给排水科学与工程共149页
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给排水科学与工程概论课件
消毒
03
污水处理技术
污水物理处理技术
去除大颗粒悬浮物和漂浮物，保护后续处理设备。
利用重力作用使固体颗粒沉降，达到固液分离的目的。
通过滤料层截留细小悬浮物和溶解物，提高水质。
调节水质、水量，稳定处理效果。
格栅与筛网
沉淀池
过滤
调节池
利用好氧微生物降解有机物，如活性污泥法和生物膜法。
好氧生物处理
厌氧生物处理
给排水科学与工程概论课件
目录
contents
给排水科学与工程概述 给水处理技术 污水处理技术 给排水系统设计与优化 给排水科学与工程实践案例
01
给排水科学与工程概述
定义
给排水科学与工程是一门研究水资源的开发、利用、保护和治理的综合性学科，主要涉及给水工程和排水工程两大领域。
解释
给水工程指的是为居民和企事业单位提供生活和生产用水的系统工程，而排水工程则是负责收集、输送、处理和处置污水、废水，使其达到国家排放标准的工程。
设计原则
根据当地水质特点和环保要求，采用适当的处理工艺，确保出水水质达到国家标准。同时，考虑工程投资和运行成本，优化工艺流程和设备配置。
某城市给水处理厂设计案例
某污水处理厂运行管理案例
案例概述：某污水处理厂运行管理案例，主要介绍污水处理厂的运行管理原则、工艺控制和设备维护等方面的内容。
某区域给排水系统规划案例
污泥处理与处置
排水系统设计
分析给排水系统的能耗状况，提出节能降耗的措施。
系统能耗分析
水质安全保障
管网优化改造
智能化管理
研究新型的水处理技术，提高供水水质和污水处理效率。
针对老旧管网，提出合理的改造方案，提高系统的稳定性。
2024版给排水科学与工程PPT(完整版)
水量预测
根据城市规模、人口增长、经济发展等因素 预测未来需水量。
水质评价
对水源水质进行检测和评价，确保供水水质 符合标准。
系统布局与优化
合理规划水厂、泵站、输水管线等设施的位 置和规模。
2024/1/29
管网设计与水力计算
进行管网布局设计，计算管径、流速、水压 等参数。
25
市政排水系统规划原则和方法
2024/1/29
3
给排水系统定义与分类
2024/1/29
给水系统定义
01
给水系统是为满足城市、工业和生活等用水需求而建立的一系
列取水、净化、输送和配水设施。
排水系统定义
02
排水系统则是收集、输送、处理和排放城市污水和雨水的设施。
给排水系统分类
03
根据使用功能和性质，给排水系统可分为生活给排水系统、工
24/1/29
16
常见污水处理工艺介绍
活性污泥法
利用活性污泥中的微生物降解有 机物，是城市污水处理的主流工 艺。
SBR工艺
序批式活性污泥法工艺，通过间 歇式曝气实现有机物降解和污泥 沉降。
2024/1/29
A2/O工艺
同步脱氮除磷工艺，具有污泥沉 降性能好、厌氧释磷效果好等优 点。
MBR工艺
膜生物反应器工艺，通过膜分离 技术实现泥水分离，出水水质优 良。
水力计算目的
1
确定管径、计算水头损失、 校核管网水力性能。
优化目标
4
降低建设成本、减少运行 费用、提高供水安全性等。
2024/1/29
水力计算方法
2
哈代公式、海曾-威廉公
式等，根据管道类型、流
量等因素选择。
优化方法
给排水科学与工程概论PPT课件
第14页/共33页
2.水处理方法－净水处理
水处理方法包括：物理处理、化学处理、物理化学处 理、生物处理。
水源
取水 泵房
絮凝剂 混合
絮凝 反应
沉淀
消毒剂 过滤 消毒
用户
饮用水处理工艺流程图
混凝水过厂程从是河混里凝抽上剂的与水水源及水胶中体,会和有细各微种不悬同浮的物杂之质间，相例互如 作常用会含的有复粘杂土物、理砂化、学水草过、程腐。殖质、某些盐类，还有细菌、 病对毒水影、质寄的响生 要混虫求凝、是的有无因机色素污、染无主物嗅要等、有对无水人 味温体、、有不害浑pH物浊值质、、，无混生有活害凝饮物剂用质的水、种 类不和含传用染量病，菌以，及所搅以拌水在强送度往和用搅户拌前时，必间须。经过澄清、消毒 等工主艺环要节设的备处：理混，合使之反符应合器用和户澄对清水质设的备要求。
第15页/共33页
2.水处理方法－净水处理
过滤：水通过粒状滤料层时，其中的一些悬浮物质和胶体 物质就被截留在孔隙中或介质表面上，这种通过粒状介质 层分离不溶性污染杂质的方法，也称为粒状介质过滤。 粒状介质截留污染物的机理有三，即筛滤作用、沉降作用 和吸附凝聚作用。
• 影响滤池过滤性能的因素主要有两个方面：(1) 水质;
(2) 总氮(TN):污水中含氮化合物的总和。它包括有 机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。
凯氏氮（KjN）：是有机氮与氨氮的总和。它可用来 判断污水在进行生物处理时，氮营养是否充足的依据。
氨氮(NH3-N):污水中以游离氨（NH3-N）与氨盐 (NH4=)的总和。
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1、水质与水质标准
(2) 滤层构造及工艺参数
• 过滤设备：滤池
水源
取水 泵房
絮凝剂 混合
2.水处理方法－净水处理
水处理方法包括：物理处理、化学处理、物理化学处 理、生物处理。
水源
取水 泵房
絮凝剂 混合
絮凝 反应
沉淀
消毒剂 过滤 消毒
用户
饮用水处理工艺流程图
混凝水过厂程从是河混里凝抽上剂的与水水源及水胶中体,会和有细各微种不悬同浮的物杂之质间，相例互如 作常用会含的有复粘杂土物、理砂化、学水草过、程腐。殖质、某些盐类，还有细菌、 病对毒水影、质寄的响生 要混虫求凝、是的有无因机色素污、染无主物嗅要等、有对无水人 味温体、、有不害浑pH物浊值质、、，无混生有活害凝饮物剂用质的水、种 类不和含传用染量病，菌以，及所搅以拌水在强送度往和用搅户拌前时，必间须。经过澄清、消毒 等工主艺环要节设的备处：理混，合使之反符应合器用和户澄对清水质设的备要求。
