排水体制（共9篇）
排水体制 篇1
1 城市排水体制的划分
城市排水体制分为分流制排水系统和合流制排水系统。当生活污水、工业废水、降水径流用两个或两个以上的排水管渠系统来汇集和输送时, 称为分流制排水系统。其中汇集生活污水和工业废水中生产污水的系统称为污水排除系统:汇集和排泄降水径流和不需要处理的工业废水的系统称为雨水排除系统:只排除工业废水的称为工业废水排除系统。将生活污水、工业废水和降水用一个管道系统汇集输送的称为合流制排水系统。其又分为直排式合流制排水系统和截流式合流制排水系统。截流式合流制排水管道系统统称具备溢流设施, 用以限制输送至当地污水处理厂的水量。由于溢流出来的雨水也就近排入河道, 因此从水量角度而言, 截流式合流制排水系统对于排水区域的影响与分流制雨水系统实际上是相同的。从造价上看, 雨污合流制设一套排水管道系统, 管道工程量较小, 泵站规模和污水厂规模较大, 运行成本高;分流制排水系统, 虽然设置两套管道系统, 但一般雨水可就近排入河流, 泵站一般仅提升污水, 故泵站和污水厂的规模大大减少, 运行成本也较低。目前, 直排式合流制排水系统在我国已经禁止采用, 截流式合流制排水系统在旧城区和中小城市仍在应用。
2 我国城市排水体制现状
我国城市早期都是采用直泄式合流制排水系统, 后有些城市改造为截流式合流制排水系统, 一些则逐渐 (或计划) 将合流制改为分流制。市政建设管道虽然分为雨水管道、污水管道, 但是雨水管道里有污水, 污水管道里有雨水, 实际上成了两条合流制管道。为解决这种状况, 不得不建设截留管道, 在排水管道上采取相应措施, 让排水在日常无雨或小雨天气下不进入天然水体, 而是进入处理厂进行处理。由于合流制系统改造成分流制的困难重重, 我国多数城市旧城区目前都留有部分合流制, 例如:北京、上海、武汉、济南、厦门、杭州、徐州、吉林等城市在老城区基本上都或多或少的保留原有的合流管道, 并将之改为截流系统。
3 城市排水体制规划的原则
3.1 与城市整体功能相匹配。
排水工程是城市建设的组成部分, 排水工程规划是城市规划中单项规划。因此, 排水工程规划必须符合城市规划所确定的原则, 从全局观点出发, 合理布局, 并和其他单项工程建设紧密配合、互相协调, 是其成为整个城市有机的组成部分。
3.2 符合环境保护的需求。全面规划, 合理布局, 综合利用尽可能的减少污染源。
3.3 充分发挥排水系统的功能, 满足使用要求。
3.4 充分发挥原有排水设施的作用。
规划时要从实际出发, 认真分析研究存在的主要问题及改造利用的可能途径, 使新规划系统与原有系统有机结合。
3.5 考虑工程建设的经济性。在排水工程规划中, 应尽可能降低工程总造价与经常性运行管理费用, 节省投资。
3.6 处理好远近期关系。规划中应以近期为主, 考虑远期发展可能, 作好分期建设安排。
4 城市排水体制规划与其他单项工程规划的关系
排水工程体制是城市单项工程规划之一, 此外, 还有道路工程规划、交通系统规划、用地工程准备规划、给水工程规划、人防工程规划等。排水工程规划与这些单项工程规划都是在城市总体规划布局基础上平行进行的, 要求个单项工程之间相互配合、协调, 解决彼此之间矛盾、避免冲突, 使整个城市各组成部分之间构成有机的整体。
排水管道应沿城市道路布置。道路的等级、宽度、横断面以及交通状况与排水管道布置有密切的关系, 处置不当, 将会造成相互矛盾, 增加维修费用。街道的宽度直接影响到连接支管的长度, 沿街究竟设置一根还是两侧各设一根污水管, 要看具体情况。此外, 道路的纵坡度太大或太小都不利于管道的布置, 特别是反坡, 将会大大增加管道的填埋深度。因此, 在规划中要考虑道路交通与管道布置紧密结合, 避免相互影响、干扰, 为两者建设及充分发挥功能创造条件。城市用地的竖向布置也直接影响排水系统的规划。因此, 必须先了解用地安排与竖向规划的设计。
5 城市污水沟道体制的设计
在城镇污水工程总投资中, 污水管道系统一般占40%-60%。污水管网的合理布局在城镇污水工程建设中具有举足轻重的作用。
在设计时需要了解现状排水体制, 现状污水管道的平面布置、标高、排放口等。根据工程服务范围内地形特点、竖向规划和地块开发时序, 合理划分污水排水区域, 减少污水主干管道的长度和埋深, 以降低污水收集系统的总投资。在规划城区范围内, 污水管道一般应沿城市道路敷设, 因此污水管道系统应尽量结合建设计划设施。同时考虑规划城区的地块开发时序, 以便安排近期污水管道的建设。由于污水管道埋深大, 坡度要求严格, 一般设在道路慢车道下。对宽度超过40米的道路, 可以考虑在道路两侧设置污水管道, 以便污水的收集, 减少横穿支管的数量。污水管道的设计应按照最高设计流量计算。
分流制排水体制污水管道的设计流量包括生活污水、工业废水和地下水渗入量。生活污水平均秒流量一般按照排水区域人口和生活污水量定额来计算, 再结合生活污水总变化系数, 算出生活污水最大秒量。
6 我国城市排水体制建设的发展方向
为了进一步改善受纳水体的水质, 建立理想的分流制或将合流制改为完全分流制系统, 在排水体制的选择上应改变观念, 允许部分地区在相当长的时间内采用合流制截流体系并将工作重点放在提高污水处理率上, 这才是保护水体的根本方法。在对老城市合流制排水系统改造时要结合实际制定可行方案, 在各地新建开发区规划排水系统时也有必要充分分析当地条件、资金的合理运作, 同时还要从管理水平、动态发展角度进行研究, 不要盲目模仿、生搬条款。在已有二级污水处理厂的合流制排水管网中, 适当的地点建造新型的调节、处理设施 (滞留池、沉淀渗滤池、塘和湿地等) 是进一步减轻城市水体污染的关键性补充措施。它能拦截暴雨初期“第一次冲刷”起的污染物送往污水厂处理, 减少混合污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质, 以及均衡进入污水厂混合污水的水量和水质, 它也能对污染物含量较多的雨水作初步处理。
7 结束语
综上所述, 城市排水体制的选择要掌握城市污水的来源, 熟悉城市排水工程的规划原则, 协调好排水工程与城市总体规划中其他规划的关系;要合理的布置排水管道的管线走向, 节省投资, 合理的选择排水体制使我国的排水体制越来越完善。
摘要：城市排水体制的选择是城市排水系统规划中的首要问题。城市排水体制应根据城市总体规划、环境保护的要求、污水利用处理情况、原有排水设施、水环境容量、地形气候等条件综合考虑, 通过技术经济比较考虑确定。对城市排水系统体制的规划、设计与管理问题以及规划理念的局限性进行探索, 进而提出基于新技术条件下城市排水规划新理念, 对于我国实现生态环境建设和城市建设的可持续发展意义重大。
关键词：城市排水体制,排水系统规划,发展方向
参考文献
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排水体制 篇2
城市排水体制和管道系统是整个水污染控制和水生态环境保护体系中的重要环节。我国对它们的研究还比较薄弱，工程实践中暴露出的许多矛盾和问题难以得到科学解答和技术支持。如我国城市雨水径流的严重污染、雨水资源的大量流失并由此带来的一系列城市环境和生态问题等，与发达国家相比至少有10年以上的差距，构成我国城市有效实施水污染控制和水生态环境保护战略的制约因素。
城市排水体制一般分为合流制和分流制两种类型：
（一）合流制排水系统合流制排水系统是将城市生活污水、工业废水和雨水径流汇集在一个管渠内予以输送、处理和排放的系统。按照对污水处理的程度不同，合流制排水系统可分为直排式合流制、截流式合流制和全处理式合流制。城市污水与雨水径流不经任何处理直接排入附近水体的合流制称为直排式合流制排水系统。国内老城区的合流制排水系统均属于此类。截流式合流制是在直排式合流制的基础上，修建沿河截污干管，并在适当的位置设置溢流井，在截污主干管的末端修建污水处理厂。该系统可以保证晴天的污水全部进入污水处理厂；雨季时，通过截流设施，截流式合流制排水系统可以收集部分雨水（尤其是污染较重的初期雨水径流）至污水处理厂。当雨量大到混合污水量超过了截污干管的设计流量时，超出部分将溢流进入城市河道，不可避免会对水体造成短期污染。并且进入处理厂的污水，由于混有大量雨水，使进厂原水水质、水量波动较大，势必对污水厂各处理单元产生冲击，对污水厂处理工艺提出了更高的要求。在雨量较小且对水体水质要求较高的地区，可以采用完全合流制。将生活污水、工业废水和雨水径流全部送到污水处理厂处理后排放。这种方式对环境水质的污染最小，但对污水处理厂处理能力的要求高，并且需要大量的投资和运行费用。
