城市污水之城市排水系统的体制和组成(教案)

第一章排水沟道系统

课程学习目标和基本要求：

(1)全面掌握和了解城镇排水工程系统规划的基本概念、常识。

(2)准确掌握有关城镇排水管网设计的基本原理以及相关的计算方法。

第一节城市排水系统的体制和组成

排水系统：为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施。

排水体制：污水不同的排出方式所形成的排水系统。

一、规划与定线

排水沟道系统应根据城市规划和建设情况统一考虑，分期建设。排水沟道系统使用年限长，改建困难，因此，应按远期水量设计，远期的规划年限应与城市的总体规划相协调。

排水沟道系统的平面布置，应根据地形、道路建设情况、原有和规划的地下设施，施工条件以及城市污水处理厂的位置等许多因素综合考虑确定。

排水沟道的流向与在街道上的位置应与街道的坡度协调、配合。（堵塞溢流）在一般情况下，排水沟道应尽量避免设在车行道下，如不可避免，应充分考虑施工对交通和路面建设的影响。

二、排水系统的体制

合流制排水系统——将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套沟道内排除的系统。分直排式合流制排水系统和截流式合流制排水系统两种。

分流制排水系统——将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的沟道内排除的系统。分完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统和半分流制排水系统。

河流

1、直排式合流制排水系统（见图1－1）

将排除的混合污水不经处理和利用就近直接排入水体。以往的老城市差不多都是采用这种排水体制。

特点：对水体污染严重；沟道建设相对较少，又不建污水厂，所以投资较低；

不能满足环境保护的需要，一般不宜采用。

改造这种系统时，常采用截流式合流制排水系统。

2、 截流式合流制排水系统（见图1－2）

在早期建设的基础上，沿水体岸边增建一条截流干沟，并在干沟末端设置污水厂。同时，在截流干沟与原干沟相交处设置溢流井。

特点：投资比直排式高；比直排式有了较大的改进；但在雨天，仍可能有部分混合污水因直接排放而污染水体，在多雨地区，污染可能仍然严重；随着环境质量标准的提高，这种系统也将满足不了要求。

3、 完全分流制排水系统（见图1－3）

生活污水和工业废水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水则通过雨水排水系统直接排入水体。

特点：投资一般比截流式高；雨水污水分流，环保效益较好；将导致初污雨水直接进入水体形成污染；适用于工矿企业和新建的城市。

4、 不完全分流制排水系统（见图1－4）

只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统，各种污水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水则通过地面漫流进入不成系统的明沟和小河，然后进入水体。

特点：无雨水排水系统，投资比较少；受地形的限制；适用于发展中的城镇、工业区和居住区（可分步投资，先建污水系统，再完善雨水系统）。

5、半分流制排水系统（见图1－4）

在完全分流制排水系统的基础上改进的。在雨水干沟上设置雨水跳跃井可截留初污雨水进入污水沟道。雨水干沟流量不大时，雨水与污水一起进入污水处理厂处理；雨水干沟流量超过截流量时，跳跃截流口经雨水出流干沟排入水体。

特点：环境效益最好；在生活水平高、环境质量要求高的城镇可以采用。目前尚无实例。

排水体制的选择原则：

三、 排水系统的组成部分

排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。

排水系统（图1－6）

沟道系统——收集和输送废水的工程设施 ①～④

污水厂——改善水质和回收利用污水的工程设施 ⑤～⑾

出水口——废水排入水体的工程设施 ⑿～⒀

（一） 城市污水系统

城市污水系统的作用是收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂，由五部分组成。

截流管溢流井

污水厂

1、房屋污水管道系统——联结室内用水设备和室外沟道，以排除用过的水。（见教材）。

污、废水在排水管系中的流动并不是一相流，而是呈现复杂的气水两相流。水封高度——存水弯中存有的水柱的高度。水封层越厚，防止气体穿透的能力越强；但水封层太高，又会使存水弯底部容易产生沉积脏物，且安装也较困难。水封高度按不同的卫生器具类型宜在25~100mm范围内选用。

2、城市污水沟道系统——分坊内沟道和坊外沟道。有支沟、干沟和总干沟以及一些附属设施组成。为了便于清通，每段沟道都呈直线，段与段之间设窨井。倒虹管等，第三节会学到。

3、污水泵站及压力管道

4、污水厂

5、出水口和事故排放口

（二）工厂排水系统

工厂排水系统的作用是收集各车间及其他排水对象所排出的废水，送至回收利用、处理构筑物，或直接排入城市排水系统。由五部分组成。

1、车间内部沟道系统和设备（见教材）

2、厂内沟道系统（见教材，详细讲解图1－11）

（其他的组成部分与城市污水系统相同）

3、污水泵站及压力管道

4、污水厂

5、出水口和事故排放口

（三）雨水排水系统

雨水排水系统的作用是收集雨水径流，排入水体。由五部分组成。

1、房屋雨水管道系统——收集屋面雨水，并将其排入室外的雨水沟道系统。

2、街坊或厂区雨水沟道系统——窨井、控制井等。

3、街道雨水沟道系统——有检查井、跌水井、出水口和雨水口等。

4、排洪沟

5、雨水泵站及压力管——必要时抽升部分或全部雨水。

第二节沟道及沟道系统上的构筑物

一、概述

见教材

沟道的基本要求（对管材的要求）：

1、不渗水——否则将降低沟道的排水能力或是污染邻近的地下水。

2、抗腐蚀和耐冲刷磨损——某些污水和地下水有侵蚀性，杂质有冲刷磨损作用。

3、水力性能好——内壁面整齐光滑，减少水流阻力，保持水流畅通。

4、能承担外压力——土压力、车辆压力和内部水压，而且在运输和施工中不致

破裂。

5、价格便宜，易于施工，使用寿命长——应就地取材，考虑预制管件和快速施

工的可能性，以降低造价以及运输和施工费用，从而降低整个沟道系统的造价。

二、沟管

通常是圆形的非金属管子。

圆形：水力性能好。在一定坡度下，在指定断面面积下，水力半径最大，因