城市給排水中截污工程分析

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摘要：城市給排水工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分，做好城市市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)建設(shè)一個(gè)良好的城市人居環(huán)境意義重大。截污工程作為市政給排水系統(tǒng)中的重要部分，對(duì)于控制城市飲用水源的水質(zhì)有著重要的作用?？梢哉f，污水截排為我們生活在城市中的居民豎立了一道安全防線，對(duì)于改善飲用水水質(zhì)、提高公眾健康水平意義深遠(yuǎn)。

　　關(guān)鍵詞：截污工程；給排水；污水截排；截流式；分流式

　　城市，作為人類文明的標(biāo)志，是人類群居生活的高級(jí)形式，它帶給人們便利的同時(shí)，也帶來了許多社會(huì)的、自然的問題，城市污水便是其中困擾許久的問題之一。市政給排水工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分，做好城市市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)建設(shè)一個(gè)良好城市人居環(huán)境意義重大，特別是在新的歷史條件下，城市建設(shè)必須走可持續(xù)發(fā)展道路，提倡省地節(jié)能的理念，這要求我們市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)必須從解決水資源和具體技術(shù)措施兩個(gè)方面進(jìn)行認(rèn)真思考與研究，以尋求城市水資源的合理利用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展。

　　一、城市截污系統(tǒng)

　　（一）截流式截污合流系統(tǒng)

　　截流式截污合流系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一套溝道內(nèi)截流排除的系統(tǒng)。早期的排水系統(tǒng)只是將混合污水不經(jīng)處理和利用，就近直接排入水體，對(duì)水體污染非常嚴(yán)重。國內(nèi)外的老城市幾乎都是采用這一系統(tǒng)。近年來的老城市改造中，在原來的排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，沿水體岸邊曾建一條截流干溝，在截流干溝和原干溝相交處還多設(shè)置了溢流井，并在于溝末端建設(shè)污水廠，形成了今天具有截污功能的截流式截污合流系統(tǒng)。

　　截流式截污排水系統(tǒng)的工作機(jī)制是：晴天和初雨時(shí)，所有的污水都排送到污水廠，經(jīng)處理后排放到水體；隨著雨量的增加，雨水徑流星相應(yīng)的增加，當(dāng)來水流量超過截流干溝的輸水能力時(shí)，將出現(xiàn)溢流，部分混合污水經(jīng)溢流井直接溢入水體。這一系統(tǒng)雖然比起前期的真排系統(tǒng)有了很大的改進(jìn)。但在雨天仍有可能有部分混合污水因直接排放而污染廠水體。

　　（二）分流式截污排水系統(tǒng)

　　分流式截污排水系統(tǒng)是將污水和雨水分別在兩套或兩套以上各自獨(dú)立的溝道內(nèi)截污排除的系統(tǒng)。排除生活污水、工業(yè)廢水或城市的系統(tǒng)稱為污水截流排水系統(tǒng)，排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水截流排水系統(tǒng)。依據(jù)排除雨水方式的不同，分流式截污排水系統(tǒng)又可分為完全分流截污排水系統(tǒng)，不完全分流截污排水系統(tǒng)和半分流截污排水系統(tǒng)。

　　二、截污管布置

　　1．結(jié)合市政規(guī)劃、交通、污水、雨水規(guī)劃，治河工程與治污工程，治河工程與景觀工程統(tǒng)籌考慮，統(tǒng)一建設(shè)。

　　2．截污管布置按照實(shí)際情況，結(jié)合規(guī)劃要求，盡量沿河道行堤路布置，減少征地拆遷，降低建設(shè)投資。

　　3．正確的定線是合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)截污管道系統(tǒng)的先決條件。

　　定線應(yīng)遵循主要原則：

　　（1）應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出；

　?。?）盡量與市政詳細(xì)規(guī)劃相結(jié)合，豎向設(shè)計(jì)充分考慮管線綜合要求；

　?。?）少拆遷，少占地；

　?。?）盡量不設(shè)中途泵站，盡量不設(shè)倒虹管，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)，減少管理維護(hù)難度，確保管道暢通運(yùn)行。

　　4．統(tǒng)一設(shè)計(jì)，分步實(shí)施的原則：對(duì)河道治理及截污支管進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，以便設(shè)計(jì)理念能夠貫徹始終，同時(shí)控制河道建設(shè)管理用地，建設(shè)按輕重緩急分期實(shí)施。

　　三、截污工程過程中需要考慮的問題

　　（一）工程規(guī)模的確定

　　水源保護(hù)區(qū)（如水庫）流域污水截排工程是否成功的關(guān)鍵，是如何確定工程規(guī)模，也就是如何確定污水截排流量的大小。

　　截排流量常規(guī)的計(jì)算有兩種，其一是按照截流倍數(shù)的方法確定截排流量。其二是根據(jù)某一頻率洪水標(biāo)準(zhǔn)的洪峰流量作為截排流量，將逐年實(shí)測的每年一次最大洪峰流量排頻計(jì)算，求得年最大洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，選定某一頻率的洪水標(biāo)準(zhǔn)，將此洪峰流量作為截排流量。截排流量的計(jì)算還可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用的目的。

