水污染控制工程 第一章 排水沟道系统.ppt

第一篇排水沟道系统,第一节排水系统的体制和组成一．排水系统的体制1．基本概念1）沟道排水沟渠和排水管道的合称。2）排水系统系统地收集、输送、处理、排放或处置（如再利用）各种污（废）水而建设的一整套工程设施。3）排水体制采用不同的污水排除方式所形成的排水系统，也称排水制度。例如生活污水、工业废水、雨水是采用同一条沟道混合来排除（合流制），还是采用两套或以上独立的沟道来排除（分流制）。,,2.排水体制的分类合流制、分流制。a.合流制分类直排式合流制（老城市）、截留式合流制（老城市改造）。b.分流制分类完全分流制、不完全分流制、半分流制（截流式分流制）。完全分流制污水、雨水系统完全分开，图1-3。污水→污水排水系统→污水处理厂→处理后排入水体；雨水→雨水排水系统→直排水体。不完全分流制只有污水排水系统，没有完整的雨水排除系统，图1-4。污水→污水排水系统→污水处理厂→处理后排入水体；雨水→地面漫流→小河沟→较大的水体。水从地势高处→地势低处漫流。,,,,,,,半分流制（截流式分流制）在完全分流制的雨水干沟上设置雨水跳跃井，见图1-5。初期雨水、街道冲洗污水→雨水跳跃井→污水排水系统→污水处理厂→处理后排入水体；当雨水量大于截流管流量时雨水→雨水跳跃井→雨水排水系统→直排水体↓少量污水排水系统→污水处理厂→处理后排入水体,半分流制,,第二节．排水系统的组成部分,1.污（废）水、雨水排水系统的组成污（废）水排水系统的组成由沟道系统、污水处理系统、处理水排放口系统组成。雨水排水系统的组成由沟道系统、排放口系统组成。沟道系统收集及输送污水的沟道、污水泵站等；污水处理系统采用物理、化学、生物处理方法的水处理设施；处理水排放口系统污水处理厂出水管道及排放口。,2．排水系统的分类排水系统分城市污水排水系统、工厂废水排水系统、雨水排水系统三部分。（1）城市污水排水系统由建筑物污水管道系统、城市污水沟道系统、污水泵站、污水处理厂、处理水排放口组成。建筑物污水管道系统卫生器具→室内排水管道→排水出户管→化粪池→小区沟道（或街坊沟道）城市污水沟道系统小区沟道（或街坊沟道）→干沟→总干沟→污水泵站→污水处理厂→处理水排放口,（2）工厂废水排水系统由车间内部沟道系统、厂内沟道系统、废水处理站、处理水排放口组成。车间内部沟道系统车间内部收集和输送生产用水设备排放的废水。厂内沟道系统收集和输送各车间排放的废水。较干净的废水（如循环水）直接排入雨水管道；受污染的水送至废水处理站处理后回用或排入城市排水系统。,（3）雨水排水系统由建筑雨水管道系统、街坊或厂区雨水沟道系统、街道雨水沟道系统、雨水泵站及压力管道组成。建筑雨水管道系统收集建筑物屋面雨水，并将其排入室外的雨水沟道。街坊或厂区雨水沟道系统汇集各建筑物屋面雨水排出管的雨水，并引入至街道雨水沟道系统。街道雨水沟道系统收集建筑物屋面雨水和地面雨水，其系统中的附属构筑物有检查井、跌水井、雨水口、出水口。雨水泵站及压力管道将汇总的雨水（若沟道埋深较深）提升至水体排放。,一．沟道系统的分类沟道分为排水沟和排水管道。排水沟分为明沟和暗沟；管道一般暗埋。1.排水沟明沟一般沿地面一般为修筑，常设在道路旁，可为敞开式或上加盖板，盖板上设有排水槽的铸铁雨水蓖盖板。明沟断面一般常用的为梯形或矩形。暗沟沟顶加设盖板，分为地面式暗沟和地下暗沟。a.地面式暗沟为一种无覆土盖板渠，盖板上一般设有泄水孔，主要排除雨水，也可用以排除冷却水，但不宜用以排除污水。b.地面式暗沟的全部或大部处于冰冻层内，因此应考虑防冻问题，一般在侧壁外加填焦渣等保温。,2．排水管排水管一般为预制的圆形水泥制品管道，只有特殊情况下采用金属管道。圆形排水管的特性a.圆形断面水力条件好，便于制造；b.材料经济；c.能承受较大荷载，运输、养护方便。材质常用的有素混凝土管、钢混管、陶土管。其它石棉水泥管、沥青混凝土管。,1）素混凝土管（1）特点a.可预制或现场制作；b.用于排除雨水、污水；c.抗蚀性差，不耐酸碱，抗渗性能差；d.管节短、接头多。管径一般小于450mm，管长一般1m。（2）接口形式承插、启口、平口三种，见图1-12。,,2）钢筋混凝土管（1）特点a.需预制，抗压强度大；b.用于排除雨水、污水；c.抗蚀性尚好，耐一般酸碱，抗渗性能较好；d.