水污染控制工程上册.docx

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水污染控制工程上册

水污染控制工程复习题

第一章排水系统概论

一、名词解释

1、环境容量

答：

污水的最终处置或者是返回自然水体、土壤、大气；或者是经过人工处理，使其再生成为一种资源回到生产过程；或者采取隔离措施。

其中关于返回到自然界的处理，因自然环境具有容纳污染物质的能力，但具有一定界限，不能超过这种界限，否则会造成污染。

环境的这种容纳界限称环境容量。

2、排水体制

答：

在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。

这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。

污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。

二、填空

1、污水按照来源不同，可分为生活污水、工业废水、和降水3类。

2、根据不同的要求，经处理后的污水其最后出路有：

排放水体、灌溉农田、重复使用。

3、排水系统的体制一般分为：

合流制和分流制两种类型。

三、简答题

1、污水分为几类，其性质特征是什么？

答：

按照来源的不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水3类。

生活污水是属于污染的废水，含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素和氨氮等，还含有肥皂和合成洗涤剂等，以及常在粪便中出现的病原微生物，如寄生虫卵和肠西传染病菌等。

工业废水是指工业生产中所排出的废水，来自车间或矿场。

由于各种工厂的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水成分的不同，使工业废水的水质变化很大。

降水即大气降水，包括液态降水和固态降水，一般比较清洁，但其形成的径流量较大，则危害较大。

2、何为排水系统及排水体制？

排水体制分几类，各类的优缺点，选择排水体制的原则是什么？

答：

在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。

这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。

污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。

排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型。

从环境保护方面来看，如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的；但这时截流主干管尺寸很大，污水厂容量增加很多，建设费用也相应地增高。

分流制是将城市污水全部送至污水厂进行处理。

但初雨径流未加处理就直接排入水体，对城市水体也会造成污染，有时还很严重，这是它的缺点。

合理地选择排水系统的体制，是将城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。

它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期建设费用以及维护和管理费用。

通常，排水系统体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定。

而环境保护应是选择排水体制时所考虑的主要问题。

3、排水系统主要由哪几部分组成，各部分的用途是什么？

答：

城市污水包括排入城镇污水管道的生活污水和工业废水。

将工业废水排入城市生活污水排水系统，就组成城市污水排水系统。

城市生活污水排水系统由下列几个主要部分组成：

1）

2）室内污水管道系统及设备。

其作用是收集生活污水，并将其排送至室外居住小区污水管道中去。

3）

4）室外污水管道系统。

分布在地面下的依靠重力流输送污水至泵站、污水厂或水体的管道系统统称为室外污水管道系统。

5）

6）污水泵站及压力管道。

污水一般以重力流排除，但往往由于受到地形等条件的限制而发生困难，这时就需要设置泵站。

7）

8）污水厂。

供处理和利用污水、污泥的一系列构筑物及附属构筑物的综合体称污水处理厂。

9）

10）出水口及事故排出口。

污水排入水体的渠道和出口称出水口，它是整个城市污水排水系统的终点设备。

工业废水排水系统，由下列几个主要部分组成：

1）

2）车间内部管道系统和设备。

主要用于收集各生产设备排除的工业废水，并将其排送至车间外部的厂区管道系统中去。

3）

4）厂区管道系统。

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。

5）

6）污水泵站及压力管道。

7）

8）废水处理站。

是回收和处理废水与污泥的场所。

雨水排水系统的主要组成部分

1）

2）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，并将其排入室外的雨水管渠系统中去。

3）

4）居住小区或工厂雨水管渠系统。

5）

6）街道雨水管渠系统。

7）

8）排洪沟。

9）

10）出水口。

4、排水系统布置形式有哪几种？

答：

排水系统的布置形式有：

正交式、截流式、平行式、分区式、分散式、环绕式。

5、排水工程基建程序分为几个阶段？

答：

1、可行性研究阶段，可行性研究是论证基建项目在经济上、技术上等方面是否可行。

2、计划任务书阶段，计划任务书确定基建项目、编制设计文件的主要依据。

3、设计阶段，设计单位根据上级有关部门批准的计划任务书文件进行设计工作，并编制概预算。

4、组织施工阶段，建设单位采用施工招标或其他形式落实实施施工工作。

5、竣工验收交付使用阶段，建设项目建成后，竣工验收交付生产使用是建筑安装施工得最后阶段。

第二章污水管道系统的设计

1、

2、填空题

1.污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为（设计充满度），当h/D=1时称为（满流）；h/D<1时称为（不满流）。

2.

