第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 第4章水处理工程系统与废水最终处置(2学时) 本章教学内容: 取水系统,给水处理简单工艺,输配水系统,废水收集系统 本章教学要求 (1)了解给水工程系统的任务,掌握给水工程系统的组成,掌握供水管路系统 与给水处理的基本方法和简单工艺流程 (2)了解排水工程系统的任务,重点掌握污水收集系统的组成,掌握掌握污水 处理厂的总体设计; 本章教学重点: 污水收集系统(即污水排放系统) 本章习题:P351,3 4.1给水工程系统概论 水处理工程系统是环境与市政工程的重要组成部分之一。绐水系统是指将 原水经加上处理后按需要把制成水供到各用户的一系列工程的总和,包括:取水 工程、水处理系统、输配水系统等 给水系统的组成 给水系统是指将原水经加工处理后按需要把制成水供到各用户的一系列工程的组合 一般包括天然水源的取水、处理(如果需要的话)以及送水到各用户的配水设施。主要有 下列工程设施组成 (1)取水构筑物,用以从选定的水源(包括地表水和地下水)取水,并输往水厂。 (2)水处理构筑,用以将从取水构筑物来的水加以处理,以符合用户对水质的要求。这 些构筑物常集中布置在水厂范围内 (3)泵站,用以将所需水量提升到要求的高度,分抽取原水的一级泵站,输送清水的 二级泵站和设于管网中的增加泵站等 (4)输水管渠和管网,输水管渠是将原水送到水厂或将水厂的水送到管网的管渠,其 主要特点是沿线无流量分出。管网则是处理后的水送到各个给水区的全部管道(主要指直 径较大的干管)。 (5)调节构筑物,它包括各种类型的 贮水构筑物,例如高地水池、水塔、清水 池等,高地水池和水塔兼有保证水压的 作用。大城市通常不用水塔。中小城镇或 企业以及企业内部,为」贮备水量和保 证水压,常设置水塔。根据城镇地形特 点,水塔可设在管网起端、中间或末端 分别构成网前水塔、网中水塔和对置水 塔的给水系统。 泵站、输水管、管网和调节构筑物等 总称为输配水系统。见图2-1。 第1页
第 1 页 第 4 章 水处理工程系统与废水最终处置（2 学时） 本章教学内容： 取水系统，给水处理简单工艺，输配水系统，废水收集系统 本章教学要求： （1）了解给水工程系统的任务，掌握给水工程系统的组成，掌握供水管路系统 与给水处理的基本方法和简单工艺流程； （2）了解排水工程系统的任务，重点掌握污水收集系统的组成，掌握掌握污水 处理厂的总体设计； 本章教学重点： 污水收集系统（即污水排放系统） 本章习题: P335 1, 3 4.1 给水工程系统概论 水处理工程系统是环境与市政工程的重要组成部分之一。绐水系统是指将 原水经加上处理后按需要把制成水供到各用户的一系列工程的总和，包括：取水 工程、水处理系统、输配水系统等。 给水系统的组成：
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 图2-1城链给水系统示意图 1A—地水取水构筑物;—地面水跟水树筑物 水(膈)3-处璍构筑物;4-调节秈筑物清水池) 5妾水飛房;6配水管网;7-調节钩筑暂(水) 4.1.1取水工程 1)、取水工程概论:水资源概述及取水工程的任务,给水水源。 2)、地下水取水构筑物 地下水源概述和取水构筑物分类;管井的构造、施工和管理;管井的设计与 水力计算,井群互相计算及分段取水井组;大口井、辐射井和复合井,渗渠。 3)、地表水取水构筑物 地表水取水构筑物概述,江河特征与取水构筑物的关系,泥沙运动与河床演 变及其对取水构筑物的影响,江河取水构筑物位置的选择,江河固定式取水构筑 物(包括:岸边式取水构筑物、河床式取水构筑物和斗槽式取水构筑物) 4.12给水处理系统 水厂设计内容:净水厂的设计内容一般包括:根据城镇或工业区的给水规 模确定的要求选择厂址;根据水源的水质及要求的水质标准选择(包括必要的试 验工作,净化工艺流程和净化构筑物形式;确定药剂(包括混凝剂、助凝剂.助 滤剂等)品种.投加量及投放方式;选择消毒方法及投加设备;安排辅助生产及 附属生活建筑物;进行水厂的总体布置(平面与竖向)及厂区道路、绿化和管理线 综台布置‘编制水厂定员表:编制工程概算及主要设备材料表;在完成上述工作 过程中应根据设计要求搜集资料.进行设计、计算与绘图工作 给水处理厂工艺流程的选择: 第2页
