排水系统是指排水的收集、输送、水质处理和排放等设施以一定方式组合而成的总体,通常由污水管道系统(或称排水管网)和污水处理系统(即污水处理厂)组成。污水管道系统的作用是收集、输送污水至污水处理厂或出水口,由排水设备、管渠、污水泵站等设施组成。污水处理系统的作用是将管道输送来的污水进行处理和利用,由各种污水(污泥)处理构筑物和除害设施组成。城市排水管网系统按照污(废)水来源不同,通常分为城镇污水排水管网系统、工业废水排水管网系统和雨水排水管网系统。
2.1.3.1 城镇污水排水系统
城市污水包括排入城镇污水管网的生活污水和工业废水,污水排水管网系统承担污水的收集、输送或压力调节和水量调节任务,起到防止环境污染的作用。城镇污水排水管网系统一般由污水收集设施、排水管网、水量调节池、提升泵站、污水输送管(渠)和排放口等构成,图2.1.7是一个典型的排水管网系统示意图。
图2.1.7 排水管网系统示意图
1—污水收集管网;2—水量调节池;3—提升泵站;4—输水管(渠)
1.污水收集设施
污水收集设施是排水系统的起始点,生活污水收集主要是由室内各种卫生设备完成的,然后由室内排水管道送往室外排水系统。在住宅及公共建筑内,各种卫生设备既是人们用水的设施,也是承受污水的容器,还是生活污水排水系统的起端设备。生活污水从卫生设备经水封管、支管、竖管和出户管等室内排水管道系统直接流入到窨井,通过连接窨井的排水支管将废水收集到排水管道系统中,在每一单元出户管与室外居住小区排水管道相接的连接点设检查井,供检查和清通管道之用。
2.排水管网
排水管网指分布于排水区域内的排水管道(渠道)网络,其功能是将收集到的污水、废水和雨水等输送到处理地点或排放口,以便集中处理或排放。
排水管网由支管、干管、主干管等构成,一般顺沿地面高程由高向低布置成树状网络。排水管网中设置雨水口、检查井、跃水井、溢流井、水封井、换气井等附属构筑物及流量等检测设施,便于系统的运行与维护管理。由于污水含有大量的漂浮物和气体,所以污水管网的管道一般采用非满管流,以保留漂浮物和气体的流动空间。雨水管网的管道一般采用满管流。工业废水的输送管道是采用满管流或者非满管流,则应根据水质的特性决定。
3.排水调节池
排水调节池是指具有一定容积的污水、废水或雨水储存设施。用于调节排水管网流量与输水量或处理水量的差值。通过水量调节池可以降低其下游高峰排水流量,从而减小输水管渠或排水处理设施的设计规模,降低工程造价。
水量调节池还可在系统事故时储存短时间排水量,以降低造成环境污染的危险。水量调节池也能起到均和水质的作用,特别是工业废水,不同工厂或不同车间排水水质不同,不同时段排水的水质也会变化,不利于净化处理,调节池可以中和酸碱,均化水质。
4.提升泵站
提升泵站指通过水泵提升排水的高程或使排水加压输送。排水在重力输送过程中,高程不断降低,当地面较平坦时,输送一定距离后管道的埋深会很大(例如,当达到5m以上时),建设费用很高,通过水泵提升可以降低管道埋深以降低工程费用。另外,为了使排水能够进入处理构筑物或达到排放的高程,也需要进行提升或加压。污水系统中根据提升泵站设置的位置分为中途泵站、局部泵站、总泵站。中途泵站指当管道的埋深超过最大允许埋深时,应设置泵站以提高下游管道的管位,一般位置主要在干管或主干管中途。局部泵站指地形复杂的城市,往往需要将地势较低处的污水抽升至地势较高地区的污水管道中,这时需要设置提升泵站,一般在局部低洼地区。总泵站,又称为终点泵站,指污水管道系统终点的埋深一般都很大,而污水处理厂的第一个处理构筑物一般埋深较浅,或设在地面以上,这就需要将管道系统输送来的污水抽升到第一个处理构筑物中,需要设置提升泵站,一般在污水处理厂起端。提升泵站根据需要设置,较大规模的管网或需要长距离输送时,可能需要设置多座泵站。某排水提升泵站如图2.1.8所示。
图2.1.8 排水提升泵站
