《水污染控制工程》第一章：排水管渠系统(上)解析课件.ppt

1,第一章 排水管渠系统,城镇排水系统的体制和组成,管渠及管渠系统上的构筑物,第一节 城镇排水系统的体制和组成,一.排水系统的体制二.排水系统的组成部分三.废水分类四.工业企业排水系统与城市排水系统的关系五.废水的综合治理和区域排水系统,一.排水系统的体制(sewerage system),检查井,排水系统为系统的排除和处置各种污废水而建设的一整套工程设施。,排水体制污水不同的排除方式。,第一节 城镇排水系统的体制和组成,生活污水、工业废水和雨水,合流制排水系统(combined sewerage system),分流制排水系统(separate sewerage system),排水系统,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。,将污水(生活污水和工业废水)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。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,(1)直排式合流制排水系统,(2)截流式合流制排水系统,污水雨水共用一套管渠，并且不经任何处理,不宜采取这种体制,初期雨水被截流井截流后，截流部分送入污水厂处理，溢流部分排入水体。,对水体的污染程度降低，但在多雨地区污染仍然严重,对水体污染严重，但是造价低。,1.合流制排水系统,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,直流式合流制排水系统,合流管道,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,合流管道,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,截流式合流制排水系统,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,截流井storm overflow well，intercepting well,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,?,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,1.合流制排水系统,截流式为什么要处理初期雨水？为什么不把全部雨水和污水送到污水厂去处理？,(1)初期雨水污染 地面和屋面上的各种污染物质(制革厂、化工厂)酸雨问题(2)管道内淤积的污泥,(1)雨水量大，全部进行处理将增加污水厂投资(2)污水厂进水量的变化负荷太大，影响污水处理构筑物的处理效果。,2.分流制排水系统,(1)不完全分流制,初期雨水的污染问题，投资高。,(2)完全分流制,只有污水排水系统，没有雨水排水系统,(3)半分流制,既有污水排水沟道，也有雨水排水沟道。,在雨水沟道上设有雨水跳越井可截留初期雨水和街道冲洗废水入污水沟道。,投资节省，可以改建成完全分流制。,环境效益好。（新建的城市和工矿企业）,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,不完全分流制,污水厂,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,完全分流制,污水厂,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,完全分流制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,半分流制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,工矿企业新建城市,较小,较大,无实例,地形适宜、有地面水体可顺利排泄雨水的城镇,最小,较小,最大,较小,三种分流制的污染程度、投资和适应场合？,清浊分流分制分流,思考问题,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,2.分流制排水系统,3.两种排水体制的比较,(1)投资,(2)污染,合流制的管道造价比完全分流制一般少20%40%，维修费用低。合流制的泵站和污水厂的造价要比分流制的高。,合流制不合理？,合流制的污染严重；容易产生沉淀。合流制系统晴天和雨天流入污水厂的水量变化很大。,(CSO-Combined sewer overflow),一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,混流制：既有分流制也有合流制的排水系统。(具有合流制的城市需要扩建排水系统时)比如:美国的纽约和我国的上海。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,混流制排水系统：既有分流制也有合流制的排水系统。(具有合流制的城市需要扩建排水系统时)比如:美国的纽约和我国的上海。,排水系统体制如何选择？,4.排水系统体制的选择,大型及大型以上城市新建地区一般采用分流制；若降雨量较大，其旧城区合流制可逐步改造成分流制。