城市给水排水工程之城市给水工程课案.ppt

第14章城市给水排水工程之城市给水工程,第一节城市给水工程的分类、系统组成及布置形式,一、城市给水排水工程设置目的 经济合理、安全可靠地供给城市居民的生活和生产用水，以及消防用水，并满足其对水量、水压、水质的要求。,二、城市给水系统的供水对象,1、生活饮用水：居民、公共建筑、企业职工生活。满足生活饮用水水质标准，水压满足要求。2、生产用水：冷却用水、生产蒸汽用水、食品工业用水、交通运输用水。水质要求千差万别。3、市政用水：道路浇洒、绿化浇水等 4、消防用水：从街道消火栓或消防水池、室内消火栓取水。对水质无特殊要求。水量、水压要求严格。生产水、生活水、消防水可以共用一套系统，也可根据水质要求采用分质系统。,三 城市给水系统的组成,取水工程 包括水源、取水设施、提升设备和输水灌渠等。选择水源及取水地点、建造取水构筑物。任务：取到水量足够、水质良好的远水给水处理系统(净水工程)包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质处理设备和构筑物,达到生活饮用水水质标准和工业生产用水水质标准要求。建造水处理构筑物，满足用水的水质标准给水管网系统(输配水工程)包括输水管渠、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水池、水塔等）等，简称输配水系统。输送水。保证水压和水质。输水管道、配水管网、泵站、调储构筑物等。投资占5080%。（输水管道、配水管网区别）,四 城市给水系统的布置根据城市的总体规划布局、水源性质、当地自然条件及用户对水质要求的不同，给水系统的布置形式也有所不同。下面介绍城市给水系统中常见的几种布置形式：,（1）统一给水系统 城市生活饮用水、工业用水、消防用水等都按照生活饮用水水质标准，用统一的给水管网供应各类不同用户的给水系统，称为统一给水系统。通常，对于新建中、小城市、工业区、大型厂矿企业等用户较为集中的区域，一般不需长距离转输水量，且各用户对水质、水压要求相差不大，地形起伏变化较小，以及城市中建筑层数差异不大时，宜采用统一给水系统。,（2）分质给水系统 取水构筑物从水源取水，经不同的净化过程，用不同的管道，分别将不同水质的水供给各个不同用户，这种给水系统称为分质给水系统。分质给水系统适用于城市或工业区中低质水所占比重较大的情况。它的主要优点是处理构筑物的容积较小，投资小，特别是可以节约大量经常性药剂费用和动力费用。但管道系统投资大，管理较复杂。,（3）分区给水系统当城市用水量较大，城市面积辽阔或延伸较长，或城市被自然地形分割成若干部分，或功能分区比较明确的大中型城市，有时采用分区给水系统。所谓分区给水是将城市或工业区的整个给水系统，按其特点分成几个相对独立的给水系统，每一系统中有自己的泵站、管网和水塔。有时系统和系统间保持适当联系，以便保证供水安全和调度的灵活性。分区给水的主要优点是能根据各区不同情况进行管网布置，可节约动力费用和管网投资。它的缺点是管理比较分散。,（4）分压给水系统山区或丘陵地区的城市或工业区，存在不同高程区域。从水源取水，一级泵压力满足地区要求，中区需二次加压。高程区需采取三次加压。这种系统的主要优点是能减少动力费用，降低管网压力，减少高压管道和设备数量，供水较为安全，并可分期建设。主要缺点是所需管理人员和设备比较多。,（5）重复使用给水系统 从某些工业企业排出的生产废水，由于仅受到极轻微的污染，可以不经过或者经过简单处理，直接用作其他工业生产用水，甚至作为生活饮用水。这种给水系统称为重复使用给水系统。它是城市节约用水的有效途径之一。,（6）循环给水系统 工业废水不排入水体，而经冷却降温或其他处理后，又循环用于生产，这种给水系统称为循环给水系统。在循环过程中所损失水量，须用新鲜水补给，其量约为循环水量的38。,（7）区域给水系统 随着工业的日益发展，沿一条河流建设的城市或工业企业愈来愈多，其间的距离愈来愈小。各城市或工业区分别设置取水口时，选择的水源很难说是处于城市的上游或下游；因此，为保证下游城市或工业区的用水水质，有时将水源设在一系列城市或工业区的上游，统一取水，供沿河流建设的各城市或工业区使用。这种给水系统称为区域给水系统。,第二节 取水工程,组成结构：水源、取水构筑物及一级泵站等部分。,一、水源,地球71%表面被水覆盖。淡水仅占总储量的2.7%（77.2%极地、冰川；22.4%地下水、土壤中；0.35%湖泊、沼泽；0.01%大气中；0.01%江河）。