1、第9章,9.1 給水排水工程,1. 給水排水工程的內(nèi)容：,水的社會循環(huán)及其調(diào)控是給水排水工程的研究內(nèi)容。 給水排水工程是用于水供給、廢水排放和水質(zhì)改善的工程，主要包括給水工程和排水工程。,給水排水工程的目的：,古代：只是為城市輸送用水和排泄城市內(nèi)的降水和污水。 近代：是為控制城市內(nèi)傷寒、霍亂、痢疾等傳染病的流行和適應(yīng)工業(yè)與城市的發(fā)展。 現(xiàn)代：已成為控制水媒傳染病流行和環(huán)境水污染的基本措施，是發(fā)展城市及工業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，市政工程的主要組成部分。,9.1.1 給水工程,給水工程分類：,按用途主要分為供人們飲用、盥洗、洗滌、烹飪、沐浴等的生活用水系統(tǒng)，供生產(chǎn)設(shè)備冷卻、原料產(chǎn)品洗滌、產(chǎn)品制造過程中所

2、需生產(chǎn)用水的生產(chǎn)給水系統(tǒng)，供消防設(shè)備滅火用水的消防給水系統(tǒng)。,給水工程的組成：,城市給水系統(tǒng) 建筑給水系統(tǒng),1. 城市給水系統(tǒng),給水系統(tǒng)的任務(wù)，是從水源取水，按照用戶對水質(zhì)的要求處理，然后將水輸送至給水區(qū)，并向用戶配水。,城市給水工程分類：,按供水方式可分為自流系統(tǒng)(重力供水)、水泵供水系統(tǒng)(加壓供水)和兩者相結(jié)合的混合供水系統(tǒng)； 按使用目的，可分為生活給水、生產(chǎn)給水和消防給水系統(tǒng),給水系統(tǒng)的組成設(shè)施,在以上組成中，泵站、輸水管渠和管網(wǎng)以及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等總稱為輸配水系統(tǒng)。從給水系統(tǒng)整體來說，它是投資最大的子系統(tǒng)，約占給水工程總投資的70%-80%。,地面水力水源的給水系統(tǒng)。取水構(gòu)筑物從江河取水，

3、經(jīng)一級泵站，送往水處理構(gòu)筑物，處理后的清水貯存在清水池中。二級泵站從清水池取水，經(jīng)輸水管送往管網(wǎng)供應(yīng)用戶。,用于地下水源的給水系統(tǒng)，常用管井、大口井等取水，地下水水質(zhì)較好時可省去處理構(gòu)筑物，只需進(jìn)行消毒處理，從而使給水系統(tǒng)比較簡化。,(1) 取水構(gòu)筑物 城市給水系統(tǒng)的取水構(gòu)筑物可分為地表水取水構(gòu)筑物和地下水取水構(gòu)筑物。前者是從江河、湖泊、水庫、海洋等地表水取水的設(shè)備；后者是從地下含水層取集表層滲透水、潛水、承壓水和泉水等地下水的構(gòu)筑物。,江心取水構(gòu)筑物,滲渠示意圖,輻射井構(gòu)造示意圖,(2) 給水處理 水處理是指通過一系列水處理設(shè)備將被污染的工業(yè)廢水或河水進(jìn)行凈化處理，使之達(dá)到國家規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

4、的過程，一般是采用沉降、過濾、混凝、絮凝，以及緩蝕、阻垢等水質(zhì)調(diào)理，利用物理的、化學(xué)的方法，去除水中一些對生產(chǎn)、生活有害物質(zhì)，其中加工原水作為生活或工業(yè)用水時為給水處理。 給水的處理方法可以概括為以下方式：最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質(zhì)來獲得所需要的水質(zhì)；通過在原水中添加新的成分來獲得所需要的水質(zhì)。,城市水廠給水的一般流程,(3) 給水管網(wǎng) 給水管網(wǎng)的布置有兩種基本形式，即樹枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。 樹枝狀管網(wǎng)是將管網(wǎng)布置成象樹枝一樣這種形式的管網(wǎng)，管道短，投資省。但一條管道出現(xiàn)故障就將影響一大片的用水，供水安全性差；同時，樹枝狀管網(wǎng)末端的水流停滯，水質(zhì)較差。 環(huán)狀管網(wǎng)即管網(wǎng)內(nèi)的管道是連成