（二）分流制排水系统
当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。其中排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水方式的不同，又分为完全分流制、不完全分流制和截流式分流制。
完全分流制排水系统分设污水和雨水两个排水系统，前者收集生活污水、工业废水，送至处理厂，经处理后排放或加以利用。后者通过各种排水设施收集城市内的雨水和部分工业废水（较洁净），就近排入水体。但初期雨水未经处理直接排放到水体后，会对水体造成污染。不完全分流制只建污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。或者在原有渠道排水能力不足之处修建部分雨水管道，待城市进一步发展时再修建雨水排水系统。该排水体制投资少，主要用于有合适的地形、有比较健全的明渠水系的地方，以便顺利排泄雨水。不过因为没有完整的雨水管道，在雨季容易造成径流污染和洪涝灾害，所以最终还需改造为完全分流制。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种体制，而对于地势平坦，多雨易造成积水地区，不宜采用不完全分流制。近年来，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，因此提出对雨水径流也要严格控制截流式分流制排水系统。截流式分流制既有污水排水系统，又有雨水排水系统，与完全分流制的不同之处是它具有把初期雨水引入污水管道的特殊设施，称雨水截流井。小雨时，雨水经初期雨水截流干管与污水一起进入污水处理厂处理；大雨时，雨水跳跃截流干管经雨水管排入水体。截流式分流制的关键是初期雨水截流井，它要保证初期雨水能进入截流管，而中期以后的雨水能直接排入水体，同时截流井中的污水不能溢出泄入水体。截流式分流制可以较好地保护水体不受污染。由于仅接纳污水和初期雨水，截流管的断面小于截流式合流制，进入截流管内的流量和水质相对稳定，亦减少了污水泵站和污水处理厂的运行管理费用。
分流制的优点是它可以分期建设和实施，一般在城市建设初期建造城市污水系统，在城市建设达到一定规模后再建造雨水系统，收集、处理和排放降水尤其是暴雨径流。
在一个城市中，有时采用的是复合制排水系统，即既有分流制也有合流制的排水系统。复合制排水系统一般是在由合流制的城市需要扩建排水系统时出现的。在大城市中，因各区域的自然条件以及修建情况可能相差较大，因地制宜地在各区域采用不同的排水体制也是合理的。
发达国家在城市化进程中，在资源、环境与生态方面也走过弯路，他们研究积累了一些好的技术和经验。尤其是在近20年里，美、德、日等国家对城市排水系统的完善、雨水资源的合理利用与管理、雨水径流及合流管系溢流（CSO）污染控制都投入大量资金和研究，也取得了显著成果。
一、城市排水体制的分类
二、发达国家排水体制的经验美国从70年代开始重视对城市雨水径流和CSO污染控制的研究。早在1965年通过国会批准的专项资金寻求城市雨水的控制方案。到上世纪80年代，经过10多年的努力，研究开发出各种技术和措施，如城市雨水污染的评价与监测，科学管理城市雨水资源和控制雨水径流污染的技术与非技术体系，CSO及雨水处理技术等。日本在上世纪80年代也开展了对城市雨水利用与管理的研究。他们提出“雨水抑制型下水道”，并纳入国家下水道推进计划，制定相应的政策，已有大量的工程实施。在全国63.5％下水道中，合流制约占20％，但在一些大中城市，合流制则占有更大的比例。如东京的合流制超过90％，对已有的合流制下水道采取的主要对策是对雨季的溢流污水进行处理。这与德国及一些欧美国家的策略类似。
这些发达国家的经验说明，城市排水系统的规划设计如果还只停留在如何尽快地将城市雨水直接排放和简单地依赖“雨污分流”等传统观念上，已明显不能满足现代城市发展和生态环境保护的要求。
为了进一步改善受纳水体的水质，建立理想的排水体制，在排水体制的选择上应改变观念，允许部分地区在相当长的时间内采用合流制截流体系并将工作重点放在提高污水处理率上，这才是保护水体的根本方法。在对老城市合流制排水系统改造时要结合实际制定可行方案，在各地新建开发区规划排水系统时也有必要充分分析当地条件、资金的合理运作，同时还要从管理水平、动态发展角度进行研究，不要盲目模仿、生搬条款。在已有二级污水处理厂的合流制排水管网中，适当的地点建造新型的调节、处理设施（滞留池、沉淀渗滤池、塘和湿地等）是进一步减轻城市水体污染的关键性补充措施。它能拦截暴雨初期冲刷起的污染物并将其送往污水厂处理，减少混合污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质，以及均衡进入污水厂混合污水的水量和水质，它也能对污染物含量较多的雨水作初步处理。
（一）排水管网的建设 不少城市和地区，往往只把污水处理厂作为重点工程对待，而放松与之相配套的污水管网的建设。常常是污水处理厂按计划建成投产，而污水管网却只建了部分污水干管，造成一方面污水处理厂处理量不足，一方面污水仍直接排入河体污染环境的情况。因此，排水管网的建设应与污水处理厂的建设作为一个整体，同步实施。
（二）截流倍数的选择
无论是合流制还是分流制排水系统，其排水干管或干渠，都应采用截留式排水系统，在其末端加设溢流井，其顶端设置溢流堰，排水干管采用适宜的截留倍数；其大小直接影响受纳水体的洁净与否，过小会导致受纳水体遭受严重污染；过大则会造成浪费。故合理选取截流倍数是关键，其取值应综合考虑受纳水体的水质要求、受纳水体的自净能力、城镇的文明程度（或级别）、人口密度、降雨量、投资等各种因素。
（三）雨水径流污染物含量及控制随着经济的高速发展，城市人口密度不断增加，对污水收集系统容量的要求也不断增加，这不仅由于不断扩大的城市产生了越来越多的污水，而且由于不透水排水面积的增加导致了城市暴雨径流量的增加。最终导致了在大的居民区内，更多的是大城市、超大城市的周边，水文环境和城市水源受到严重的污染和破坏。因此，无论合流制或分流制排水系统，都应对截留雨水径流进行处理。
（四）排水管网的管理
对于建成后的排水管网，管理的成效至关重要。如果一个排水系统已经进行了雨、污分流，而管理措施跟不上，沿街居民私自乱接出户管，或图方便省钱，将生活污水管就近接入雨水管道，就会造成花大量资金建成的雨污分流系统失去作用，污水由雨水管直接排入水体造成河流污染。因此，城市排水系统能否真正发挥其应有的环境效益、社会效益和经济效益，必须采取有效措施加强对排水管网的管理，从源头上做好雨、污分流。随着城市化的发展，排水系统在社会可持续发展中起着越来越重要的作用。我国城市排水体制选择应充分借鉴别人的经验，少走弯路，应充分体现前瞻性、战略高度和因地制宜，应与城市雨水资源的利用相结合，与城市径流污染控制相结合，与削弱城市径流和水涝相结合，与城市的生态环境保护相结合，应建设一种可持续性的、生态型的新型城市排水系统。
三、城市排水体制的选择
四、排水系统建设中存在的问题及建议
关于城市雨污分流排水体制研究 篇3
关键词：雨污分流 方案设计 措施 作用
1 城市雨污分流排水作用
1.1 对城市环境的改善
理想的城市排水系统应该是采取分流制的方式，分流的对象是城市污水和雨水，也就是说，污水和雨水都有自己的流通管道，污水经污水管道流向污水处理厂进行处理，而雨水则通过管道流入就近河流和湖泊。但是由于近年来，由于大气环境以及地表污染等因素的影响，雨水在没有经过净化的情况下就直接排入了水体中，这使得城市环境受到了很大的压力。针对这个问题，可以修建蓄水池或是水系景观，将雨水收集起来，就可以方便净化雨水，同时洪峰也会被大大减弱。在对雨水处理后达到排放标准后就可以排入自然水体中了。
