第2章污水管道系统设计4讲解
污水管道系统的课程设计

污水管道系统的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解污水管道系统的基本概念、组成及功能;2. 掌握污水管道系统的设计原则和流程;3. 了解污水处理的基本方法及其对环境保护的意义。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力;2. 提高学生设计简单污水管道系统的能力;3. 培养学生进行实地调查、数据收集和处理的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生关注环境保护、积极参与污水治理的意识;2. 增强学生的团队合作精神,提高沟通协调能力;3. 培养学生对水利工程学科的兴趣,激发学习热情。
课程性质:本课程为水利工程学科的一门实践性较强的课程,旨在让学生了解污水管道系统的基本知识,掌握设计原则和方法,提高解决实际问题的能力。
学生特点:学生为八年级学生,具有一定的物理、化学基础知识,对环境保护有一定认识,但缺乏污水管道系统的专业知识和实践经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养学生的动手操作能力和创新思维。
通过本课程的学习,使学生能够达到课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 污水管道系统基本概念:污水来源、分类及性质;污水管道系统的定义、组成及功能。
教材章节:第二章第一节2. 污水管道系统设计原则:污水管道系统设计的基本原则、要求及影响因素。
教材章节:第二章第二节3. 污水处理方法:物理、化学和生物处理方法的原理、优缺点及适用场景。
教材章节:第二章第三节4. 污水管道系统设计流程:污水管道系统设计的步骤、方法和注意事项。
教材章节:第二章第四节5. 实践操作:污水管道系统设计实例分析,分组进行设计实践,培养实际操作能力。
教材章节:第二章第五节6. 污水管道系统与环境保护:污水管道系统对环境保护的意义,现代污水治理技术的发展趋势。
教材章节:第二章第六节教学内容安排与进度:第一课时:污水管道系统基本概念第二课时:污水管道系统设计原则第三课时:污水处理方法第四课时:污水管道系统设计流程第五课时:实践操作(分组设计)第六课时:污水管道系统与环境保护三、教学方法1. 讲授法:针对污水管道系统基本概念、设计原则及流程等理论性较强的内容,采用讲授法进行教学。
城市污水管道课程设计
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城市污水管道课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解城市污水管道的基本概念、组成和功能。
2. 学生能够掌握城市污水管道系统的基本原理,包括污水流动、处理和排放过程。
3. 学生能够了解城市污水管道工程的设计原则、施工技术和运维管理要求。
技能目标:1. 学生能够运用图表、模型等方式,分析城市污水管道系统的结构和功能。
2. 学生能够运用所学知识,解决实际城市污水管道工程中的问题。
3. 学生能够设计简单的城市污水管道系统,并进行合理的施工和运维管理。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到城市污水管道系统在环境保护和城市可持续发展中的重要性,增强环保意识。
2. 学生能够培养对城市基础设施建设的兴趣,激发探究精神和创新意识。
3. 学生能够树立正确的工程伦理观念,关注工程质量,提高社会责任感。
课程性质:本课程为自然科学与实践相结合的课程,旨在帮助学生掌握城市污水管道系统的基本知识,提高实践操作能力。
学生特点:八年级学生具备一定的探究能力,对城市基础设施有一定了解,但缺乏深入的认识。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养其解决实际问题的能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 城市污水管道基本概念:污水来源、分类及危害;污水管道的功能和重要性。
