给水排水工程概论ppt.ppt

给排水科学与工程概论,第1章“给排水科学与工程”学科与水工业,“给水排水工程”与“给排水科学与工程”的关系水的循环水的良性社会循环与水资源的可持续利用缓解水资源危机的有效途径水的社会循环的工程设施给水排水工程专业的基本内容21世纪的朝阳产业水工业,1.1“给水排水工程”与“给排水科学与工程”的关系,我国给水排水学科发展的几个历史过程1、20世纪50年代初，我国成立了给水排水工程学科。特点：主要解决城市用水量问题与排水量问题2、建国后的前30年，我国实行“先生产、后生活”的方针，给水排水被纳入生活类。特点：发展缓慢，大大滞后于国民经济的发展。,3、80年代以后“改革开放”国民经济快速发展，人们对水的需求成倍的增长。特点：污染治理滞后，水环境污染日益严重。给水排水工程学科依旧发展缓慢。4、80年代后期，水资源短缺与水环境污染达到危机的程度，已成为我国社会经济发展的重要制约因素。特点：给水排水工程技术不仅在水量方面有了相应发展。解决水质问题成为主要矛盾。给水排水工程学科有了质的飞跃。,给排水科学与工程专业是给水排水工程专业的新命名,1.2 水的循环,水的自然循环水的循环 水的社会循环,1.2.1 水的自然循环,1.2.2 水的社会循环,水的社会循环：人们为了生活和生产的需要，由天然水体取水，经适当处理后，供人们生活和生产使用，用过的水又排回天然水体。,1.2.3 水的良性社会循环与水资源的可持续利用,一、水的良性社会循环水体的自净水的良性社会循环：对城市污水和工业废水进行处理，使其排入水体不会造成污染，从而实现水资源的可持续性利用。,1.3 缓解水资源危机的有效途径,目前，我国用水存在的问题。缓解水资源危机的有效途径。水的社会循环的工程设施。,1.3.1 目前，我国用水存在的问题,1、水资源紧缺与用水效率不高。农业灌溉：水的利用系数约为0.45，发达国家为 0.7甚至0.8工业用水：水的重复利用率仅为30%40%，甚至更低，而发达国家为75%85%。2、用水大量浪费生活用水：跑、冒、滴、漏严重，15%25%,1.3.2 缓解水资源危机的有效途径,1、节水：节水的优点:可减少从天然水体的取水量，缓解水资源危机减少供水和给水处理费用减少排水和污、废水的处理费用节水、提高用水效率、杜绝浪费，是缓解水资源危机的首要任务。,杜绝浪费,提高用水效率,节水工业,节水农业,2、多渠道开源 城市污水回用于农业灌溉推行高效节水农业和现代旱地农业大量发展海水利用充分利用雨水 远距离调水,1.4 水的社会循环的工程设施,水资源的保护和利用取水工程水泵站给水处理厂 污水排水系统调贮构筑物 污水处理厂输配水系统 雨水排水系统建筑水工程 城区防洪工业水工程 农业水工程,1.5 给水排水工程专业的基本内容,水源 取水构筑物 一级泵站 给水处理厂 二级泵站 城市给水系统 输配水系统 建筑给水管网 用水设备 建筑排水管网 建筑给排水系统城市污水管网 污水泵站 污水处理厂 水体 城市排水系统 城市雨水管网 水体,1.6 21世纪的朝阳产业水工业,水工业的概念：水经采集、生产、加工、供应、销售、回收、再生，最后回归自然。城市水工程学科是水工业的主干学科。,水工业的组成,运营业工程建设业设备制造业知识产业,第二章 水资源的保护与利用,水资源水的自然循环与社会循环中国的水资源状况水资源的开发利用工程水资源的保护与管理,2.1 水资源,2.1.1水资源的含义与特性1、水资源的含义 广义：地球上所有的水。狭义：目前的社会条件下可被人类直接开发利用的水。,技术上可行，经济上合理，不影响地球生态,水质达到一定的标准,自然界的水必须满足三个前提时才被称为水资源1、可使用性2、可获得性3、天然性,水资源：在现有的技术、经济条件下能够获得的、并可作为人类生产资料的天然资源陆地上可供生产、生活直接利用的江河、湖沼以及部分储存在地下的淡水资源，即“可利用的水资源。水资源：一定区域内逐年可以恢复更新的淡水量。,2、水资源的特征性,1）、流动性与溶解性2）、再生性与有限性3）、时空分布上的不均匀性4）、社会性与商品性,2.1.2、地球上的水资源,1、地球上的总水量地球的表面积约为5.1亿km2，其中海洋面积为3.61亿km2，严格地讲，地球是一个水球。海洋、咸水湖等咸水为14.21亿km3，占97.3%。