1.2 经济及社会效益
分流制的排水比合流制的排水更具针对性。如果是合流制的话，生活污水和雨水会经过管道共同流入污水处理厂。但是，污水处理厂的规模有限，能够处理的污水容量较低。这在平时尚可，如遇雨季，大量雨水会流入污水处理厂，而这些雨水好多都不需要处理，使得处理污水的费用白白浪费。而且雨水融入到污水中，将污水含污量大大降低，导致COD偏低，污水处理厂的进水水质明显低于预估值，这就使得对污水的处理更加艰巨，在雨季过后要恢复往日的运作是需要时间的。如果施行分流制，污水和雨水各行其道，污水处理厂的来水量就会维持在一个较稳定的状态，污水处理厂也不会有较大威胁。污水和雨水进行分流后，会给社会及自然环境带来很大的效益，这表现在工程如果完成，就会避免污水对河流的污染，改善城市环境，提升城市品牌，促进可持续发展。
2 城市雨污分流排水方案设计基础
2.1 梳理整合，合理分区
对排水区的划分可以建立在现有管道与基础设施之上，减少内涝带来的风险，降低资金的耗费，同时也有效提升了城市排水系统的合理性和有序性。以忻州市为例，在对市区的地形地势以及河流分布进行考察的基础上，铺设污水管道时，要尽可能的或者根绝提升的次数，这样可以大大减少投入资金，提高效率。忻州城区和平西街北一巷道路改造工程是忻州城建年建设的重要组成部分。项目南起和平街，北至铁合金厂宿舍，全长249米，采用雨污分流排水。
2.2 科学规划，布局细致
雨水和污水的分流改造较为复杂，这不仅体现在工程的修筑上，还体现在修筑时考虑到的风险以及矛盾处理的问题，此外，善后问题和社会效果也应是一项重大工程。所以，雨污分流改造要建立在城市总体规划之上，将道路走向、生活区和工业区位置、污水处理厂的分布进行综合考量。要充分利用原有的排水管道，城区道路可以把这些原有的管道作为雨水的管道，另外增设一条污水管道；而城区内部的管网则可以把原来管道作为污水管道，而另外增设雨水管道。要做到从实际情况出发，因地制宜，从而实现雨污分流的改造。2012年5月16日，忻州市人民政府发布了《忻州市市区排水许可管理办法》，对忻州市雨污分流提出了指导性意见和城市规划。
2.3 分步实施，逐步到位
雨污分流改造是长期而艰巨的，应该做到有始有终，而不能虎头蛇尾。初始阶段要梳理排水分区、普查排水管网、设计排水规划以及要完善排水体制，后期则要设计分流方案、安装以及维修养护，这些步骤都应该认真完成。老城区管网排布复杂而脆弱，展开施工的空间范围很小，居民区集中、人口密度大、商业区和住宅区混合，老区的建筑年代久远，承受压力较小，根据以上各种状况，对老区雨污的分流改造需要分步来实行。首先，铺设主干管道，提升泵站工程，将出口打通；然后选择春季和秋季作为施工的主要时间段，铺设片网；接着铺设支管，使之和主干构成网；最后将入河口门阀封闭，杜绝污水流入河流。
3 城市雨污分流方案措施
3.1 改造建筑雨污合流立管，加强后期管理
在许多市区里的建筑排水立管没有使用标准的排水机制，改造时也没有按照合格形式来进行。很多建筑的排水管道仍是雨污合流，为了使雨水和污水能够分流，就需要增设立管让雨水单独排走，而将合流的管道作为污水管。新修建的建筑应该加强分流立管的安装力度，强化管理，实现雨污分流，从源头处抓起，后期改造才会轻松。
3.2 清理或废除原有合流制管道
在目前的排水管道中，有很多雨污合流的情况，导致不少污水混入雨水管道之中，从而使得自然河流及湖泊受到污染。雨污分流要建立在对现有网管的实际考察之上，如果所在区域的网管体系过于凌乱，造成雨污合流现象严重、堵塞时有发生，那么就应该将这些系统废除而重新铺设新的系统。
3.3 利用原有排水管道
如果居民住宅区以及各大建筑的排水系统皆为雨污分流，但是雨水和污水的分流管道与市政管道相接时，市政管道是雨污合流的，就应该把合流管道作为雨水管，而另外增设污水管。新建污水管道直径不大，将合流管道作为雨水管道，可以大大减少工程的投入。原先的合流管道因为年久失修，会出现一定的渗漏现象，致使雨水通过缺口渗透到地下，与地下水融合，使地下水环境得到补充和改善。如果社区内部的排水系统仍为合流管道，而且这些管道错综复杂，交叉分布，改造难度较大时，可以将合流管道作为污水管道，而另设雨水管道。
3.4 利用改造区内地形、蓄水构筑物以及湿地的调蓄作用
如果需要改造水管的区域有可以用来调蓄的池塘或水泊、人工湿地，可以把雨水管道和这些湖泊相连，这样一来，可以在发挥调蓄作用的基础上，缩短雨水管道的长度，降低投入，增加排放量，缓解雨季城市内涝的现象，下游管道可以降低埋深，水体也能够实现自然循环，景观性能、居住环境都能够得到提升。同时这些蓄水池能够净化雨水，使景观水体更具美感。
3.5 建设初期雨水管，截留初期雨水
初期雨水在下降以及汇合过程中将大气中的污染物和流经地表时冲刷的重金属元素等一系列污染物质融合在一起，如果不加处理而直接排放到自然水体的话，会对周围环境以及人类生存造成很大的负面影响。为了避免这种现象，可以采用截留式的雨水管道，也就是说，初期雨水被截留在一个简易的污水处理系统中，在接受消毒、沉淀等工序的处理后再流入水体。也可以将初期的雨水排放到湿地当中，让植物和生物进行处理和净化，然后流入水体。这个湿地可以开发成为居民区的休闲场所，不仅能改善居住环境，还能降低气温。
4 小结
雨污分流的改造是长期而艰巨的，质量要求之高是需要认真把握的。施工人员要在对周边环境熟悉的前提下进行规划。在改造过程中，要做到因地制宜，根据当地实际情况做出合理而科学的安排。
参考文献：
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城市排水体制浅谈 篇4
1 城镇排水体制概述
排水体制是指雨水、污水 (生活污水、工业废水) 的收集、输送和处置的系统方式[1]。
排水体制一般大体上分为雨、污合流制和雨、污分流制两种。
雨污合流制是将雨水及污 (废) 水混合在一条排水管网中排放的排水系统, 又分为完全合流制和截流式合流制两种。其中前者是将合流污水直接排放城市自然水体, 如图1所示;后者城区范围内仍然是采用合流管网, 只是在自然受纳水体岸边设置截流干管, 并在合流干管与截流干管相交处设置溢流井, 在截流干管末端设置城镇污水处理厂, 旱季污水及雨季截流干管输水能力范围内的合流污水直接经截流干管送入末端城镇污水处理厂处理达标排放, 雨季超出截流干管输水能力的合流污水经溢流井溢出, 直接排入水体, 如图2所示。前者对城市环境的破坏太严重, 国内外城市的排水体制基本已经把完全合流制逐步改造为截流式合流制。
完全分流制是将雨水及污 (废) 水在两条或两条以上排水管网中排放的排水系统, 雨、污水各自分离排放, 雨水直接放入城市自然水体, 污水送入城镇污水处理厂处理达标排放, 如图3所示。
2 国内排水体制的问题
按照我国现行的《室外排水设计规范》 (GB50014-2006, 2016年版) 的相关规定:“排水制度的选择, 应根据城镇的总体规划, 结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度。除降雨量少的干旱地区外, 新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统, 应按城镇排水规划的要求, 实施雨污分流改造。暂时不具备雨污分流条件的地区, 应采取截流、调蓄和处理相结合的措施, 提高截流倍数, 加强降雨初期的污染防治[2]。”
上述规范要求国内新建城区采用雨污分流制, 老城区逐步由雨、污合流制改造成雨污分流制。
我国深圳建设之初就严格按雨污分流制排水系统进行规划、设计、建设。但是, 近年来王母河、龙岗河、皇岗河、观澜河等城市内河污染越来越严重。而作为城市污水管网末端的污水处理厂, 旱季时进水水量不足, 雨季时进入污水处理厂的水量又超量, 进水水质波动范围大, 使得城市污水处理厂运行困难。
我们开始寻找原因, 为什么分流制排水系统下的城市水体仍然会受到污染?为什么分流制排水系统下的城市污水处理厂在雨季和旱季时进水水量与水质会存在如此大的差异?