3.污水管道的最小设计流速为（0.6m/s）。

4.

5.给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越（小）。

6.

7.管道定线一般按（主干管）、（干管）、（支管）顺序依次进行。

8.

9.管道衔接的方法通常有（水面平接）和（管顶平接）两种。

二名词解释

1.

2.日变化系数：

一年中最大日污水量与平均日污水量的比值；

时变化系数：

最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值；

总变化系数：

最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。

3.

4.设计流速：

和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。

5.

6.不计算管段：

一般根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，进一步估算出设计管段服务的排水面积。

若设计管段服务的排水面积小于此值，即直接采用最小管径和相应的最小坡度而不再进行水力计算。

这种管段称为不计算管段。

7.

8.覆土厚度：

管道外壁顶部到地面的距离；

埋设深度：

管道内壁底到地面的距离。

9.

10.本段流量：

从管段沿线街坊流来的污水量；

传输流量：

从上游管段和旁侧管段流来的污水量；

集中流量：

从工业企业或其它大型公共建筑物流来的污水量。

三、简答题

1.污水管段定线的一般原则和方法是什么？

答：

定线应遵循的主要原则是：

应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。

定线时考虑的几个因素是：

地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。

2.何谓污水管道系统的控制点？

通常情况下如何确定其控制点的高程？

答：

在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点。

确定控制点的标高：

一方面应根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污水都能够排出，并考虑发展，在埋深上适当留有余地。

另一方面，不能因照顾个别控制点而增加整个管道系统的埋深。

3.当污水管道的埋设深度已接近最大允许埋深而管道仍需继续向前埋设时，一般采取什么措施？

答：

当管道埋深接近最大埋深时，为提高下游管道的管位，一般设置泵站。

4.城市污水回用工程的意义？

回用系统的组成？

答：

意义：

城市污水经处理再生后，课作为城市第二水源再利用，既可节约水资源，又使污水无害化，起到保护环境、控制水污染、缓解水源不足的重要作用，尤其在缺水地区其作用更加明显。

组成：

城市污水回用系统一般由污水收集系统、再生水厂、再生水输配系统和回用水管理等部分组成。

四计算题

1、下图为污水设计管道示意图，已知1-2管段生活污水设计流量为50l/s，工厂集中流量q=30l/s，2-3管段生活污水本段流量为40l/s，求2-3管段的污水设计流量。

q

13

2

答：

2-3管道的转输流量为50l/s，集中流量为30l/s，本段流量为40l/s，生活污水流量为：

90l/s，查表得生活污水量总变化系数为1.633。

故管道2-3的设计流量为：

30+1.633（50+40）=176.97l/s

2、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258t，废水量定额8.2m3/d活畜，总变化系数1.8，三班制生产，每班8h。

最大班职工人数560人，其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的50％，使用淋浴人数按85％计，其余50％的职工在一般车间工作，使用淋浴人数按40％计。

工厂居住区面积9.5ha，人口密度580cap/ha，生活污水定额160L/cap·d，各种污水由管道汇集送至污水处理站，试计算该厂的最大时污水设计流量。

答：

居住区生活污水设计流量为：

工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量为：

工业废水设计流量：

该厂的最大时污水设计流量为：

21.94+6.79+44.075=72.805L/s

第三章雨水管渠系统的设计

一、名词解释

1、

2、降雨量：

指降雨的绝对量，即降雨深度。

3、

4、年平均降雨量：

指多年观测所得的各年降雨量的平均值。

5、

6、月平均降雨量：

指多年观测所得的各月降雨量的平均值。

7、

8、年最大日降雨量：

指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。

9、

10、暴雨强度：

指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用i表示。

11、

12、降雨面积：

指降雨所笼罩的面积。

13、

14、汇水面积：

指雨水管渠汇集雨水的面积。

15、

16、集水时间如何确定，写出集水时间的表达式，及各个部分的含义。

集水时间t=t1+mt2

其中t1是地面集水时间，t2是管内雨水流行时间

m是折减系数。

二、填空题

1、某小区内沥青路面的面积为1.5ha，屋面的面积为3.5ha，绿化面积2.0ha，其中路面和屋面的径流系数为0.90、绿地的径流系数为0.15。

那么该小区内的平均径流系数是0.69.