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2.水处理方法－净水处理
过滤：水通过粒状滤料层时，其中的一些悬浮物质和胶体 物质就被截留在孔隙中或介质表面上，这种通过粒状介质 层分离不溶性污染杂质的方法，也称为粒状介质过滤。 粒状介质截留污染物的机理有三，即筛滤作用、沉降作用 和吸附凝聚作用。
• 影响滤池过滤性能的因素主要有两个方面：(1) 水质;
(2) 总氮(TN):污水中含氮化合物的总和。它包括有 机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。
凯氏氮（KjN）：是有机氮与氨氮的总和。它可用来 判断污水在进行生物处理时，氮营养是否充足的依据。
氨氮(NH3-N):污水中以游离氨（NH3-N）与氨盐 (NH4=)的总和。
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1、水质与水质标准
(2) 滤层构造及工艺参数
• 过滤设备：滤池
水源
取水 泵房
絮凝剂 混合
《给排水工程》PPT课件
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11
一、水质标准
❖ 1、生活用水。生活用水应该符合生活饮用水 的卫生标推， 我国1976年公布的水质标准如 下表所示。
❖ 由表可以看出，水质项目中包括：感官性标 准1-4项；化学标准5—12项；毒 理学标准为 13—20项和生物学标准21—23项。如水质达 到表列标准。即满足生活饮用水 的卫生标难。
❖ 5、输配：原水经沉淀澄清、过滤、消毒 后，水质可满足用水要求。最后将清水 贮存于清水池中， 再由二级泵站抽送到 输配水管中，供用户使用。
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20
三、配水工程
❖ 任务：将净化后符合水质要求的清水，输引 配送到用水区，供用户使 用。
❖ 结构：由二级泵站、输水管道、配水管网、 水塔等几部分组成。
给排水工程
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1
第一章 城市供水系统
❖ 第一节 取水工程
❖ 组成结构：水源、取水构筑物及一级泵 站等部分
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2
一、水源
❖ 两类：
❖ 1、地面水。如江、河、湖、泊、水库及海洋等。
特点：易受污染 染，一般水量较 大，但一般水质
较差，不能直接使用，必须进行适当净化来改善水 质。
❖ 2、地下水。如并、泉等。特点：地下水埋藏于地
编辑ppt
12
编辑ppt
13
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14
❖ 2、工业用水。应按生产工艺要求确定， 即使同一类用水，其水质要求亦有差别， 具体要求由生产工艺提供。
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15
二、净水方法
❖ —般地面水净水厂的净水工艺流程如所
示。
4
5
1
3
2
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16
❖ 1、由一级泵站送来原水，水中含有悬游 物、胶体物等杂质，需加入明矾或硫酸 亚铁等混 凝剂，经过充分混合，产生凝 聚作用，并与水中杂物形成绒毛状絮体， 然后流人沉淀池。 水流速降低，絮休沉 淀，除去水中杂质，使水澄清。沉淀池 有水平流行的平流式沉淀池， 也有斜管、 斜板式沉淀池，后者由于增大沉淀面积， 因而沉淀效率提高很多。
给排水科学与工程PPT课件
前O3
硫酸铝
石灰
中O3
苏黎士湖水 接触反应池 絮凝快滤池 pH值调节池 接触反应池 CIO2
活性炭过滤池 慢滤池 清水池 送水泵房 管网
昆明第五水厂 源水浊度>15NTU
» 加凝聚剂
加氯氨
• 滇池水 配水井 气浮池 气水反冲滤池 清水池 吸水井
• 泵房 管网
沉淀池 平流沉淀池国外停留时间一般为2～4小
• 气浮过滤除藻：可去除80～90%的藻类 • 微滤机除藻：该法较适用于除硅藻 • 遮阳 • 生物除藻的研究
28
与先进国家比较
絮凝剂及絮凝控制技术
与国外有一定差距： 絮凝剂品种少、质量低，国外作为调质的助凝剂
应用普遍； 药剂自动投加、自动控制应用不普遍、水平不高
29
瑞士苏黎士的Lengg水厂 源水浊度0.4NTU
活动。
16
微污染水源水 CODCr<15mg/L
17
生物预处理
• 生物滤池、塔滤、生物流化床、生物转 盘等方法。实际上，给水工程中早已有 生物处理工艺，如慢滤池、土壤渗透等。
18
生 物活 性 炭 处 理
• 生物活性炭处理是臭氧－颗粒活性炭滤池的联 合处理工艺
• ①能去除水中溶解性有机物；②能降低TOC， DOC及氨；③能降低进水中三卤甲烷母体；④ 对色度、铁、锰酚都有去除效果；⑤能使 Ames试验为阳性的水成阴性。但由于该技术 耗电量较大，使用尚不普及。
13
占最高日用水量的%
7 6 5 4
3 2.78%
2
1
5.0%
4.17%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
பைடு நூலகம்
给排水科学与工程概论课件第2章(中)
《给水排水工程概论》课件
2.4.1 给水管道系统设计内容、方法和要求