2. 污水管道系统组成:污水收集管道、检查井、提升泵站、污水处理厂、排放管道等。
3. 污水管道设计原则:流量计算、管径选择、管道布局、施工技术要求。
4. 污水处理技术:物理处理、化学处理、生物处理及其组合工艺。
5. 污水管道施工与运维管理:施工方法、质量控制、运维措施、故障排查与修复。
教学大纲安排:第一课时:城市污水管道基本概念及系统组成第二课时:污水管道设计原则与施工技术第三课时:污水处理技术及运维管理第四课时:案例分析与实践操作教材章节:第一章:城市给排水工程概述第二章:城市污水管道系统设计第三章:污水处理技术第四章:城市污水管道施工与运维管理教学内容列举:1. 污水管道系统的基本组成部分及其功能2. 污水管道设计原则、流程及方法3. 常见污水处理技术及其应用4. 污水管道施工技术、质量控制及运维管理措施5. 典型案例分析,增强学生对知识的理解和运用能力三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:通过生动的语言和实例,对城市污水管道的基本概念、系统组成、设计原则和处理技术等进行讲解,帮助学生建立完整的知识体系。
水污染控制工程第2章 废水收集与输送
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水质、水量、地形、气候和水体等 从全局出发,在尽可能在满足环境保护要求的前提
下,根据城市的总体规划、财政等具体情况,通过 技术经济比较,科学合理地确定
第2章废水的收集与输送
2.1 排水系统的体制及 其选择
2.1.1 排 水 系 统 的 体 制
• 它包括直排式合流制、截流式合流制和全处理 式合流制三种形式
直排式合流制排水系统
• 在城市建设早期,国内外不少城市和地区将混合 污水不经任何处理,直接就近排入水体,如图所 示
• 这种直排式合流制排水系统对水体污染严重,但 管渠造价低,不设污水处理厂,所以工程投资低
• 随着城市的发展,污水排放量逐渐增大,对污水 不加处理的排放会造成严重的污染,目前一般已 不再采用
• 对于新建城市或发展中地区,为了节省投资,常 先采用明渠排雨水,待有条件后,再建雨水暗管 系统,变成完全分流制。
• 对于地势平坦、多雨和易积水地区,不宜采用不 完全分流制
半分流制排水系统
不完全分流制只有污水排水系统而没有完整的雨 水排水系统,雨水通过地面漫流进入的明沟和小 河,然后进入较大的水体
主干管的作用是收集两个或两个以上干管流来的 污水,并输送至总泵站、污水处理厂或出水口的 管道,一般在排水管道系统设置区范围之外
排水管网中设置雨水口、检查井、跌水井、溢流 井、水封井、换气井等附属构筑物及流量检测等 设施,便于系统的运行与维护管理
排水流域分
排水区域
界线
1
2
干管
4
支管
3
5 河流
6
6
截流干管
2
7
河流
污水厂
6
水工程施工第2章4
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3. 垫块法安管 管道安装时,先铺设垫块(每节管下两 个垫块),再在垫块上安管做接口,然后 再浇筑混凝土基础和管座的安管方法, 称为垫块法。这种安管方法的优点是平 基和管座同时浇筑,整体性好,且管道 接口的施工质量容易保证,是污水管道 常用的施工方法。 (1)施工程序 预制垫块→安垫块→下管→在垫块上安管→支模→ 浇筑混凝土基础→接口→养护。 (2)预制混凝土垫块 垫块混凝土的强度等级同混凝土基础。垫块长等于管径 的0.7倍,高等于平基厚度,允许偏差为(+0~-10mm), 宽大于或等于高。
3.预制套环石棉水泥接口 (1)操作程序 在垫块上安管、安套环→清理管口→填打油麻→ 填打石棉水泥→养护→浇筑基础→勾捻内缝。