2、在计算集水时间时，折减系数m的取值是：

管道采用2，明渠采用1.2。

3、雨水管道的最小管径是300mm。

4、雨水管的衔接方式是管顶平接，雨水管道的充满度是1。

三、计算题

1、

2、通过降雨资料得知，5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大降雨量分别是15、21.3、27.5、32.0、45.5、45.5、46.7、47.2、48.0mm。

试计算各历时的最大平均暴雨强度i（mm/min）及q（L/（s·ha））的值。

答：

用i=H/t,q=167i计算。

答案分别是：

3、2.13、1.83、1.6、1.52、1.01、0.78、0.52、0.40；501、355.71、305.61、267.2、253.84、168.67、130.26、86.84、66.8。

2、雨水管道平面布置如图所示。

图中各设计管段的本段汇水面积标注在图上，单位以ha计，假定设计流量均从管段起点进入。

已知当重现期P=1a时，暴雨强度公式为：

经计算，径流系数Ψ=0.6.取地面集水时间t1=10min，折减系数m=2.各管段的长度以m计，管内流速m/s计。

数据如下：

L1-2=120，L2-3=130，L4-3=200，L3-5=200；v1-2=1.0，v2-3=1.2，v4-3=0.85，v3-5=1.2.试求各管段的雨水设计流量为多少L/s？

（计算至小数后一位）

解：

暴雨强度公式：

q=167i=

根据已知条件，FA面积上产生的最大流量：

QA=ΨqF=0.6×

×FA

=0.6×241.79×2.3=333.7（L/s），所以管段1-2的最大设计流量为333.7（L/s）。

管道2-3的设计流量按下面两种情况计算。

1）

2）第一种情况：

最大流量可能发生在全部FB面积参与径流时。

这时FA中仅部分面积的雨水能流达管道2-3参与径流，管道2-3的最大流量为：

Q=

式中F’A为在

时间内流到2点的FA上的那部分面积。

为1min的汇水面积，所以F’A=

×（

）=

代入上次得出：

3）

4）第二种情况：

最大流量可能发生在全部FA面积参与径流时。

这时FB的最大流量已流过2点，2点的最大流量为：

按上述两种情况计算的结果，选择其中最大流量Q=608.7L/s作为2点，所以管道2-3的设计流量为608.7L/s。

FC面积上产生的最大流量：

QC=ΨqF=0.6×

×FC

=0.6×241.79×2.42=351.08（L/s），所以管段1-2的最大设计流量为351.1（L/s）。

管道3-5的设计流量：

当FA的全部面积参与径流时，管道3-5的流量最大

所以管道3-5的设计流量为829.0（L/s）。

第四章合流制管渠系统的设计

一、名词解释

1.旱流流量：

合流管渠的设计流量包括3个部分，即雨水的设计流量Qr、生活污水的平均流量Qs和工业废水最大班的平均流量Qi。

其中生活污水的平均流量Qs和工业废水最大班的平均流量Qi之和称为晴天的设计流量，有时又称为旱流流量Qf。

2.截流倍数：

合流制排水管渠在截流干管上一般设置截流井。

不从溢流井泄出的雨水量，通常按旱流流量Qf的指定倍数计算，该指定倍数称为截留倍数n0。

二、简答题

1．比较分流制与合流制的优缺点。

答：

分流制与合流制优缺点比较：

从环境保护方面来看，如果采用全处理式合流制，从控制和防止水体的污染来看效果较好，但这时主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应地增高。

采用截流式合流制时，雨天局部分混合污水通过溢流井直接排入水体，对环境影响较大。

分流制可以将城市污水全部送至污水厂进行处理．但初降雨水径流未加处理直接排入水体，这是它的缺点。

近年来，国内外对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重。

分流制虽然具有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以是城市排水系统体制发展的方向。

从造价方面来看，合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%—40％；可是，合流制的污水厂却比分流制的造价要高。

从总造价来看完全分流制比合流制高，从初期投资来看，不完全分流制因初期只建污水排水系统，因而可行省初期投资费用。

此外，又可缩短施工期，发挥工程效益也快。

而合流制和完全分流制的初期投资均比不完全分流制要大。

从维护管理方由来看．晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时可达满管流，因而晴天时合流制管内流速较低，易于产生沉淀。

