安工大水质工程学复习题汇总题课件.ppt
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- 安工大 水质 工程学 复习题 汇总 课件
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1、给水工程的任务、意义及内容给水工程的任务、意义及内容p任务:任务:在经济合理的原则下,满足用户对水量、水质及水压在经济合理的原则下,满足用户对水量、水质及水压和安全供水的要求。和安全供水的要求。p在国民经济应用中的意义在国民经济应用中的意义 (1)(1)保证和提高人民的生活水平、健康水平;保证和提高人民的生活水平、健康水平;(2)(2)保证工业建设;保证工业建设;(3)(3)保证农业生产、军事需要、消防需要。保证农业生产、军事需要、消防需要。p给水工程内容给水工程内容 输水工程输水工程 仅起输水作用的管道和设施;仅起输水作用的管道和设施;配水工程配水工程 将水配送到用户的管道和设施;将水配送到
2、用户的管道和设施;包括敷设输配水管网和建造泵站以及水包括敷设输配水管网和建造泵站以及水 塔、水池等调节构筑物。塔、水池等调节构筑物。取水工程取水工程净水工程净水工程输配水工程输配水工程将水从水源地取送到城市;将水从水源地取送到城市;包括选择水源和取水地点,建取水构筑物;包括选择水源和取水地点,建取水构筑物;以保证城市有足够用水量。以保证城市有足够用水量。将水净化,并加压输入城市管网;将水净化,并加压输入城市管网;包括建造给水处理构筑物,处理天然水质;包括建造给水处理构筑物,处理天然水质;以满足生活饮用水和工业用水水质标准。以满足生活饮用水和工业用水水质标准。注:输水管网和城市管网投资占给水工程
3、投资的注:输水管网和城市管网投资占给水工程投资的50%-80%给水系统:为满足给水任务的构筑物综合。给水系统:为满足给水任务的构筑物综合。给水工程的发展史给水工程的发展史公元前公元前20002000公元前公元前700700年年 取水、储存水取水、储存水公元前公元前700700年年 公元公元200200年年 输水输水2001620016世纪世纪 几乎未发展几乎未发展近代(近代(16191619世纪)世纪)1 1)管道)管道 2 2)水处理)水处理 1839 1839 第一个慢滤池(英第一个慢滤池(英 伦敦)伦敦)1854 1854 漂白粉漂白粉 发展发展 战国时期,就有陶土管排污,古代皇城,有完
4、整的战国时期,就有陶土管排污,古代皇城,有完整的明渠和暗渠,我国较完善的给排水系统直至明渠和暗渠,我国较完善的给排水系统直至1919世纪末世纪末才开始建设,规模较小。才开始建设,规模较小。我我国第一个取用地下水给水系统于国第一个取用地下水给水系统于18791879年在旅顺年在旅顺建成,建成,d=150 mmd=150 mm铸铁管,铸铁管,L=224 kmL=224 km。到到4949年为止,全国只有沿海长江沿岸和东北等地年为止,全国只有沿海长江沿岸和东北等地7272个城市建有给水系统,日供水量仅个城市建有给水系统,日供水量仅240.6240.6万万 m m3 3,L=6500 kmL=6500
5、 km。只有在少数几个城市建有排水系统,。只有在少数几个城市建有排水系统,不完善。不完善。我国在给水工程方面的发展和贡献我国在给水工程方面的发展和贡献 解放后发展较快解放后发展较快 19961996年,全国年,全国666666个城市中,综合供水个城市中,综合供水Q=2.0Q=2.0亿亿m m/d L=14.8/d L=14.8万万kmkm。供水普及率达到供水普及率达到95%95%;年污水排放;年污水排放Q=353Q=353亿亿m m。市政管网。市政管网的污水排放量的污水排放量208.9208.9亿亿m m,L L排排=7.9=7.9万万kmkm。但污水处理率仅。但污水处理率仅11.4%11.4