(2)操作要点 1)套环与管缝对中,与管子的环向间隙用木楔背匀。 2)填油麻的位置应正确,宽为20mm。 3)接口材料配比(重量比):水:石棉:水泥=1:3:7。 4)填打石棉水泥时,少填多打,DN≥600mm时,用4填16 打,即每次填灰1/3,共3次,每次打4遍,最后填灰找平, 打4遍;DN<600mm 时,用4填8打,即每次 填灰1/3共3次,每次打 2遍,最后填灰找平, 打2遍。
2.钢丝网水泥砂浆抹带接口 (2)操作要点 4)第一层水泥砂浆初凝后再抹第二层水泥砂浆, 初凝后赶光压实。 5)抹带完成后,应立即用平软材料覆盖,3~4h 后洒水养护。
3.预制套环石棉水泥接口 预制钢筋混凝土套环石棉水泥接口为刚性接口, 适用于地下水位以下的、地基可能产生少量不均匀 沉陷的管道。
三、排水管道铺设 2. “四合一”施工法 “四合一”施工法,即 把平基、稳管、管座、抹 带4道工序合在一起一次 完成的施工方法。这种方 法速度快,结构整体性好。 适用于小口径的抹带接口 管道施工。 (1)操作程序
污水管道的设计PPT教学课件
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15
典型的中水处理工艺流程
格 沉 初 曝 二 投药 沉 过 消 砂 沉 气 沉 混凝 淀 滤 毒
进水 栅 池 池 池 池 反应 池 池 池 出水
预处理
中心处理
后处理
二级生物处理、给水处理工艺的组合
中水回用过程中存在的问题
传统的处理工艺流程复杂,自动化水平不高,要求管 理人员有较高的专业水平,使得中水设施建成后,能 够正常运行的不多。
原始资料:
给定某市的街坊平面图,如下页图。居住区街坊人口 密度为350人/公顷,污水量标准为120L/(人.d),火车站 和公共浴室的设计污水量分别为3L/s和4L/s,工厂甲和 工厂乙的工业废水设计流量分别为25L/s与6L/s。生活污 水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进行 处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为2.0m
• 能与水发生化学反应的气体溶解度大, 不能与水发生化学反应的气体溶解度小。 例如NH3、HCL在水中的溶解度很大, 而N2、H2、O2在水中的溶解度很小。
• (2)温度
温度升高可使气体在水中的溶解度降低, 且温度在低温条件下变化对气体的溶解 度影响显著。
• (3)含盐量
当温度、压力一定时,水中含盐量增加,会使气体在
有关亨利定律的计算
• 例1已知20℃氧气在纯水中溶解的亨利常数KH =31.0molL-1atm-1,试计算压力为161325Pa的干燥空气 中氧气在水中的溶解度?已知干燥空气中氧气的体积 分数为20.95%.
解:∵ PT= 161325Pa,体积分数为20.95% ∴PO2=161325×20.95%=33798Pa
四、污水管道的设计
确定排水区界,划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 设计管段及设计流量的确定 污水管道的衔接 污水管道在街道上的位置
排水管网-第2章
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四、城市污水设计总流量计算
Q=Q1+Q2+Q3+Q4 城市污水总的流量是居住区生活污水、 工业企业生活污水和工业废水设计流量三部 分之和;在地下水较高地区,还应加入地下 水渗入量。
城镇污水总流量综合表
平均日流量(m3/d)
进入下水道
最高日最大时污水 量(m3/h)
生活污水
进入下水道
生产污水
设计流量(l/s)
生活污水
进入下水道
生产污水
生活污水
生产污水
居住 区 工厂
Q1 Q2 Q3
Kz Q1 Kz Q2 Kz (Q1+Q2) Qmax Kz Q3
Q1 ’ Q2 ’ Q3’
合计
总数
Q1+Q2
Q
Q3
Kz Q3
(Q1+Q2)’
Qmax’
Q3’
第三节 污水管道水力计算
一、污水管道中的污水流动特点