• 1.输水管渠、配水管网的布置与定线 • 2.设计用水量计算 • 3. 初步确定管道管径 • 4. 管网水力计算 • 5. 确定水泵扬程和水塔高度 • 6. 水量调节构筑物（清水池、水塔）容积计算
《给水排水工程概论》课件
2.4.1 给水管道系统设计内容、方法和要求
(6) 环绕式： 沿四周布置主干管， 将各干管的污水截流 送往污水厂集中处理， 这样由分散式发展成 环绕式布置。
1 2
3
4
5
6 河
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
《给水排水工程概论》课件
2.4 给水排水管道系统设计内容、 方法和要求
• 2.4.1 给水管道系统设计内容、方法和要求 • 2.4.2 污水管道系统设计内容、方法和要求
• 4.管径计算
– 管径应按管段计算流量确定：
D 4q
v
– 流速要从技术和经济两方面来考虑：
• 技术方面： 最大流速（2.5-3m/s）和最小流速（0.6m/s）
• 经济方面： 经济管径和经济流速
《给水排水工程概论》课件
2.4.1 给水管道系统设计内容、方法和要求
• 5.水头损失计算
– 在给水管网计算中，主要考虑沿程水头损失， 忽略局部水头损失。
居住区生活污水 生活污水设计流量
工业企业生活污水及淋浴污水
工业废水设计流量
2 污水设计流量的确定
生活污水设计流量
１、居住区生活污水设计流量计算
Q1
=
n 24
N KZ ×3600
式中：Q1——居住区生活污水设计流量，L/s； n——居住区生活污水定额L/(d.人)），按《室 外排水设计规范》选用，欧洲的典型值为
课件给排水课件ppt给水工程pdf-2024鲜版
PE管
柔韧性好，耐腐蚀，价格适中，但强度较低。
27
管道施工方法简介
开挖施工法
适用于埋地管道，需开挖沟槽， 施工周期长。
2024/3/28
顶管施工法
适用于穿越道路、河流等障碍物， 无需开挖沟槽，施工速度快。
牵引施工法
适用于长距离、大口径管道，利用 牵引设备将管道拉入预定位置。
28
管道安装质量检查与验收标准
06
给水工程实践案例分析
2024/3/28
30
某城市给水系统改造案例分享
改造背景
改造目标
随着城市发展和人口增长，原有给水系统已 无法满足需求，急需进行改造升级。
提高供水能力，改善水质，降低漏损率，提 升供水服务水平。
改造措施
改造效果
新建水源地及输水管线，扩建净水厂，更新 老旧管网，推广智能水表等。
重要性
给水工程是城市基础设施的重要组成部分，对于保障城市正常运行和居民生活 品质具有重要意义。一个完善的给水工程系统能够确保城市用水的安全、稳定 和可持续。
2024/3/28
4
给水系统组成及功能
组成
给水系统通常由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管渠和管网等部分组成。
2024/3/28
功能
给水系统的主要功能包括取水、净化、输送和配水四个环节。其中，取水构筑物负 责从水源地取水，水处理构筑物对原水进行净化处理，泵站和输水管渠将处理后的 水输送至用户，而管网则负责将水分配至各个用水点。
02
采用先进的控制技术和设备，提高 管网运行效率和安全性。
16
管网优化设计及案例分析
某城市给水管网优化设计案例
通过采用新型管材和优化管网布局，降低了漏损率和建设成本，提高了供水能力和水质保障能力。
柔韧性好，耐腐蚀，价格适中，但强度较低。
27
管道施工方法简介
开挖施工法
适用于埋地管道，需开挖沟槽， 施工周期长。
2024/3/28
顶管施工法
适用于穿越道路、河流等障碍物， 无需开挖沟槽，施工速度快。
牵引施工法
适用于长距离、大口径管道，利用 牵引设备将管道拉入预定位置。
28
管道安装质量检查与验收标准
06
给水工程实践案例分析
2024/3/28
30
某城市给水系统改造案例分享
改造背景
改造目标
随着城市发展和人口增长，原有给水系统已 无法满足需求，急需进行改造升级。
提高供水能力，改善水质，降低漏损率，提 升供水服务水平。
改造措施
改造效果
新建水源地及输水管线，扩建净水厂，更新 老旧管网，推广智能水表等。
重要性
给水工程是城市基础设施的重要组成部分，对于保障城市正常运行和居民生活 品质具有重要意义。一个完善的给水工程系统能够确保城市用水的安全、稳定 和可持续。
2024/3/28
4
给水系统组成及功能
组成
给水系统通常由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管渠和管网等部分组成。
2024/3/28
功能
给水系统的主要功能包括取水、净化、输送和配水四个环节。其中，取水构筑物负 责从水源地取水，水处理构筑物对原水进行净化处理，泵站和输水管渠将处理后的 水输送至用户，而管网则负责将水分配至各个用水点。
02
采用先进的控制技术和设备，提高 管网运行效率和安全性。
16
管网优化设计及案例分析
某城市给水管网优化设计案例
通过采用新型管材和优化管网布局，降低了漏损率和建设成本，提高了供水能力和水质保障能力。
绪论-给排水科学与工程
给水排水工程
给水排水工程 给水排水工程
4
4 4 4 4
85
120 60 95 135
22
107
120 60
33、安徽工业大学工商学院 给水排水工程 42、河海大学文天学院 给水排水工程
5 8
100 143
832
给排水科学与工程概论
四、给排水科学与工程专业培养计划简介
学制：四年，弹性学习年限为3—6年。 毕业最低学分：毕业总学分186学分。 其中理论课程119学分，实践课程51学分， 素质拓展与创新教育16学分。 凡各门课程成绩合栺，修满本专业规定的学 分，符合中华人民共和国教育部和皖西学院毕 业生毕业及授予学位的相关要求，可以毕业幵 授予工学学士。