6、%,其中二级处理率仅其中二级处理率仅5.6%5.6%。20002000年城市供水能力达年城市供水能力达2.4 2.4 亿亿m m,城供水普及达,城供水普及达97%97%,城市下,城市下水道服务面积普及率可达水道服务面积普及率可达70%70%,城市污水集中处理率要求达,城市污水集中处理率要求达20%20%30%30%,工业废水处理率达到,工业废水处理率达到84%84%;19961996年年20102010年,我国给年,我国给排水设施投资需资金达排水设施投资需资金达40004000亿元亿元以上,到以上,到20102010年年,年运行费用,年运行费用将高达将高达300300亿元亿元以上。以上。贡献贡
7、献 1.凿井技术凿井技术 2.管道管道 3.净水技术净水技术 给水系统:给水系统:保证用水对象获得所需保证用水对象获得所需水质水质、水压水压和和水量水量的一整套构筑物、设备和管路系统的总的一整套构筑物、设备和管路系统的总和。和。由取水工程、净水工程和输配水工程所组由取水工程、净水工程和输配水工程所组成。成。用水对象:用水对象:生产设备、生活设施、消防设备生产设备、生活设施、消防设备构筑物:构筑物:取水头部、絮凝池、沉淀池、滤池、取水头部、絮凝池、沉淀池、滤池、清水池、水泵房、水塔清水池、水泵房、水塔设备:设备:加压设备、控制设备、计量设备加压设备、控制设备、计量设备管路系统:管路系统:输水管、
8、配水管网输水管、配水管网 水源种类:水源种类:地表水给水系统:江河、湖泊、水库、海水等;地表水给水系统:江河、湖泊、水库、海水等;地下水给水系统:浅层地下水、深层地下水、泉水等。地下水给水系统:浅层地下水、深层地下水、泉水等。动力(供水方式):动力(供水方式):自流自流(重力流重力流)给水系统;给水系统;水泵水泵(压力供水压力供水)给水系统;给水系统;重力流和水泵混合给水系统。重力流和水泵混合给水系统。用途:用途:生活用水给水系统;生活用水给水系统;生产给水系统;生产给水系统;消防给水系统。消防给水系统。服务对象:服务对象:城市给水系统城市给水系统工业给水系统工业给水系统循环系统循环系统:使用
9、过的水经适当处理后再行回用。使用过的水经适当处理后再行回用。复用系统复用系统:按照对水质的要求,将水顺序重复利用。按照对水质的要求,将水顺序重复利用。(一)(一)给水系统的组成:给水系统的组成:取水:取水:管井、取水头部、取水构筑物;管井、取水头部、取水构筑物;能够获得足够的水量;能够获得足够的水量;净水:净水:絮凝池、沉淀池、滤池;絮凝池、沉淀池、滤池;保证水量、去除影响使用的杂质;保证水量、去除影响使用的杂质;加压:加压:深井泵站、一级泵站、二级泵站、中途泵站;深井泵站、一级泵站、二级泵站、中途泵站;保证水量、提供适当的压力;保证水量、提供适当的压力;输送:输送:输水管、配水管网、明渠;输
10、水管、配水管网、明渠;形成水流通道,维持合理的流速;形成水流通道,维持合理的流速;调节:调节:清水池、水塔、高地水池、屋顶水箱;清水池、水塔、高地水池、屋顶水箱;调节取水、净水与用水之间的数量差异,调节取水、净水与用水之间的数量差异,储备事故及消防用水。储备事故及消防用水。水水 源源取取 水水 构构 筑筑 物物一一 级级 泵泵 站站净净 水水 构构 筑筑 物物清清 水水 池池二二 级级 泵泵 站站输输 配配 水水 管管 网网用用 户户水水 塔塔高地水池高地水池(二)给水系统的布置(二)给水系统的布置 给水工程系统中给水工程系统中统一统一、分区分区、分质分质或或分分压压的选择,应根据当地的选择,