淡水0.39 亿km3，占2.7%。其中有77.2%储存在极地和冰川中。,2、淡水资源,液态淡水固态淡水：占全球淡水资源量的70%。气态淡水,3、径流资源,世界水资源量指全球河流入海径流量。,4、海水资源及水能资源,海洋是地球上最大的水体，海洋水占地球上总水量的97%。,2.2水的循环,1、水的自然循环1）水循环,2）水循环的基本特点,a、从全球角度看，水循环过程中的总水量是平衡的。总蒸发量=总降水量；b、海洋上的总蒸发量海洋上的总降水量。c、水循环不仅维持着地球上的各种水体水量的平衡，而且使水体水质不断更新。d、对全球环境的结构和环境的演变有着深刻的作用和影响。,2、水的社会循环,2.3 中国水资源状况,我国的水资源概况我国水资源的特点我国水资源紧缺的社会因素,一、中国的水资源概况,我国多年平均降水量中只有44%形成地表径流。降水量=河川径流量+总蒸发量+地下潜流量水资源总量=河川径流量+地下水资源量-地表水和地下水相互转化的重复水量。全国多年平均年水资源总量为28124亿m3,其中北方六片占总量的19%，南方四片占81%。,二、我国水资源的特点,1、总量、人均、亩均特点总含量丰富，从人均亩均上看并不丰富。2、地区分布特点南多、北少；东南多，西北少。地区分布与人口和耕地的分布很不相应3、年内及年际分布特点年内分配不均匀，秋冬少雨，春夏多雨。年际变化很大。,三、我国水资源紧缺的社会因素,1、人口的增加和城市化用水标准的提高使水资源供需矛盾越来越突出。2、我国农用耕地需水量很大，农用水量十分紧缺。3、我国工业用水量增长极快，但是用水效率很差。4、地表水已有明显减缩。5、地下水过量开采，水位降低。6、水污染严重。7、用水方式落后，水资源浪费惊人。,2.4 水资源的开发利用工程,水源及其特点地下水取水地表水取水,一、水源及其特点,水源 地下水的特点：水质澄清、色度低、细菌少、水温较稳定、变幅小、分布面广且较不易被污染，但水的含盐量和硬度较高，径流量有限。地表水的特点：浑浊度和水温变化幅度较大，水质易受到污染；但是水的含盐量及硬度较低，其他矿物质含量较少。径流量一般较大，但水量和水质的季节变化明显。,地表水,地下水,水源的选择原则：,1、应对当地的水资源作充足的调查，所选水源应水量充沛可靠，水质好，便于防护。2、符合卫生要求的地下水可优先作为饮用水水源考虑，但取水量应小于允许开采量。3、全面考虑。统筹安排，正确处理给水工程同有关部门的关系，以求合理地综合利用开发水资源。4、考虑取水工程本身的建设施工、运行管理时的安全，注意相应的各种具体条件。,二、地下水取水,1、地下水的存在形式和类型1）、水在地下岩石中的存在形式：气态水、结合水 重力水和毛细管水,固态水。,可用作水源,吸着水,薄膜水,地下水垂直分布图,隔水层,包气带,饱水带,土壤水带,毛细水带,中间水带,潜水,承压水,隔水层,薄膜水,2）按埋藏条件分类,a.上层滞水;b.潜水;c.承压水1.隔水层;2.透水层;3.饱水部分;4.潜水位;5.承压水测压水位;6.泉（上升泉）;7.水井，实线表示井壁不透水,2、地下水取水构筑物,1）、管井浅井：深度在2030m以内。深井：深度在2030m以上。小管井：直径小于150mm.大口径管井：直径大于1000mm。,2）、大口井直径38m，深小于20m。非完整式完整式,非完整式大口井的水利条件比完整式的好，集水范围大，适于开采较厚的含水层。,3）水平集水管与渗渠4）复合井与辐射井,三、地表水取水,1、影响地表水取水的主要因素河流的径流变化泥沙运动和河床演变。河床的岩性、稳定性。河流冰冻情况。水工构筑物和天然障碍物。,2、地表水取水构筑物的分类,1）、固定式取水构筑物,岸边式：适用于河岸较陡、岸边有一定的取水深度、水位变化幅度不大、水质及地质条件较好时。河床式：适用于岸坡平缓、主流离岸较远、岸边缺乏必要的取水深度或水质不好的情况。斗槽式：适用于河流缺水量大或泥沙量大、冰凌严重的情况。,2)移动式取水构筑物,适应于水位变化幅度较大,适应于水位变化幅度较大,山区浅水河流浅水构筑物（自学）,2.5 水资源的保护与管理,当前我国水资源开发利用方面存在的问题：1、用水浪费，管理不善。2、开采不当，水环境恶化。3、污染严重，淡水资源减少。