给排水科学与工程概论
给排水科学与工程专业培养要求： 具有水科学领域的科学研究、工程设计和管理规 划方面的基本能力，掌握对水的开发、净化、输 送、回收与应用必需的基本理论、基本技能，接 受工程师训练和刜步的科研方法训练，具有较好 地独立获取知识和分析、解决给水排水工程实际 问题的基本能力，具备规划给水排水系统、进行 给水排水工程的工艺设计、施工、管理和简单的 结构设计的能力幵掌握水资源控制与保护、节水 等相关知识。
三、给排水科学与工程专业简介
给排水科学与工程专业培养目标： 是以保证水资源可持续利用为目标，以水的社会 循环，即取水、给水、处理、排放为研究对象， 以水质处理、控制为核心，培养能在政府、规划 、管理、环保、设计、施工、工矿企业、科研教 学等部门从亊水资源评价开发、保护利用、加工 输送及规划管理、设计施工、教学研究开发工作 的高级工程技术人才的专业。
给排水科学与工程概论
给排水科学与工程概论
给水排水工 程专业毕业 生最为适合 的TOP5岗位 分别是“建 筑/房地产”、 “美术/设计 /创意”、 “销售”、 “咨询/顾 问”、“行 政/后勤”。
给排水科学与工程概论课件第2章(下)
➢防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道 ； 无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m， 有保温措施的管道，其管底在冰冻线以上的距离可以加大
➢保证管道不致因为地面荷载而破坏 车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7 m，非车行道下可适 当
减小
➢满足街坊污水管衔接的要求 街道污水管网起点的埋设深度大于或等于街区污水管终点的埋设深度； 街区污水管网的起点埋设深度大于或等于建筑物污水出户管的埋深
3 污水管道的水力计算
(2)设计流速 ——与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。
最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流 速，与污水中所含杂质有关；国外很多专家认 为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结 果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。
最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流 速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为 10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。
作业
某市居住区计划人口数10万人，该区生活污水 定额为130 L/（d•人）。城市有一纺织厂，有职工 3000人，其中2000人在高温车间工作，1000人在一 般车间工作，每天工作8小时。该纺织厂生产废水 量为30000 m3/d，均匀排水。计算该城市污水设计 流量（生活污水量总变化系数KZ=1.5；纺织厂生产 废水变化系数取2.0；一般车间和热车间职工生活 污水量标准分别为25(L/(人.班)和35(L/(人.班)；一 般车间和热车间生活污水量时变化系数分别以3.0 和2.5计；一般车间和热车间淋浴污水量标准分别 为40(L/(人.班)和60(L/(人.班)；不计算Q渗）。
3 污水管道的水力计算
(3)污水管道的埋设深度
在污水管道工程中，管道 地面（路面）
的埋设深度愈大，工程造价愈 高，施工期愈长。
➢保证管道不致因为地面荷载而破坏 车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7 m，非车行道下可适 当
减小
➢满足街坊污水管衔接的要求 街道污水管网起点的埋设深度大于或等于街区污水管终点的埋设深度； 街区污水管网的起点埋设深度大于或等于建筑物污水出户管的埋深
3 污水管道的水力计算
(2)设计流速 ——与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。
最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流 速，与污水中所含杂质有关；国外很多专家认 为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结 果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。
最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流 速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为 10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。
作业
某市居住区计划人口数10万人，该区生活污水 定额为130 L/（d•人）。城市有一纺织厂，有职工 3000人，其中2000人在高温车间工作，1000人在一 般车间工作，每天工作8小时。该纺织厂生产废水 量为30000 m3/d，均匀排水。计算该城市污水设计 流量（生活污水量总变化系数KZ=1.5；纺织厂生产 废水变化系数取2.0；一般车间和热车间职工生活 污水量标准分别为25(L/(人.班)和35(L/(人.班)；一 般车间和热车间生活污水量时变化系数分别以3.0 和2.5计；一般车间和热车间淋浴污水量标准分别 为40(L/(人.班)和60(L/(人.班)；不计算Q渗）。