其实我们不难发现:雨污分流制排水系统中依然存在雨、污水管网错接、混接的现象, 特别是新建城区, 在下游污水管网建成之前, 雨污水管网错接混接率还比较高;对于多雨且环境差的的城市, 初期雨水也是对城市水体造成污染的一个重要原因;由于不良的生活习惯, 把本该排入污水管的生活废水直接排入雨水管道, 进而对城市水体造成污染。
越来越多的相关事件与事实, 让我们意识到城市排水体制的重要性。
3 国外的排水体制研究
发达国家很早就开始研究城市水环境的污染问题。从20世纪70年代起, 国外一些研究机构在建立模型分析和实测数据的前提下, 开始研究分析不同排水体制下城市雨天排放污水对受纳水体的影响。
Lindholm发现, 当雨水径流中污染物负荷较大时, 分流制系统对受纳水体的污染要高于合流制系统;在合流制系统中建设调蓄设施可降低其对受纳水体的污染;当有很少一部分的生活污水混接或渗漏进入分流制系统的雨水管道时, 会大大增加分流制系统对受纳水体的污染[3]。
Carleton发现, 影响两种系统出流水量的最主要因素是降雨强度和降雨历时;两个系统的年出流频率相当, 且出流水质也相当[4]。
Brombach发现, 对于SS、COD、TOC和重金属, 合流制排水系统排放的污染负荷低于分流制排水系统;对于BOD和营养元素, 分流制排水系统排放的污染负荷低于合流制排水系统;分流制排水系统中的雨水有时会携带大量污染物, 有时水质堪比旱季污水水质;污水处理厂的尾水排放对城市水体影响不容忽视[5]。
4 国内的排水体制研究
在国内, 我们一直致力于污水处理技术的研究, 而忽略了城市排水体制的影响。近年来随着越来越多的水环境污染问题的揭露, 国内学者慢慢开始探讨城市排水体制对水环境污染控制的意义。
福州市对雨季合流制排水系统溢流污水和分流制排水系统的出流雨水的水质进行对比, 发现降雨初期分流制排水系统的出流雨水污染物浓度相当高, 有时居然高于城镇污水处理厂设计进水水质, 但是随着降雨进行, 出流雨水污染物浓度开始降低;同时, 合流制排水系统溢流污水污染物浓度波动不大[6]。
珠海市对两种不同排水体制下城镇污水处理厂实际进水浓度进行检测分析, 发现对于截流式合流制系统, 雨季与旱季城镇污水处理厂进水浓度中“SS”、“TN”“TP”指标的变化幅度较大, 这可能是雨季水量较大, 对原有合流制管道内淤积的底泥造成了一定冲刷, 而后带入城镇污水处理厂[7]。
5 排水体制的选择
在排水体制的选择上, 国内总是一边倒的选择雨污分流制。雨污分流制的优点不少, 但对于建筑密集, 道路狭窄、地下管线众多且分布杂乱无章的老城区来讲, 将原有合流制排水系统强行改为分流制排水系统, 是不切实际的。
纵观国内外的研究及工程实例, 为进一步改善城市水体的水质, 将合流制排水系统简单改造为分流制排水系统的费用高且控制效果有限。但是, 若仅在合流制系统中设置截流、调蓄、处理等工程设施, 效果还是比较不错的。因此, 对于老城区排水体制的改造应当慎重, 从更为经济合理的角度进行选择。
对于新建城区, 考虑到初期雨水恶劣的水质情况以及城区开发过程中不可避免的雨、污水管混接、错接现象, 在排水体制的选择上不能单纯的依靠简单的分流制, 应当结合以往的工程案例及工程实际综合考虑。
目前, 一种被称为截流式分流制的新的排水系统正被人们慢慢认识和接受。所谓截流式分流制排水系统就是在原有分流制排水系统的基础上, 结合截流式合流制排水系统的特点, 在分流制雨水管网的出水口位置设置截流干管, 将初期雨水以及旱季错排入雨水管的污水进行截流, 排入截流干管沿线配套设置的调蓄设施, 在旱季或靠自流或靠泵抽, 错峰送入城镇污水处理厂进行处理, 如图4所示[8]。截流式分流制可以克服完全分流制的缺点, 能够较好地保护水体不受污染, 由于仅接纳部分错接的污水和初期雨水, 截流管的断面小于截流式合流制, 进入截流管内的流量和水质相对稳定;一般截流干管沿城市水体两岸布置, 而城市水体两岸多为绿化景观用地, 具有比较好的可实施性;将截流的污水错峰送入城镇污水处理厂也能有效解决现阶段城镇污水处理厂面临的进水水量不足的问题;截流干管沿线设置的调蓄设施, 有利于削减单场降雨的峰值, 并能与当下国家倡导的海绵城市的理念有效的结合起来。
近年来, 宁波、无锡、镇江、南昌, 福州、深圳等按照完全分流制进行规划建设的南方城市, 长期以来雨污水管网混接造成的旱季污水经雨水管排河、雨天的初期雨水对城市水体的污染等问题一直无法得到有效解决, 为了确保城市水体水质, 基本都将原有的完全分流制排水系统改造成为了截流式分流制排水体制, 沿城市水体两岸设置截流干管。也都取得了不错的效果。
对于新建城区而言, 截流式分流制排水系统不失为一种好的选择。
6 结语
以往人们对一座城市的认可几乎都停留在地面以上, 那是人们能看见的能感知的, 对于地下的管网设施几乎不重视。现如今, 随着城市水体问题、城市内涝等问题的出现, 人们将目光聚焦在了地面以下。城市排水系统作为一座城市的脉络, 城市的健康发展与之息息相关, 如何让这些脉络保持畅通, 这就要求我们排水管理部门正确的了解掌握相关知识, 科学选择城市排水体制。
参考文献
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[6]福州市规划设计研究院.福州雨天入河污染研究报告[R].2012.
[7]朝晖.珠海市吉大片区排污系统改造方案研究.市政技术, 2003, 21 (5) :268~269.
[8]潘国庆.车伍.国内外城镇排水体制的探讨.给水排水, 2007, 33:323~327.