1、水质特点 假定污水的流动按照一般流体流动的规律 2、水流特性 流态特征——紊流 非恒定流(时间),按恒定流计算 非均匀流(空间),按均匀流计算 3、重力流与压力流 重力流(高→低)
3、最小覆土厚度应满足三个方面的要求: ① 防冻:防止管道内污水结冻,防止因土壤冻胀 而损坏管道。 ② 防压: 静荷载:上面土壤; 动荷载:车辆; 车行道下,最小覆土厚度≥0.7m;非车行道 下的污水管道若能满足管道衔接的要求以及无动 荷载的影响,其最小覆土厚度值也可适当减小。
第一节 设计资料的调查及
设计方案的确定
一、收集设计资料
1、有关明确任务的资料 主要是总体规划以及多项专业工程的规划 可获及:设计范围、设计期限、设计人口、 拟用的排水体制、污水处置方式;受纳水体的情 况、污水定额、水质指标;排水系统现状,存在 的问题等
第2章污水管道系统设计

第1节 设计资料的调查及设计方案的确定
4、资料的索取 甲方及有关单位提供 现场踏勘、收集、分析、整理、补充。
第2章污水管道系统设计
第1节 设计资料的调查及设计方案的确定
二、设计方案的确定 1、不同方案的提出 在掌握了较为完整可靠的设计基础资料 后,设计人员根据工程的要求和特点, 对工程中一些原则性的、涉及面较广的 问题提出了不同的解决办法,这样就构 成了不同的设计方案
三、进行方案比较与评价的步骤 1.建立方案的技术经济数学模型
第2章污水管道系统设计
2.解技术经济数学模型 求上式的最小值Mmin 3.方案的技术经济比较 4.综合评价与决策
第2章污水管道系统设计
第2节 污水设计流量的确定
污水设计流量:污水管道及其附属构筑 物能保证通过的污水最大流量称为污水 设计流量。 污水管道系统设计时常采用最大日最大 时流量为设计流量,其单位为L/s。 污水设计流量包括生活污水和工业废水 两大类,
第2章污水管道系统设计
第1节 设计资料的调查及设计方案的确定
2、优选方案需考虑的因素 环保 投资 材料、资源 施工条件 维护管理费用 社会总体经济效益、社会效益、环境效益案比较的主要内容
(1)工程投资和经常费用。应比较哪个方案 经济上合算,而且应按复利计算法进行比较。 所谓工程总投资应包括与方案有关的一切附属 工程费用。
第2章污水管道系统设计
第1节 设计资料的调查及设计方案的确定
(2)气象资料
气温(平均气温、极端最高气温和最低气温)、 雨量公式;日照;湿度、风向、风速等。
(3)水文资料
接纳污水的河流的流量、流速、水位记录, 水面比降,洪水情况和河水水温、水质分析化 验资料,城市、工业取水及排污情况.河流利 用情况及整治规划情况。
第2章污水管道系统设计5-6讲解
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污水主干管水力计算表
充满度
管道
管长 (m)
设计流 量
(L/s)
管径 (mm)
坡度
流速 (m/s)
h/d
坡降 (m) h(m)
地面 上下
标高(m)
水面
管底
上下上下
埋深 上下
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1-2 110 25
86.20 86.10
2.00
86.10 86.05
3-4 170 39.56 350 0.0028 0.75 0.53
86.05 86.00
4-5 220 60.92 400 0.0024 0.80 0.58
86.00 85.90
5-6 240 66.92 400 0.0024 0.82 0.62
85.90 85.80
6-7 240 84.36 450 0.0023 0.85 0.60
4-5 220 60.92 400 0.0024 0.80 0.58 0.232 0.528 86.00 85.90 82.822 82.294 82.590 82.062
5-6 240 66.92 400 0.0024 0.82 0.62 0.248 0.576 85.90 85.80 82.294 81.718 82.046 81.470
2-3 250 38.09
86.10 86.05
3-4 170 39.56