3 污水管道的水力计算
(3)污水管道的埋设深度
在污水管道工程中，管道 地面（路面）
的埋设深度愈大，工程造价愈 高，施工期愈长。
给排水科学与工程概论全套教学课件
给排水科学与工程概论
主讲：赵群英
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
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
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20~30m以内。 深井：深度在20~30m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3~8m，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
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
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
主讲：赵群英
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
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
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20~30m以内。 深井：深度在20~30m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3~8m，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
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
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
教育其他分享给排水科学与工程
26
07 总结与展望
2024/1/25
27
本次分享内容回顾
给排水科学与工程的基本概念和原理
介绍了水文学与水资源、水处理微生物学、水力学、水泵与水泵站、水分析化学和给排
水工程等专业基础知识。
给排水系统的规划与设计
详细阐述了给排水系统的规划原则、设计方法和优化措施，包括给水管网、排水管网、 污水处理厂及其附属设施的设计要点。
• 绿色环保：在全球气候变化和资源紧张的背景下，绿色环保成为给排水科学与 工程领域的重要发展方向。未来，应更加注重节能减排、水资源循环利用等方 面的研究与实践，推动给排水系统的绿色可持续发展。
• 跨学科融合：给排水科学与工程涉及多个学科领域，如环境科学、土木工程、 化学工程等。未来，应加强跨学科之间的交流与合作，共同推动给排水科学与 工程领域的技术创新和发展。
14
04 排水系统规划与设计
2024/1/25
15
排水体制选择及比较
分流制排水体制
将生活污水、工业废水和雨水分 别通过不同的管道系统排放，具 有灵活性高、易于管理和维护的
优点，但建设成本较高。
2024/1/25
合流制排水体制
将生活污水、工业废水和雨水混合 后通过同一管道系统排放，建设成 本相对较低，但污水处理难度较大 ，容易造成环境污染。
01
管网布局优化
根据城市地形地貌、水文地质条件、城市规划等因素，合理规划排水管
网的走向、管径和埋深等参数，确保排水顺畅、减少内涝风险。
2024/1/25
02 03
旧管网改造策略
针对老旧排水管网存在的破损、渗漏、堵塞等问题，制定改造计划和技 术方案，采用局部修复、更换管道、增设泵站等措施，提高旧管网的排 水能力和运行效率。
07 总结与展望
2024/1/25
27
本次分享内容回顾
给排水科学与工程的基本概念和原理
介绍了水文学与水资源、水处理微生物学、水力学、水泵与水泵站、水分析化学和给排
水工程等专业基础知识。
给排水系统的规划与设计
详细阐述了给排水系统的规划原则、设计方法和优化措施，包括给水管网、排水管网、 污水处理厂及其附属设施的设计要点。
• 绿色环保：在全球气候变化和资源紧张的背景下，绿色环保成为给排水科学与 工程领域的重要发展方向。未来，应更加注重节能减排、水资源循环利用等方 面的研究与实践，推动给排水系统的绿色可持续发展。
• 跨学科融合：给排水科学与工程涉及多个学科领域，如环境科学、土木工程、 化学工程等。未来，应加强跨学科之间的交流与合作，共同推动给排水科学与 工程领域的技术创新和发展。
14
04 排水系统规划与设计
2024/1/25
15
排水体制选择及比较
分流制排水体制
将生活污水、工业废水和雨水分 别通过不同的管道系统排放，具 有灵活性高、易于管理和维护的
优点，但建设成本较高。
2024/1/25
合流制排水体制
将生活污水、工业废水和雨水混合 后通过同一管道系统排放，建设成 本相对较低，但污水处理难度较大 ，容易造成环境污染。
01
管网布局优化
根据城市地形地貌、水文地质条件、城市规划等因素，合理规划排水管
网的走向、管径和埋深等参数，确保排水顺畅、减少内涝风险。
2024/1/25
02 03
旧管网改造策略
针对老旧排水管网存在的破损、渗漏、堵塞等问题，制定改造计划和技 术方案，采用局部修复、更换管道、增设泵站等措施，提高旧管网的排 水能力和运行效率。
第7章 给排水工程
常用的混凝剂有：