,一、水资源保护,定义:采取法律、行政、经济、技术等综合措施，对水资源实行积极的保护与科学管理。内容：1）、对水量的合理取用及对其补给源的保护。2）、对水质的保护。,1、水资源保护的目标和措施,1）水资源保护的目标水量方面：对地表水资源不因过量引水而引起下游地区生态环境的变化；对地下水不会引起地下水位的持续下降而引起环境恶化和地面沉降。水质方面：要消除和截断污染源，保障饮水水源及其他用水可用的水质，防止风景游览区和生活区水体的污染和富营养化，注意维持地表水体和地下水含水层的水质都能达到国家规定的不同要求标准。,2）采取的措施（1）加强对水资源的监测和信息收集。（2）进行以流域为单位的江河综合开发利用规划，兼顾上下游合理配置用水。（3）建立水资源保护区，防止水土流失、水质污染，植树造林补充水源。（4）进行流域范围内的污染控制与治理，实行排污总量控制，保护水环境质量。（5）建立和健全有关法规，加强有关机构的建设。,2、水污染的控制,水污染：水体因某种物质介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响到水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。水污染控制与治理的基本目标：保护人民的生活和健康状态不致受到以水为媒介的疾病的影响；保持生态系统的完整不受破坏；保证水资源能长期持久的利用。,水污染防止措施,1）加强水质的监测、评价与预测工作，及时掌握水质状况。2）提高工农业用水的效率，积极推行清洁生产，发展循环利用和重复利用技术，减少废水的排放量。3）制定水污染防治的法规和标准，依照经济规律，加强领导管理，依法治污；特别是要继续加强对工业污染源的治理，同时也要加快城市污水厂的建设，采取集中处理方式，解决污染危害。4）积极开展流域水污染的治理工作，包括点源治理、面源治理和内源污染治理，,二、水资源管理,定义运用行政、法律、经济、技术和教育手段，合理开发利用水资源，协调水资源的开发利用与社会经济发展之间的关系，处理各地区、各部门间的用水矛盾；监督并限制各种危害水资源的行为；保护水资源的水量及水质供应，以满足社会实现可持续经济发展对水资源的要求。,1、水资源管理原则、目标和内容,水资源管理的目标：实现水资源可持续开发利用、保护水生态环境的良好状态，促进社会经济的不断发展。,水资源管理的内容,1）实行统筹规划，有效合理地分配水资源；2）保护水资源水量与水质良性循环和水生态系统安全；3)保障城市生活、工业和农业生产的可持续用水；4）提高水污染控制与治理和污水资源化的水平；5）遵循经济规律，改革水资源管理体制，加强管理能力建设；6)健全法律措施，实现依法治水、管水。,第三章 给水排水管道系统,给水排水管道系统的任务和组成给水排水管道系统规划和布置给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求给水排水管道系统运行管理给水排水管道系统材料,3.1 给水排水管网系统的任务和组成,给水管网系统的任务和组成排水管网系统的任务和组成,3.1.1给水管网系统的任务和组成,给水系统：水的取集、处理、输配与调节 给水管网系统：水的提升、水的输送和分配及水量的调节,占总投资的60%80%,3.1.2 排水管道系统的任务和组成,排水系统：将城市污废水和降水按要求进行收集、处理和排放的工程。排水管网任务：将城市污废水和降水按要求进行收集和排放。,占总投资的70%,3.2 给水排水管网系统规划和布置,给水管网系统规划和布置排水管网系统规划和布置,3.2.1给水管网系统规划和布置,给水系统的总体布局配水管网布置输水管渠布置长距离输水管渠和引水工程,1、给水系统的总体布局,按水源数目分类分：1）单水源给水管网系统 2）多水源给水管网系统,按系统构成方式分类：统一供水系统分质供水系统分区供水系统区域供水系统,1）统一供水系统,根据生活饮用水水质标准，由同一管网供给生活、生产和消防用水到用户的给水系统。特点：所有用户用一个管网，一个水处理系统；造价低，运行费用高，会造成浪费。适用于：城市地形起伏较小，建筑层数差别不大，各种用户对水质和水压要求相差不大的城市或大型工业区。,2）分质供水系统,不同水质不同的管道系统适用于：对水质要求不高的工业生产用水或其他用水所占比例较大时的城市或大型工业区。