管节长、接头少。管径一般500mm～2400mm，管长一般1～3m。（2）接口形式承插、启口、平口三种。,3）陶土管（1）特点a.耐火粘土制造经烧制而成，但抗压强度差；b.用于排除雨水、污水，特别适用于排除酸性废水；c.抗蚀性好，抗渗性能较好；d.管节短、接头多。管径一般≤600mm，管长一般≤1m。（2）接口形式平口及钟口均带齿纹。,,4）金属管（1）特点a.铸铁管或钢管，但抗压强度好；b.用于排除雨水、污水，不适用于排除腐蚀性废水；c.抗渗性能较好，但不耐腐蚀；d.管节长、接头少。管径不限，管长一般≤6m。e.价格较昂贵。（2）接口形式焊接,二．沟道上的附属构筑物1.检查井（窨井）a.作用连接管道、检查和清通管道用。b.设置条件管道方向转折处；管道坡度改变处；管道端面（尺寸、形状、材质）变化处；管道交会处；直线管道上每隔一定距离处（参见室外排水规范表3.4.2）。,c.构造要求1．一切检查井都要求在井底砌筑流槽，流槽为半圆形或弧形，以减少阻力，流槽中心线弯曲半径一般不宜小于下游大管管径；2．井筒内径一般为∮700，井筒高度≥4m时应将下部加大设检修室，检修室在管道埋深许可时一般为1.8m，污水检查井该高度从流槽顶起，雨水检查井该高度从管底起，井壁应设置直爬梯，方便检修和清理；3．位于车行道和经常启闭的检查井应采用铸铁井盖、座，且盖应与地面平，其它地方可采用其它材质，如混凝土、高分子材料；4．接入检查井的管道数量不宜超过3根。,,,2.跌水井a.作用在检查井上下游管道落差大时作为消能用。b.设置条件1）管道跌水水头1～2m时，宜设跌水井；跌水水头≥2m时，必须设跌水井。2）跌水井的进水管管径≤200mm时，跌水水头高度不得大于6m；管径300～400mm时，一次跌水水头高度不宜大于4m；管径≥400mm时，跌水水头高度及方式应按水力计算确定。3）跌水井宜设在直线段，管道转弯处不宜设置（冲刷井体）。c.构造要求无固定形式，多为竖管式或矩形阶梯式竖管式1）竖管式用带有四通的铸铁竖管将上游管道与流槽连接。2）矩形阶梯式采用阶梯台阶逐级消能。d.一般设置要求管径≤400mm时采用竖管式，管径≥400mm时采用矩形阶梯式。,,,3.水封井a.作用阻火、防爆。b.设置条件在排水中含有易燃的挥发性物质时。c.构造要求参见图1-22。d.设置要求1）水封高度应保持0.25m，井上应设通风设施，井底应设沉泥槽；2）水封井以及同一管道系统中的其它检查井均不应设在车行道和行人众多的地段，并应适当远离产生明火的场地；水封井设在排放含有易燃、挥发性物质处及干管上每隔适当距离处。,,,4.溢流井a.作用在截留式合流制排水系统中，晴天时合流管道中水量小，均通过截留管道送至污水处理厂处理；雨天时，合流管道中水量大，除部分雨污水通过截留管道送至污水处理厂外，超过截留管道设计流量的雨污水则进入溢流管而直排水体。溢流井就是完成截流和溢流的作用。b.设置条件设置于截流沟道与溢流沟道的交接处。c.构造要求多数采用截流槽式或溢流堰式，参见图1-23、1-24。对于截流槽式，槽顶应与截流干管管顶相平或与上游截流干管管顶相平。,,,5.跳跃井a.作用在截留式合流制排水系统中，小雨或初雨时，雨水量不大，全部雨水被截流送至污水处理厂；当大雨时，雨水量大，雨水越过截流管而进入下游雨水管排入水体。b.设置条件设置于截流沟道与雨水沟道的交接处。c.构造要求其构造参见图1-25。,,6.冲洗井a.作用防止淤泥在管道中沉积而设置贮水冲洗的冲洗井。b.设置条件设置于管道内流速不能保证管道自清时。排水管渠自清流速应遵循下以规定1）污水管道在设计充满度下为0.6m/s；2）雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；3）明渠为0.4m/s；c.构造要求工程中多采用人工冲洗井，其构造参见教材图1-26。冲洗原理依靠上游污水或自来水使冲洗井中保持一定容积的水，冲洗井的出流管上设有闸门，井内溢流管以防止井中水溢流出井口，冲洗时提拉闸门控制绳索即可。d.注意点1）采用自来水灌水时，自来水管口应高于溢流管管口约20cm；2）冲洗井一般适用于管径小于400mm的较小管道，冲洗长度一般为250m。,,7.潮门井a.