无机类 ① 硫酸铝、明矾和三氯化铁、硫酸亚铁等 金属盐类； ② 聚合氯化铝等无机高分子类。 最常用的为硫酸铝，但水温低时水解困难， 效果不及三氯化铁。
28/81
29/81
§7.3 给水处理
有机类 人工合成：
阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物，国外开始增多， 国内尚少；
阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）； 非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）； 两性型：使用极少。
24/81
§7.3 给水处理
混凝可去除的颗粒大小为胶体及部分细小的悬浮物。 混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。 主要去除对象：粘土（50nm-4 m）
细菌（0.2m-80m） 病毒（10nm-300nm） 蛋白质（1nm-50nm）
25/81
§7.3 给水处理
原水经反应池后进人沉淀池，水中的悬浮絮状体在此 依靠重力的作用从水中分离出来，沉于池底。常见的为平 流式沉淀池，其状如矩形水池：上部为沉淀区，下部为污 泥区，池前部为进水区，池后部为出水区。
§7.3 给水处理
● 悬浮物和胶体一般是生活饮用水处理的主要去 除对象。粒径大于 1 / 10mm 的泥沙，通常在水中可 自行下沉。 颗粒较小的悬浮物和胶体，则须投加混凝剂方可去除。
● 天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解， 其含量与水温、气压及有机物含量等有关。
一般为 5 一 10mg / L ， 最高也不超过 14mg / L。
44/81
§7.3 给水处理
（2）水的软化处理 常见的有药剂软化法和离子交换软化法 在水中投以石灰可以降低水的碳酸盐硬度，投以苏打
Na2CO3 可以降低水的非碳酸盐硬度，投以石膏CaSO4可 以降低水的钠盐碱度。
无机类 ① 硫酸铝、明矾和三氯化铁、硫酸亚铁等 金属盐类； ② 聚合氯化铝等无机高分子类。 最常用的为硫酸铝，但水温低时水解困难， 效果不及三氯化铁。
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§7.3 给水处理
有机类 人工合成：
阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物，国外开始增多， 国内尚少；
阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）； 非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）； 两性型：使用极少。
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§7.3 给水处理
混凝可去除的颗粒大小为胶体及部分细小的悬浮物。 混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。 主要去除对象：粘土（50nm-4 m）
细菌（0.2m-80m） 病毒（10nm-300nm） 蛋白质（1nm-50nm）
25/81
§7.3 给水处理
原水经反应池后进人沉淀池，水中的悬浮絮状体在此 依靠重力的作用从水中分离出来，沉于池底。常见的为平 流式沉淀池，其状如矩形水池：上部为沉淀区，下部为污 泥区，池前部为进水区，池后部为出水区。
§7.3 给水处理
● 悬浮物和胶体一般是生活饮用水处理的主要去 除对象。粒径大于 1 / 10mm 的泥沙，通常在水中可 自行下沉。 颗粒较小的悬浮物和胶体，则须投加混凝剂方可去除。
● 天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解， 其含量与水温、气压及有机物含量等有关。
一般为 5 一 10mg / L ， 最高也不超过 14mg / L。
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§7.3 给水处理
（2）水的软化处理 常见的有药剂软化法和离子交换软化法 在水中投以石灰可以降低水的碳酸盐硬度，投以苏打
Na2CO3 可以降低水的非碳酸盐硬度，投以石膏CaSO4可 以降低水的钠盐碱度。
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善程度分三大区制定了综合用水标准 （GB50282-98《城市给水工程规划设计 规范》)
工业：用水定额
消防：1~3处 2~3h失火用水量
对水质的要求
居民：满足《生活饮用水水质标准》 工业：按工艺要求决定 消防：基本无要求
饮 用 水 水 质 标 准GB5749-85
•感官性指标:色度、浊度NTU等 •细菌学指标：大肠杆菌、细菌菌群 •有毒有害物质指标：汞、砷、铬、放
供排水现状管理
•地表水水源 水利部门
•地下水水源 地矿局
•水源水质
环保局
•城市自来水厂 建委、城市公用事业局或
建委与爱委会
•城市排水
城市公用事业局排水处
给水工程
给水现状
全国663个设市城市都建有供水设施，供水能力 达到2.18亿m3/d，是1949年的91倍；
城市用水人口发展到2.03亿人，是1949年的20倍， 自来水普及率达到96.7%，全国城市人均用水量从 1952年的38L/人.d发展到220L/人.d。
昆明第五水厂 源水浊度>15NTU
» 加凝聚剂
加氯氨
• 滇池水 配水井 气浮池 气水反冲滤池 清水池 吸水井
• 泵房 管网
沉淀池 平流沉淀池国外停留时间一般为2～4小