,3）分区供水系统,适用于城市地形高差较大，或城市供水范围很大，或城市被自然地形分割成若干部分的大、中城市。并联分区：地形高差很大。串联分区：高区和低区相距较远且高差很大；城市地形平坦但配水管网延伸很长。,并联分区（分压给水系统）,1、取水构筑物 2、水处理构筑物3、泵站 4、高压管网 5、低压管网 6水塔由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区和高区用水。供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高，需要高压输水管。,串联分区,1、井群 2、泵站高低两区用水均由低区泵站供给，高区用水再由高区水泵加压。管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散，管理不便。,4）区域供水系统,两个以上城镇采用同一给水管道系统；或者若干原先独立的管道系统连成一片，或者以中心城市管道系统为核心向周边城镇扩展的供水系统。适用于相距较近、地理条件和水源特点合适的中、小城镇，或某一大城市与其周边的中、小城镇乃至村镇的联合供水。,2、配水管网布置,干管 分配管 接户管配水管网布置：通常指干管及干管之间连接管的布置，不包括分配管和接户管。树状网环状网,树状网,环状网,1、取水构筑物 2、一级泵站3、水处理构筑物4、清水池5、二级泵站6、输水管7、管网8、调节构筑物,布置配水管网总的要求,管线应遍布整个用水区；供水安全可靠；力求以最短距离向用户供水；按城市规划要求保留管网发展余地；管道一般按规划道路敷设，但尽量避免敷设在高级路面下。,3、输水管渠布置,1、能保证不间断供水。（单管或双管）2、尽量使输水管线最短，以降低造价和输水费用。3、输水管线尽量避免穿越河谷、铁路等障碍以及沼泽、滑坡等地质不良地区，并尽量不占或少占良田。4、充分利用地形，优先考虑重力流或部分重力流输水。,4、长距离输水管渠和引水工程,应注意的问题1）应尽量利用现有河道或管渠。2）管道材质或渠道的选择应根据地质、地形、管渠尺寸和压力、管道价格及施工条件等，经过技术经济综合比较后确定。3）防止水质污染，同时还应考虑沿河一带农业和工业用水的影响，确保城市所需的水质水量。4）应采用双（多）管道或双（多）渠道输水，并每隔一定距离设联通管或连接井一座。,3.2.2 排水管道系统规划和布置,城市排水体制排水管道系统布置,1、城市排水体制,合流制排水系统分流制排水系统,1）合流制排水系统,直流式排水系统,截流式排水系统,2）分流制排水系统,1、污水干管 2、明渠或小河 3、污水厂 4、出水口 5、河流,1、污水干管 2、原有水渠 3、雨水干管 4、污水厂 5、出水口 6、河流,合流制和分流制的比较,环保方面：截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。造价方面：合流制管道系统简单，造价低，但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制；分流制管道系统复杂，造价高；总造价看，完全分流制高于合流制。维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。分流制管内流速稳定，污水厂易于控制。,2、排水管道系统布置,布置形式：呈树状网。管道系统布置和定线原则：尽可能在管线短、管道埋设深度浅的情况下，使最大区域的污水或雨水能自流排除。影响管道布置的一些因素：地形、竖向规划、污水厂的位置、河流情况、地质条件等。,排水系统的布置形式-正交式,1.城市边界 2.排水流域分界线 3.干管,排水系统的布置形式-截流式,1.城市边界 2.排水流域分界线 3.干管4.主干管 5.污水厂 6.出水口,排水系统的布置形式-平行式,1.城市边界 2.干管 3.主干管,排水系统的布置形式-分区式,1.城市边界 2.排水流域分界线 3.干管4.泵站 5.污水厂,排水系统的布置形式-分散式,1.城市边界 2排水流域分界线.3.干管 4.