　　（二）污水截排的方式

　　在污水管網(wǎng)系統(tǒng)中，主要的排污方式有合流制排水及雨污分流制排水，通過設(shè)置截流設(shè)施達(dá)到截排的目的。截流設(shè)施有：

　　1．截流井。在截流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中截流井的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它既要截流的污水進(jìn)入截污系統(tǒng)，達(dá)到整治水環(huán)境的目的，又要保證在大雨時(shí)不讓超過截流量的雨水進(jìn)入到截污系統(tǒng)，以防止下游截污管道的實(shí)際流量超過設(shè)計(jì)流量，避免發(fā)生污水冒出；

　　2．截流堰與提升泵站。截流堰與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?cái)r截；

　　3．調(diào)蓄池。利用調(diào)蓄池削減排水系統(tǒng)雨天出流的污染負(fù)荷，其運(yùn)行方式是暴雨期間收集初期出流雨水，降雨停止后再將所存儲(chǔ)的雨水輸送至下游管渠或污水處理廠。

　　（三）截流倍數(shù)

　　截流倍數(shù)是指合流制管網(wǎng)所截流的雨水徑流流量與旱季污水流量的比值。影響截流倍數(shù)取值的因素與環(huán)境因素、氣象水文因素、經(jīng)濟(jì)因素及文明程度有關(guān)。

　　（四）污水量的預(yù)測參數(shù)

　　截污工程按面積比流量法預(yù)測污水量。結(jié)合本地區(qū)現(xiàn)狀以及遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)，參照其他同類型工程并根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，初步確定污水比流量為7000～8000T/km²·d。

　　Q=Kz×q0×F

　　其中：Q—管段設(shè)計(jì)流量（T/d）

　　Kz—總變化系數(shù)

　　q0—比流量（T/km²·d）

　　F—管段服務(wù)面積（km²）

　　依據(jù)近期污水量，按年某城市供水量增長率隨時(shí)間推移而衰減的供水相對(duì)增長率方程y=0.136e-0.106x推算遠(yuǎn)期（2020年）污水量；依據(jù)近期旱季污水量計(jì)算近期雨季合流污水量，截流倍數(shù)取值n0=2.0，合流制比例取100%。后續(xù)階段將對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步復(fù)核計(jì)算。

　　四、截污排水系統(tǒng)運(yùn)行

　　合理選擇截污系統(tǒng)是城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃設(shè)汁的重要問題。它不僅在根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)管理，還對(duì)城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)；同時(shí)，也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資以及維護(hù)管理費(fèi)用。通常，截污系統(tǒng)的選擇，應(yīng)當(dāng)在滿足環(huán)境保護(hù)需要的前提下，依據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定?，F(xiàn)分析各系統(tǒng)使用情況如下：

　　1．截流式截污合流系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)于少雨地區(qū)的城市，雨天僅有部分混合污水不經(jīng)處理直接排入水體，比直排式系統(tǒng)有很大的改善。然而，在多雨地區(qū)，污染可能仍然嚴(yán)重。為了克服這一缺陷，可設(shè)置水庫儲(chǔ)存污水，待雨后送至污水處理廠處理。這樣做還有可能降低污水廠進(jìn)水量的變化幅度，從而改善其運(yùn)行條件。

　　2．完全分流截污排水系統(tǒng)。該排水系統(tǒng)因?yàn)榧扔形鬯亓髋潘到y(tǒng)，又有雨水截流排水系統(tǒng)，故環(huán)保效益較好。但有初期雨水的污染問題，一般其投資比截流式截污合流系統(tǒng)高。新建的城市及重要的工況企業(yè)，一般采用完全分流截污排水系統(tǒng)。

　　3．不完全分流截污排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由于只建污水處理系統(tǒng)，不建雨水系統(tǒng)，故投資較少。這一體制適用于地形適宜，有地面水體，可順利排泄雨水的城市。發(fā)展中的城市為了分步投資，可先建污水系統(tǒng)，再完善雨水系統(tǒng)。我國很多工業(yè)區(qū)、居住區(qū)在以往建設(shè)中采用了不完全分流截污排水系統(tǒng)。

　　4．半分流截污排水系統(tǒng)。在生活水平高、環(huán)境質(zhì)量要求高的城市可以采用。目前還沒有這樣的實(shí)例。

　　總的來說，分流截污排水系統(tǒng)比合流式截污排水系統(tǒng)靈活，能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。因此，初建的截污系統(tǒng)，最好能采用分流式。但若附近有較大的水體、發(fā)展又受到限制的小城市，或在雨水稀少，廢水可以全部處理的地區(qū)等，采用合流式截污排水系統(tǒng)也是可行的。

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