时 ，我国停留时间多为1～2小时。选择较长的 停留时间可以节约药剂，提高沉淀后的水质，并 有足够的调节余地，抗冲击负荷能力较强
斜管沉淀池 斜管上升流速我国多选用2.5mm／ s～3.0mm／s，国外多选用2.0mm／s以下。另 外，由于水在斜管沉淀池内停留时间一般约20 分钟至30分钟，在斜管内停留时间仅5～6分钟， 由于停留时间短，使斜管沉淀池运行管理要求 提高，我国在管理水平上有差距。
微污染水源水 CODCr<15mg/L
生物预处理
• 生物滤池、塔滤、生物流化床、生物转 盘等方法。实际上，给水工程中早已有 生物处理工艺，如慢滤池、土壤渗透等。
生 物活 性 炭 处 理
• 生物活性炭处理是臭氧－颗粒活性炭滤池的联 合处理工艺
• ①能去除水中溶解性有机物；②能降低TOC， DOC及氨；③能降低进水中三卤甲烷母体；④ 对色度、铁、锰酚都有去除效果；⑤能使 Ames试验为阳性的水成阴性。但由于该技术 耗电量较大，使用尚不普及。
消毒 －清水池
混凝剂的种类
• 混凝剂：有机与无机，常用的有硫酸铝、 三氯化铁、碱式氯化铝、碱式硫酸铝、 聚铁等。
• 高分子助凝剂聚合铝、聚丙烯酰胺、海 藻酸钠、活化硅酸等 （是处理低温低浊 度水主要的、必须的药剂，不仅效果好， 而且可节省混凝剂达30～50% ） 。
水库、湖泊水除藻问题
• 常年浊度低，色度、氨氮和磷含量较高， 浮游生物、藻类多，库底（湖底）水层 中一般含有铁、锰和有机物等
藻 类 去除措 施
• 预加氯杀藻 ：预氯量1.0～2.0mg/L，杀藻效
果较好。但对源水中含总有机碳>3mg/L时，不 宜采用预氯化，一般控制TOC<1.5mg/L时才使 用预氯杀藻
• 气浮过滤除藻：可去除80～90%的藻类 • 微滤机除藻：该法较适用于除硅藻 • 遮阳 • 生物除藻的研究
与先进国家比较
澄清池 :趋向于在大型水厂采用。
过滤和反冲洗
滤料的品种和级配改进：大粒径、大厚度。粒径 我国一般0.45mm～1.1mm，国外1.0mm～ 1.4mm，厚1.1m；美国洛杉矶水厂1.5mm～ 2.2mm单层无烟煤1.83m
取水头部位置选择原则
Байду номын сангаас河床稳定
河床河岸的深槽主流有足够的水 深处
取水水质好，含沙量少
净水工艺流程
主要对象： 1nm～10微米的胶体粒子 用混凝剂去除－混合反应池、沉淀池、过 滤 细菌和大肠杆菌
通过消毒去除－氯气、CIO2 、O3
处理工艺根据水源水质和用水对 象对水质的要求确定
常规处理工艺 ： 加药混合－反应－沉淀—过滤—
射性物质等
•WHO135 项（其中96项有指导值） 日本59项、欧共体66项、美国83项
对水压的要求
居民：满足最不利点出流水头的要求 工业：满足工艺对水压的要求 消防：低压网－－消火栓10mH2O
高压网－－满足直接灭火的水压要 求
给水系统的设计依据是最高日用水量
城市最高日用水量包括：
居住区居民最高日生活用水量Q1、全市性公共 建筑生活用水量Q2、工业企业职工生活用水量 Q3、工业企业职工日淋浴用水量Q4、工业企业 生产用水量Q5、市政用水量Q6及未预见水量 （一般以Q1～Q6总和的10%～20%考虑）
2019年，全国城市供水普及率将达到98.5%，新 增城市供水能力4500万m3/d
一 泵 水源 站
净
水 构 筑 物
清 水 池
二 泵 站
水
配水管网
塔
建设部提出
提高供水水质 提高供水安全度
降低电耗 降低药耗 降低漏水率
用户对供水的要求
• 水量 • 水质 • 水压
对水量的要求
居民：维持生命 2.5L/人.d 由气候、生活习惯、给排水设施完
• 进行流域面积内的水土保持工作
• 地表水取水口上游1000m至下游100m的水 域内不得排入工业废水和生活污水；取 用地下水时，在单井或井群的影响半径 范围内，不得使用工业废水或生活污水 灌溉和施用持久性或剧毒的农药，不得 修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺 设污水渠道，不得从事破坏深层土层的 活动。
占最高日用水量的%
7 6 5 4
3 2.78%
2
1
5.0%
4.17%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
水源
• 地表水和地下水水源 • 满足饮用水水源卫生标准 • 满足规划期内供水水量要求 • 满足保证率为97％的最高日平均时用水量 • 关于微污染水水源
水源保护
• 合理开发利用、加强水源管理
絮凝剂及絮凝控制技术
与国外有一定差距： 絮凝剂品种少、质量低，国外作为调质的助凝剂
应用普遍； 药剂自动投加、自动控制应用不普遍、水平不高
瑞士苏黎士的Lengg水厂 源水浊度0.4NTU
前O3
硫酸铝
石灰
中O3
苏黎士湖水 接触反应池 絮凝快滤池 pH值调节池 接触反应池 CIO2
活性炭过滤池 慢滤池 清水池 送水泵房 管网
光氧化法
• 是臭氧与紫外线辐射或催化剂（如TiO2）与紫 外线辐射的联合工艺 可形成具有极强氧化能力的OH离子，可氧化O3 不能氧化的微污染水中的有机物，并形成CO2 和H2O
粉末活性炭（PAC）吸附
• 可降低处理水中的BOD5、CODCr、DOC 和TOC
取水构筑物
地表水取水构筑物
地下水取水构筑物
工业：用水定额
消防：1~3处 2~3h失火用水量
对水质的要求
居民：满足《生活饮用水水质标准》 工业：按工艺要求决定 消防：基本无要求
饮 用 水 水 质 标 准GB5749-85
•感官性指标:色度、浊度NTU等 •细菌学指标：大肠杆菌、细菌菌群 •有毒有害物质指标：汞、砷、铬、放
供排水现状管理
•地表水水源 水利部门
•地下水水源 地矿局
•水源水质
环保局
•城市自来水厂 建委、城市公用事业局或
建委与爱委会
•城市排水
城市公用事业局排水处
给水工程
给水现状