污水厂,3.3 给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求,给水管道系统主要设计内容、方法和要求污水管道系统主要设计内容、方法和要求雨水管渠系统设计特点合流制管渠系统设计特点排水管道系统优化设计给水排水泵站,3.4 给水排水管道系统运行管理,3.4.1 给水管道系统运行管理,1、检漏2、管道腐蚀和结垢的防治与清除3、管网水质的改善4、管网水压和流量测定5、管网调度,3.4.2 排水管道系统运行管理,1、管渠清通2、管渠维修3、泵站的运行调度,3.5 给水排水管道材料,3.5.1 给水管道材料,选择给水管材时，应考虑的因素：1、管道承受内压和外荷载强度。2、管道耐腐蚀性能3、管道使用年限4、管道运输、施工和安装难易程度5、管道内壁光滑程度6、管道价格,给水管材,钢管铸铁管混凝土管材塑料管金、塑复合管材,3.5.2 排水管渠材料,对排水管渠的要求：1、有足够的强度承受外荷载及内部水压2、有抵抗污水中固体杂质的冲刷和磨损 的性能3、具有抗腐蚀性能4、内壁光滑，不透水5、尽量就地取材,排水管道材料,混凝土和钢筋混凝土管陶土管金属管塑料管,第4章 水质工程,水质、水质指标和水质标准水的物理、化学及物理化学处理方法水的生物处理方法水及污、废水的处理工艺水及污、废水处理技术的新发展,4.1 水质、水质指标和水质标准,4.1.1 水质和水质指标,1、水质：水及其所含杂质共同表现出来的物理的、化学的综合特性。2、水中的杂质分类 有机物 悬浮物 d1um来源 无机物 尺寸 胶体1nmd1um 微生物 溶解物质 d1nm,3、水质指标：,表示某一水质的特性。物理指标：温度、色度、嗅味、电导率、总固体、溶解性固体等性质 化学指标：PH值、碱度、硬度、DO、COD、BOD、TOC等 生物学指标：细菌总数、总大肠菌群、浑浊度等,4.1.2 水质标准,1、生活饮用水卫生标准2、工业用水的水质标准3、地面水环境质量标准4、污废水排放标准,1、生活饮用水卫生标准,用水标准逐年提高感官性状和一般化学指标毒理学指标细菌学指标放射性指标生活饮用水的水质要求：水中不得含有病原微生物，所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康，感官性状良好，使用上方便。,2、工业用水的水质标准,3、地面水环境质量标准,根据地面水域使用目的和保护目标，2002年地面水环境质量标准将水域划为五类：类：适用于源头水、国家自然保护区。类：适用于集中式生活饮用水水源地一级保 护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场等。类：适用于集中式生活饮用水水源地二级保 护区、鱼虾类越冬场、回游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。类：适用于一般工业用水区及人体非直接接 触的娱乐用水区。类：适用于农业用水及一般景观要求水域。,4、污废水排放标准,1998年污水综合排放标准中，将排放的污染物按其性质分为两类：第一类：污染物能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响。含此类污染物的水，应一律在车间或车间处理设施排出口取样。表4-4标准第二类：污染物的长远影响小于前者，应在排 污单位排出口取样。表4-5标准,向地面水域和城市下水道排放的污废水执行标准：、类水域，为特殊保护水域，不得新建排污口，现有的排污单位有地方环保部门从严控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。类水域为重点保护水域，对排入的污废水执行一级标准。、类水域为一般保护水域，对排入的污水执行二级标准。排入下水道并进入二级污水厂进行生物处理的污废水执行三级标准。对排入未设置二级污水处理厂的城镇下水道的污废水，必须根据下水道出水受纳水体的功能要求按相应规定,分别执行一级或二级标准。