水污染控制工程》第2讲材料及附属构筑物教学文案.ppt
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1、水污染控制工程第水污染控制工程第2 2讲讲材料及附属构筑物材料及附属构筑物水污染控制工程设计的基本要求 实用实用 经济经济 安全安全 美观美观在设计过程中必须严格严格遵循国家规范和地方条例本课程要求 平时成绩(20):作业、考勤 期末闭卷(80)考核方式第一章第一章 排水管渠系统排水管渠系统主要内容1.城镇排水系统的体制和组成2.排水管渠及管渠系统上的构筑物3.水污染控制工程的建设和设计程序第一节 城镇排水系统的体制和组成1.1排水系统的体制n污水的概念: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。n污 水 分 类:生 活 污 水(sewage)、工 业 废 水(in
2、dustrial wastewater)和雨水(rainwater)n来源:生产、生活和降水。n点源(Point Source Pollution)生活污水 工业废水n非点源(Non-Point Source Pollution)雨水(地面径流)1.1排水系统的体制污水的最终出路有三:一是排放水体二是灌溉农田三是重复使用自然复用间接复用直接复用自然归宿(最常用)污水的土地处理法控制水污染、保护、节约水资源的重要手段1.1排水系统的体制排水系统体制的概念:生活污水、工业废水和雨水可以采用一套管渠系统或者采用两套或两套以上的、各自独立的管渠系统来排除,污水的这种不同排除方式所形成的排水系统,称为排
3、水系统的体制排水系统的体制(简称排水体制排水体制,又称排水制度排水制度)。1.1排水系统的体制排水体制的分类:n排水系统主要有合流制合流制和分流制分流制两种系统。n合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管道内排除的系统。可分为直排式合流制排直排式合流制排水系统水系统和截留式合流制排水系统截留式合流制排水系统。n分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管道内排除的系统。排除生活污水和工业废水的系统称为污水排水系统污水排水系统,排除雨水的系统称为雨水排水系统雨水排水系统。根据排除雨水的方式不同,可分为完全分流制排水系统完全分流制排水系统、不完全分流制
4、不完全分流制排水系统排水系统和半分流制排水系统半分流制排水系统。1.1排水系统的体制直排式合流制排水系统合流支管合流干管河流1.1排水系统的体制截留式合流制排水系统河流合流干管截流主干管溢流井溢流干管污水厂出水口溢流井动画1.1排水系统的体制完全分流制排水系统河流雨水干管污水主干管污水干管污水厂出水口1.1排水系统的体制污水主干管污水干管污水厂出水口河流明渠或小河明渠或小河不完全分流制排水系统1.1排水系统的体制半分流制排水系统河流污水干管污水厂出水口污水主干管跳越井跳越井雨水干管n合理选择排水体制,是城镇和工业企业排水系统规划和设计的非常重要的问题。n排水体制的选择对于排水系统的设计、施工和
5、维护管理将产生根本上的影响。n排水体制的选择对于城镇和工业企业的规划和环境保护也有深远的影响。n排水体制的选择直接影响排水系统工程的投资和运行管理费用。排水体制的选择排水体制的选择,应当在满足环境保护需要的前提下,根据当地的具体条件,通过技术经济比较决定。1.1排水系统的体制合流制和分流制比较环保方面:直排式合流制对水体污染最为严重。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(包括完全和不完全)在降雨初期有污染。半分流制排水系统则截留初雨,解决了初雨的水体污染造价方面: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
