市政给排水设计中节能设计的应用

陈 卫

（昆明民用建筑设计研究院有限公司，云南 昆明 650000）

节能理念出现已久，并且已经在市政给排水及其他众多施工建设工程中得到了有效应用。但当前有关市政给排水节能设计的相关研究中，理论研究占多数，实际应用不多。文中研究不仅可为相关研究人员提供一定理论参考，同时也能够为市政给排水节能设计及其实际应用给予必要的实践指导与帮助。

1 市政给排水节能设计的重要意义

在社会经济的长足发展下，人们在频繁开展各种生产与生活的活动中，产生的污水、废水量也越来越大。与此同时，降雨也会使得地面上的地表径流不断积累，因此市政给排水工程需要对各种雨水、污水等进行集中统一处理，有效为广大民众创造良好的生活环境[1]。而将绿色环保、低碳节能的理念运用在市政给排水设计中，特别是将各种先进的节能技术手段引入其中，可以在有效发挥市政给排水工程自身应有效用的同时，大大提升水资源的利用率，将水资源损耗减至最少。通过对水资源进行集中收集与回收再利用，还能够在避免出现浪费水资源问题之余，实现城市生态环境的进一步优化，促进城市真正实现可持续发展。

2 市政给排水项目概况

文章以某地区的给排水施工工程为例，阐述市政给排水中节能设计的应用。该工程的主要建设内容被细分成室内与室外两部分，其中室外建设主要包括室外绿化与热力给水管网、室外生活与生产污水、废水管网等。该工程中使用的管道材料以HDPE双壁波纹管和钢筋混凝土管为主，该工程共设计建设30座污水检查井与25座雨水检查井，同时设置33座雨水口。为了能够达到有效节约水资源、保护周围生态环境，同时最大程度提升市政给排水工程使用效益的目的，要求在该工程中使用节能设计的方式。

3 市政给排水设计中节能设计的应用

3.1 排水体制科学规划

以往市政给排水设计通常会选择使用合流制的排水设计，在基于合流制的排水设计中，由污水处理厂负责集中收集和处理所在地区的各种生活与生产污水、废水等，待将其中的各类有毒有害物质、杂质等一并去除，转化成符合国家规定排放要求的中水后，再将其排放至指定水域中。虽然此种方式可在一定程度上达到控制水污染的效果，但随着城市化进程的不断发展，人们生产与生活中产生的用水、废水等水量越来越大，因此也对污水处理厂的规模、处理能力等提出了更高的要求。加之合流制下的排水设计要求采用截留的方式对雨水以及生产生活污水和废水等进行处理，导致其所需截留管道量及由此产生的工程量也相对较大，由此难以达到节能的目标要求。

为此，经过综合考量，在该市政给排水设计中，相关工作人员在节能理念的驱动下，主动立足所在地的发展情况与水处理要求，选择采用分流制的排水设计方式。即以水的密度、来源等作为依据，借助专门的自动分流装置，对工业生产废水、生活污水、雨水等各种水体进行自动、准确分流，使得工作人员可根据各水体的具体类型有针对性地采用相应的处理工艺，以此达到提升水资源利用效率和市政给排水节能性的目的[2]。例如自然降水等过程中形成的雨水，在分流制排水系统设计下，可直接进入专门的雨水管道中，通过有效截污处理，经由泵站可直接排放至水体中，或是进行集中存储作为绿化用水等。基于分流制下的市政排水设计效果示意图如图1所示。