全国663个设市城市都建有供水设施，供水能力 达到2.18亿m3/d，是1949年的91倍；
城市用水人口发展到2.03亿人，是1949年的20倍， 自来水普及率达到96.7%，全国城市人均用水量从 1952年的38L/人.d发展到220L/人.d。
昆明第五水厂 源水浊度>15NTU
» 加凝聚剂
加氯氨
• 滇池水 配水井 气浮池 气水反冲滤池 清水池 吸水井
• 泵房 管网
沉淀池 平流沉淀池国外停留时间一般为2～4小
时 ，我国停留时间多为1～2小时。选择较长的 停留时间可以节约药剂，提高沉淀后的水质，并 有足够的调节余地，抗冲击负荷能力较强
斜管沉淀池 斜管上升流速我国多选用2.5mm／ s～3.0mm／s，国外多选用2.0mm／s以下。另 外，由于水在斜管沉淀池内停留时间一般约20 分钟至30分钟，在斜管内停留时间仅5～6分钟， 由于停留时间短，使斜管沉淀池运行管理要求 提高，我国在管理水平上有差距。
微污染水源水 CODCr<15mg/L
生物预处理
• 生物滤池、塔滤、生物流化床、生物转 盘等方法。实际上，给水工程中早已有 生物处理工艺，如慢滤池、土壤渗透等。
生 物活 性 炭 处 理
• 生物活性炭处理是臭氧－颗粒活性炭滤池的联 合处理工艺
• ①能去除水中溶解性有机物；②能降低TOC， DOC及氨；③能降低进水中三卤甲烷母体；④ 对色度、铁、锰酚都有去除效果；⑤能使 Ames试验为阳性的水成阴性。但由于该技术 耗电量较大，使用尚不普及。
消毒 －清水池
混凝剂的种类
• 混凝剂：有机与无机，常用的有硫酸铝、 三氯化铁、碱式氯化铝、碱式硫酸铝、 聚铁等。
• 高分子助凝剂聚合铝、聚丙烯酰胺、海 藻酸钠、活化硅酸等 （是处理低温低浊 度水主要的、必须的药剂，不仅效果好， 而且可节省混凝剂达30～50% ） 。
水库、湖泊水除藻问题
• 常年浊度低，色度、氨氮和磷含量较高， 浮游生物、藻类多，库底（湖底）水层 中一般含有铁、锰和有机物等
藻 类 去除措 施
• 预加氯杀藻 ：预氯量1.0～2.0mg/L，杀藻效
果较好。但对源水中含总有机碳>3mg/L时，不 宜采用预氯化，一般控制TOC<1.5mg/L时才使 用预氯杀藻
• 气浮过滤除藻：可去除80～90%的藻类 • 微滤机除藻：该法较适用于除硅藻 • 遮阳 • 生物除藻的研究
与先进国家比较
澄清池 :趋向于在大型水厂采用。
过滤和反冲洗
滤料的品种和级配改进：大粒径、大厚度。粒径 我国一般0.45mm～1.1mm，国外1.0mm～ 1.4mm，厚1.1m；美国洛杉矶水厂1.5mm～ 2.2mm单层无烟煤1.83m
取水头部位置选择原则
Байду номын сангаас河床稳定
河床河岸的深槽主流有足够的水 深处
取水水质好，含沙量少
净水工艺流程
主要对象： 1nm～10微米的胶体粒子 用混凝剂去除－混合反应池、沉淀池、过 滤 细菌和大肠杆菌
通过消毒去除－氯气、CIO2 、O3
处理工艺根据水源水质和用水对 象对水质的要求确定
常规处理工艺 ： 加药混合－反应－沉淀—过滤—
射性物质等
•WHO135 项（其中96项有指导值） 日本59项、欧共体66项、美国83项
对水压的要求
居民：满足最不利点出流水头的要求 工业：满足工艺对水压的要求 消防：低压网－－消火栓10mH2O
高压网－－满足直接灭火的水压要 求
给水系统的设计依据是最高日用水量
城市最高日用水量包括：
居住区居民最高日生活用水量Q1、全市性公共 建筑生活用水量Q2、工业企业职工生活用水量 Q3、工业企业职工日淋浴用水量Q4、工业企业 生产用水量Q5、市政用水量Q6及未预见水量 （一般以Q1～Q6总和的10%～20%考虑）
2019年，全国城市供水普及率将达到98.5%，新 增城市供水能力4500万m3/d
一 泵 水源 站
净
水 构 筑 物
清 水 池
二 泵 站
水
配水管网
塔
建设部提出
提高供水水质 提高供水安全度
降低电耗 降低药耗 降低漏水率
用户对供水的要求
• 水量 • 水质 • 水压
对水量的要求
居民：维持生命 2.5L/人.d 由气候、生活习惯、给排水设施完
• 进行流域面积内的水土保持工作
• 地表水取水口上游1000m至下游100m的水 域内不得排入工业废水和生活污水；取 用地下水时，在单井或井群的影响半径 范围内，不得使用工业废水或生活污水 灌溉和施用持久性或剧毒的农药，不得 修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺 设污水渠道，不得从事破坏深层土层的 活动。
占最高日用水量的%
7 6 5 4
3 2.78%
2
1
5.0%
4.17%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
水源
• 地表水和地下水水源 • 满足饮用水水源卫生标准 • 满足规划期内供水水量要求 • 满足保证率为97％的最高日平均时用水量 • 关于微污染水水源
水源保护
• 合理开发利用、加强水源管理
絮凝剂及絮凝控制技术
与国外有一定差距： 絮凝剂品种少、质量低，国外作为调质的助凝剂
应用普遍； 药剂自动投加、自动控制应用不普遍、水平不高
瑞士苏黎士的Lengg水厂 源水浊度0.4NTU
前O3
硫酸铝
石灰
中O3
苏黎士湖水 接触反应池 絮凝快滤池 pH值调节池 接触反应池 CIO2
活性炭过滤池 慢滤池 清水池 送水泵房 管网
光氧化法
• 是臭氧与紫外线辐射或催化剂（如TiO2）与紫 外线辐射的联合工艺 可形成具有极强氧化能力的OH离子，可氧化O3 不能氧化的微污染水中的有机物，并形成CO2 和H2O
粉末活性炭（PAC）吸附
• 可降低处理水中的BOD5、CODCr、DOC 和TOC
取水构筑物
地表水取水构筑物
地下水取水构筑物