,4.2水的物理、化学及物理化学处理方法,1、格栅和筛网回转式连续 回转耙式格栅,2、混凝 凝聚 絮凝,3、沉淀 平流沉淀池 辐流式沉淀池,辐流式沉淀池,4、气浮,5、粒状材料过滤,6、氧化还原和消毒,7、曝气和吹脱,转刷曝气机,8、中和9、化学沉淀10、电解11、吸附12、离子交换,13、电渗析,极室 淡水室 浓水室 淡水室 极室,阴膜 阳膜 阴膜 阳膜,CO2或O2,出水,H2,浓水,进水,阴极,阳极,14、反渗透和纳滤,15、超滤和微滤,超滤膜10200nm微滤膜0.2um,4.3 水的生物处理方法,微生物对氧的需求情况好氧微生物厌氧微生物,水的好氧生物处理方法水的厌氧生物处理方法,4.3.1水的好氧生物处理方法,活性污泥法生物膜法氧化塘,1、活性污泥法,活性污泥的组成：1、具有活性的微生物；细菌、真菌、原 生动物、少数后生动物2、微生物自身氧化的残留物3、吸附在活性污泥上不能被微生物降解 的有机物和无机物组成。,活性污泥净化污水的过程：1、吸附：大的表面200010000m2/m3 多糖类的粘质层2、氧化3、絮凝沉淀,微生物代谢过程图,传统活性污泥法,传统活性污泥的演变及应用,渐减曝气法阶段曝气法延时曝气法AB法SBR法完全混合曝气法,2、生物膜法,曝气生物滤池,生物转盘,3、氧化塘,氧化塘净化污水的原理：稀释沉积分解,4.3.2 水的厌氧生物处理方法,4.4 水及污、废水的处理工艺,水处理工艺方案的选择：在技术上应是可行的，经济上合理的，在运行管理上应是方便易行的。,出水,出水,4.5水及污、废水处理技术的新发展,水处理药剂膜技术新菌种的培育,第5章 建筑给水排水工程,建筑给水排水工程与室内给水排水工程的区别：1、包含的内容增多。2、高层建筑给水排水的出现。3、计算机应用技术的出现。,5.2 建筑给水系统工程,建筑给水系统的分类与组成给水方式与管网布置建筑给水系统的水质保证建筑内部热水供给系统,5.2.1 建筑给水系统的分类与组成,根据用途分为,生活给水系统,消防给水系统,杂用水给水系统,饮用水给水系统,生产给水系统,组成：引入管、干管、立管、支管、用水设备及附件,5.2.2 给水方式与管网布置,给水方式设置的基本原则：1）、应保证供水安全可靠、管理维修方便。2）、在满足用户用水要求的前提下，应力求给水系统简单，造价最省。3）、应充分利用城市管网直接供水。,1、给水方式,直接给水方式设有水箱的供水方式设水泵的给水方式设水泵、贮水池、水箱联合供水方式。设气压给水装置的供水方式,1）直接给水方式,2）设有水箱的供水方式,3)设水泵的给水方式,4)水泵、贮水池、水箱联合供水方式,5)设气压给水装置的供水方式,2、布置方式,下行上给式上行下给式环状供给式,5.2.3 建筑给水系统的水质保证,保证建筑给水系统中水质安全的措施：城市给水系统的供水水质必须满足卫生标准要求。建筑给水系统中管网的布置与贮水设备应注意避免污染。加强管理，保证水质。注意材料选择，以免污染水质。,5.2.4 建筑内部热水供给系统,5.3 建筑排水系统工程,建筑排水系统的分类与组成建筑排水管道的布置与敷设建筑雨水排水系统,5.3.1建筑排水系统的分类与组成,按排除污废水的类别分为：生活排水系统工业排水系统建筑雨水排水系统按排水立管与通气立管的设置情况分为：单立管排水系统双立管排水系统三立管排水系统,5.3.2 建筑排水管道的布置与敷设,1、布置与敷设原则2、排水立管的布置3、通气系统的布置,1、布置与敷设原则,排水通畅安全可靠，不影响室内卫生美观 管线短，造价低安装维修方便,2、排水立管的布置,尽量靠近排水量大、杂物多的排水点.尽量远离卧室、靠近外墙布置，减少出户以后埋地管的长度。应在适当位置设置开、封方便的检查口。,3、通气系统的布置,通气的目的：保证排水畅通和防止有毒有害气体进入室内。不得与室内通风管或烟道相通。,5.3.3 建筑雨水排水系统,雨水排除方式:（1）外排水（2）内排水（3）混合式排水系统,一、外排水系统,1、檐沟排水系统,2、天沟排水系统,二、内排水系统,对于屋顶面积较大或对建筑立面要求较高的建筑物一般采用内排水系统。内排水系统一般由雨水斗、连接管、悬吊管、立管和埋地横管等组成。,5.4 建筑消防系统工程,按灭火剂的种类和灭火方式：消火栓给水消防系统自动喷水灭火系统非水灭火剂系统,消火栓给水消防系统,室内消火栓系统的组成:水枪、水带、消火栓、消防管道、水源,自动喷水灭火系统,5.5 居住小区给水排水系统工程,5.5.1居住小区概念居住组团居住小区居住区,5.5.2 居住小区给水系统工程,水源：城市给水系统 自备水源直饮水系统,中水系统,水景工程,5.5.3 居住小区排水系统工程,应遵循管线短、埋深小，尽量自流排出的原则，通常沿道路或平行于建筑物敷设。