作用防止潮水或河水倒灌入排水沟道。b.设置条件设置于排水沟道排放口上游。c.构造要求在潮门井上游管道的出口处设置防潮闸门（俗称拍门），当排水沟道中无水时，靠钢制或铸铁制防潮闸门的自重关闭；上游来水时水流顶开防潮闸门将水排入水体；涨潮时或水体水位升高时，水体的水压使防潮闸门顶闭，潮水则不倒灌。其构造参见图1-27。d.注意点安装倾斜度一般为110～120。,,8.雨水口a.作用收集路面雨水并导流到雨水沟道。b.设置条件应能保证迅速有效地收集地面雨水。一般设置如下1）宜设置于汇水点上。如道路上的汇水点、交叉路口、街坊中的低洼处、沿街建筑物雨落管附近。2）宜设置于截水点上。如道路上每隔一定距离的地方、沿街单位出入路口或人行横道线上游。3雨水口的布置应根据地形及汇水面积确定，否则布置太密会造成浪费。,c.构造要求1由雨水蓖、井身、连接管组成。雨水蓖一般为钢制或高分子材料制成，也有采用混凝土结构。2雨水口不宜过深，否则带来养护困难、投资加大，一般不宜大于1m。雨水口深度指雨水口井盖至连接管管底的距离，不含沉泥槽深度。3雨水口井身分落底和不落底两种，落底式应定期清除底泥。4雨水口连接管管径一般为DN200，管坡为1，同一连接管上的雨水口数量不宜超过3个。,d．类型和特点一般由平蓖雨水口（边沟式）、立蓖雨水口（侧石式）和两者联合的三种形式。其构造参见图1-28、1-29、1-30。特点平蓖雨水口水流通畅，但暴雨时易被树枝等杂物堵塞，影响收水能力。单个雨水排泄量为15～30l/s，一般安装时低于路面数公分。立蓖雨水口不易堵塞，但边沟需保持一定水深，但城市逐年维修道路会使路面抬高而使蓖面断面减小，影响收水功能。平蓖、立蓖联合雨水口扩大进水面积，提高进水能力。由双蓖联合式或三蓖联合式。,,,,,9.倒虹管a.敷设位置及要求排水沟道穿过河道、旱沟、洼地或地下构筑物等障碍物不能按原高程径直通过时，应设倒虹管，从障碍物下通过。b.构造要求由进水井、倒虹沟道、出水井三部分组成。c．类型和特点分折管式和直管式两种形式。其构造参见图1-33、1-34。特点折管式由进水井、下降管、中部管段、上升管、出水井组成。施工复杂、养护困难，适用于河床较宽、较深的情况。直管式由进水井、倒虹管、溢流管、出水井组成。施工、养护较折管式简单。,,,e.设置条数倒虹管宜敷设两条以上，以便一条发生故障时，另一条可继续使用，平时也能逐条清通。通过谷地、旱沟、小河时，因维修困难不大，可以采用一条。f.设计注意事项由于清通困难，为防止管内积泥，应遵循以下规定1管内流速不宜小于0.9m/s，一般为1.2～1.5m/s，且不得小于上游沟道中的流速。当管内流速达不到0.9m/s时，应定期冲洗，冲洗流速1.2m/s。2管径不小于200mm。3上游检查井应设沉泥槽，在条件及卫生部门许可时应设事故排出口，在管道检修时将水直排水体。4上升管与水平管的夹角应不大于30，以防管内积泥。,10.出水口出水口排水沟道最终流入水体之处，一般设在岸边。a.设置条件1）对航运、给水等水体原有的各种用途无不良影响；2）能使污水迅速与水体混合稀释，不致使水体中出现明显的污染带，妨碍景观，影响环境。3）岸滩稳定，河床变化不大，结构安全，施工方便。b.一般规定1）污水沟道的出水口应尽可能淹没在水中，沟顶标高一般在常水位以下，使污水与河水混合得较好，避免污水沿滩泻流污染环境。2）雨水沟道的出水口应尽可能露在水面上，防止天晴时河水倒灌造成死水。3）出水口与河道连接处应设置护坡或挡土墙，当出水口比水面高出很多时，应考虑设置单级或多级跌水设施，以保证河床不受冲刷。4）常用出水口构造参见教材图1-36～1-39。,,,,,第三节排水泵站一．功能排水沟道沿坡度敷设时，当埋深较深使施工复杂、费用猛增时，应设置排水泵站，用水泵将污水提升，使泵房下游的管道标高抬高。在沟道末端由于各种原因限制而不能使污水直排河道，或需将污水送入污水处理厂时，也需设置排水泵站。提升污水的叫污水泵站，提升雨水的叫雨水泵站。,二．泵站的组成由泵池（吸水井）、水泵、电机、进出水管道、阀门、供电和控制设施等组成。为保证泵房的安全，泵房的供电应考虑两路电源或设备用发电机。泵池（吸水井）前一般应设格栅，防止大块物质进入水泵和管道。水泵的启闭一般采用液位自动控制，泵站内还应设检修起吊设备。,