水系统规划 （1）城市中水系统概述 l中水系统是指：将城市污水或生活污水经一定处理后作城市杂用，或工业用的污水回用系统。是相对于给水（上水）和排水（下水）系统而言的。l中水水源取自生活用后排放的污水、冷却水，甚至雨水和工业废水。选择中水水源一般按下列顺序取舍：冷却水、淋浴水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水，其中应最先选用前四类排水。其排水量大，有机浓度低，处理简单。医院污水不宜作为中水水源。中水水源量应是中水回用量的110%-115%。3.2.5 城市中水系统规划 （1）城市中水系统概述 l中水系统按规模可分为建筑中水系统、小区中水系统、城市中水系统。l建筑中水系统是将单幢建筑物或相邻几幢建筑物产生的一部份污水经适当处理后，作为中水，进行循环利用的系统。l小区中水系统是在一个范围较小的地区，如一个住宅小区、几个街坊或小区联合成一个中水系统，设一个中水处理厂，然后根据各自需要和用途供应中水。l城市中水系统是利用城市污水处理厂的深度处理水作为中水，供给具有中水系统的建筑物或住宅区。3.2.5 城市中水系统规划 （2）中水系统规划要求 l中水系统由中水原水系统、中水处理设施和中水供水系统组成。中水原水系统主要是原水采集系统，如室内排水管道、室外排水管道及相应的急流配套设施；中水处理设施用于处理污水达到中水的水质标准；中水供水系统用来供给用户所需中水，包括室内外和小区的给水管道系统及设施。l中水系统兼及给水系统和排水系统的功能，所取原水来自集流的城市排水，中水处理设施既是污水处理厂又是给水净化厂，而其出水系统是中水系统的给水系统。3.2.5 城市中水系统规划 （2）中水系统规划要求 1.中水系统主要为解决用水紧张问题而建立的，所以应根据城市用水量和城市水源情况进行综合考虑。2.总体规划中明确建中水系统的城市，应在给水排水工程的分区规划和详细规划中，结合城市具体情况，对伊些具体问题进行技术经济分析后予以确定。3.中水系统管网的布置要求与给水排水管网相似。4.中水处理厂应结合用地布局，合理预留。5.中水系统比之城市污水厂的回用处理显得分散，投资和处理费用增高，回用面小。难于管理。四、城市合流制排水系统规划l4.1 合流制排水系统布置l4.2 城市旧合流制排水管渠系统改造l4.3 工业废水的排放处理4.1 合流制排水系统布置4.1.1 合流制管渠系统特点l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。常用的是截流式合流管渠系统。合流制的总投资比分流制节省，许多城市的旧城区多采用合流制形式排污。4.1 合流制排水系统布置4.1.2 合流制排水系统适用条件1.雨水稀少地区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，一定量的混合乌属排入水体后对水体造成的危害程度在允许范围以内。3.街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗管渠排除雨水，但街道横断面比较窄，地下管线多，施工复杂，管渠的设置位置受到限制时。4.地面有一定坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不受淹没。5.水体卫生要求特别高的地区，污、雨水均需要处理者。4.1 合流制排水系统布置4.1.3 合流制排水系统布置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的排入管渠，并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，如有雨水可沿地面的街道边沟排泄，则可只设污水管道。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。4.暴雨时，超过一定数量的混合污水都能顺利地通过溢流井泄入水体，以尽量减少截流干管的断面尺寸和缩短排放渠道的长度。5.溢流井的数目不宜过多，位置应选择适当，以免增加溢流井和排放渠道的造价，减少对水体的污染。4.2 城市旧合流制排水管渠系统改造4.2.1 改合流制为分流制1.一般方法是将旧合流制管渠局部改建后最为单纯排除雨水（或污水）的管渠系统，另外新建污水（或雨水）管渠系统。2.一种做法是在规划中近期采用合流制，埋设污水截流总管，但可采用较低的截流倍数，以便在较短时期内，使城市旧区水体的污染面貌得以迅速的初步改善。3.另一种做法是以原有合流管道做污水管道来进行分流，而另建一套简易和雨水排泄系统。这种方法经济，适用于过渡时期的改造。4.2 城市旧合流制排水管渠系统改造4.2.2 保留合流制，修建截流干管l将合流制改为分流制几乎要改建所有的污水出户管及雨水连接管，要破坏很多路面，且需很长时间，投资也巨大。所以目前旧合流制管渠系统的改造大多保留原有体制，沿河修建截流干管，即将直排式合流制改造成为截流式合流制管渠系统。4.3 工业废水的排放处理l城市污水总量中，工业废水量通常占一半以上，是城市水体污染的主要危害者。l工业废水分为生产废水与生产污水两种。生产废水一般由工厂直接排入水体或排入城市雨水管渠。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。4.3 工业废水的排放处理4.3.1 生产污水和城市污水的混合排放处理l当工业企业位于城市内或城市附近，应尽量考虑将工业生产污水直接排入城市污水管道系统，一起排除与处理。l规范规定，工业废水排入城市排水管道，必须符合以下要求：水温不高于40摄氏度；不阻塞管道；不产生易燃、易爆和有毒气体；对病原体必须严格消毒灭除；不伤害养护工作人员；有害物质最高容许浓度应符合污水排入城市下水道水质标准。4.3 工业废水的排放处理4.3.2 生产污水的独立排放处理1.生产污水水质复杂，不符合排入城市污水管道的水质要求时；2.生产污水量大，利用城市污水管道排除时污水管道的管径需增加较大，不经济时。3.工厂位于城市远郊或离市区较远，利用城市污水管道排除生产污水有困难或增加管道连接不经济时。l 谢 谢！