晴天和雨天时流入污水f的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理中的复杂性。

而分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀。

同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。

2．小区排水系统宜采用分流制还是合流制？

答：

小区排水系统宜采用分流制还是合流制取决于以下几个方面：

（1）如果满足下述情形可考虑采用合流制：

排水区域内有一处或多处水源充沛的水体，其流量和流速都足够大，一定量的混合污水排入后对水体造成的污染危害程度在允许的范围以内；

街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗渠排除雨水，而街道横断面又窄，管渠的设置位置受到限制时，可考虑采用合流制；

地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不受淹没。

污水在中途不需要泵汲。

其中，上述条件的第一条是主要的，也就是说，在采用合流制管渠系统时，首先应满足环境保护的要求，即保证水体所受的污染程度在允许的范围内，只有在这种情况下课根据实际情况合理选用合流制管渠系统。

（2）如果不能满足上述合流制适用条件，或者环境保护要求较高，亦或是当小区内有生产污水且含有毒物质，其浓度又超过允许的卫生标准时，则必须采用分流制。

3．简述截流式管渠系统的布置特点。

答：

截流式管渠系统的布置特点有以下几点：

（1）管渠的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理的排入管渠，并能以坑能的最短距离坡向水体。

（2）沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井，使超过截流干管设计输水能力的那部分混合污水能顺利地通过溢流井就近排入水体。

（3）必须合理地确定溢流井的数目和位置，以便尽可能减少对水体的污染、减小截流干管的尺寸和缩短排放渠道的长度。

（4）在合流制管渠系统的上游排水区域内，如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设污水管道。

只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流管渠。

第五章排水管渠的材料、接口及基础

一、填空题

1．常用的管渠断面形式有（圆形）、（半椭圆形）、（马蹄形）、（矩形）、（梯形）、（蛋形）。

2．混凝土管管口通常有（承插式）、（企口式）、（平口式）。

3．排水管道的基础一般由（地基）、（基础）、（管座）3个部分组成。

二、简答题

1．排水管渠为什么采用圆形断面？

答：

圆形断面有较好的水力性能，在一定的坡度下，指定的断面面积具有最大的水力半径，因此流速大，流量也大。

此外，圆形管便于预制，使用材料经济，对外压力的抵抗力较强，若挖土的形式与管道相称时，能获得较高的稳定性，在运输和施工养护方面也较方面。

因此是最常用的一种管渠断面形式。

2．对排水管渠的材料有何要求？

通常采用的排水管渠有哪几种？

答：

对排水管渠的材料有以下要求：

（1）排水管渠必须有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压；

（2）排水管渠应具有能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的性能；

（3）排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；

（4）排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小；

（5）排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工的费用。

常用的排水管渠有混凝土管和钢筋混凝土管，陶土管，金属管，浆砌砖、石或钢筋混凝土大型管渠以及其它管材。

3．对排水管渠的接口、基础有什么要求？

常用的接口和基础类型有哪几种？

其适用范围的情况如何？

答：

对排水管渠的接口、基础有以下要求：

接口应具有足够的强度、不透水、能抵抗污水或地下水的浸蚀并有一定的弹性。

基础要有足够的承受载荷的能力和可靠的稳定性，否则排水管道可能会产生不均匀沉陷，造成管道错口、断裂、渗透等现象，导致对附近地下水的污染，甚至影响附近建筑物的基础。

常用的接口形式有柔性、刚性和半柔半刚性3种。

常用的接口方法有以下几种：

1）

2）水泥砂浆抹带接口，属刚性接口，一般适用于地基土质较好的雨水管道或用于地下水位以上的污水支线上；

3）

4）钢丝网水泥砂浆抹带接口，属刚性接口，适用于地基土质较好的具有带形基础的雨水、污水管道上；

5）

6）石棉沥青卷材接口，属柔性接口，一般适用于地基沿管道轴向沉陷不均匀地区；

7）

8）橡胶圈接口，属柔性接口，适用于施工地段土质较差，地基硬度不均匀，或地震地区；

9）

10）预制套环石棉水泥（或沥青砂）接口，属半刚半柔接口，适用于地基不均匀地段，或地基经过处理后管段可能产生不均匀沉陷且位于地下水位以下，内压低于10m的管道上；

11）

12）顶管施工常用的接口形式

1.