山地城镇排水体制的选择研究 篇5
我国规范与手册规定, 对城市旧有街区的合流制管网, 应逐步改造为截留式合流制, 对于新建区宜采用分流制。近年来我国排水工作者不断地对其合理性提出质疑。实际上, 城市排水体制既与城市地形地质、气候特点、居民生活习惯有关, 也与城市水环境保护的预期目标有关, 同时还受一定的社会和经济条件制约。
1 排水体制的发展
合流制和分流制这两种传统排水体制均十分昂贵。为了减少造价, 在特殊地区人们又开发出两种非传统的排水体制:沉淀式的排水系统和简化的排水系统。沉淀式的排水系统即从一户或几户排出的生活污水首先进入单室化粪池 (通常这是一个固体截留池) , 而沉淀后的出水则排入浅而小的城市污水管。简化的污水系统在形式上与传统排水系统并无多大区别, 但其设计概念则不同于19世纪出现的较为保守的设计概念, 如设计坡度、设计年限参数选择等。这种系统在高人口密度、低收入地区非常适用, 如巴西北部和其他一些发展中国家, 其设计概念已写入巴西国家规范 (The Brazilian National Norm 9649/1996) 。
2 重庆山地城镇排水管网现状
重庆山地城镇大都依山傍水, 被分成许多组团, 地形高差大, 沿江成条形分布。由于这种地形特点和历史上的经济因素, 重庆山地城镇排水管网极为不足, 且相对老化。据报道, 目前重庆市 (包括16区、4县级市) 排水管道总长1484km, 人均管网长度约为0.37m/人, 管网面积覆盖率为0.07m/m2, 大都是合流制管道或管渠。万县、涪陵等地新区和老区都采用雨污合流排水管渠。老城区采用砌在街道两旁下面的砖石结构暗渠排水, 新区则采用条石结构的暗渠。笔者了解到, 石柱县南宾和西沱两镇管网系统为合流制, 年久失修, 缺少应有的更新和维护, 管径普遍偏小, 已不敷使用, 这种情况在库区城镇相当普遍。在库区的很多城市, 街道边沟、小溪或冲沟常被用作污水和雨水的排水沟。
3 重庆山地城镇排水体制选择
我国对分流制和合流制的污染效应缺少详尽的研究, 对两种体制通常在环境效应、造价和维护管理等方面进行比较。一般认为: (1) 合流制管网系统雨污合流, 在降雨较大时一部分生活污水和雨水的合流污水要溢入河流造成污染, 这种污染一般要大于分流制初雨水的污染; (2) 虽然合流制只用一套管网, 初期造价费比分流制低20%~40%, 但分流制在分期上可先建污水管, 再建雨水管, 初期基建投资费用可以降低, 投资灵活, 而且合流制由于后期泵站提升设施等, 运行费用高; (3) 在维护管理方面分流制要比合流制简单。德国、荷兰等国家在实际的情况下对合流制和分流制的污染问题进行了较为细致的研究。研究结果表明, 对于亚热带或温带气候地区, 由于管网的在线贮水能力和污水处理厂的水力负荷的可变性, 合流制在瞬间污染、年度污染总量、某一类污染物等方面都不一定比分流制高, 在特定条件下, 合流制的污染效应还低一些。对于流速在0.1m/s以上的河流, 两种系统的间歇式污染大体相当, 对于COD等指标, 合流制高于分流制, 而对于重金属元素, 合流制要低于分流制。若管网的在线贮水能力为2mm (20m3/ha不透水面积) ~5mm (50m3/ha不透水面积) , 合流制溢流所产生的年度污染负荷可以减半。对于荷兰, 由于地形平坦, 管网的在线贮水能力达7mm, 污水厂的水力负荷约为1mm/h, 合流制的年度污染大大小于分流制。Karl Imhoff也认为两种体制的有机污染总负荷大致相当。因此, 不能总是一成不变地认为合流制的污染效应大于分流制。
重庆山地城市地形坡度一般较大, 管网的在线贮水能力较小, 但这可以通过对管网进行合理设计及对污水处理厂的构筑物型式选择得到一定弥补。同时, 重庆山地的排水管网, 特别是生活污水, 由于城市建设和规划与实际发展水平的差距, 生活污水管往往达不到设计充满度。加之重庆山地地质坚硬, 岩基居多, 地下水渗入管道中的比例相应较少, 雨季时管网的在线贮水能力也可能相应有所提高。此外, 由于坡度较大, 提升泵站费用可相对减少, 因而合流制系统的运行费用不一定比分流制高。
山地城市原有排水体制大都是合流制, 在新旧结合上, 若新建区采用分流制管网, 就会导致新建区初雨水和老城区雨污溢流两种污染问题, 在控制上复杂程度增加, 也不便于城市集中污水处理厂的建设和运行。从管网建设上看, 库区中小城镇居多, 街道较窄, 地下空间紧张, 不便布置太多的管道系统, 合流制系统更能适应这种情况。笔者在参加某经济开发区排水管网规划和设计时, 发现10m以下的街道较多, 由于地下管线之间要求一定的防护间距, 布管非常困难。对于管网的设计年限, 巴西专家Azevedo Netto认为不应超过20年, 这种设计概念较符合重庆山地城市建设和经济发展速度的实际状况。在分流制管网的运行过程中, 人们发现误接的现象几乎不能避免。临街的城市居民习惯于将一部分生活污水倾倒于街面, 这样雨水管中就会混入相当数量的生活污水, 分流制管网实际上变成了两套合流制管网。发达国家如此, 发展中国家亦然, 分流制的优越性往往不能体现出来。重庆山地的城镇居民科学文化素质一般不高, 不合法的连接更难避免, 合流制在维护管理上较适合这种现状。
综上所述, 合流制排水体制较适宜于重庆的大多数城镇。
4 结语
通过上述分析, 笔者认为重庆山地城镇排水体制宜采用合流制排水系统, 对于具体城镇, 在此基础上进行调整。同时还应注意以下几个方面。
(1) 有化粪池的居住区, 污水流量应适当考虑其沉淀作用, 在设计流量时可以有所减少; (2) 对于高人口密度、低收入地区, 在分析其未来流量时, 不应考虑太高的系数; (3) 应加紧山地城镇两种体制的污染效应和基建投资比较研究。对重庆市, 这种研究更显得必要和迫切。在此基础上, 进一步确定合流制管网的溢流倍数和重庆山地两种排水系统选择的临界效益投资比, 用以指导城镇排水系统选择和设计, 使其更加科学合理。
摘要：本文基于笔者多年从事山地城镇排水体制研究的相关心得, 以重庆山地城镇排水体制选择为研究对象, 分析了排水体制的发展历史, 重庆山地城镇排水管网的现状, 探讨了重庆山地城镇排水体制选择的思路, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：山地城镇,排水体制,管网
参考文献
[1]潘国庆, 车伍.国内外城镇排水体制的探讨[J].给水排水, 2007 (S1) .
排水系统的体制及其选择浅析 篇6
1 合流制排水系统
合流制排水系统是指将生活污水、工业废水和雨水在同一个管道内排除的系统。最早出现的合流制排水系统, 是指将收集的混合污水不经处理就近排入水体, 但由于污水未经无害化处理就排放, 往往是接纳水体遭受严重污染, 现在常采用的是截流式合流制排水系统, 这种系统是在河岸边建造一条截留干管, 同时在合流干管与截留干管相交前或相交处设置溢流井, 并在截留干管下流设置污水厂。截流式合流制排水系统较前一种方式前进了一大步, 但仍有部分污水未经处理直接排放, 成为水体的污染源而使水体遭受污染。国内外在改造老城市的合流制排水系统时, 通常采用这种方式。
2 分流制排水系统
分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。由于雨水的排除方式不同, 分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制两种形式, 完全分流制排水系统具有污水排水系统和雨水排水系统, 而不完全分流制只具有污水排水系统, 雨水沿天然地面、街道边沟、水渠等原有渠道系统排泄, 或者为了补充原有渠道系统的不足而修建部分雨水道, 等城市进一步发展后再修建雨水排水系统转变成完全分流制排水系统。
在工业企业中, 一般采用分流制排水系统。然而, 往往由于工业废水的成分和性质很复杂。所以, 在多数情况下, 采用分质分流、清污分流的几种管道系统来分别排除。
在一座城市中, 有时是混合制排水系统, 既有分流制也有合流制。混合制排水系统一般是在具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现的, 在大城市中, 由于各区域的自然条件及修建情况可能相差很大, 因地制宜的在各区域采用不同的排水体制也是合理的。