,5.6 高层建筑给水排水系统的特点,给水的特点：保证高层有足够水压底层又不产生过高水压，常采用分区。,排水的特点：需增设通气管。底层横管独立排出。立管与横管的连接处设气水混合器或旋流接头等。,第6章 水工艺设备及水工艺过程检测和控制,水工艺设备分类水工艺专用设备水工艺一体化设备水工艺过程检测和控制水工艺系统自动化控制的新发展,6.1水工艺设备分类,阀类：闸门，阀门，蝶阀，球阀，止回阀等,泵类：清水泵，污水泵，螺杆泵，计量泵等,风机类：鼓风机，压缩机,物化处理设备:拦污，除砂，搅拌，投药等,生化处理设备,专用设备,一体化净水设备,一体化污水处理设备,一体化设备,通用设备,6.2水工艺专用设备,一、物化处理设备,1、拦污机械设备,2、排泥、排砂设备,排泥设备,刮泥机：多用于污水厂的初沉池中。,吸泥机：自来水厂沉淀池和污水厂二沉池中,除砂设备,刮砂型,吸砂型,3、撇油、撇渣设备,排泥设备,桁车式刮渣（油）机,回转式刮渣（油）机,4、污泥浓缩脱水设备,离心脱水机,5、搅拌设备,6、气浮设备,布气气浮设备电解气浮设备压力溶气气浮设备,7、投药设备,湿投设备：溶药罐、搅拌系统、计量泵干投装置：螺旋给料器、料斗、手动或自动控制单元。,8、消毒设备,转子真空加氯机臭氧发生器二氧化氯发生器紫外线杀菌灯静电杀菌消毒设备微电解消毒器,9、过滤设备,压力过滤器纤维过滤器滚筒式过滤器,压力过滤器,10、离子交换设备,11、膜处理设备,电渗析设备反渗透设备超滤设备微滤设备,6.2.2 生化处理设备,1、曝气设备鼓风曝气机械曝气2、生物转盘,6.3 一体化污水处理设备,小型一体化净水设备,小型一体化污水处理设备,压力式污水生物处理装置,间歇式生物处理装置,地埋式生物处理装置,6.4 水工艺过程检测和控制,6.4.1 水工艺过程检测方法、仪器和仪表,1、水质检测1）水质检测项目据现有的检测技术，已发现水体中有2221中合成有机物，其中765种已出现在饮用水中，并已鉴别出20种为致癌物，23种为可疑致癌物，18种为促癌物，56种为致突变物。,1、直接测定某一具体物质含量：如铁、锰、锌、四氯化碳、三氯乙烯等。2、测定能直接或间接反映某种水质特性的替代参数：如浑浊度、色度、总溶解固体等。,（2）水质检测方法分类,化学分析法仪器分析法细菌检测,（3）化学分析法,酸碱滴定法 络合滴定法 沉淀滴定法 氧化还原滴定法 气化法 沉淀法 电解法 萃取法,滴定分析法,重量分析法,（4）仪器分析法,比色法、吸收光谱法、发射光谱 法、火焰光度法、荧光分析法、原子吸收光谱法、比浊法。电位分析法、电导分析法、库 伦分析法、极谱分析法。气相色谱法、液相色谱法、离子 色谱法。气相色谱/质谱法、液相色谱/质 谱法、气相色谱/核磁共振法,光学分析法：,电化学分析法：,色谱分析法：,色谱连用法：,（5）细菌测定,细菌总数测定 发酵法 滤膜法,大肠菌群测定,2、水工艺参数检测技术、仪器和设备,水力特性参数：流量、流速、水压、水 位。气体特性参数检测：气体流量、气压。其他工艺参数检测：沉淀池泥面、絮凝 效果监测等。,3、水工艺设备运行参数检测技术、仪表和设备,设备运行温度监测：温度变送器。电流、电压过载监测：电流、电压信号变送器。转速检测：转速信号变送器。设备运行和备用状态检测：除上以外还可以辅以实时图像监测、声音传输监测等。,6.5.2 水工艺系统的控制技术,人工控制自动控制：直接数字控制系统、计算机监督控制系统、分布式控制系统、IPC+PLC控制系统、数据采集和监控系统。,6.6 水工艺系统自动化控制的新发展,智能化发展：模糊控制、神经控制、自动控制的专家系统。网络化发展,第7章 水工程施工与经济,水工程构筑物的施工技术室外管道施工室内管道及设备安装施工 水工程施工组织水工程经济,7.1 水工程构筑物的施工技术,土石方工程基础处理及施工排水钢筋混凝土工程,7.1.1土石方工程,场地平整管道沟槽及建筑物、构筑物基坑的开挖。沟槽及基坑支撑土石方爆破施工,7.1.2基础处理及施工排水,地基基础处理施工排水,施工排水,7.1.3钢筋混凝土工程,钢筋的制备 钢筋的安装 包括混凝土的制备、浇筑、养护以及质量检测等。