11、应根据当地地形、水源情况、城地形、水源情况、城镇和工业企业的规划镇和工业企业的规划、水量水量、水质水质、水温水温和和水压水压的要求及原有的给水工程设施等条件,的要求及原有的给水工程设施等条件,从全局出发,通过技术经济比较后综合考虑从全局出发,通过技术经济比较后综合考虑确定。确定。统一给水系统统一给水系统 即用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水,即用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水,造造价低,运行费高。价低,运行费高。地表水源给水系统如图地表水源给水系统如图1-1;适用于适用于新建中小城镇、新建中小城镇、工业区、开发区等用工业区、开发区等用户较集中,一般不需户较集中,一般不需长距离输水
12、量,各用长距离输水量,各用户对水质、水压要求户对水质、水压要求相差不大,地形起伏相差不大,地形起伏变化较小和城市中建变化较小和城市中建筑层数差异不大的城筑层数差异不大的城市和地区。市和地区。地下水源的给水系统如图地下水源的给水系统如图1-2;1管井群;管井群;2集水池;集水池;3泵站;泵站;4水塔;水塔;5管网管网 分质给水系统:分质给水系统:取水取水构筑物从水源地取水,经过不同的净化过程,用不同的构筑物从水源地取水,经过不同的净化过程,用不同的管道,分别将不同水质的水供给各个用户;管道,分别将不同水质的水供给各个用户;适用于低质水所占比重较大的城市或工业区;适用于低质水所占比重较大的城市或工
13、业区;其处理构筑物容积较小,投资不多,可节约大量药剂量和动其处理构筑物容积较小,投资不多,可节约大量药剂量和动力费用,但管道系统增多,管理较复杂。力费用,但管道系统增多,管理较复杂。图图1-3 分质给水系统分质给水系统1管井;管井;2泵站;泵站;3生活用水管网;生活用水管网;4生产用水管网;生产用水管网;5取水构筑物;取水构筑物;6工业用水处理构筑物工业用水处理构筑物分压给水系统分压给水系统:由两个或两个以上水源向不同高程地区供水;由两个或两个以上水源向不同高程地区供水;适用于水源较多的山区或丘陵地区的城市和工业区;适用于水源较多的山区或丘陵地区的城市和工业区;可减少动力费用,降低管网压力,减
14、少高压管道和设备用可减少动力费用,降低管网压力,减少高压管道和设备用量,供水比较安全,并可分期建设,但所需管理人员和设备量,供水比较安全,并可分期建设,但所需管理人员和设备较多。较多。图图1-4 分压给水系统分压给水系统1取水构筑物;取水构筑物;2水处理构筑物;水处理构筑物;3泵站;泵站;4高压管网;高压管网;5低压管网;低压管网;6水塔水塔城市规划的影响城市规划的影响:水源选择、给水系统布置和水:水源选择、给水系统布置和水源卫生防护地带的确定,都应以城市和工业区的建源卫生防护地带的确定,都应以城市和工业区的建设规划为基础。设规划为基础。水源的影响:水源的影响:水源种类、水源距给水区的远近、水
15、源种类、水源距给水区的远近、水质条件的不同,都会影响到给水系统的布置。水质条件的不同,都会影响到给水系统的布置。地形的影响:地形的影响:地形条件对给水系统的布置有很大地形条件对给水系统的布置有很大影响。影响。城镇总体规划城镇总体规划 根据城市人口规模,现状资料和气候等自然条件得出根据城市人口规模,现状资料和气候等自然条件得出整个给水工程设计流量;整个给水工程设计流量;根据当地农业灌溉、航运和水利等水文和地质资料,根据当地农业灌溉、航运和水利等水文和地质资料,可确定水源和取水构筑物的位置;可确定水源和取水构筑物的位置;根据城市功能分区,街道位置,用户对水量、水压和根据城市功能分区,街道位置,用户
