1、第四章 水處理系統與廢水最終處置本章內容第一節 給水與排水第二節 再生水系統（本章重點）第三節 廢水的最終處置水處理工程系統給水工程系統：取水系統、水處理系統、輸配水系統排水工程系統：廢水收集系統、廢水處理系統第一節 給水與排水城鎮給水系統示意圖一、給水工程系統（一）供水管路系統 配水管網的布置 設計水量計算（二）給水處理系統 給水處理廠總體設計 給水處理廠工藝流程的選擇選擇廠址水廠總體布置附屬建筑物選擇工藝確定藥劑選擇消毒方法及設備輸水管網 輸水管是指從水源到水廠或從水廠到配水管網的管道。 管中流量沿程無變化。配水管網 將輸水管引來的水配送到用水區，供用戶使用。因此，在管網規劃布置時，應根據

2、供水區域的建筑規劃、地形及用水單位的分布情況，使管網布滿全供水區，滿足各用戶的用水要求。 管中流量隨用水情況而變化。管網形式泵 站泵 站 (a)枝狀管網 (b)環狀管網 (c)綜合型管網管道布置 布置位置：沿道路或平行于建筑物，布置在綠化帶、人行道及慢車道下，滿足各種管線綜合規劃要求 埋設深度：管頂最小覆土深度不得小于土壤冰凍線以下015m，行車道下的管線覆土深度不宜小于07m。 管網的主干管布置在兩側用水量較大的地區，并以最短的距離向最大的用水戶供水 。 泵站調節構筑物調節構筑物有：清水池、管網高低水池或水塔。水塔是設在城市內的高架貯水箱，用以調節供水與用水量間的不平衡及穩定管網內壓力。 管

3、網上的附屬設備（1）閥門及閥門井 在給水管道上要設置各種閥門來調節水量或進行開閉控制，同時還要在適當地方設置排水閥和排氣閥來保證系統正常運行與維修，這里閥門都安裝在閥門井內。（2）室外消火栓 在給水管網的適當地點要設置室外消火栓，以保證有火災時消防車能就近取水補救。室外消火栓的安裝有地上式和地下式(設在室外消火栓井內)兩種。配水管網與輸水管渠布置1按水源的數目分類（1）單水源給水管網系統（2）多水源給水管網系統 圖1.5 多水源給水系統2按系統構成方式分類（1）統一給水管網系統：同一管網按相同的壓力供應生活、生產、消防各類用水。 系統簡單，投資較少，管理方便。適用在工業用水量占總水量比例小，地

4、形平坦的地區。按水源數目不同可為單水源給水系統和多水源給水系統。 （2）分質給水系統：因用戶對水質的要求不同而分成兩個 或兩個以上系統，分別供給各類用戶。 可分為生活給水管網和生產給水管網等。 可以從同一水源取水，在同一水廠中經過不同的工藝和流程處理后，由彼此獨立的水泵、輸水管和管網，將不同水質的水供給各類用戶。分質給水系統 采用此種系統，可使城市水廠規模縮小，特別是可以節約大量藥劑費用和動力費用，但管道和設備增多，管理較復雜。 適用在工業用水量占總水量比例大，水質要求不高的地區。 （3）分區給水系統 將給水管網系統劃分為多個區域，各區域管網具有獨立的供水泵站，供水具有不同的水壓。分區給水管網

5、系統可以降低平均供水壓力，避免局部水壓過高的現象，減少爆管的幾率和泵站能量的浪費。分區給水管網系統 城鎮地形較平坦，功能分區較明顯或自然分隔而分區并聯分區給水管網系統 a-高區；b-低渠；1-凈水廠；2-水塔； 地形高差較大或輸水距離較長而分區串聯分區給水管網系統a-高區；b-低區；1-凈水廠；2-水塔；3-加壓泵站 地形高差較大或輸水距離較長而分區按照輸水方式分（1）重力輸水管網系統 無動力消耗，運行最為經濟，但必須有合適的地形條件（如西安曲江水廠、南郊水廠等）（2）壓力輸水管網系統 清水池的水經供水泵站加壓后進入給水管網供應各個用戶（有時需要多級加壓）2、管網布置的基本要求1）管網布置在整