第 2 页 4.1.1 取水工程 1）、取水工程概论：水资源概述及取水工程的任务，给水水源。 2）、地下水取水构筑物 地下水源概述和取水构筑物分类；管井的构造、施工和管理；管井的设计与 水力计算，井群互相计算及分段取水井组；大口井、辐射井和复合井，渗渠。 3）、地表水取水构筑物 地表水取水构筑物概述，江河特征与取水构筑物的关系，泥沙运动与河床演 变及其对取水构筑物的影响，江河取水构筑物位置的选择，江河固定式取水构筑 物（包括：岸边式取水构筑物、河床式取水构筑物和斗槽式取水构筑物）。 4.1.2 给水处理系统 水厂设计内容：净水厂的设计内容一般包括：根据城镇或工业区的给水规 模确定的要求选择厂址；根据水源的水质及要求的水质标准选择(包括必要的试 验工作，净化工艺流程和净化构筑物形式；确定药剂（包括混凝剂、助凝剂．助 滤剂等）品种．投加量及投放方式；选择消毒方法及投加设备；安排辅助生产及 附属生活建筑物；进行水厂的总体布置(平面与竖向)及厂区道路、绿化和管理线 综台布置‘编制水厂定员表；编制工程概算及主要设备材料表；在完成上述工作 过程中应根据设计要求搜集资料．进行设计、计算与绘图工作． 给水处理厂工艺流程的选择：
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 水厂工艺流程的选择是水厂设计最为关键的问题,直接关系到工程造价、运行成本和 出水水质。当前的常规水处理工艺流程如表3-6,可供参考选择。 表36 净水工艺流程选择 可供选择的净水工艺流程 原水→简单处理(如用筛网水质要求不高,如某些工业冷却用水,只要求去除粗大杂质量 一般进水悬浮物合量应小于2000~3000mg/-,短时间内允许到5000~ 2,原水→混凝,沉淀或澄清 1000k,出水浊度约为10-20度,一般用于水质要求不离的工业用水 般地表水厂广泛采用的常规流程,进水悬浮物允许含量同上,出水浊度小 3.原水→混凝沉淀或澄于3度 2.山溪河流浊度经常较低,洪水时含泥砂量大,也可采用此流程,但在低浊度 过滤→清毒 时可以不加凝廉剂或超越沉淀直接过滤 3.含藻、低温低浊水处理时沉淀工艺可采用气浮池或浮沉池 1.一般可用于浊度和色度低的潮泊水或水库处理,比常规消程省去沉淀工艺 A.原水→接触过滤→消毒 2.进水悬浮物含量一般应小于100mg/,水质稳定变化较小且无藻类繁殖时 3.可根据需要预留建造沉淀池(澄清池)的位置,以适应今后原水水质的变化 高浊度水二级沉淀(澄清),适用于含砂量大,砂峰持续时向较长时,预沉后 水含砂量可降低到100mg/L以下 2.利用岸边的天然洼地、湖泊、荒滩于修建市政蓄兼预沉水库进行日然预沉有 效调蓄库容的调蓄时间约7~1d。出水浊度一般为20~100度,汛期或风季出水 浊度在300度以下,可用挖船排泥 原水→调蓄预沉,自然沉或4.西南地区很多水厂采用沉秒池、人字形折板累凝池和组合沉淀池,后者是将 混凝沉·混凝况淀或漫清→过平流沉淀池分成前后两段,前段为平流区完成初沉,后段为斜管沉淀进水浊度 滤→消毒 000度时,沉淀水浊度小于10-15度 5.高浊度水处理时,沉淀(澄清 级沉淀构筑物,大中型水厂 在大型水厂一般采用组合沉淀池 水旋澄清池,二级沉淀构筑物,在大 般采用组合沉淀他,中小型水厂多 采用机械搅拌澄清池 6.沉淀池采用力流大口径直管就近排泥,并有冲洗措施,以防泥沙堵塞排泥 系统。限于地形无法重力排放时,可用泥浆泵压力排泥 出于水污染日趋严重,对源水进行预处理和深度处理显得日益重要起来,其流程一般 :预处理十常规处理;常規处理深度处理;或预处理+常规处理十深度处理 4.1.3给水管网 1)、给水系统总论 (1)给水系统:包括给水系统分类、给水系统的组成和布置、影响给水系统 布置的因素和工业给水系统。 (2)设计用水量:包括用水量定额、用水量变化和用水量计算。 (3)给水系统的工作情况:包括给水系统的流量关系、水塔和清水池的容积 计算,以及给水系统的水压关系 2)、输水和配水工程 第3页