附近有水量充沛的河流或近海，发展又受到限制的小城镇地区适合采取合流制。在街道较狭窄的地下设施较多的地区，修建污水和雨水两条管线有困难的地区，可采用合流制。在雨水稀少，废水可以全部处理的地区等，可考虑采用合流制。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,雨水资源大量流失，地下水位和地面下沉，水涝增加，城市生态环境恶化；,5.我国城市排水体制存在的问题和教训,每年北京降水量80%以上集中在夏季汛期，市区雨洪径流流失2.81亿立方米。,合流制改建为分流制耗资大、耗时长,还有污染隐患；严重的雨污水管混接抵消了分流的作用,污染依旧。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,(1)美国 20世纪7080年代,美国开始重视非点源如雨水径流污染的控制。19811983年,美国环保局(EPA)主持“全美城市雨水径流项目”投入1.5亿美元,对城市雨水径流的污染及控制进行研究。美国制定了相应的政策与法规，限制雨水直接排放与流失，控制雨水径流的污染，收取雨水排放费，要求或鼓励雨水的截流、贮存、利用或回灌地下。在芝加哥市兴建了著名的地下隧道蓄水系统，以解决城市防洪和雨水利用问题。此外，还在众多的州研究了屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水路面组成的地表回灌系统。,6.国外城市排水体制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,?,(1)美国,6.国外城市排水体制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,Deep Tunnel Project:38 Years&Still Flooding,Chicago Area Flooding 2010,(2)德国 因地制宜采取的不同排水方案，保留大量的合流制，将重点放在源头污染控制和终端污染控制的结合、排水系统的改造与削减径流量和其他雨水径流污染控制措施的结合。20世纪8090年代已基本实现对城市雨水的污染控制。最典型的措施是修建大量的雨水池截留处理合流制和分流制管网的污染雨水。城市雨水资源的收集利用实现标准化和产业化。,6.国外城市排水体制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,制订了一系列规章制度。如在新建工业、商业及居民小区等建筑均要设计雨水利用装置。没有雨水利用装置，政府将征收占建筑物造价2%的雨水排放设施费和雨水排放费。对于主动收集使用雨水的住户，政府每年给予1500欧元的“雨水利用补助”。,(3)新西兰 不断完善对城市雨水水质水量的控制管制措施。如奥克兰地区80年代系统地研究城市活动对雨水径流水质的影响及相应的控制措施，1992年完成雨水处理装置设计指南。2000年又出版了控制雨水径流污染的技术手册，也强调分散式现场选择性技术措施，如湿地、自然水道、河岸缓冲带、土壤渗透、天然植被带的利用等，为雨水径流污染控制提供更完善的参考依据。,6.国外城市排水体制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,(4)瑞典 在80年代初就放弃了市政管系雨污分流的思想。因为认识到分流制耗资巨大，合流制改造为分流制影响范围大，耗时长，经济上不划算，技术上又不足以有效防止城市雨水径流对水体的继续污染。基于同样的理由，美国等国家在很大程度上也没有完全靠新建分流制管系取代旧合流制管系作为水污染控制措施的做法。,6.国外城市排水体制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,(5)日本 大中城市合流制占有更大的比例。对已有合流制采取的主要对策是对雨季的溢流污水进行处理。早在1980年，开始推行雨水贮留渗透计划。有效地补充地下水，复活泉水，恢复河川基流，改善生态环境条件。公园、绿地、庭院、停车场、运动场和道路等采用渗透设施如渗透池、渗透管、渗透井、调节池和绿地等。一些城市的建筑物上设计了收集雨水的设施，将收集到的雨水用于消防、植树、洗车、冲厕所和冷却水补给等，也可以经处理后供居民饮用。向阿拉伯国家出口雨水。,6.国外城市排水体制,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,我国城市排水体制选择应充分借鉴别人经验，建设一种可持续性的、生态型的新型城市排水系统。,1.因地制宜地选择排水体制。2.加大雨水的下渗和综合利用，削减城市洪峰和水涝，以缓解地面下沉和改善城市生态，减少并控制合流制溢流污染和分流制初期雨水的污染。3.控制雨污水管混接乱接。4.雨水径流源头和终端污染控制相结合的资源利用型、生态型的城市排水系统。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,7.雨水利用技术,(1).雨水集蓄利用 屋面雨水集蓄利用系统 主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如浇灌、冲厕、洗衣等中水系统。