3 排水系统体制的选择
合理的选择排水系统体制是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。通常, 排水系统体制的选择应满足环境保护的需要, 且环境保护应该是选择排水体制时所考虑的主要因素。
从环境保护方面来讲, 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, 然后排放, 从控制和防止水体污染的角度来看是较好的, 但这时截流主干管尺寸很大, 污水厂容量也增大很多, 建设费用也会相对提高。采用截流式合流制时, 在暴雨径流之初, 原沉淀在合流管渠的污泥被大量冲起, 经溢流井溢入水体, 即所谓的“第一次冲刷”, 实践证明, 采用截流式合流制的城市, 水体仍然会遭受污染, 甚至达到不能容忍的程度。为了改善截流式合流制这一严重缺点, 今后探讨的方向将雨天溢流出的混合污水予以储存, 待晴天时再将储存的污水全部运送至污水厂进行处理, 雨水污水储存池可以设在溢流出水口附近, 也可设在污水处理厂附近, 这是在溢流后设储存池, 以减轻城市水体污染的补充措施。
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, 对城市水体会造成污染, 有时还很严重, 近年来, 国外对雨水径流的调查发现, 雨水径流特别是初降雨水径流, 对水体的污染相当严重, 甚至提出对雨水径流也要严格控制。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要求, 所以在国内外获得了较广泛的应用。
从造价方面来看, 一般认为合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%~40%, 可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高, 从总投资来讲完全分流制比合流制要高;从初期投资来看, 不完全分流制因初期只建污水排水系统, 因而可节省初期投资费用, 此外, 又可缩短施工期, 发挥工程效益较快。而合流制和完全分流制的初期投资比不完全分流制大, 所以, 我国过去很多新建的工业基地和居住区均采用不完全分流制排水系统。
从维护管理来看, 晴天时污水在合流制管道中只是部分流, 雨天时才能接近满管流, 因而晴天时合流制管内流速较低, 容易产生沉淀, 但根据经验, 管中的沉淀物易被暴雨水流冲走, 这样, 河流管道的维护费用可以降低, 但是, 晴天和雨天流入污水厂的水量变化很大, 增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性, 而分流制系统可以保持管内流速, 不致产生沉淀, 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。
排水系统体制的选择是一项很复杂很重要的工作, 应根据城镇工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件, 从全局出发, 在满足环境保护的前提下, 通过技术经济比较, 综合考虑确定。我国《室外排水设计规范》规定, 在新建地区排水系统一般采用分流制。但在附近有水量充沛的河流或近海, 发展又受到限制的小城镇地区;在街道较窄地下设施较多, 修建污水和雨水管线由困难的地区;或在雨水稀少, 废水全部处理的地区, 采用合流制排水系统可能是有利和合理的。
4 结论
近年来, 我国的排水工作者对排水体制的规定和选择, 提出了一些有益的看法, 最主要的观点归纳起来有两点:一是两种排水体制的污染效应问题, 通常认为采用合流制较为合理;二是已有的合流制排水系统, 是否要逐步改造为分流制排水系统。有的认为, 将合流制改造为分流, 其费用高昂且效果有限, 并举出国外排水体制的构成中带有污水处理厂的合流制仍占相当高的比例等。这些问题的解决只有通过大量研究和调查以及不断的工程实践, 才能逐步得出科学的论断。
(上接第19页)
摘要：本文分别介绍了合流制排水系统和分流制排水系统各自的特点及其应用, 并根据目前城市的不同发展情况分析了在选择排水体制时应注意的主要问题, 最后简单介绍了目前对城市排水体制改造的一些主要观点。
关键词：排水系统,合流制,完全分流制,不完全分流制
参考文献
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[2]蒋海涛.新型排水体制在城市排水系统规划中的应用[J].中国给水排水, 2008, 24 (8) :1-4.
排水体制 篇7
分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。对城市而言, 可能有多种性质的生产污水所在, 则应根据处理和利用需要, 用多条生产污水管道分别收集和输送各种生产污水;另有雨水管收集和输送雨水。分流制可为系统终端的分质处理或处置提供较理想的条件, 因此是较理想的排水制度, 在分流制中, 排水生活污水、工业废水或城市污水的系统称为排水系统;排除雨水的系统称为雨水排水系统。
中国很多城市的排水配套设施现状是:市政基础设施建设存在雨水污水不分的现象, 家庭、商业区、工业区流出的未经处理的污水以及雨水都通过同一套排水系统排走, 即上述的合流制, 增加了城市污水处理负担, 同时也没有利用好雨水资源, 造成浪费。其中不排除部分历史原因, 以前建设用地少, 湖泊多, 城市外围都是农田, 好比下一个立方的雨, 如果都是农田、绿地, 只需要排出去0.15方的水, 如果是房屋、道路, 就需要排出去0.8到0.9方的水, 排水需求上的差别是很大的。所以随着排水需求的加大, 与之配套的排水设施也应该更加完整, 排水体制应体现其优越性, 才能保证排水顺畅。
以天津排水设施为例:天津市中心城区的污水排放划分为六大排水系统, 即赵沽里、张贵庄、双林、纪庄子、咸阳路、北仓。其中咸阳路、纪庄子、双林系统污水经各系统污水处理厂处理后分别汇入大沽排污河;赵沽里、张贵庄系统污水经各系统污水处理厂处理后分别汇入北塘排水河后如永定新河, 北仓系统污水经污水处理厂处理后直接汇入永定新河。纪庄子系统一部分为分流制, 一部分为合流制。咸阳路系统一部分为合流制, 一部分为分流制。双林系统为分流制。张贵庄系统部分分流, 部分合流。
现在很重要的一点是, 雨污分流做得很不到位。雨污究竟是否应该分流, 虽然存在很大的争议, 但人们还是普遍认为这是解决根本问题的手段之一。理想状态下应该是, 雨水入湖, 污水入处理厂, 没有分流就导致雨水和污水混在一起, 污水处理厂规模有限, 那么混流的水是否排进河流, 就成了一个两难的问题。因为现在倡导环境保护, 河流的污染是被制止的。
仍以天津为例, 雨污分流不完善, 排水过程仍然存在一定的问题。
(1) 排水建设相对滞后, 跟不上城市建设的发展, 直接影响城市的经济水平和水环境质量。
(2) 保水与排水的矛盾突出:按照城市总体规划, 多年以来海河等市区一、二级河道具有排放雨水的功能, 因此排水建设中沿河修建了大量的雨水泵站及排水出口, 市区80%以上的雨水需排入河道, 但由于这些河道均与海河连通, 为保护水源。减少污染往往限制向河道排水, 雨水暂存雨水管内, 靠污水及原合流系统慢慢排入两大排污河, 造成市区积水情况加剧, 退水时间延长。
(3) 雨水资源尚未充分利用。
完全分流制下的雨水作为地表水资源应直接排河利用, 成为河道补充水源之一, 其经过简单处理后甚至能成为景观用水。雨水或处理后的雨水经过河道循环后更可作为冷却时、冲洗水、弄灌水之用, 使其充分发挥经济效益。因此天津市排水工程完善分流制的同时也应适当探索雨水资源利用的问题, 这也是解决城市水资源危机的有效方法之一。
我们都知道, 雨污分流带来的益处有很多, 例如。
(1) 污水全部送往污水处理厂, 不会造成水体污染。
(2) 属于比较规范的污水收集系统, 是今后城市集污的方向。
(3) 收集污水浓度及水量相对稳定, 有利于污水处理厂的运行管理及污染控制。
(4) 泵站管径只考虑污水的输送, 这部分费用比合流制低。