,钢筋工程,模板工程,混凝土工程,7.2 室外管道施工,下管、稳管、接口、质量检查与验收等程序1、下管和稳管2、连接3、节点施工,7.2.1 室外排水管渠系统施工,施工时要满足坡度要求,7.2.2 管道的防腐、防震与保温施工,防腐措施：覆盖式防腐处理和电化学防腐法。防震措施：1、选择抗震能力强的管材：如球墨铸铁管，预应力钢筋混凝土管。2、接口选择柔性接口。3、架空管道应设在设防标准高于抗震设防烈度的构筑物上。4、提高砌体、混凝土的整体性、抗震性。保温：设置隔热层,7.2.3 管道的特殊施工,如：不开槽施工、架空管桥施工、倒虹管施工、围堰法施工等。,7.3 室内管道及设备安装施工,室内管道系统施工室内管道系统附件及卫生器具安装设备及自控系统安装,7.3.1室内管道系统施工,1、管道的加工与连接钢管：焊接、螺纹连接、法兰连接。铸铁管：承插连接、不锈钢带套连接。铜管：氧气乙炔气铜焊焊接、承插口钎焊连接、法兰连接、螺纹连接。塑料管：热熔或热风焊接连接、法兰连接、粘接连接、管件丝接。复合管：卡箍连接、管件丝接、法兰连接、管件锁母压紧连接,2、室内给水管道系统施工管道安装时若遇到多种管件交叉，应按照小管道让大管道、压力流管道让重力流管道、阀件少的管道让阀件多的管道等原则进行避让。管件穿越墙、梁、板时应加套管。消防设施安装：室内消火栓采用丝扣连接在消防管道上，室外为承插或法兰连接；水泵接合器采用法兰连接。,3、室内排水管道系统施工施工顺序：安装排出管、立管、支管或悬吊管，最后安装卫生器具。,7.3.2室内管道系统附件及卫生器具安装,1、阀门闸阀、蝶阀、旋塞阀、球阀安装时不考虑安装方向。截止阀、止回阀、吸水底阀、减压阀、疏水阀安装时需考虑水流方向。,2、仪表,1）、水表：DN80mm法兰连接 DN50mm螺纹连接,2）压力表：安装在便于吹洗和观察的地方，并应防止受辐射热、冰冻和振动。3）温度计,3、卫生器具,7.3.3 设备及自控系统安装,自学,7.4 水工程施工组织,施工组织与计划工程项目建设管理,7.5.1施工组织与计划,1、施工组织管理的主要内容：落实施工任务进行施工准备按计划组织施工竣工验收交付使用,2、施工组织设计内容：工程概况和特点分析施工方案选择施工进度计划编制各种资源需要量计划编制施工平面图编制,7.4.2 工程项目建设管理,7.6 水工程经济,水工程经济内涵投资方案评价工程项目财务分析敏感度和风险分析工程项目国民经济评价工程项目概预算,7.6.1水工程经济内涵,工程技术的两重性：技术性和经济性。工程经济学的研究对象是工程项目的经济性。水工程经济是用工程经济学的观点，研究水工程项目的经济性并进行经济评价。,7.6.2 投资方案评价,1、概念：资金的时间价值动态评价静态评价,2、投资方案的主要判据,1）静态投资回收期基准投资回收期时，方案经济性较好。2）净现值0方案经济性较好；0经济性较差。3）内部收益率ic方案经济性较好;ic经济性较差4）动态投资回收期基准投资回收期时，方案经济性较好。,3、投资方案的比较与选择,1）投资方案的分类：独立方案，互斥方案、从属方案、混合方案。2）比较原则：具有可比性；动态分析与静态分析相结合，以动态分析为主；定量分析与定性分析相结合，以定量分析为主；宏观效益分析与微观效益分析相结合，以宏观效益分析为主。3）比较方法,第8章 城市水工程学科与相关学科的关系,城市水工程学科体系的组成城市水工程学科与相关技术学科的关系城市水工程学科与社会科学学科的关系,8.1城市水工程学科体系的组成,城市水工程是研究水的开采、净化、供给、保护、利用和再生等有关水的各个环节的科学。主要以城市和工业及现代农业为主要研究对象，研究以水质为中心的水资源的开发利用，实现水的良性社会循环。核心问题是如何有效提高水质、水量，同时又保证水资源的可持续开采。,8.1.1水基础科学,1、水体循环和运动规律2、水质和水中物质的转化、转移和分离,8.1.2水工艺与工程学,1、水处理工艺2、水处理技术,8.1.3水工业设备制造学和水工业社会科学,8.2城市水工程学科与相关技术学科的关系,1、与水利工程学科的关系2、与环境工程学科的关系3、与土木工程学科的关系4、与化学工程的关系5、与微生物学的关系,8.3城市水工程学科与社会科学学科的关系,1、与社会学的关系2、与经济学的关系,