屋顶绿化雨水利用系统 屋顶绿化系统可提高雨水水质并有效地削减雨水径流量,减轻污染和城市热岛效应,调节建筑温度和美化城市环境.,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,(2).雨水渗透 雨水回灌地下，补充涵养地下水资源。渗透地面 渗透管沟 渗透井 渗透池(塘)综合渗透设施(3).雨水水质控制系统 雨水水质源头控制 雨水处理技术-末端治理,7.雨水利用技术,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,7.雨水利用技术,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,英国千禧巨蛋(millennium dome),该穹顶安装了大型的中水回用装置，以穹顶收集的雨水作为建筑内的厕所冲洗用水，提供100m3/d的回用水。该处理系统利用自然的方式有效的预处理了雨水，同时很好地融人到穹顶的景观中。,雨水利用技术,山东长岛,山上环渠拦水、空中屋檐接水、地表道面集水和家庭筑窖存水等方式搞好雨水利用，全县90%以上的建筑物建有蓄水节水设施。,1988年，开始屋檐接水的初步试验。1989年6月，先后在庙岛乡、小黑山乡和小钦岛乡进行试点。如今，全县诸岛已有5500多户修筑了屋檐接水装置，占全县总户数的60%以上。路面蓄水。排在路面的铁箅流下的雨水，全蓄在下面的水池里。在城区路面上平均每隔300米一个，总容量达5000多立方米。可别小看了这样的蓄水池，它每年可为当地的工业、建筑、旅游、绿化等提供1万多立方米的淡水。,雨水利用技术,绿化带-具有雨水收集的功能,雨水利用技术,绿化带-具有雨水收集的功能,雨水利用技术,绿化带-具有雨水收集的功能,绿化带-具有雨水收集的功能,街道排水沟,可渗水的步行道,雨水利用技术,可渗水的步行道,可渗水的步行道,垃圾站,社区广场,可渗水的步行道,排水系统,雨水利用技术,排水系统,雨水利用技术,Diagram of a stormwater reservoir used in Japan to improve the combined sewer system and control flooding.,雨水利用技术,水窖(water cellar),一种地下埋藏式蓄水工程。在雨水集蓄利用工程，水窖是采用得十分普遍的蓄水工程形式之一，在土质地区和岩石地区都有应用。在土质地区的水窖多为圆形断面，可分为圆柱形、瓶形、烧杯形、坛形等，其防渗材料可采用水泥砂浆抹面、粘土或现浇混凝土；岩石地区水窖一般为矩形宽浅式，多采用浆砌石砌筑。根据形状和防渗材料，水窖形式可分为：粘土水窖、水泥砂浆薄壁水窖、混凝土盖碗水窖、砌砖拱顶薄壁水泥砂浆水窖等。其主要根据当地土质、建筑材料、用途等条件选择。,水窖(water cellar),水窖(water cellar),美国加州“干旱水银行”(Drought Water Bank)1991年2月，美国加州提出了“水银行”这一应急措施水银行主要负责购买自愿出售水的用户的水，然后卖给急需用水的其他用户.45d内水银行竞买到了10亿m3水，这些水大多数是来自休闲耕地用水和地下水从全局来看，水银行可以尽可能地减少干旱造成的全州经济损失，更合理进行水资源的配置 水银行也带来了一些争论，如环境用水如何保证、对农业负面影响以及对税收和财政的影响。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,水资源在交换之前要优先满足本地用水需求；不能损害其他合法用水户的利益，不能影响鱼类、野生动物、植物和其他河流利益获得者;不能影响水源出售地区的总体经济发展和环境等,地下“水银行”(WaterBank)将地面水和地下水互补使用，将丰水期剩余的自来水，以及经深度处理后的达标水回注到地下含水层储存，当干旱或需要用水时，从“水银行”中调出所需的地下水以满足供水需求。地下水银行具有以下优点：不存在因建水库或大坝而造成对环境的影响；不需要修建长距离的输水系统；蒸发量远比地面水库少。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,ASRAquiferStorage and Recovery,含水层储存与回采,总之，排水系统体制的选择是一项很复杂很重要的工作，应根据城镇及工业企业的规划、环境保护的 要求、原有排水设施，水质、水量、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。,一.排水系统的体制(sewerage system),第一节 城镇排水系统的体制和组成,三、废水分类,四、工业企业排水系统与城市排水系统的关系,五、废水的综合治理和区域排水系统,一、排水系统的体制,二、排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,管渠系统收集和输送废水的工程设施。污水厂改善水质和回收利用污水的工程设施。出水口废水排入水体的工程设施。,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,1.