16、对水量、水压和水质的要求,可选定水厂、调节构筑物、泵站和管网水质的要求,可选定水厂、调节构筑物、泵站和管网的位置;的位置;根据城市地形和供水压力可确定管网是否需要分区供根据城市地形和供水压力可确定管网是否需要分区供水;水;根据用户对水质要求确定是否需要分质供水等。根据用户对水质要求确定是否需要分质供水等。水源的影响水源的影响给水水源分地表水和地下水两种。给水水源分地表水和地下水两种。当地如有丰富的地下水,可在城市上游或在给水区内开凿当地如有丰富的地下水,可在城市上游或在给水区内开凿管井或大口井,井水经消毒后,由泵站送入管网,供用户管井或大口井,井水经消毒后,由泵站送入管网,供用户使用。使用。如
17、水源处于适当高程,能借重力输水,可省去一级泵站或如水源处于适当高程,能借重力输水,可省去一级泵站或二级泵站或同时省去。二级泵站或同时省去。以地表水为水源时,一般从流经城市或工业区的河流上游以地表水为水源时,一般从流经城市或工业区的河流上游取水。因地表水多半浑浊并难免受到污染,如作为生活饮取水。因地表水多半浑浊并难免受到污染,如作为生活饮用水须加以处理。用水须加以处理。城市附近水源丰富时,往往随着用水量的增长逐步发展为城市附近水源丰富时,往往随着用水量的增长逐步发展为多水源多水源给水系统,从不同部位向管网供水,给水系统,从不同部位向管网供水,优点:优点:便于分便于分期发展,供水可靠,管网内水压较
18、均匀。但设备和管理工期发展,供水可靠,管网内水压较均匀。但设备和管理工作增加。作增加。地形的影响地形的影响 中小城市如地形比较平坦,而工业用水量小、对水中小城市如地形比较平坦,而工业用水量小、对水压又无特殊要求时,可用统一给水系统;压又无特殊要求时,可用统一给水系统;大中城市被河流分隔时,两岸工业和居民用水一般大中城市被河流分隔时,两岸工业和居民用水一般先分别供给,自成给水系统,随着城市的发展,再先分别供给,自成给水系统,随着城市的发展,再考虑将两岸管网相互沟通,成为多水源的给水系统。考虑将两岸管网相互沟通,成为多水源的给水系统。取用地下水时,可考虑就近凿井取水的原则,采用取用地下水时,可考虑
19、就近凿井取水的原则,采用分地区给水系统。分地区给水系统。地形起伏较大的城市,可采用分区给水或局部加压地形起伏较大的城市,可采用分区给水或局部加压的给水系统。的给水系统。根据工业企业内的水的重复利用情况,可分为根据工业企业内的水的重复利用情况,可分为循环循环和和复用复用给水系统。给水系统。循环给水系统循环给水系统指工业生产用水用过后经适当处指工业生产用水用过后经适当处理后再行回用。在循环中,由于蒸发、渗漏及排污理后再行回用。在循环中,由于蒸发、渗漏及排污等损耗一部分水量,因此需要不断地补充新水。等损耗一部分水量,因此需要不断地补充新水。优点:优点:只需补充少量新水,节省大量用水;只需补充少量新水
20、,节省大量用水;减少取水和输入费用,节约供水投资;减少取水和输入费用,节约供水投资;减少水源污染;减少水源污染;贮存水量大,提高供水可靠性。贮存水量大,提高供水可靠性。虚线表示使用过的热水,实线表示冷却水。水在车间虚线表示使用过的热水,实线表示冷却水。水在车间4使用后,水温有所升高,送入冷却塔使用后,水温有所升高,送入冷却塔1冷却后,再由泵冷却后,再由泵站站3送回车间使用。为了节约工业用水,一般多采用这送回车间使用。为了节约工业用水,一般多采用这种系统。种系统。复用给水系统复用给水系统指根据车间对水温、水质的不同要指根据车间对水温、水质的不同要求,按程序将水重复利用,使水得到最大限度的利求,按