5、環(huán)狀的，當(dāng)某段管道損壞時，斷水的范圍較小。但管網(wǎng)內(nèi)的管道長度較長，投資多。如農(nóng)村給水系統(tǒng)中，由于經(jīng)濟(jì)條件的限制和供水點(diǎn)分散等特點(diǎn)，基本上以采用樹枝狀管網(wǎng)為宜。隨著經(jīng)濟(jì)條件的改善，有條件時再逐步擴(kuò)建為環(huán)狀管網(wǎng)。,(4) 泵站 給水系統(tǒng)中不可缺少的設(shè)備，從水源取水到輸送清水，都要依靠水泵來完成，水泵站是安裝水泵和動力設(shè)備的場所，是自來水廠的心臟。水泵站的基建投資在整個給水系統(tǒng)中所占的比重雖然不是太大，但是，水泵站運(yùn)行所消耗的動力費(fèi)用往往占自來水制水成本的50-70。 (5) 調(diào)節(jié)構(gòu)筑物 管網(wǎng)的重要組成部分，其主要作用是在高峰用水、停電或檢修設(shè)備時調(diào)節(jié)水量和穩(wěn)定供水壓力。調(diào)節(jié)構(gòu)筑物主要有高位水池、水

6、塔、氣壓給水設(shè)備和清水池。,2. 建筑給水系統(tǒng),將城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)(或自備水源，如蓄水池)中的水引入一幢建筑或一個建筑群體供人們生活、生產(chǎn)和消防之用，并滿足各類用水對水質(zhì)、水量和水壓要求的供應(yīng)系統(tǒng)。建筑給水包括建筑小區(qū)給水和建筑內(nèi)部給水。,建筑內(nèi)部給水系統(tǒng),建筑給水系統(tǒng)的組成：, 引入管 又稱進(jìn)戶管，是室外給水接戶管與建筑內(nèi)部給水干管相連接的管段。引入管一般埋地敷設(shè)，穿越建筑物外墻或基礎(chǔ)。引入管受地面荷載、冰凍線的影響，進(jìn)入建筑后立即上返到給水干管埋設(shè)深度，以避免多開挖土方。, 水表節(jié)點(diǎn) 水表節(jié)點(diǎn)是安裝在引入管上的水表及前后設(shè)置的閥門和泄水裝置的總稱。水表用于計量該建筑物的總用水量，水表前后設(shè)置的

7、閥門在檢修、拆換水表時關(guān)閉管路，泄水口在檢修時排泄掉室內(nèi)管道系統(tǒng)中的水，也可用來檢測水表精度和測定管道進(jìn)戶時的水壓值。水表節(jié)點(diǎn)一般設(shè)在水表井中。, 給水管道系統(tǒng) 給水管道系統(tǒng)是指輸送給建筑物內(nèi)部用水的管道系統(tǒng)，由給水管、管件及管道附件組成。按所處位置和作用，分為給水干管、給水立管和給水支管。 管道附件 管道附件是指用于輸配水、控制流量和壓力的附屬部件與裝置。在建筑給水系統(tǒng)中，按用途分為配水附件和控制附件。,從給水干管每引出一根給水立管，在出地面后設(shè)一個閥門，以便對該立管檢修時不影響其他立管的正常供水。, 增壓和貯水設(shè)備 當(dāng)室外給水管網(wǎng)的水壓、水量不能滿足建筑用水要求，或要求供水壓力穩(wěn)定、確保供

8、水安全可靠時，應(yīng)根據(jù)需要，在給水系統(tǒng)中設(shè)置水泵、氣壓給水設(shè)備和水池、水箱等增壓和貯水設(shè)備。 消防設(shè)備 按照建筑設(shè)計防火規(guī)范和高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范的規(guī)定設(shè)置的消火栓、自動噴水滅火設(shè)備。,無負(fù)壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水,建筑給水系統(tǒng)的分類：, 生活給水系統(tǒng) 供居住建筑、公共建筑與工業(yè)建筑飲用、烹飪、洗滌、沐浴、澆灑和沖洗等生活用水的給水系統(tǒng)。 生產(chǎn)給水系統(tǒng) 直接供給工業(yè)生產(chǎn)的給水系統(tǒng)，必須滿足生產(chǎn)工藝對水質(zhì)、水量、水壓及安全方面的要求。 消防給水系統(tǒng) 以水作為滅火劑供消防撲救建筑內(nèi)部、居住小區(qū)、工礦企業(yè)或城鎮(zhèn)火災(zāi)時用水的設(shè)施。其對水質(zhì)要求不高，但必須按建筑設(shè)計防火規(guī)范保證有足夠的水量和水壓。, 組合給