86.05 86.00
4-5 220 60.92
86.00 85.90
5-6 240 66.92
85.90 85.80
6-7 240 84.36
85.80 85.70
《市政给排水管道工程》课件 项目四 市政排水管道系统设计

1.3 污水管道系统的设计流量计算
1.生活污水设计流量
表4-2 综合生活污水量总变化系数
1.3 污水管道系统的设计流量计算
1.生活污水设计流量
2)公共建筑生活污水设计流量
公共建筑包括公共浴室、旅馆、医院、学校住宿区、洗衣房、餐饮娱乐中心等,公共建筑生
活污水设计流量的计算公式为
Q2
mqd Kh 3 600T
1.3 污水管道系统的设计流量计算
1.生活污水设计流量
1)居民生活污水设计流量
居民生活污水主要来自居民区,其设计流量计算公式为
Q1
nNK Z 24 3 600
式中 Q1 ——居民生活污水设计流量(L/s);
n ——居民生活污水定额[L/(人·天)]; N ——设计人口数(人);
KZ ——综合生活污水量总变化系数。
1.3 污水管道系统的设计流量计算
2.工业废水设计流量
工业废水设计流量的计算公式为
Q4
mMKZ 3 600T
式中 Q4 ——工业废水设计流量(L/s);
m ——工业废水量定额(L/单位产品); M ——产品的平均日产量;
KZ ——工业废水量总变化系数; T ——每日生产时数(h)。
(4-6)
1.3 污水管道系统的设计流量计算
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(二)污水厂厂址选择 污水处理厂的厂址应根据城市总体规划,结 合污水厂规模和城市地形等因素综合考虑。在 一个城市中,如果地形条件允许,应尽可能将 污水集中,减少污水厂个数。
污水厂的确定通常应考虑以下因素: (1)污水厂处于城市下风向,并与居住区之间有一定 间距。厂址区周围有充分的绿化空间,以保护周边环 境。 (2)污水厂厂址在城市较低处,以避免管网中过多设 置中途泵站。 (3)污水厂通常按远期规模征地,因此厂址区应具有 足够的面积。 (4)厂址区有较好的地质条件。 (5)厂址区易于做到三通一平。 (6)处理出水能自流排入受纳水体,受纳水体具有足 够的环境容量。
避让原则:新建让已建的,临时让永久 的,小管让大管,压力管让重力流管, 可弯让不可弯的,检修次数少的让检修 次数多的。 管隧的设置;雨水管平行于管隧
路宽大于4节 污水管道的设计
一、确定排水区界,划分排水流域
排水区界:是污水排水系统设置的界限。 凡是采用完善卫生设备的建筑区都应设 置污水管道。 排水流域:排水区界内由山坡、河流、 沟渠等分水线所分割而成的排水小区
排水区界
排水流域 排水流域
排水流域
分水线
排水流域
二、 管道定线和平面布置的组合
污水管道系统的定线: 定义:在城镇(地区)总平面图上确定污水管道 的位置和走向,称污水管道系统的定线。 意义:正确的定线是合理的、经济的设计污水 管道系统的先决条件,是污水管道系统设计的 重要环节。 步骤:管道定线一般按主干管、干管、支管顺 序依次进行。
三、控制点的确定和泵站的设置地点
控制点:在污水排水区域内,对管道系统 的埋深起控制作用的地点称为控制点。 可能的控制点: 离出水口最远的管道的起点一点,通常 就是整个系统的控制点。 具有相当深度的工厂排出口或某些低洼 地区的管道起点,也可能成为整个管道 系统的控制点。
确定控制点的标高: 一方面应根据城市的竖向规划,保证排水区域 内各点的污水都能够排出,并考虑发展,在埋 深上适当留有余地。 另一方面,不能因照顾个别控制点而增加整个 管道系统的埋深。对此通常采取一些措施:加 强管材强度;填土提高地面高程以保证最小覆 土厚度;设置泵站提高管位等方法,减小控制 点管道的埋深,从而减小整个管道系统的埋深, 降低工程造价。
支管的布置形式:
1,低边式布置: 当街区面积不太大,街区污水管网可采用集中出水方 式时,街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下,称 为低边式布置。