21、程序将水重复利用,使水得到最大限度的利用,使供水更为经济合理。用,使供水更为经济合理。如图如图1919。实线表示给水管,虚线表示排水管。水源在车间实线表示给水管,虚线表示排水管。水源在车间A使用后,水温有所升使用后,水温有所升高,然后靠本身的水压自流到冷却塔高,然后靠本身的水压自流到冷却塔2 2中冷却,再由泵站中冷却,再由泵站3 3送到其他车间送到其他车间B B使使用,最后经排水系统用,最后经排水系统4 4排入水体。采用这种系统,水资源得以充分利用,特排入水体。采用这种系统,水资源得以充分利用,特别是在车间排出的水可不经过处理或略加处理就可供其他车间使用时,更别是在车间排出的水可不经过处理或略
22、加处理就可供其他车间使用时,更为适用。为适用。水量平衡:水量平衡:冷却用水量和损耗水量、循环回用水量冷却用水量和损耗水量、循环回用水量补充水量以及排水量保持平衡。补充水量以及排水量保持平衡。目的:目的:达到合理用水,可采取的途径或是改革生产工艺,达到合理用水,可采取的途径或是改革生产工艺,减少耗水量,或是提高重复利用率,增大回用水量,减少耗水量,或是提高重复利用率,增大回用水量,以相应减少排水量。达到节约用水之目的。以相应减少排水量。达到节约用水之目的。要求:要求:根据测定结果,绘出水量平衡图以表示总循环水根据测定结果,绘出水量平衡图以表示总循环水量、各车间冷却用水量、损耗水量、循环回水量和量
23、、各车间冷却用水量、损耗水量、循环回水量和补充水量等。做到每个车间的给水排水量平衡,整补充水量等。做到每个车间的给水排水量平衡,整个循环的给水、回用水和补充水量平衡。个循环的给水、回用水和补充水量平衡。水量平衡计算水量平衡计算总用水量总用水量=新鲜水量新鲜水量+循环冷却水量循环冷却水量+回用水回用水量(重复用水量量(重复用水量“其他车间到本车间其他车间到本车间”)总排水量总排水量=冷却回水量冷却回水量+较清工业废水量较清工业废水量+污污水和废水量水和废水量+重复用水量(回用水量重复用水量(回用水量“本车间本车间到其他车间到其他车间”)总用水量总用水量=总排水量总排水量(每一车间的用水量、(每一
24、车间的用水量、排水量均满足这一公式,所有车间用水量、排水量均满足这一公式,所有车间用水量、排水量的合计值也满足这一公式)排水量的合计值也满足这一公式)冷却水的冷却水的损耗量损耗量和和补充水量。补充水量。冷却水损耗量冷却水损耗量=循环冷却水量循环冷却水量损耗百分数损耗百分数冷却塔进水量(冷却回水量冷却塔进水量(冷却回水量+补充水量)补充水量)=冷冷却塔出水量(循环冷却水量)却塔出水量(循环冷却水量)+冷却水损耗量冷却水损耗量 则有:则有:冷却回水量冷却回水量+补充水量补充水量=循环冷却水量循环冷却水量+损耗损耗水量水量补充水量补充水量=循环冷却水量循环冷却水量-冷却回水量冷却回水量+损耗损耗水量
25、水量 设计年限:设计年限:所设计的系统能够在所设计的系统能够在符合设计符合设计要要求的条件下求的条件下正常使用的年限正常使用的年限。给水工程的设计应在服从城市总体规划的前给水工程的设计应在服从城市总体规划的前提下,近远期结合,以近期为主。提下,近远期结合,以近期为主。近期近期设计年限设计年限宜采用宜采用510年年,远期远期规划年限宜采用规划年限宜采用1020年年。给水系统的给水系统的设计用水量设计用水量一般是指一般是指设计年限内最设计年限内最高日用水量高日用水量。设计用水量设计用水量是给水工程设计的主要依是给水工程设计的主要依据,是确定各种给水构筑物的规模和尺寸的基本参据,是确定各种给水构筑物
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