6、個給水區域內，在技術上要使用戶有足夠的水量和水壓。2）正常工作或在局部管網發生故障時，應保證不中斷供水。3）定線時應選用最短捷線路，并便于施工與管理。3、管網的布置原則（1）輸水管渠的布置 必須與城市建設規劃相結合、盡量縮短線路長度，減少拆遷，少占農田，便于管渠施工和運行維護，保證供水安全； 選線時，應選擇最佳的地形和地質條件，盡量沿現有道路定線、以便施工和檢修； 減少與鐵路、公路和河流的交叉； 管線避免穿越滑坡、巖層、沼澤、高地下水位和河水淹沒與沖刷地區，以降低造價和便于管理。（2）配水管網布置1）應根據用水量要求合理分布于全供水區。2）必須安全可靠，局部管段事故，不能造成大面積停水。3）盡

7、可能以最短的距離到達主要供水區、大用戶。4）施工、運行方便、盡量避免和其他構筑物和管線沖突5）考慮分期建設的可能，留有充分發展余地。管網布置形式樹狀網樹狀網一般適用于小城市和小型工礦企業，這類管網從水廠泵站或水塔到用戶的管線布置成樹枝狀。樹狀網的供水可靠性較差，因為管網中任一段管線損壞時，在該管段以后的所有管線就會斷水。樹狀網的末端，因用水量已經很小，管中的水流緩慢，甚至停滯不流動，因此水質容易變壞，有出現渾水和紅水的可能。樹狀網中水錘作用損壞管線較嚴重。環狀網環狀網中，管線連接成環狀，當任一段管線損壞時，可以關閉附近的閥門使和其余管線隔開，然后進行檢修，水還可從另外管線供應用戶，斷水的地區可

8、以縮小，從而供水可靠性增加。環狀網還可以大大減輕因水錘作用產生的危害。但是環狀網的造價明顯地比樹狀網為高。管網布置形式管網布置形式一般，在城市建設初期可采用樹狀網，以后隨著給水事業的發展逐步連成環狀網。實際上，現有城市的給水管網，多數是將樹狀網和環狀網結合起來。在城市中心地區，布置成環狀網，在郊區則以樹狀網形式向四周延伸。供水可靠性要求較高的工礦企業須采用環狀網，并用樹狀網或雙管輸水到個別較遠的車間。給水管網的布置既要求安全供水，又要貫徹節約投資的原則，為安全供水以采用環狀網較好，要節約投資最好采用樹狀網。二、 排水工程系統將污水、廢水和城市降水系統有組織地排除與處理的工程設施稱為排水系統。排

9、水系統通常由管道系統和污水處理系統組成。（一）污水收集系統 1、合流制排水系統 2、分流制排水系統 3、混合制排水系統（二）污水處理系統污水排出系統排水支管、干管、主干管及排水溝構筑物等部分組成。建筑排水系統室外污水管渠系統排水管道系統上的附屬設備污水處理和利用構筑物污水排入水體的出水口及事故排出口 排水管道系統示意圖1-排水管道；2-水量調節池；3-提升泵站；4-輸水管道（渠）；5-污水處理廠雨水排水系統用于收集徑流的雨水，并將其排入水體。一般是由建筑物的雨水管道系統和設備、居住小區或工廠雨水管渠系統、街道雨水管渠系統、排洪溝、雨水局部提升泵站和出水口等組成。雨水排出一般為重力流排出，必要時

10、設提升泵。工業廢水排水系統工業企業中，需要用管道將廠內各車間及其他排水對象所排出的不同性質的廢水收集起來，送至廢水回收利用和處理構筑物。排水系統服務對象生活污水工業廢水生產廢水生產污水降水排水管道系統1、排水管道系統的組成排水管道系統一般由廢水收集設施、排水管道、水量調節池、提升泵站、廢水輸水管（渠）和排放口等組成。如下圖所示。排水管道系統示意圖1-排水管道；2-水量調節池；3-提升泵站；4-輸水管道（渠）；5-污水處理廠2、排水管網系統的體制 排水系統的體制是指在一個地區內收集和輸送廢水的方式，簡稱排水體制（制度）。 它有合流制和分流制兩種基本方式。 1合流制 所謂合流制是指用同一種管渠收集

