城市给排水中截污工程分析

朱 飞

摘要:城市给排水工程是城市基础设施重要组成部分,做好城市市政给排水规划设计,对建设一个良好的城市人居环境意义重大。截污工程作为市政给排水系统中的重要部分,对于控制城市饮用水源的水质有着重要的作用。可以说,污水截排为我们生活在城市中的居民竖立了一道安全防线,对于改善饮用水水质、提高公众健康水平意义深远。

关键词:截污工程;给排水;污水截排;截流式;分流式

中图分类号:TU991文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0068-02

城市,作为人类文明的标志,是人类群居生活的高级形式,它带给人们便利的同时,也带来了许多社会的、自然的问题,城市污水便是其中困扰许久的问题之一。市政给排水工程是城市基础设施重要组成部分,做好城市市政给排水规划设计,对建设一个良好城市人居环境意义重大,特别是在新的历史条件下,城市建设必须走可持续发展道路,提倡省地节能的理念,这要求我们市政给排水规划设计必须从解决水资源和具体技术措施两个方面进行认真思考与研究,以寻求城市水资源的合理利用,实现现代化城市的可持续发展。

一、城市截污系统

(一)截流式截污合流系统

截流式截污合流系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套沟道内截流排除的系统。早期的排水系统只是将混合污水不经处理和利用,就近直接排入水体,对水体污染非常严重。国内外的老城市几乎都是采用这一系统。近年来的老城市改造中,在原来的排水系统的基础上,沿水体岸边曾建一条截流干沟,在截流干沟和原干沟相交处还多设置了溢流井,并在于沟末端建设污水厂,形成了今天具有截污功能的截流式截污合流系统。

截流式截污排水系统的工作机制是:晴天和初雨时,所有的污水都排送到污水厂,经处理后排放到水体;随着雨量的增加,雨水径流星相应的增加,当来水流量超过截流干沟的输水能力时,将出现溢流,部分混合污水经溢流井直接溢入水体。这一系统虽然比起前期的真排系统有了很大的改进。但在雨天仍有可能有部分混合污水因直接排放而污染厂水体。

(二)分流式截污排水系统

分流式截污排水系统是将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的沟道内截污排除的系统。排除生活污水、工业废水或城市的系统称为污水截流排水系统,排除雨水的系统称为雨水截流排水系统。依据排除雨水方式的不同,分流式截污排水系统又可分为完全分流截污排水系统,不完全分流截污排水系统和半分流截污排水系统。

二、截污管布置

1.结合市政规划、交通、污水、雨水规划,治河工程与治污工程,治河工程与景观工程统筹考虑,统一建设。

2.截污管布置按照实际情况,结合规划要求,尽量沿河道行堤路布置,减少征地拆迁,降低建设投资。

3.正确的定线是合理、经济的设计截污管道系统的先决条件。定线应遵循主要原则:(1)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;(2)尽量与市政详细规划相结合,竖向设计充分考虑管线综合要求;(3)少拆迁,少占地;(4)尽量不设中途泵站,尽量不设倒虹管,减少工程投资和运行费,减少管理维护难度,确保管道畅通运行。

4.统一设计,分步实施的原则:对河道治理及截污支管进行统一设计,以便设计理念能够贯彻始终,同时控制河道建设管理用地,建设按轻重缓急分期实施。

三、截污工程过程中需要考虑的问题

(一)工程规模的确定

水源保护区(如水库)流域污水截排工程是否成功的关键,是如何确定工程规模,也就是如何确定污水截排流量的大小。

截排流量常规的计算有两种,其一是按照截流倍数的方法确定截排流量。其二是根据某一频率洪水标准的洪峰流量作为截排流量,将逐年实测的每年一次最大洪峰流量排频计算,求得年最大洪峰流量经验频率曲线,选定某一频率的洪水标准,将此洪峰流量作为截排流量。截排流量的计算还可以根据实际情况进行优化设计,以达到经济、适用的目的。