(5) 节约污水处理成本, 因为雨水经过简单处理即可再利用。
(6) 雨水只受到轻微的污染, 含有的污染物一般是些无机物, 或少量可降解有机物。
(7) 加快污水收集率, 污水经过统一处理后再排放, 使工厂、餐饮等单位污水和废水直接排放的现象得以控制。
(8) 明显改善城市水环境, 避免污水对河流、地下水造成污染, 有效保护市民饮用水安全。
但即便是雨污分流了, 也还有问题, 我们的排水设施在街边加设收水井, 于是很多街边店就将收水井当做自家垃圾站, 还有随处可见的大排档。这些都导致了初期雨水是非常脏的, 即使分流了, 落入雨水管道的初期雨水也脏得不得了, 也要处理。还有建筑垃圾随意倾倒, 阻塞了下水管道系统。因此雨污分流的效果受到一定的影响。
但基于上述雨污分流可行性和必要性的分析, 总体来讲是利大于弊。为了城市排水状况的完善, 对天津市雨污分流的推广提出几点建议。
(1) 天津市中心城区合流制地区排水改造方案原则为:可保留的合流制设施做污水使用, 新建雨水设施。
(2) 结合合流制地区改造情况, 综合分析截流管的截流水量, 提出近期建设截流管的比例, 以满足海河开发工程对水质的要求。
(3) 汛期合流水向海河排放, 对海河水质造成严重的污染, 因此实现合流制地区雨污分流对提高海河水质, 保护水资源起着举足轻重的作用。
(4) 应结合天津市快速路建设、旧路改造、河道清理、海河开发等工程, 进行合流制地区排水改造。随着城市建设的发展, 分期逐步实现雨污分流。
(5) 城建部门可以在一个个建筑单体下, 在原有雨水污水收集池的基础上, 另建一个可往地下渗水的雨水收集池, 把雨水收集到池中, 再渗透到地下。这样做的优点一是在源头上进行了雨水污水分流, 可减轻排污系统的压力, 提高污水处理设施运转效率;二是雨水通过专门的收集池渗入到地下, 可补充城市地下水, 保护城市地基, 保持地质稳定;三是可避免雨季因污水渗透造成的地表水污染和城市内涝;四是建雨水收集池成本低, 易操作。
旅游小城镇排水体制优化选择探讨 篇8
城镇排水体制分为合流制和分流制两种类型, 合理选择排水体制, 是城镇排水系统规划和设计的重要问题, 通常, 排水系统体制的选择应满足环境保护的需求, 同时应该根据当地条件, 通过技术经济比较确定, 这其中环境保护应是选择排水体制时所优先考虑的问题。
1.1 国外排水体制概况
在近些年里, 大部分发达国家基于对水生态环境的保护, 投入了大量资金研究雨水径流及合流管系溢流 (CSO) 污染控制, 在完善城市排水系统和雨水资源的合理利用与管理方面, 取得了显著的成果。
瑞典在20世纪80年代初就放弃了“雨污分流”的思想[1]。因为认识到分流制耗资巨大, 合流制改造为分流制影响范围大, 耗时长, 经济上不划算, 技术上又不足以有效防止城市雨水径流对水体的继续污染。
德国目前也还保留着大量的合流制管路系统, 并没有走上完全分流制的道路, 而是将重点放在源头污染控制和终端污染控制的结合、排水系统的改造与削减径流量以及其他雨水径流污染控制的技术性和非技术性措施的结合[2]。
英国施行的是可持续排放体系, 强调对城市雨水问题采用多层次、全过程控制的对策, 从解决大暴雨管道排放问题发展到综合雨洪控制体系。英国要求可持续排放体系首先须包括在当地地方发展规划之内, 这既可作为当地规划部门颁发规划许可的条件之一, 也是开发商建设可持续排放体系的法律依据之一。
日本的排水体系基本是采用分流制。但在一些大中城市, 合流制则占有更大的比例。在日本全国63.5%下水道中, 合流制约占20%, 而东京的合流制超过90%, 东京下水道系统以合流制管道系统 (污水和雨水采用同一管道排放) 为主, 包括管渠、抽水泵站和污水处理场[3]。
1.2 国内排水体制概况
由于我国的城市排水系统起步晚, 与发达国家相比对此方面的研究还相当薄弱, 在城市排水系统的规划设计方面, 还只是停留在简单的“雨污分流”上面, 对雨水径流带来的面源污染重视不足。
在国内大多数城市新建市区中, 正处于由“合流制”向“分流制”的转化阶段。基于以往的经验认为将污水和工业废水收集后统一集中处理, 然后达标排放就能保护受纳水体的水生态环境, 实际上在一些新建的城镇中, 由于设计、施工和管理方面的原因, 很难做到真正的雨污分流, 往往会出现雨污混接、错接的情况, 导致一些原本送往污水厂处理的污水却通过雨水管直接流走。而即便能将绝大部分污水收集, 但对降雨所带来的地表径流污染却未能引起足够的重视, 导致一部分水体水质越来越差, 富营养化严重, 特别是在降雨后, 有严重的“水华”现象发生。这些状况很大程度上是由非点源污染造成的。分流制排水系统使污染严重的初期雨水直接排入水体, 在减少点源污染的同时却增加了面源污染问题。
2 旅游小城镇排水系统现状及特点
目前, 小城镇排水体制基本以雨污合流的截流式排水系统为主, 整个排水管网系统比较分散, 覆盖范围相对较小, 缺乏统一的规划设计, 排水体制的选择不合理, 市政基础设施落后, 污水管网收集率低且污水管道维护管理差, 使得污水的收集比较困难。根据对四川、重庆、湖北、福建、浙江、广东、山东、河南、天津等9省市小城镇有关调查, 发现这些小城镇道路排水管网面积普及率约40%～60%, 多数小城镇没有排水系统的总体规划。东部沿海地区尚有不少小城镇没有系统排污管道。中西部经济发展一般地区和欠发达地区许多小城镇尚只有明渠或简单排水渠道, 更没有系统排污管渠。
总的来看, 小城镇的排水管网不完善, 管网建设质量较差, 污水收集率较低, 雨水和地下水大量混入污水收集管网。平常的管理和日常维护工作不到位, 甚至没有专门的管理部门。维护管理技术人员及运行管理经验严重缺乏。
旅游小城镇排水系统作为小城镇排水系统中的一个特殊类别, 具有以下突出的特点。
(1) 受季节影响较大, 旅游旺季和淡季的水质水量变化较大, 污水总变化系数大。
(2) 对排入水体的要求高。
(3) 部分作为历史古迹的旅游小城镇, 排水利用自然的原有沟渠, 大规模管道改造的难度大甚至几无可能。
3 旅游小城镇排水体制的优化选择
河湖水系的污染, 在很大程度上是排水体制的不合理造成的。传统的观点认为, 采用分流制排水系统将污水全部送至污水厂进行处理, 将雨水就近排放入水体, 就可以保证水污染得到有效的控制。但是对雨水携带的大量地表污染物却视而不见, 特别是初降雨水径流未经任何处理直接排入水体而造成的污染。
事实上, 考虑径流污染物输送的非连续性和爆发性, 其污染负荷所占比例在雨季的短时段内会成倍升高, 超过点源污染, 对城市水体造成冲击性影响, 严重制约城市水环境质量的彻底改善, 许多城市暴雨后发生的水污染事件都是很好的例证。无论是完全合流制系统在截流倍数之外的合流污水的溢流污染, 还是完全的雨污分流制系统中的雨水径流污染, 如果这些污染不能得到有效处理, 很可能使得仅靠收集工业、生活污水送至污水厂处理所做出的努力全部化为泡影。
基于国内外排水体制的现状、旅游小城镇排水管网所存在的问题, 如何找出绝大部分旅游小城镇适用的、优化的、合理的排水体制具有重大意义。因此, 为了进一步改善受纳水体的水质, 建立理想的排水体制, 在排水体制的选择上应改变观念, 不管是否采用何种排水体制, 都应对截流的雨水径流进行处理, 这才是保护水体的根本方法。
对雨水径流采取的技术控制措施, 主要有调蓄和截流倍数控制两种方法。
3.1 调蓄控制
调蓄池的主要作用是把雨水径流的高峰流量暂存其内, 待最大流量下降后再从调蓄池中将雨水慢慢地输送至排水管道、泵站或者污水处理厂。对雨水的调蓄控制既能规避雨水洪峰, 实现雨水循环利用, 又能减少雨污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质, 避免初期雨水对承受水体的污染, 还能均衡进入污水厂混合污水的水量和水质, 对排水区域间的排水调度起到积极作用。
德国20世纪80～90年代已基本实现对城市雨水的污染控制, 到2002年, 德国已拥有38000座雨水池, 其中溢流截留池24000座, 雨水截留池12000座, 雨水净化池2000座, 总容积达到4000×104m3, 平均每座污水厂拥有近4座雨水池[4]。研究表明, 德国一年内仅有5%的暴雨水量排放至水体。英国从1858年开始, 为拯救泰晤士河, 修建了大型下水道及调蓄池等[5]。在过去的半个世纪, 发达国家为保护城市水环境, 先后对排水系统进行了改造, 且都把建设调蓄池作为重要措施。