11、和輸送生活污水、工業廢水和雨水的排水方式。 根據污水匯集后的處置方式不同，又可把合流制分為下列三種情況： （）直排式合流制： 管道系統的布置就近坡向水體，分若干排出口，混合的污水未經處理直接排入水體，我國許多老城市的舊城區大多采用的是這種排水體制。 特點：對水體污染嚴重，系統簡單。這種直排式合流制系統目前不宜采用。 （）截流式合流制 ： 這種系統是在沿河的岸邊鋪設一條截流干管，同時在截流干管上設置溢流井，并在下游設置污水處理廠。 晴天和初降雨時污水污水處理廠排入水體或再利用 當混合污水的流量截流干管的輸水能力， 特點：比直排式有了較大的改 進，但在雨天時，仍有部 分混合污水未經處理而直 接排放

12、，成為水體的污染 源而使水體遭受污染。 適用于對老城市的舊合流制 的改造 （）完全合流制 是將污水和雨水合流于一條管渠，全部送往污水處理廠進行處理。特點: 衛生條件較好,在街道下，管道綜合也比較方便，但工程量較大，初期投資大，污水廠的運行管理不便。因此，采用者不多。2分流制 所謂分流制是指用不同管渠分別收集和輸送生活污水、工業廢水和雨水的排水方式。 排除生活污水、工業廢水的系統稱為污水排水系統 排除雨水的系統稱為雨水排水系統。 根據雨水的排除方式不同，分流制又分為下列兩種情況：生活污水工業廢水污水廠排入水體或再利用（）完全分流制 既有污水管道系統，又有雨水管渠系統 雨水排入水體雨水排水系統污水

13、排水系統特點：比較符合環境保護的要求，但對城市管渠的一次性投資較大。適用于新建城市。（）不完全分流制 這種體制只有污水排水系統，沒有完整的雨水排水系統。各種污水通過污水排水系統送至污水廠，經過處理后排 如城鎮的地勢適宜，不易積水時，或初建城鎮和小區可采用不完全分流制，先解決污水的排放問題，待城鎮進一步發展后，再建雨水排水系統，完成完全分流制的排水系統。這樣可以節省初期投資，有利于城鎮的逐步發展。 入水體；雨水沿道路邊溝，地面明渠和小河，然后進入較大的水體。（3）半分流制： 既有污水排水系統，又有雨水排水系統。 初降雨水污水廠排入水體或再利用后續雨水排入水體雨水排水系統雨水跳躍井 特點：可以更好

14、地保護水 環境，但工程費用較大，目前使用不多。適用于污染較嚴重地區。混合制 既有分流制，又有合流制，這種體制可稱為混合制。 第二節 再生水系統再生水的水源：經過處理的工業廢水、城市集中污水處理廠二級處理出水、建筑和住宅小區生活污水。根據不同的再生水水源，可以將污水回用系統分為三類：工業廢水回用系統、城市污水回用系統、建筑和住宅小區回用系統。1、回用于工業回用途徑2、回用于農業3、回用于城市用水工業冷卻循環水鍋爐補給水工藝用水農業灌溉土地處理系統飲用水源綠化娛樂、景觀補水及消防4、回用于補充水源地表水地下水水回用的公共問題與環境問題何種組分是必須去除的，去除到什么程度？污水回用標準（美國EPA）

15、處理水平回用形式再生水質量再生水監測對距離的要求消毒的三級處理水城市回用食用作物的灌溉娛樂用人工湖pH69BOD510mg/L大腸桿菌無余氯1mg/LpH，每周一次BOD5每周一次大腸桿菌，每天余氯，連續至飲用水井15米消毒的二級處理水食用作物的灌溉非食用作物的灌溉景觀湖泊pH69BOD530mg/L大腸桿菌200mg/L余氯1mg/LpH，每周一次BOD5每周一次大腸桿菌，每天余氯，連續至飲用水井90米再生水在加利福利亞州的典型用途和應用方法（部分）用途使用條件消毒的三級再生水消毒的二級再生水消毒的二級再生水不消毒的二級再生水公園、運動場、學校操場、住宅庭院噴灌、滴灌或地面灌溉不可用不可用不