图1 分流制市政排水设计效果示意图

3.2 给水系统降低能耗

在许多城市的给水系统中，主要由泵站以及各种水泵负责完成加压等各项操作后，将自来水输送至市政给水管网中，供所在城市地区居民使用。但鉴于水泵机组中的水泵数量较多，特别是在缺乏合理配置的情况下，势必会导致水泵机组出现大量耗能。因此，该市政给排水工程在节能设计中，要求相关工作人员从用户实际用水情况出发，结合具体用水高峰时段，合理选择水泵类型及数量，对市政给水系统能耗进行有效控制。在此过程中，工作人员还设计使用减压阀，将其规范安设在给水系统的指定位置，用以适当降低给水管道压力，从而可有效保障给水管道中各相关附件正常使用，延长其使用寿命的同时也能够避免出现给水管道跑漏滴水等浪费水资源的情况。而在供水设计中，为方便广大城市居民取用热水，同时达到节能的目的，工作人员积极运用太阳能等清洁型可再生资源，配合使用分区供水的模式，利用管网叠压变频对管道压力进行灵活调节，同时选择有一定倾斜角度的坡下，作为市政排水管道的设计位置，利用自然的地形地势优势实现水体自流，令管网能够长期稳定地为广大民众供水[3]。

3.3 绿色污水处理技术

将各种绿色节能的技术手段运用在市政给排水的污水处理设计中，可以在实现水资源充分利用之余，获得更多的水资源利用效益，切实解决城市污水处理问题。例如该市政给排水工程中原本设计使用钢筋混凝土管，但后期设计人员发现随着使用时间的延长，此类管材容易受到水体侵蚀作用影响而出现接口损坏或管体开裂等问题，导致污水渗漏其中，对地下水体造成污染。因此，后期在实际施工时，工作人员改为选用高密度聚乙烯材料制成的新型管材，此类管材具有无毒无害、节能环保、耐腐蚀力强、重量轻等诸多优势特点，对于提升整体市政给排水施工效率、控制施工成本等均具有积极效用。除此之外，工作人员还将国外先进的SPR污水处理技术引入其中，该技术将物理与化学污水处理工艺相结合，同时运用水力学原理，所构成的污水处理系统具有高效、处理速度快等特点，可同时对工业废水、生活污水等进行有效处理。经由该系统处理后的中水，可直接作为工业用水或是城市绿化用水等。SPR污水处理的基本工艺流程如图2所示。

图2 SPR污水处理工艺流程示意图

3.4 雨水回收与再利用

在市政给排水节能设计中，加强对雨水资源的充分使用，是有效缓解城市用水紧张、提升水资源综合使用效益的关键。虽然眼下已经有许多城市地区已经开始正确认识到雨水资源利用的重要性，但其通常只是简单借助雨水口将雨水或其他地表径流集中排至市政给排水管网中，而后利用水体自流或是加压处理等方式将部分雨水直接排入河道，其余部分雨水资源则渗透至地下，作为地下水的补充。此种方式对雨水资源的利用较为有限，因此该市政给排水工程，利用海绵城市理念构建综合化雨水回收系统。该系统主要由收集过滤系统、蓄存回用与保鲜系统、溢流排放系统等共同构成。以其中的雨水蓄存回用和保险系统为例，在该系统中，设置在路面两侧位置处的贮水池负责用于集中贮存雨水，其与蓄水井中所设置的过滤和净化装置可对雨水进行有效处理，同时在水体自净作用下，最终可将雨水资源转化成城市绿化以及消防等用水。此外，考虑到雨水在长期密封存储过程中极易产生异味，因此该系统还通过运用具有良好透气性能的沙基材料，用以将雨水当中的部分有机物去除。同时，将防渗性能与透气性能较好的砂石均匀铺设在蓄水池的底部，在雨水收集回收后优先进行净化处理和再利用。此时，蓄水池内储存的雨水在此类材料的作用下，其含氧量可得到适当提升，有助于提高整体水质。基于海绵城市的雨水回收再利用系统如图3所示。

图3 雨水综合利用系统

4 结束语

综上所述，在市政给排水工程设计中，相关工作人员需要充分结合工程实际，严格遵循国家相关标准要求，对排水体制进行合理规划，对给水系统能耗进行有效控制，尽可能选用节能型的给排水管网材料。同时，将各种先进节能污水处理技术、雨水资源综合利用技术等引入其中，从而有效落实市政给排水节能设计施工，并获得良好的节能效益。