6、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。1.1排水系统的体制排水系统体制的概念:生活污水、工业废水和雨水可以采用一套管渠系统或者采用两套或两套以上的、各自独立的管渠系统来排除,污水的这种不同排除方式所形成的排水系统,称为排水系统的体制(简称排水体制,又称排水制度)。1.1排水系统的体制排水体制将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管渠内排除的系统。直排式截留式将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管渠内排除的系统。完全分流制不完全分流制半
7、分流制有污水排水系统,又有雨水排水系统只有污水排水系统,没有完整的雨水系统既有污水排水系统,又有雨水排水系统合流制分流制1.1排水系统的体制 排水体制的选择,应根据城镇总体规划、环境保护的要求、水环境容量、水体的综合利用情况,地形条件以及城镇发展远景等因素综合考虑确定。1.2排水系统的组成管渠系统管渠系统收集和输送废水的工程设施污水厂污水厂改善水质和回收利用污水的工程设施出水口出水口废水排入水体的工程设施排水系统排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。管渠系统污水厂出水口1.2排水系统的组成1.2.1 城市污水排水系统房屋污水管道房屋污水管道系统系统城市污水管道系统污水处理厂
8、出水口污水泵站或压力管道污水管道上附属构筑物城市污水排水系统收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂 1.2.1.1房屋污水管道系统卫生设备和厨房设备、存水弯(水封)、支管、竖管、出流管 1.2排水系统的组成1.2.1.2 城市污水管道系统 坊内管道 街道管道1.2排水系统的组成1.2.1.2 城市污水管道系统 坊内管道街道管道支管(街管的起端)干管(支管交汇而成)总干管(连接到污水厂)总干管干管支管1.2排水系统的组成1.2.1.3 管道系统上的附属构筑物检查井、跌水井、倒虹管等1.2排水系统的组成污水泵站城市污水厂的分类:小型污水处理厂:日处理能力5万吨中型污水处理厂:日处理能力为510万吨
9、大型污水处理厂:日处理能力10万吨1.2排水系统的组成1.2.1.5 污水处理厂1.2排水系统的组成1.2.1.6 出水口城市污水排水系统小结联结室内用水设备和室外管道,以排除用过的水坊内管道街道管道支管,干管,总干管城市污水排水系统收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂城市污水管道系统房屋污水管道系统污水泵站附属构筑物1.2排水系统的组成1.2.2 工厂排水系统车间内部管道系统与设备污水泵站或压力管道厂区管道系统废水处理站1.2排水系统的组成1.2.2 工厂排水系统清浊分流、分质分流1.2排水系统的组成1.2.3 雨水排水系统雨水管道的出水口应露在水面以上,否则天晴时河水倒灌管道,造成死水。
10、房屋雨水管道系统街坊或厂区雨水管道系统出水口排洪沟雨水泵站街道雨水管道系统1.2排水系统的组成1.2.3 雨水排水系统建筑物的雨水管道系统及设备建筑物的雨水管道系统及设备第二节 排水管渠及管渠系统上的构筑物2.1.概述概述渠(管)道暗渠明渠渠道管道不渗水抗腐蚀内壁面整齐光滑能承担外压力正确选择管材要求2.2 管道(一)混凝土管混凝土管适用于排除雨水、污水。制造方法有捣实法(人工)、压实法和振荡法。缺点:抗蚀性较差,既不耐酸也不耐碱;抗渗性也较差;管节短、接头多。管径450mm,长度1m,用捣实法制造的管长为0.6m。优点:原料容易获得,设备、制造工艺简单。2.2 管道(一)混凝土管图1-12
11、管口形式承插管企口管平口管2.2 管道(二)钢筋混凝土管当管道埋深较大或敷设在土质条件不良的地段,以及穿越铁路、河流、谷地时都可采用钢筋混凝土管。也可用于泵站的压力管及倒虹管。管口:承插、企口和平口。制造方法:捣实法、振荡法和离心法。通常管径500mm1800mm,最大管径可达2400mm。500mm以下每50mm一级,500mm以上每100mm一级2.2 管道(三)塑料管和玻璃钢管UPVC管、PE管、PPR管、玻璃钢管和玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM管)等。缺点:管道内水温应低于40oC。优点:质轻、强度高、耐腐蚀性好,内壁光滑,阻力极小接口密封性能好、安装施工方便。我国UPVC管的管径11