16、可用限制通行的高爾夫球場、墓地、高速路的綠化帶噴灌、滴灌噴灌、滴灌噴灌、滴灌不可用限制公眾接觸的其他非食用植物區噴灌、滴灌噴灌、滴灌噴灌、滴灌不可用所有食用作物噴灌、滴灌不可用不可用不可用奧運再生水水質標準項 目綠化沖廁、洗車、掃除景觀COD (mg/L)502020BOD5 (mg/L)1044總磷(以P計)(mg/L)0.1凱氏氮(mg/L)10陰離子合成洗滌劑LAS(mg/L)0.3大腸菌群(個/L)333游離余氯(mg/L)用戶端0.2色度（倍）303030濁度NTU (mg/L)2055再生水的儲存儲存的必要性用水的時間性（日，月）農業和景觀的灌溉灌溉水水質指南（1）鹽堿化（2）特殊

17、離子的毒性（3）水的滲透特性工業冷卻水的循環與水質穩定冷卻對象熱交換器壓縮機組煉鋼、軋鋼化學反應器發電機組開放式循環水冷卻原理1、水-氣間的接觸傳熱傳熱速率與雙膜厚度成反比。二、冷卻設備的種類與結構冷卻池冷卻塔天然冷卻池噴淋冷卻池開放式冷卻塔風筒式冷卻塔鼓風式冷卻塔抽風式冷卻塔混流式冷卻塔又稱涼水池 ，需要冷卻的水流入池內，通過自然蒸發、輻射和對流傳熱逐漸將水冷卻到適當再用的溫度。1）天然冷卻池 冷卻過程緩慢，效率低，溫差小；且需要很大的貯水池；缺點：池內裝有水管、噴嘴或電動噴水組件，由噴嘴把水噴到大氣中，從而增加了蒸發量。2）噴水冷卻池由噴嘴把水噴到大氣中，從而增加了蒸發量，即使在較小的水池

18、也能加速冷卻。優點：水的消耗大，約為循環水量的1.0-5.0% ;易帶入周圍的雜質。缺點：是一個塔型建筑，水氣熱交換在塔內進行，可以人工控制空氣流量來加強空氣與水的對流作用來提高冷卻效果。3)冷卻塔1、塔體 2、淋水裝置；3、填料 4、空氣5、接水盤 6、冷卻水7、熱水 8、排風扇；9、熱空氣和水蒸汽按照循環水與空氣是否直接接觸，冷卻塔分為濕式（敞開式）、干式（密閉式）、干濕式（混合式）。占地面積小冷卻效果好優點：干式冷卻塔是指水和空氣不直接接觸，冷卻介質為空氣，空氣冷卻是在空氣器中實現的，只單純傳熱。干濕式冷卻塔是指熱水和空氣進行干式冷卻后再進行濕式冷卻。三、循環水水質穩定性及其影響因素什么

19、是穩定性水質？水中的碳酸體系對水質起著多方面的作用。當水中的碳酸體系在某條件下處于平衡時，水中的堿度、pH、硬度及各離子態物質均達到一平衡的定值。此時的水質既不會出現碳酸鈣的沉淀傾向，也不會出現水中游離CO2對設備與管道的侵蝕傾向，此水質為穩定性水質。水中的離子平衡：水質穩定性的判斷方法飽和指數法 IL=pH0- pHs 穩定性指數法： IR=2pHs- pH20 極限碳酸鹽判斷法水質穩定的IR范圍6.06.5pH0為實際水溶液中的pH，pHs該溫度下碳酸鹽平衡體系中理論pH值，pH20為20度時碳酸鹽平衡體系中理論pH值。水質穩定的IL范圍0.250.3pHs：碳酸鹽平衡體系中理論pH值的計算水的pH在6.59之間時，水的堿度以碳酸鹽堿度為主：因為CaCO3的溶度積有：KsCa2+CO32-(1)(2)(3)(4)對4式取對數：式中Ca2+，AlK為實際測量值。四、循環冷卻水穩定性處理聚合磷酸