(二)污水截排的方式

在污水管网系统中,主要的排污方式有合流制排水及雨污分流制排水,通过设置截流设施达到截排的目的。截流设施有:

1.截流井。在截流系统的设计中截流井的设计至关重要,它既要截流的污水进入截污系统,达到整治水环境的目的,又要保证在大雨时不让超过截流量的雨水进入到截污系统,以防止下游截污管道的实际流量超过设计流量,避免发生污水冒出;

2.截流堰与提升泵站。截流堰与提升泵站的相互配合,有效地起到了截流排污的作用,使污水在汛期或者旱期都得到了有效地拦截;

3.调蓄池。利用调蓄池削减排水系统雨天出流的污染负荷,其运行方式是暴雨期间收集初期出流雨水,降雨停止后再将所存储的雨水输送至下游管渠或污水处理厂。

(三)截流倍数

截流倍数是指合流制管网所截流的雨水径流流量与旱季污水流量的比值。影响截流倍数取值的因素与环境因素、气象水文因素、经济因素及文明程度有关。

(四)污水量的预测参数

截污工程按面积比流量法预测污水量。结合本地区现状以及远期水质目标,参照其他同类型工程并根据以往经验,初步确定污水比流量为7000～8000T/km2·d。

Q=Kz×q0×F

其中:Q——管段设计流量(T/d)

Kz——总变化系数

q0——比流量(T/km2·d)

F——管段服务面积(km2)

依据近期污水量,按年某城市供水量增长率随时间推移而衰减的供水相对增长率方程y=0.136e-0.106x推算远期(2020年)污水量;依据近期旱季污水量计算近期雨季合流污水量,截流倍数取值n0=2.0,合流制比例取100%。后续阶段将对此进行进一步复核计算。

四、截污排水系统运行

合理选择截污系统是城市和工业企业规划设汁的重要问题。它不仅在根本上影响排水系统的设计、施工和维护管理,还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投资以及维护管理费用。通常,截污系统的选择,应当在满足环境保护需要的前提下,依据当地的具体条件,通过技术经济比较决定。现分析各系统使用情况如下:

1.截流式截污合流系统。该系统对于少雨地区的城市,雨天仅有部分混合污水不经处理直接排入水体,比直排式系统有很大的改善。然而,在多雨地区,污染可能仍然严重。为了克服这一缺陷,可设置水库储存污水,待雨后送至污水处理厂处理。这样做还有可能降低污水厂进水量的变化幅度,从而改善其运行条件。

2.完全分流截污排水系统。该排水系统因为既有污水截流排水系统,又有雨水截流排水系统,故环保效益较好。但有初期雨水的污染问题,一般其投资比截流式截污合流系统高。新建的城市及重要的工况企业,一般采用完全分流截污排水系统。

3.不完全分流截污排水系统。该系统由于只建污水处理系统,不建雨水系统,故投资较少。这一体制适用于地形适宜,有地面水体,可顺利排泄雨水的城市。发展中的城市为了分步投资,可先建污水系统,再完善雨水系统。我国很多工业区、居住区在以往建设中采用了不完全分流截污排水系统。

4.半分流截污排水系统。在生活水平高、环境质量要求高的城市可以采用。目前还没有这样的实例。

总的来说,分流截污排水系统比合流式截污排水系统灵活,能适应社会发展的需求。因此,初建的截污系统,最好能采用分流式。但若附近有较大的水体、发展又受到限制的小城市,或在雨水稀少,废水可以全部处理的地区等,采用合流式截污排水系统也是可行的。

参考文献

[1]林兵.自贡市截污管道工程设计[J].中国给水排水,2007,(22).

[2]李正堂.广州市政截污工程实施思路及建议[J].中国给水排水,2008,(6).

[3]李晓莉,李益飞.南昌市青山湖综合整治截污工程设计[J].中国市政工程,2007,(1).

[4]吴立新.老濉河截污干管工程设计与施工[J].当代建设,2002,(5).

[5]谭炎珍.广州市东濠涌截污工程的设计[J].中国给水排水,2006,(16).