第 3 页 4.1.3 给水管网： 1）、给水系统总论 （1）给水系统：包括给水系统分类、给水系统的组成和布置、影响给水系统 布置的因素和工业给水系统。 （2）设计用水量：包括用水量定额、用水量变化和用水量计算。 （3）给水系统的工作情况：包括给水系统的流量关系、水塔和清水池的容积 计算，以及给水系统的水压关系。 2）、输水和配水工程
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 4)管网和输水管渠布置:包括管网布置形式、管网定线和输水管渠定线。 (5)管段流量、管径和水头损失:包括管网计算的课题、管网图形及简化、 沿线流量和节点流量、管段计算流量、管径计算、水头损失计算、管网计算基础 方程和管网计算方法分类。 (6)管网水力计算:包括树状网计算、环状网计算原理、环状网计算、输水 管渠计算和应用计算机解管网问题。 (⑦)管网技术经济计算:包括管网年费用折算值、输水管的技术经济计算、 管网技术经济计算和近似优化计算 (8)分区给水系统:包括分区给水一般概念、分区给水的能量分析和分区给 水系统的设计。 (9)水管、管网附件和附属构筑物:包括水管材料和配件、管网附件、管网 附属构筑物和调节构筑物 (10)管网的技术管理:包括管网技术资料、检漏、管网水压和流量测定 水管防腐蚀、清垢和涂料、维持管网水质和调度管理。 42排水工程系统概论 概述 、污水分类及特征生活污水、工业废水、降水 1、生活污水:来自住宅、机关学校医院、公共场所及工厂生活间 性质:含有较多的有机物,如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮等, 肥皂,合成洗涤剂,粪便中的病原微生物。 要求:经处理后,才能排入水体,灌溉农田 2、工业废水,来自厂、矿,按污染:(1)生活废水一冷却;(2)生活污水。 生产污水:a、有的含大量有机物,食品、炼油、石油 b、有的含氰化物、铬、镉、汞、铅 C、有的含多氯联苯,合成洗涤剂合成有机化合物质 d、有的含放射性物质。 工业放心水按所含主要污染物的化学物质,分 第4页
第 4 页 （4）管网和输水管渠布置：包括管网布置形式、管网定线和输水管渠定线。 （5）管段流量、管径和水头损失：包括管网计算的课题、管网图形及简化、 沿线流量和节点流量、管段计算流量、管径计算、水头损失计算、管网计算基础 方程和管网计算方法分类。 （6）管网水力计算：包括树状网计算、环状网计算原理、环状网计算、输水 管渠计算和应用计算机解管网问题。 （7）管网技术经济计算：包括管网年费用折算值、输水管的技术经济计算、 管网技术经济计算和近似优化计算。 11 （8）分区给水系统：包括分区给水一般概念、分区给水的能量分析和分区给 水系统的设计。 （9）水管、管网附件和附属构筑物：包括水管材料和配件、管网附件、管网 附属构筑物和调节构筑物。 （10）管网的技术管理：包括管网技术资料、检漏、管网水压和流量测定、 水管防腐蚀、清垢和涂料、维持管网水质和调度管理。 4.2 排水工程系统概论 概述 一、污水分类及特征 生活污水、工业废水、降水 1、生活污水 ： 来自住宅、机关 学校 医院、公共场所及工厂生活间 性质：含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮等， 肥皂，合成洗涤剂，粪便中的病原微生物。 要求：经处理后，才能排入水体，灌溉农田。 2、工业废水 ，来自厂、矿，按污染：（ 1）生活废水—冷却；（2）生活污水。 生产污水： a、有的含大量有机物，食品、炼油、石油 b、有的含氰化物、铬、镉、汞、铅 c、有的含多氯联苯，合成洗涤剂合成有机化合物质 d、有的含放射性物质。 工业放心水按所含主要污染物的化学物质，分：