5.污水输水管(渠)
污水输水管(渠)指长距离输送污水的压力管道或渠道。为了保护环境,排水处理设施往往建在离城市较远的地区,排放口也选在远离城市的水体下游,都需要长距离输送。
6.污水排放口
排水管网系统的末端是污水排放口,与接纳污水的水体连接。为了保证排放口部的稳定,或者使污水能够比较均匀地与接纳水体混合,需要合理设置排放口。排放口有多种形式,其中较为常见的有岸边式排放口和分散式排放口。岸边式排放口具有较好地防止冲刷能力,分散式排放口可使污水与接纳水体均匀混合。事故排放口是指在排水管网系统发生故障时,把污水临时排放到天然水体或其他地点的设施,通常设置在某些易于发生故障的构筑物前面。
2.1.3.2 工业废水排水系统
工业废水排水系统的任务是在工业企业中用管道将厂内各车间所排出的不同性质的废水收集起来,送至废水回收利用和处理构筑物。经回收处理后的水可再利用、排入水体或排入城市排水管网系统。
工业废水排水管网系统,由下列几个主要部分组成。
1.车间内部排水管道系统和设备(www.xing528.com)
车间内部管道系统和设备用于收集各生产设备排出的工业废水,并将其送至车间外部的厂区管道系统中。
2.厂区排水管道系统
厂区排水管道系统敷设在工厂内、用以收集并输送各车间排出的工业废水的管道系统。厂区工业废水的排水管道系统,可根据具体情况设置若干个独立的管道系统。
3.污水泵站和压力管道
(略)。
4.废水处理站
废水处理站是厂区内回收和处理废水与污泥的场所。
若所排放的工业废水符合《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082—1999)的要求,可不经处理直接排入城市排水管网中,和生活污水一起排入城市污水处理厂集中处理。工业企业位于城区内时,应尽量考虑将工业废水直接排入城市排水系统,利用城市排水系统统一排除和处理,这样较为经济,能体现规模效益。当然工业废水排入应不影响城市排水管渠和污水处理厂的正常运行,同时以不影响污水处理厂出水以及污泥的排放和利用为原则。当工业企业远离城区,符合排入城市排水管道条件的工业废水,是直接排入城市排水管道或是单独设置排水系统,应根据技术经济比较确定。
一般来说,对于工业废水,由于工业门类繁多,水质水量变化较大。原则上,应先从改革生产工艺和技术革新入手,尽量把有害物质消除在生产过程之中,做到不排或少排废水。同时应重视废水中有用物质的回收。
2.1.3.3 雨水排水系统
雨水排水系统的任务是收集并输送地面径流的雨水并将其排至水体,主要由下列几个主要部分组成。
1.建筑物的雨水管道系统和设备
建筑物的雨水管道系统和设备主要是收集工业、公共或大型建筑的屋面雨水,将其排入室外的雨水管渠系统中。雨水的收集是通过设在屋面的雨水由雨水口和天沟,并经雨落管排至地面;收集地面的雨水经雨水口流入雨水排支管中,然后进入雨水排水管网系统。
2.小区或厂区雨水管渠系统
小区或厂区雨水管渠系统主要包括敷设在小区或厂区道路下的雨水管渠及其附属构筑物。
3.街道雨水管渠系统
街道雨水管渠系统主要包括敷设在街道下的雨水管渠及其附属构筑物。
4.附属构筑物
附属构筑物主要包括雨水口、检查井、跌水井、倒虹管等。
5.雨水泵站
因为雨水径流量较大,一般应尽量不设或少设雨水泵站,但在必要时也需设置,如上海、武汉等城市设置雨水泵站,用以抽出部分或全部雨水。
6.出水口
出水口是设在雨水排水系统终端的构筑物。
合流制排水系统的组成与分流制相似,同样有室内排水设备、室外居住小区以及街道管道系统。雨水经雨水口进入合流管道,在合流管道系统的截流干管处设有溢流井。
当然,上述各排水系统的组成不是固定不变的,须结合当地条件来确定排水系统内所需要的组成部分。
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