2.混凝土（或铸铁）内套环石棉水泥接口，一般只用于污水管道；

3.

4.沥青油毡、石棉水泥接口和马辫（或塑料圈）石棉水泥接口，一般只用于雨水管道。

常用的管道基础有3种：

1）

2）砂土基础：

包括弧形素土基础及砂垫层基础

弧形素土基础适用于无地下水、原土能挖成弧形的干燥土壤；

砂垫层基础适用于无地下水，岩石或多石土壤。

3）

4）混凝土基础：

适用于干燥土壤中的雨水管道及不太重要的污水管道。

5）

6）混凝土带形基础：

适用于各种潮湿土壤，以及地基软硬不均匀的排水管道。

第六章排水管渠系统上的构筑物

一填空题

1检查井由（井底（包括基础））、（井身）、（井盖（包括盖底））3个部分组成。

2常用的跌水井有两种型式：

（竖管式）和（溢流堰式）。

二、简答题

1．排水管渠的附属构筑物有哪些？

简述其作用。

答：

排水管渠的附属构筑物包括雨水口、连接暗井、溢流井、检查井、跌水井、水封井、倒虹管、冲洗井、防潮门、出水口等，其作用如下：

1　

2　雨水口：

在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物；

3　

4　连接暗井：

雨水口以连接管与街道排水管渠的检查井相连。

当排水管径大于800mm时，也可在连接管与排水管连接处不另设检查井，而设连接暗井；

5　

6　溢流井：

在截流式合流制管渠系统中，通常在合流管渠与截流干管的交汇处设置溢流井；

7　

8　检查井：

为便于对管渠系统作定期检查和清通，必须设置检查井；

9　

10　跌水井：

当检查井内衔接的上下游管渠的管底标高跌落差大于1m时，为消减水流速度，防止冲刷，在检查井内应有消能措施，这种检查井称跌水井；

11　

12　水封井：

当检查井内具有水封措施，以便隔绝易爆、易燃气体进入排水管渠，使排水管渠在进入可能遇火的场地时不致引起爆炸或火灾，这样的检查井称为水封井；

13　

14　倒虹管：

排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管；

15　

16　冲洗井：

当污水管内的流速不能保证自清时，为防止淤塞，可设置冲洗井；

17　

18　防潮门：

临海城市的排水管渠往往受潮汐的影响，为防止涨潮时潮水倒灌，在排水管渠出水口上游的适当位置上应设置装有防潮门（或平板闸门）的检查井；

19　

20　出水口：

污水排入水体的渠道的出口称为出水口。

第七章排水管渠系统的管理和养护

一．填空题

1，排水管渠内常见的故障有污物淤塞管道，过重的外荷载，地基不均匀沉降，污水的侵蚀作用。

2，管渠管理养护的任务是验收排水管渠，监督排水管渠使用规则的执行，经常检查、冲洗或清洗排水管渠以维持其通水能力，修理管渠及其构筑物，并处理意外事故。

3，排水管渠清洗的方法主要有水力方法和机械方法两种。

二简答题1简述水力清通管道的原理

首先用一个一端由钢丝绳系在绞车上的橡皮气塞或木桶橡皮刷堵住检查井下游管段的进口，使检查井上游管段充水。

待上游管中充满并在检查井中水位抬高至1m左右以后，突然放走气塞中部分，使气塞缩小，气塞便在水流的推动下往下游浮动而刮走污泥，同时水流在上游较大水压作用下，以较大的流速从气塞底部冲向下游管段，这样，沉积在管底的淤泥便在气塞和水流的冲刷作用下排向下游检查井，管道本身则得到清洗。

2简述机械清通的原理

首先用竹片穿过需要清通的管渠段，竹片一端系上钢丝绳，绳上系住清通工具的一端。

在清通管渠段两端检查井上各设一台绞车，当竹片穿过管渠段两端检查井上各设一架绞车，当竹片穿过管渠段后将钢丝绳系在一架绞车上，清通工具的另一端通过钢丝绳系在另一架绞车上。

然后利用绞车往复绞动钢丝绳，带动清通工具将淤泥刮至下游检查井内，使管渠得以清通。