参考国内外类似工程实例, 初期雨水最终解决办法是在溢流口处设调蓄池, 结合场地因素, 调蓄池可分散设置, 也可集中设置, 将一处或几处溢流口的初期溢流雨水集中收集起来 (自排或强排) , 集中至调蓄池, 将初期污染物浓度高、超过水体自净能力的这部分水量调蓄, 在降雨过后, 在一定时间段内输送至合流污水截流干管或附近污水厂, 避免初期雨水直排河道, 较大限度地减少雨水径流对河道的污染, 这对保护水环境质量具有重要意义。
3.2 截流倍数 (n0) 控制
对于分流制雨水管、合流制管道采用截流的方式来控制溢流污染, 截流倍数的选择至关重要, 与工程规模、造价、污染物排放总量以及受纳水体的环境容量, 都有着直接的关系, 如果确定的截流倍数n0过小, 大部分需要截流的污水就会直接溢流排入受纳水体而导致严重的环境问题, 如果截流倍数n0过大, 就会大大增加截流管道的工程投资以及后续污水处理厂一级二级处理构筑物的规模和造价, 甚至在有的情况下导致工程的不可实施, 而这些工程在旱季的时候是闲置不用的。要想确定合理的截流倍数, 需要考虑合流的水量、水质、受纳水体环境容量及受纳水体的自净能力等因素。
国内外对于截流倍数的取值, 存在很大差异, 比如日本截流管容量一般按计划时间的最大污水量的3倍;英国的习惯做法是截流倍数采用5;德国一般选择的截流容量为高峰日的4倍, 其中2倍流到污水处理厂进行处理;而目前国内城市截流倍数采用1倍较为普遍, 但是从实施效果来看对减轻水体污染方面不是很显著, 可见根据现场水质水量等实际情况来确定合理的截流倍数是非常有必要的, 这能在比较经济的情况下最大程度减轻溢流水的环境污染。
4 结语
发达国家的经验告诉了我们, 一味依靠分流制来控制水体污染, 而对雨水径流污染视而不见是不可取的。无论采用何种排水体制, 对于分流制的雨水和合流制的溢流污染都必须进行有效的处理, 才能保证江河湖泊水体的安全, 而对于这种雨污溢流水的处理现在确实可行的方法就是增加截流倍数和采用调蓄的方法。
对于旅游小城镇水体污染控制来说, 由于历史原因, 大部分旅游小城镇的建设已经确定, 原有的排水体制基本固定, 形成了比较稳定的合流制系统, 一些地方很难进行改造, 单单依靠改造来进行污水的收集不太现实, 确实可行的方法是保证现在的合流管的维护保养, 依靠调蓄池来对雨污水溢流污染进行处理, 这比单纯雨污分流更有利于减轻溢流污染, 这是由于:
(1) 旅游小城镇街道狭窄, 受保护古老建筑较多, 建设规模基本固定, 排水系统基本形成, 进行改造几无可能。
(2) 小城镇污水总变化系数大, 完全可以利用晚间或者污水厂空闲时间, 利用原有的管道来输送调蓄的雨水进行处理, 不需要因为增加截流倍数而放大管径, 同时污水厂的一级处理构筑物也可以不用改变。
(3) 旅游小城镇的区域面积较小, 与大区域大城市的雨水径流试验结果不一样, 大区域的雨水径流初期效应不明显, 整个径流过程中的污染物浓度变化差别不是很大, 导致大部分溢流污染物溢流, 但是对于初期效应明显的小区域排水来说, 调蓄池可以保证在降雨的初期就可以对大部分污染物进行截留。
(4) 现在采用沉淀池构造的调蓄池, 可以使经过调蓄的雨污水都能经过一个初期的预处理, 这对污染物的截留效果非常明显。
(5) 小城镇的周边空地大, 适合建造调蓄池。
参考文献
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[2]洪嘉年.对城市排水工程中排水制度的思考[J].给水排水, 1999, 25 (12) :51～52.
[3]Shoichi Fujita.Full-Fledged Movement on Improvement of the Combined Sewer System and Flood Control Underway in Japan[C].Japan, 2002.
[4]唐建国, 曹飞, 全洪福, 等.德国排水管道状况介绍[J].给水排水, 2003, 29 (5) :4～9.
排水体制 篇9
近年来为改善水质环境, 我国从大城市到农村对旧排水系统 (主要为合流制) 进行了雨污分流改造。旧合流制向分流制排水体制改造时存在许多问题, 如当遇到旧城区房屋密集、人口密度高、旧建筑物破损严重、保护建筑多、街道狭窄, 街道下市政管线种类繁多等问题时, 往往很难再安排新增管道, 暂时采用截流式合流制替代, 从而造成排水体制滞后。此外国内外研究表明, 降雨形成初期径流携带大量的污染物, 其浓度和城市污水厂的进水水质接近, 甚至其中某些重金属的浓度已超过污水厂的进水水质。污染主要来自气体沉降, 地面垃圾和尾气排放以及地面的冲刷侵蚀等。通过数据表明, 环境差、径流污染较严重的城市中, 分流制中初期雨水的污染高于截流式合流制溢流污染。因此只进行雨污分流的管网改造, 不考虑初期雨水的处置, 仍无法改善水体环境。本文将针对分流制排水体质改造中存在的上述问题提出解决方案, 为今后水体环境的改善提供新方法。
2 分流制改造中问题的解决
2.1 纵向并列布置雨水、污水管道, 使分流制排水体制的可行性提高
当受到市政道路空间限制的问题时, 可在现状原合流管道纵向并列新置一条管道, 从而解决水平增加管道困难的问题。污水管道一般要低于雨水管道, 因此将污水管布置下层, 雨水管道布置于污水管道正上方, 同时将设计范围内的雨水支管及污水支管分别接入上层的雨水管道与下层的污水管道, 使旧城区可以实现完全分流的目的。方案如图1、图2所示。
对于检查井的安装可将污水检查井与雨水检查井合并为一个排水检查井。井室内的上层作为雨水检查井室, 井室内的下层作为污水检查井室。为方便污水管道的清淤及维护, 对排水井下层的井盖用有机复合井盖, 因其重量较轻, 以便工作人员开启, 并将井盖置于井室的中心位置。对下层的污水井盖上要安装排气孔, 以免下层的污水管沼气累积浓度过高, 造成危险。
通过纵向并列布置雨水、污水管道的方案, 可实现完全分流制排水体制。该方案优点在于, 与截留式合流制排水体制相比, 避免污水处理厂因水质不均而提高污水厂工艺负荷以及工程投资。此外, 也避免了合流管道溢流的混合污水。该方案也存在一些缺点, 如污水管道置于雨水管道下方, 造成管道敷设过深。需要对工程资料准确查明, 以便合理设计管道标高。
2.2 采用设置初期雨水调蓄池在末端对旧城区排水体制进行优化
初期雨水是从降雨形成地面径流开始, 前12.5mm降雨形成的径流量, 可对水体造成严重的污染。初期雨水的污染物主要集中于最初的毫米雨量之中, 因此只要对初期雨水进行有效的收集处理, 即可控制其对环境的污染。通过结合雨水管道末端的排涝泵站, 新建初雨调蓄池以实现避免初期雨水直接排入水体, 使水体环境的改善, 从而达到提高水环境质量。
初雨调蓄池的工作原理主要为, 根据水位来控制调蓄池的进、出水闸门以及泵站的出水闸门。在降雨初期, 开启进水闸门, 关闭排涝泵站的出水闸门, 使雨水全部排入调蓄池内。当调蓄池达到设定的水位后, 即初雨收集完成, 关闭调蓄池的进水闸门, 开启排涝泵站的出水闸门以及初雨调蓄池的出水闸门, 使此时进入排涝泵站的雨水排入河水中, 而初雨调蓄池将收集到的初期雨水通过设计管道送至污水处理厂, 使进一步处理达标后排放。
初期雨水的调蓄池的布置方式两种, 一种是与排涝泵站分开建设, 另一种是与排涝泵站合建。需要根据具体情况选择。与排涝泵站分开建设的特点是两者的基础埋深较浅, 因此基坑的开挖也较浅;而与排涝泵站合建则将初雨调蓄池建于泵站的下方, 这种方式可减少土地使用面积, 但基础埋深较大, 增大施工难度, 提高工程造价。
结语
我国水体污染非常严重, 就目前截留式合流制向分流制过渡需要漫长的时间。通过利用纵向并列布置雨水、污水管道的方案和初雨调蓄池的建立, 两者结合即可优化分流制排水体制, 消除其对环境的污染问题, 明显改善水体环境, 为排水体制的改造提供新思路。
参考文献
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