可用作水源两类：地下水22.4%地下水、土壤中。地面（表）水0.35%湖泊、0.01%江河。,1.地下水 埋藏形式：埋藏于地下含水层，由不同的岩石组成，岩石间存在空隙，地下水存储在空隙中。如沉积岩（松散）、基岩（坚硬）。来源：大气降水及地面水的入渗。类型：按含水地层条件，分为以下几类。上层滞水：储存于地下水位以上某些不透水镜体上的地下水。分布范围有限、随水季节变化大。作临时水源或少数人用水。潜水：位于第一隔水层之上的水。分布区与补给区一致，具有自由水面（称为地下水位）。承压水：充满于两隔水层间有压的地下水。有明显的补给区、承压区和排泄区。埋藏较深，不宜污染。分布广，我国城市和工业的重要水源。溶洞水：可溶岩石（石灰岩、泥灰岩、白云岩、石膏等）分布地区，水流作用形成河、溶洞、落水洞、地下暗河等。广西、云南、贵州地区、山东沂水溶洞。,优点：水质好、稳定。温度变化小，适于作生活水源。缺点：储量有限（我国多年平均总量8000*108，可开采量为2900*108）。不宜过量开采：地下水位下降（华北12cm/a,北京1m/a,山东地下水位沉降面积每年扩大1000km2.）、地下水环境破坏(水质变坏、海水倒灌）、地面沉降（地下水源热泵取水导致建筑沉降）等。,2地面水：如江、河、湖泊、水库等。我国储量丰富，城市主要供水水源（长江、黄河）特点：易受污染，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。（太湖蓝藻事件、浒苔事件）缺点：取水工程投资大，水质处理复杂。,二、取水构筑物,功能：取用水源水。地下水取水构筑物：管井、大口井、渗渠等。管井：直径50-1000mm，井深201000m。井孔内下井管。由不透水的井管壁和透水的滤水管组成。上部为井室，内有配电装置、仪表及出水管道。大口井：井径510m,井深15m之内。由井筒和井口组成。井筒混凝土或砖石砌筑，下设滤水孔和滤水层。井口高出地面0.5m.井内设水泵。渗渠：铺设在河流、水库下或岸边，取集地下渗透流水。埋深35m。由水平集水管、集水井、检查井、泵站组成。集水管一般采用钢筋混凝土管，进水孔径2030mm,布置在（0.30.5）管径以上，成梅花状排列。集水管外设人工滤层。,地面水的取水构筑物岸边式取水构筑物，进水口建在水岸边。,河岸较陡、岸边水深、地质条件较好、流速较大的河流,河床式取水构筑物：取水口伸入河床,适用于岸边较缓、主河道岸边较远、岸边水深较浅、而河心水质较好、水深适宜的情况,移动式：浮船式、缆车式浮船式：取水泵安装在船上，船与岸间的输水管采用可转动方式。缆车式：将水泵安装在缆车上。岸边建缆车轨道。水泵出水管与轨道输水管采用法兰连接。,适用于河流水位变动较大、河床稳定、不受船筏扰动，水质条件较良好的情况。,4）选择：根据水文、地质、地势、河床、航运及卫生等条件综合考虑。取水构筑物是给水工程的起端。它关系到整个给水工程的成败，必须安全可靠、经济合理。,三、一级泵站,泵站：设置抽水机械的厂房。一级泵站：抽升水源水的泵站。是给水工程系统中的第一个泵站。作用：从水源取水并输送至水处理厂的处理构筑物。站内设备：水泵机组、管道、电气控制和附属设备等。结构：可与取水构筑物合建 在一起，称为合建取水构筑物；也可以分建，根据水源、地势、地质、水文及施工条件等而定。,一级泵站与取水构筑物合建的布置图,第三节 净水工程,原因：水源水（原水）多含有各种杂质（如地面水常含有泥沙、腐植质、其他悬游物质、胶体物质及细菌等，地下水可能含有过量的铁（0.3mg/L）、锰(0.1mg/L)），导致其不符合生活饮用水质标准或工业用水标难，必须进行净化。净化措施应根据原水水质及用户对水质的要求确定。,一、用户的水质标准,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512项；毒理学标准为1320项和生物学标准2123项。如水质达到表列标准。即满足生活饮用水的卫生标准。城市集中供水的水质即满足上述标准。,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。电厂锅炉用水，纯净水。电导率：自来水1251250us-cm,处理后接近0.近代工业的发展，对水质要求越来越高。,二、净水方法,般地面水净水厂的净水工艺流程如所示,水的混凝 由一级泵站送来原水，水中含有的细微浑浊物以胶体形式存在。