城市污水系统生活污水,收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂。,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,房屋污水管道系统,房屋污水管道系统,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,1.城市污水系统生活污水,街坊污水沟道布置图,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,城市污水排水系统总平面图,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,房屋污水管道系统：联接室内用水设备和室外沟道,城镇污水管渠系统：包括坊内沟道、街道沟道和检查井。,污水泵站：用来提升污水及压力管道,污水厂,出水口及事故排出口,收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂。,街坊污水管道系统：包括坊内沟道、街道沟道和检查井。,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,1.城市污水系统生活污水,2.工厂排水系统,车间内部管道系统：相当于房屋内管道系统,厂内管道系统：用以收集和输送各车间排出的工业废水的沟道系统。,泵站,废水处理站,出水口及事故排出口,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,3.雨水排水系统,房屋雨水管道系统,街坊或厂区雨水管渠系统,街道雨水管渠系统：雨水检查井收集地面雨水的雨水口 收集屋面雨水的雨水斗或天沟,雨水泵站,排洪沟和出水口,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,雨水泵站,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,3.雨水排水系统,二.排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,3.雨水排水系统,三、废水分类,四、工业企业排水系统与城市排水系统的关系,五、废水的综合治理和区域排水系统,一、排水系统的体制,二、排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,1.生活污水(domestic wastewater),三.废水分类,有机物合成洗涤剂病原微生物传染病菌等,第一节 城镇排水系统的体制和组成,在使用过程中受到较严重污染的水，含大量有毒有害难降解有机物、重金属离子等，必须处理。,使用过程中受到轻度玷污或水温增高的水，经某些处理后可重复利用或直排水体。,2.工业废水(industrial wastewater),(1)生产废水(non-polluted industrial wastewater),(2)生产污水(polluted industrial wastewater),三.废水分类,第一节 城镇排水系统的体制和组成,三、废水分类,四、工业企业排水系统与城市排水系统的关系,五、废水的综合治理和区域排水系统,一、排水系统的体制,二、排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,四.工业企业排水系统与城市排水系统的关系,1.工矿企业实行污染物排放总量控制。对重金属、有机毒物、难生物降解的有害污染物应从严控制。2.企业内部应实施清水、污水分流。3.按照综合治理的原则治理工业废水，有条件的地方应鼓励与其他企业的废水或城市污水合并治理。4.不能满足污水排入城市下水道水质标准的工业企业排放的工业废水，不能直接排入城市下水道。应在厂区内设置废水处理设施。,第一节 城镇排水系统的体制和组成,三、废水分类,四、工业企业排水系统与城市排水系统的关系,五、废水的综合治理和区域排水系统,一、排水系统的体制,二、排水系统的组成部分,第一节 城镇排水系统的体制和组成,废水的综合治理-Comprehensive treatment of y wasted water 指尽量将生活污水和工业废水统一收集起来综合治理。狭义的角度,从广义的角度讲，是指对废水的全面规划和综合治理。区域排水系统,2.区域排水系统：将两个或两个以上的城镇地区的污水统一排除和处理的系统。,五.废水的综合治理和区域排水系统,第一节 城镇排水系统的体制和组成,区域排水系统平面示意图,区域污水厂,五.废水的综合治理和区域排水系统,第一节 城镇排水系统的体制和组成,区域排水系统的优点,区域排水系统的缺点,(1)工程设施规模大，造成运行管理困难。安全性差。(2)当排入大量工业废水时，可能使污水处理发生困难。,(1)处理设施大型化集中化，基建和运行管理费用低。(2)污水厂数量减少，污水厂占地面积小，节省土地。(3)水质、水量变化小，耐冲击负荷。,五.废水的综合治理和区域排水系统,第一节 城镇排水系统的体制和组成,在确定方案前，要考虑工业废水与生活污水混合处理的可能性。是否采取区域排水系统要慎重决定。,