2、周边式布置 当街区面积较大且地势平坦时,宣在街区四周的街道 敷设污水支管,建筑物的污水排出管可与街道支管连 接,称为周边式布置。
3、穿坊式布置 街区已按规划确定,街区内污水管网按各建筑的需要 设计,组成一个系统,再穿过其它街区并与所穿街区 的污水管网相连,称为穿坊式布置。
定线时通常考虑的几个因素是: 地形和用地布局; 排水体制和线路数目; 污水厂和出水口位置; 水文地质条件; 道路宽度; 地下管线及构筑物的位置; 工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。
1、干管、主干管的定线 正交、截留、平行、分区、分散、环绕 2、支管得定线 平坦地形:避免小流量横支管长距离平 行于等高线敷设;干管垂直等高线,主 干管平行于等高线。 大坡度地形:主干管垂直等高线,干管 平行于等高线
本段流量可用下式计算: q1=F×q0 × Kz
ql——设计管段的本段流量(L/s); F——设计管段服务的街区面积(ha); Kz——生活污水量总变化系数; q0——单位面积的本段平均流量,即比流量 (L/(s· ha));可用下式计算:
n——居住区生活污水定额(L/(cap.d) p——人口密度(cap/ha)。
(5)排水管渠应尽量避免穿越不易通过的地带和构筑物; 也不宜穿越有待规划和发展的大片空地,以避免影响 整块地的功能和价值。 (6)排水管渠系统应与地形地势变化相适应,顺坡排水, 尽量使污水重力排除,不设或少设中途提升泵站。 (7)合理比较和选择整个排水系统的控制点及控制点标 高,以使整个管网系统埋深与投资合理。 (8)在条件允许时,分流制排水系统的雨水,特别是初 期雨水,可考虑初步处理后排入水体,合流制排水系 统可修建溢流井,以尽量减少对受纳水体的影响。 (9)充分考虑污水厂位置对管线的影响。
1.设计管段及其划分 设计管段:两个检查井之间的管段采用 的设计流量不变,且采用同样的管径和 坡度,称它为设计管段。
设计管段划分 D、I不变 有集中流量进入点 有旁侧管道接入点
2.设计管段的设计流量 (1)本段流量q1——是从管段沿线街坊流 来的污水量; (2)转输流量q2——是从上游管段和旁侧 管段流来的污水量; (3)集中流量q3,——是从工业企业或其 它大型公共建筑物流来的污水量。
旁侧管与干管的连接 旁侧管标高高于干管:旁侧管跌水 干管标高高于旁侧管:干管跌水
六、污水管道在街道上的位置
1、综合考虑其它管线、设施、构筑物在 城市道路下的位置。 综合规划,统筹安排,以利施工和日后 的维护管理。 管线布置的顺序一般是:从建筑红线向 道路中心线方向为:电力电缆——电信 电缆——煤气管道——热力管道——给 水管道——污水管道——雨水管道。
五、污水管道的衔接
1.在管径、坡度、高程、方向发生变化及 支管接入的地方都需要设置检查井 2.衔接时应遵循两个原则: a.尽可能提高下游管段的高程,以减 少管道埋深,降低造价; b.避免上游管段中形成回水而造成淤 积。
3.衔接方法
水面平接
管顶平接
说明: 同径管:水面平接 异径管:管顶平接
跌水连接
定线应遵循的主要原则是: 应尽可能地在管线较短和埋深较小的情 况下,让最大区域的污水能自流排出。
(一)管道定线详细原则: (1)排水管道系统的规划设计应符合城市总体规划, 并应与其它单项工程建设密切配合,相互协调。 (2)经济合理地确定管网密度,排水管渠尽量分散, 避免集中,排水路线尽量短捷。 (3)截流干管尽可能布置在河岸或水体附近较低处, 以便于干管接入。 (4)城镇污水管渠应考虑城市工业废水的接入,满足 排入城市下水道水质标准的工业废水直接排入下水道, 不满足标准的在厂内进行预处理后排入下水道。
泵站的设置: 在排水管道系统中,由于地形条件等因 素的影响,通常可能需设置中途泵站, 局部泵站和终点泵站。 泵站设置的具体位置应考虑环境卫生、 地质、电源和施工条件等因素,并应征 询规划、环保、城建等部门的意见。
中途 泵站
局部泵站
总泵站 (终点泵站)
局部泵站
中途泵站
终点泵站
四、设计管段及设计流量的确定