12、0630mm,管长有4m、5.5m、和6.0m三个规格。接口:塑料管道的接口一般采用弹性密封橡胶圈和黏接剂连接。2.2 管道(三)塑料管和玻璃钢管玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM管)是一种树脂基玻璃纤维等无机非金属材料的复合材料。通常以环氧树脂和不饱和聚碳酸脂为基体,加入玻璃纤维和石英砂或碳酸钙等无机填料,按照一定的工艺(缠绕、浇铸)制备。目前生产的管径为2002400mm,管长为6m。已在排水工程中广泛使用。玻璃钢夹砂管的比重为1.7-2.1,为钢管的1/5,铸钢管的1/4,预应力混凝土的3/4。UPVC的各种管件内螺纹三通一体平承法兰活套平承法兰带法兰异径三通异径三通大小头45弯头90弯头管
13、箍双扩口管直管正三通(四)陶土管陶土管能满足污水沟管在技术方面的各种要求,耐酸性很好,在世界各国被广泛采用,特别适用于排除酸性废水。缺点:质脆易碎,不宜敷设在松土中。管径较小,一般600mm,长度有300、500、700、1000mm几种,管接短,接头多,施工复杂。2.2 管道陶土管平口端钟口端2.2 管道(五)金属管在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下才采用金属管。如地震区、压力管、流沙多等施工困难时。缺点:价格昂贵,钢管抗酸碱和地下水侵蚀的能力差(注意防腐蚀)。优点:质地坚固,抗压、抗震、抗渗性能好;内壁光滑,水流阻力小;管子每节长度大,接头少。2.2 管道 金属管由于价格较昂贵,一般较少
14、采用。只有在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下才采用金属管。例如,穿过铁路;土崩或地震地区;贴近给水管道或房屋基础;在压力管线(倒虹管和水泵出水管)上;施工特别困难的场合(例如地下水很多,流砂情况严重);2.3 渠道断面形式的选择应从力学、水力学、经济性和养护管理上综合考虑。渠道内径大于1.5m时,通常在现场浇制或砌装。断面形式圆形蛋形矩形拱顶矩形凹底矩形马蹄形半椭圆形半椭圆形马蹄形拱顶矩形蛋形矩形弧形流槽的矩形带低流槽的矩形梯形各种断面形式的特点n 排水流速大,流量大,水力学性能较好;hn 对外压有较强的抵抗力,静力学性能较好;n便于预制,节省材料;n施工、运输养护方便;各种断面形式的特点n
15、 静力学条件比圆形有所改善,因此可减小壁厚,节省材料。n 适用于流量变化不大且管径大于2m的场合。半椭圆形各种断面形式的特点u主要特点是高度小于宽度,有利于降低埋深;u断面下部较大,适合排除流量变化不大的大流量污水;u对土质的要求高,要求还土坚实。马蹄形各种断面形式的特点u底部较小,在小流量时可保证较大流速,适用于水量变化较大的场合;埋深大。u应用:合流制排水系统u显著缺点:制作、施工、养护复杂。蛋形各种断面形式的特点u可就地浇制或筑砌,根据需要可通过增加深度来加大排水量,施工比较灵活、方便。u应用:工业企业沟道、路面狭窄时排水沟道、排洪沟u缺点:容易淤积,静力学性能较差。矩形hH各种断面形式
16、的特点弧形流槽矩形带低流槽矩形拱顶矩形矩形断面的改进形式各种断面形式的特点梯形断面适用于明渠。梯形hH管渠的断面形式选择原则u承受荷载时有较大的稳定性(静力学);u不淤积,排水能力最大(水力学);u管道单位长度造价应该最低(经济学);u管道断面应便于冲洗和清淤(便于维护管理)管渠材料的选择排水管道材料的选择 合理选择排水管材排水系统设计的重要问题,主要从三方面进行综合考虑:技术上的要求技术上的要求,经济上的考虑,市场供应情况。总的原则:在满足技术要求的前提下,尽可能就地取材,采用当地易于制作、便于供应和运输方便的材料,使工程费用降至最低。根据污水性质选择管渠材料(1)雨水采用钢筋混凝土管、渠或
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