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 (1)主要含无机物的,冶金,建材 (2)主要含有机物,食品加工,炼油 (3)既含无机物又含有机物:焦化厂、氮肥厂 3、降水:特点:径流量大,积水为害。 初降雨含有污染物质,一般较清洁。 城市污水: 生活污水+工业废水,混合污水 污水流量:m3/s,m3/h、m3、Ls 污染物质浓度:单位体积污水中所含污染,物质的数量,mgL,gm3 有组织地排水: 排水管网:排水设备、管渠、检查井、水泵站 三、污水的处置 1、回归水体(土壤、大气),小农经济,环境容量。 2、处理后排放水体 灌溉农田 重复使用自然复用:补充回流 直接复用:可用为城市(饮用水源、工业水源、杂用水源) 间接复用:补充地下水 城市排水工程规划的任务就是将上述3种水汇集起来,输送到污水处理厂,经 过处理后排放 排水系统的体制及其选择 已知污水有生活污水,工业废水和雨水 排水系统的体制(排水体制) 污水是采用一个管渠系统来排除,还是采用两个或两上以上各自独立管渠系统来 排除。 污水不同的排除线所形成的排水系统,即—。 合流制分流制 1、合流制排水系统 将生活污水+工业废水+雨水混合污水 老城市的排水体制,直接排放水体 2、分流制排水系统 当生活污水、工业废水、雨水分别两个或两个以上各自独立的管渠内排除。雨、 污分流。 (1)完全分流制。两套完整,独立的排水管渠。 (2)不完全分流:只有污水系统,雨水待建。 工业企业内部:分流制一分质分流、清污分流,以防造成污水,污泥处理复杂化, 成分和性质类似,合并生产废水可排入雨水道 3、混合制排水系统:即有分流制,又有合流制。 New york上海,城市扩建 二、排水体制选择: 城市规划任务之一,影响设计、施工、管理、投资 第5页
第 5 页 （ 1）主要含无机物的，冶金，建材。 （ 2）主要含有机物，食品加工，炼油 （ 3）既含无机物又含有机物：焦化厂、氮肥厂 3、降水 ：特点：径流量大，积水为害。 初降雨含有污染物质，一般较清洁。 二、城市污水： 生活污水 +工业废水，混合污水 污水流量： m 3 /s，m 3 /h、m 3 /d、L/S 污染物质浓度：单位体积污水中所含污染，物质的数量， mg/L，g/m 3 有组织地排水： 排水管网：排水设备、管渠、检查井、水泵站。 三、污水的处置 1、回归水体（土壤、大气），小农经济，环境容量。 2、处理后 排放水体 灌溉农田 重复使用 自然复用：补充回流 直接复用：可用为城市（ 饮用水源、工业水源、杂用水源 ） 间接复用：补充地下水 城市排水工程规划的任务就是将上述 3 种水汇集起来，输送到污水处理厂，经 过处理后排放。 排水系统的体制及其选择 已知污水有生活污水，工业废水和雨水。 一、排水系统的体制（排水体制） 污水是采用一个管渠系统来排除，还是采用两个或两上以上各自独立管渠系统来 排除。 污水不同的排除线所形成的排水系统，即——。 合流制 分流制 1、合流制排水系统 将生活污水 +工业废水+雨水 混合污水 老城市的排水体制，直接排放水体。 2、分流制排水系统 当生活污水、工业废水、雨水分别两个或两个以上各自独立的管渠内排除。雨、 污分流。 （ 1）完全分流制。两套完整，独立的排水管渠。 （ 2）不完全分流：只有污水系统，雨水待建。 工业企业内部：分流制—分质分流、清污分流，以防造成污水，污泥处理复杂化， 成分和性质类似，合并生产废水可排入雨水道。 3、混合制排水系统：即有分流制，又有合流制。 New York 上海，城市扩建 二、排水体制选择： 城市规划任务之一，影响设计、施工、管理、投资