9、水系統(tǒng) 上述三種給水系統(tǒng)，在實際中不一定需要單獨(dú)設(shè)置，通常根據(jù)建筑物內(nèi)用水設(shè)備對水質(zhì)、水壓、水溫及室外給水系統(tǒng)的情況，考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全條件，組合成不同的共用系統(tǒng)。,建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的供水方案即為給水方式，其給水方式受到建筑房屋樓層高度的影響。,直接給水方式 水箱水泵聯(lián)合給水方式 分區(qū)給水方式,中低層建筑常見的給水方式,高層建筑的給水方式與中低層建筑給水方式不同，采取豎向分區(qū)供水，將建筑物垂直按層分段。,串聯(lián)式供水方式 減壓式供水方式 并列式供水方式,高層建筑常見的給水方式,9.1.2 排水工程,排水工程定義：,排水工程主要指的是收集、輸送、處理和處置廢水的工程，一般由排水管系、廢水處理廠和

10、最終處置設(shè)施三個部分組成，通常還包括必要的抽升設(shè)施。,排水工程的組成：,城市排水系統(tǒng) 建筑排水系統(tǒng),排水工程組成,1. 城市排水系統(tǒng),城市排水系統(tǒng)通常由排水管道和污水處理廠組成。在實行污水、雨水分流制的情況下，污水由排水管道收集，送至污水處理廠處理后，排入水體或回收利用；雨水徑流由排水管道收集后，就近排入水體。,城市排水系統(tǒng),使整個城市的污水和雨水通暢地排泄出去，處理好污水，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的要求。,城市排水系統(tǒng)規(guī)劃的任務(wù),城市排水系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容,估算城市排水量，確定排水制度，設(shè)計排水管道，確定污水處理方法和城市污水處理廠的位置等。,城市排水工程系統(tǒng)規(guī)劃,城市排水系統(tǒng)的分類, 生活污水排水系統(tǒng)

11、生活污水排水系統(tǒng)一般由室內(nèi)污水管道系統(tǒng)和設(shè)備、室外污水管道系統(tǒng)、污水泵站、污水廠及出水口等幾部分組成。 工業(yè)廢水排水系統(tǒng) 主要由車間內(nèi)部管道系統(tǒng)和設(shè)備、廠區(qū)管道系統(tǒng)、廢水泵站和壓力管道、廢水處理站和出水口(渠)等幾部分組成。 雨水排水系統(tǒng) 雨水排水系統(tǒng)一般由房屋雨水管道系統(tǒng)和設(shè)備、街坊或廠區(qū)雨水管渠系統(tǒng)、道路雨水管渠系統(tǒng)及雨水泵站及壓力管等幾個部分組成。,2. 建筑排水系統(tǒng),將建筑內(nèi)部生產(chǎn)、生活中使用過的水及時排到室外的系統(tǒng)。建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的組成應(yīng)滿足三個基本要求： (1)系統(tǒng)能迅速暢通地將污、廢水排到室外； (2)排水管道系統(tǒng)氣壓穩(wěn)定，有毒有害氣體不能進(jìn)入室內(nèi)，保持室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生； (3)管

12、線布置合理，簡短順直，工程造價低。,建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的基本組成,建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的組成, 污(廢)水收集器 用來收集污(廢)水的器具，如室內(nèi)的衛(wèi)生器具、生產(chǎn)污(廢)水的排水設(shè)備及雨水斗等。 排水管道 由器具排水管、排水橫支管、排水立管和排出管等組成。, 通氣管 把管道內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體排至大氣中去，減輕廢水、廢氣對管道的腐蝕；在排水時向管內(nèi)補(bǔ)給空氣，減輕立管內(nèi)氣壓變化的幅度，防止衛(wèi)生器具的水封受到破壞，保證水流暢通。 清通設(shè)備 包括疏通排水管道之用的檢查口、清掃口、檢查井等。 抽升設(shè)備 建筑內(nèi)部標(biāo)高低于室外地坪的車間和其他用水設(shè)備的房間，其污水一般難以自流排至室外，需要抽升排泄。 污水局部處理構(gòu)

13、筑物 當(dāng)建筑內(nèi)部污水不允許直接排入城市排水系統(tǒng)或水體時，而設(shè)置的局部污水處理設(shè)施。,其中屋面雨水排水系統(tǒng)可根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)形式、氣候條件及使用要求等因素采用外排水系統(tǒng)和內(nèi)排水系統(tǒng)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇合適的排水系統(tǒng)。,3. 建筑排水系統(tǒng)的分類, 外排水系統(tǒng) 屋面不設(shè)雨水斗，建筑物內(nèi)部沒有雨水管道的雨水排放系統(tǒng)。,一般屋面普通外排水 天溝外排水, 內(nèi)排水系統(tǒng) 屋面設(shè)雨水斗，建筑物內(nèi)部有雨水管道的雨水排水系統(tǒng)。,內(nèi)排水系統(tǒng),4. 污水處理,污水處理一般來說包含以下三級處理： 一級處理是通過機(jī)械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。 二級處理是生物處理，污水中的污染物在