需加入明矾或硫酸亚铁、氯化铁、高分子有机聚合物等混 凝剂。混凝剂在水中发生离解作用，产生带电粒子，压缩胶体扩散层，降低胶体电位，使胶体产生凝聚作用，生成绒毛状絮体（矾花），然后流人沉淀池。2.水的沉淀 在沉淀池中，水流速降低，絮体沉淀，除去水中杂质，使水澄清。沉淀池有：水平流动的平流式沉淀池，也有斜管、斜板式沉淀池。也可以使用混 凝 反应与沉淀在一个池中进行，利用池中有吸附能力的泥渣来澄清水，称为澄清池。水经沉淀或澄清后，除去大部分杂质。,过滤处理 水质虽然较清，但仍含有微小颗粒杂物及细菌等，必须经过滤处理，使水质进步改善，以满足用水的水质要求。过滤是使来水流过装有滤料的过滤池（常用石英砂），利用砂粒间的微小孔隙的筛滤、吸附、沉淀等作用，截留水中细小物质，使水得到澄清。（进水浊度20左右，出水浊度3以下）过滤对细菌、病毒、藻类及溶解性有机物均有去除能力。,消毒 过滤后水质清澈、透明，但仍含有细菌，甚至病原菌，还不适和生活饮用，因此需进行消毒处理。消毒有 很多种方法，但大规模的水质消毒常用氯或臭氧。由于氯消毒方便、经济，且能保持一定时间的延续消毒能力，因而用得较多。液氯消毒、漂白粉消毒。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。,以地下作为生活饮用水水源时，若水质良好，则经消毒后即可供生活饮用。水源井 清水池 二级泵站 消毒剂若地下水含过量铁、锰，则应除之。其处理工艺流程：水源井 除铁锰（氟、砷）清水池 二级泵站 消毒剂,第四节 输水配水工程,任务：将净化后符合水质要求的清水（清水池中），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。,1.二级泵站,把水厂内清水池中贮存的净化水提高水压，经输配水管网送到用水区，供用户使用。相对于一级泵站来说，二级泵站是水的第二次加压泵站。由于城市输配管线很长，水头损失大，需用水压较高。,2.输水管道,只供输水而不负担配水任务。输水管要简短，以减少水头损失和便于施工，并减少投资。输水管的数目视工程的重要性而定。允许断水或多水源供水时，可设一条输水管；不允许断水者应敷设两条或两条以上的输水管。输水管最好沿道路或规划道路埋设，这样有利于施工及维护。要尽量避免穿越河谷、沼泽、滑坡、山脊、重要铁路及洪泛区，否则应采取有效防护措施。,3.配水管网,将输水管引来的水配送到各用户的管道。管网应根据供水区域的建筑规划、地形及用水单位的分布情况，布满全供水满足各用户的用水要求。按照管网的布置形式，可分为枝状管网和环状管网。管网上有很多附属设备：阀门、排气阀、泄水阀、消火栓、减压阀等。,4.调节构筑物,包括清水池、高地水池、水塔。清水池在水厂内，调节产水与供水的平衡，降低水处理设备容量及工程造价。水塔和高地水池是在供水区或配水管网前后，用来调节二级泵站供水与用水量的不平衡。水塔调节容量小，只适用于小城镇或工况企业内部（目前很少采用）。,5给水工程材料和配件一、管道材料：分为金属和非金属材料,金属管钢管：钢管又分为普通钢管、镀锌钢管及无缝钢管。镀锌钢管：钢管镀锌是为了防锈、防腐蚀。用于生活饮用水管或某些工业水管，可免影响水质；普通钢管：用于非生活用水管道或一般工业给水管道等；无缝钢管：用于高压管，其工作压力可达1.6MPa以上。特点：强度高、韧性强、重量轻、长度大、加工安装容易等优点，但抗腐蚀性差，造价较高。,铸铁管：铸铁管有耐腐蚀、接装方便、价格低的优点，但性脆，重量较大，多用于直径大于50mm的埋地管。铜管：铜管具有韧性大、重量较小、耐腐性强、接装方便等优点，但造价较高，国内应用较少。,非金属管塑料管：多用硬聚氯乙烯管，也称为UPVC管。具有较强的化学稳定性，水力性能良好，较轻，加工安装方便。但耐热性差，强度较低。（改良塑料管）石棉水泥管：一般用于埋地管，水力性能良好，机械强度较高，绝缘性能强，重量轻，易加工。但脆性大。钢筋混凝土管：普通、自应力、预应力三种。后两种可用于压力输水。安装方便、价格低、抗渗性好、耐久性好。搬运不便，质脆，重。玻璃钢管：玻璃丝布、环氧树脂。耐腐、耐压、表面光滑、管径大。,3.复合管 铝塑复合管 钢塑复合管（外镀锌，内涂塑）,二、管道配件,1.零件：管道的装配必须选用连接零件，如转弯的弯头、分支的三通及四通、变径的异径大小头、可以拆卸的活接头以及、内管箍和管塞等。2.配件：配水配件：为放水、盥洗、淋浴及冷热水混合等各种水龙头。最好采用铜制，表面常镀铬、镀镍，既防腐又耐用美观。,