14、微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。 三級處理是污水深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒。,9.1.3 給水排水工程的發(fā)展,雨水循環(huán)利用示意,(1). 設(shè)計與施工以人為本 貫徹以人為本的人性化設(shè)計與施工理念是其發(fā)展的必然趨勢。其中，自動抄水表系統(tǒng)和衛(wèi)生間排水系統(tǒng)的設(shè)計和施工是這一問題的突出體現(xiàn)。 (2). 節(jié)水與開源齊頭并進(jìn) 建筑中水的回收利用 雨水循環(huán)利用,(3). 舒適與安全兼顧 建筑熱水供應(yīng)是舒適的前提條件，而建筑消防給水則是安全的基本保障。 建筑熱水供應(yīng),開式熱水供水方式 閉式熱水供水方式, 建筑消防給水,半循環(huán)加熱供水方式 全循環(huán)加熱供水方式,9.2

15、 環(huán)境工程,環(huán)境工程的定義：,環(huán)境工程作為一門研究環(huán)境污染防治技術(shù)原理和方法的科學(xué)，其內(nèi)容廣泛而復(fù)雜，涉及化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、給水排水工程、土木工程、機(jī)械工程、化學(xué)工程等原理和手段。,環(huán)境工程的基本指導(dǎo)思想：,9.2.1 環(huán)境工程簡介,其以環(huán)境污染綜合防治作為基本指導(dǎo)思想,環(huán)境工程的研究內(nèi)容：,研究防治環(huán)境污染和公害的技術(shù)措施，自然資源的保護(hù)和合理利用，各種廢物的資源化，以及對局部的規(guī)劃等，以獲取最優(yōu)的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。,污水處理,英國在19世紀(jì)中葉開始建立污水處理廠 20世紀(jì)初開始采用活性污泥法處理污水 廢水處理是一個高投入、見效慢、經(jīng)濟(jì)效益不明顯的過程，關(guān)系到人民群眾的

16、身體健康狀況和生命安全,松花江重大污染事件：2005年11月13日下午，吉林石化分公司雙苯廠的苯胺車間發(fā)生劇烈爆炸，據(jù)專家測算，約有100噸苯類污染物進(jìn)入松花江水體，形成的硝基苯污染流經(jīng)吉林、黑龍江兩省，在我國境42天，12月25日入俄羅斯境內(nèi)，進(jìn)而影響到俄羅斯城市的一些水源問題。松花江重大污染事件導(dǎo)致流域內(nèi)居民出現(xiàn)大面積恐慌，爭相搶購瓶裝水，造成了非常大的國內(nèi)和國際影響。,太湖藍(lán)藻污染事件：2007年5月29日，太湖發(fā)生了嚴(yán)重的藍(lán)藻水污染事件，導(dǎo)致數(shù)百萬人飲水短缺。大規(guī)模的藍(lán)藻爆發(fā)，被稱為“綠潮”(和海洋發(fā)生的赤潮對應(yīng))。綠潮引起水質(zhì)惡化，嚴(yán)重時耗盡水中氧氣而造成魚類的死亡。更為嚴(yán)重的是，藍(lán)

17、藻中有些種類(如微囊藻)還會產(chǎn)生毒素(簡稱MC)，大約50%的綠潮中含有大量毒素。毒素除了直接對魚類、人畜產(chǎn)生毒害之外，也是肝癌的重要誘因。,固體廢物處理,公元前30001000年，古希臘即開始對城市垃圾采用了填埋的處置方法 20世紀(jì)，固體廢物處理和利用的研究工作不斷取得成就，出現(xiàn)了利用工業(yè)廢渣制造建筑材料等工程技術(shù),大氣污染控制,美國在1885年發(fā)明了離心除塵器 20世紀(jì)以后，除塵、空氣調(diào)節(jié)、燃燒裝置改造、工業(yè)氣體凈化等工程技術(shù)逐漸得到推廣應(yīng)用,離心除塵原理,噪聲控制,中國和歐洲一些國家的古建筑中，墻壁和門窗位置的安排都考慮到了隔聲的問題 20世紀(jì)，人們對控制噪聲問題進(jìn)行了廣泛的研究 從50

18、年代起，建立了噪聲控制的基礎(chǔ)理論，形成了環(huán)境聲學(xué),9.2.2 環(huán)境工程的研究內(nèi)容,(1) 水污染防治工程 水污染是各種污染物進(jìn)入水體，其數(shù)量超過水體自凈能力的現(xiàn)象，又稱水體污染。水體污染主要來自生活污水和工業(yè)廢水。,必須考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣l件、自然條件及污染源的性質(zhì)，研究當(dāng)?shù)厮w、土壤自然凈化能力，分析有無對廢水進(jìn)行自然凈化的可能。在確定治理工藝后，還必須對處理后廢水的排放及回用作出妥善的安排。,(2) 大氣污染防治工程 大氣污染源 大氣污染是指進(jìn)入大氣層的污染物的濃度超過環(huán)境所能允許的極限，改變正常大氣的組成，破壞其物理、化學(xué)和生態(tài)平衡體系，使大氣質(zhì)量惡化，從而危害人類生活、生產(chǎn)、健康，損害自然

19、資源，給正常的工農(nóng)業(yè)帶來不良后果的大氣狀況。,生活污染 工業(yè)污染 交通污染, 顆粒污染物凈化技術(shù) 大氣中的煙塵主要是由于固體燃料(煤)的燃燒產(chǎn)生的。根據(jù)煙塵(顆粒污染物組成)的特性，可以將其分為粉塵、煙和霧三種類型。 去除大氣中顆粒污染物的方法很多，根據(jù)它的作用原理，可以分為下列四種類型：干法去除顆粒污染物、濕法去除顆粒污染物、過濾法去除顆粒污染物、靜電法去除顆粒污染物。,粉塵 煙 霧, 氣態(tài)污染物凈化技術(shù) 氣態(tài)污染物種類較多，性質(zhì)各異。排放量較大的有二氧化硫物(SO2)、氮氧化物(NOx)、汽車尾氣、碳?xì)浠衔?、碳氧化物等。排放量較少的有化工及各種生產(chǎn)過程中排放出的廢氣等。常用的凈化方法有：

20、吸收法、吸附法、催化轉(zhuǎn)化法、燃燒法等。,受大氣污染的云岡石窟,(3) 噪聲防治技術(shù) 從環(huán)境保護(hù)的角度看，凡是影響人們正常學(xué)習(xí)、工作和休息的聲音，凡是人們在某些場合“不需要的聲音”，都統(tǒng)稱為噪聲。噪聲污染屬于感覺公害，它與人們的主觀意愿有關(guān)，與人們的生活狀態(tài)有關(guān)，因而它具有與其他公害不同的特點(diǎn)。,噪聲的主要危害：, 干擾休息和睡眠、影響工作效率。 損傷聽覺、視覺器官。 對人體的生理影響。,噪聲控制的一般原理：, 控制噪聲源。 阻斷噪聲傳播。 在人耳處減弱噪聲。,(4) 其他污染及防治, 電磁輻射,大功率輸電線, 放射性污染,切爾諾貝利核電站泄露意外事故,(5) 固體廢物的處理與處置, 固體廢物及

21、其特性,典型固體廢物,固體廢物的特點(diǎn), 固體廢物的來源及分類,按其性質(zhì)分： 有機(jī)物和無機(jī)物 按其形態(tài)分： 固體的(塊狀、粒狀、粉狀)和泥狀的 按其來源分： 城市生活固體廢物、工業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)廢棄物和放射性固體廢物, 固體廢物的危害,污染大氣,污染水體,污染土壤,侵占土地,隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，應(yīng)加大對有害固體廢物的處理、處置，提高固體廢物的綜合利用程度，盡可能地開發(fā)尋求無害工業(yè)的替代項目，以最大程度實現(xiàn)固體廢物的減量化、無害化、資源化。, 固體廢物的處理與處置,固體廢物處理過程示意,壓實技術(shù) 通過對廢物實行減容化，降低運(yùn)輸成本、延長填埋場壽命的預(yù)處理技術(shù)。 破碎技術(shù) 為了使進(jìn)入焚燒爐、填埋場、堆肥系統(tǒng)等廢棄物的外形尺寸減小，預(yù)先必須對固體廢棄物進(jìn)行破碎處理。 固體廢物分選技術(shù) 是實現(xiàn)固體廢物資源化、減量化的重要手段，通過分選將有用的充分選出來加以利用，將有害的充分分離出來；另一種是將不同粒度級別的廢棄物加以分離。 焚燒技術(shù) 固體廢物高溫分解和深度氧化的綜