對(duì)截流式合流制排水體制的探討
摘要:以瑞安市為例，對(duì)老城區(qū)普遍采用的截流式合流制排水體制的優(yōu)劣做了具體的分析，并結(jié)合污水管線設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理中存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:污水收集系統(tǒng);截流式合流制;建議
1 概述
城市的排水體制主要有合流制、分流制、截流式合流制等。一個(gè)地區(qū)應(yīng)采用何種排水體制應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的環(huán)保要求、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、自然條件、廢水受納水體條件、排水設(shè)施的現(xiàn)狀等因素合理確定。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和管理力度的加強(qiáng)，以及經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高，各地新建城區(qū)基本都是采用雨污分流制排水體制，而對(duì)老城區(qū)原有的排水管網(wǎng)進(jìn)行改造，大多采用的都是截流式合流制。
截流式合流制就是利用原有合流管并沿河道兩側(cè)敷設(shè)污水截流管的形式收集污水，具體作法是在污水截流干管前設(shè)置截流井，截流干管的管徑根據(jù)旱流污水量和截流倍數(shù)確定，理論上是使旱季污水及初期雨水進(jìn)入污水截流干管，當(dāng)雨水量的增加超過(guò)了截流干管的輸水能力時(shí)，多余的水（包括部分污水與雨水）溢流進(jìn)入河道。這種排水體制在各地老城區(qū)截流污水的具體實(shí)施中已取得了一定的成效，它充分利用原有的合流管，避免了大量復(fù)雜、艱難的政策處理工作，既減少了在城市道路上敷設(shè)污水管對(duì)道路交通及周?chē)用裆畹挠绊懀止?jié)約了大量投資，解決了初期雨水的污染問(wèn)題，并且易于實(shí)施，在一定時(shí)期內(nèi)和一些地區(qū)不失為一種節(jié)約、快捷、有效的污水收集形式。但是由于仍然有部分污水溢流進(jìn)入水體，還是會(huì)對(duì)水體有一定程度的污染。筆者根據(jù)瑞安市江北片污水收集和處理系統(tǒng)現(xiàn)狀，對(duì)老城區(qū)截流式合流制排水體制進(jìn)行了分析探討。
2 瑞安市江北片污水收集和處理系統(tǒng)現(xiàn)狀
瑞安市污水處理廠（江北片）的主要服務(wù)范圍為該市中心城區(qū)的江北片、莘塍鎮(zhèn)、汀田鎮(zhèn)和塘下鎮(zhèn)。總規(guī)模為28萬(wàn)m3/d，一次性規(guī)劃分三期實(shí)施，近期工程為7萬(wàn)m3/d，于2007年底投入運(yùn)行，目前進(jìn)廠污水量約4.2萬(wàn)m3/d。近期污水主要來(lái)源于中心城區(qū)江北片，包括老城區(qū)、安陽(yáng)新區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)起步區(qū)、莘塍片、上望片等。老城區(qū)為合流制排水系統(tǒng)，由于早期建設(shè)缺乏總體規(guī)劃，建設(shè)不規(guī)范，管理不完善，以致地下管網(wǎng)嚴(yán)重老化，并且沒(méi)有完整準(zhǔn)確的資料。老城區(qū)的三個(gè)泵站中只有城東、長(zhǎng)春兩個(gè)地區(qū)可以向污水處理廠排水，排水量約為1.5萬(wàn)～1.8萬(wàn)m3/d和0.3萬(wàn)～0.5萬(wàn)m3/d。城西泵站水量約有0.8萬(wàn)m3/d，但是由于與主干管連接不上，估計(jì)近兩年能都無(wú)法實(shí)現(xiàn)向污水處理廠排水；安陽(yáng)新區(qū)和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)江北片基本為雨污分流制排水系統(tǒng)，盡管管網(wǎng)比較完善，且面積要大于老城區(qū)，但是由于種種原因，至今仍不能將全部污水排向污水處理廠，兩個(gè)片區(qū)目前僅有約0.8萬(wàn)～1.5萬(wàn)m3/d水量進(jìn)入污水處理廠；莘塍片、上望片由于污水管網(wǎng)不完善，片內(nèi)污水至今還無(wú)法接入主管道。
根據(jù)浙江省建設(shè)廳的要求，瑞安市污水處理廠建成后一年內(nèi)（2008年）實(shí)際處理量必須達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的60%（4.2萬(wàn)m3/d），三年內(nèi)（2010年）必須達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的75%（5.25萬(wàn)m3
/d）。為了確保完成任務(wù)，使污水處理廠盡快達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷，浙江省目前正在加緊建設(shè)配套污水收集管網(wǎng)，在舊城區(qū)或其它片區(qū)舊村范圍內(nèi)大部分采用的就是截流式合流制改造。
3 截流式合流制排水體制分析
（1）截流式合流制排水體制適用于雨水較少、排水受納水體環(huán)境容量大、河道水位比較低，一定量的污水對(duì)水體不形成影響，出流管為自由出流或受水體頂托影響較小的地區(qū)。但由于大量的雨水被截流，在雨水量較小的地區(qū)可能會(huì)影響河道的自然循環(huán)及景觀水位。
（2）計(jì)算污水截流干管的管徑時(shí)，由于現(xiàn)狀管線等資料不全，對(duì)合流管中的污水量估算不準(zhǔn)，因而設(shè)計(jì)人員對(duì)管徑和截流倍數(shù)的選擇具有盲目性，造成混入水體的污水量過(guò)大，與自然水體的自?xún)裟芰Σ黄ヅ洌蛘呓亓饔晁刻螅捎谟晁南♂屪饔茫蟠蠼档土宋鬯幚韽S的進(jìn)水濃度，影響了污水生化處理的效果。
4 現(xiàn)狀分析及有關(guān)建議
4.1 污水處理廠運(yùn)行記錄分析
2008年，瑞安市污水處理廠月平均進(jìn)水量為2.4萬(wàn) ～3.6萬(wàn)m3/d，最大進(jìn)水量約為5.6萬(wàn)m3/d，月均進(jìn)水COD濃度為144～440mg/L。旱流時(shí)污水處理廠月平均進(jìn)水量約為2.4萬(wàn)m3/d，月平均進(jìn)水COD濃度為320～440mg/L，雨季時(shí)污水處理廠月平均進(jìn)水量約為3.5萬(wàn)m3/d，月平均進(jìn)水COD濃度為140～250mg/L，而在一些降水量較大和降水時(shí)間較長(zhǎng)的時(shí)段，日進(jìn)水
COD濃度甚至不足100mg/L。旱季時(shí)，各泵站基本將全部污水提升至污水處理廠進(jìn)行處理；雨季時(shí)，盡管水量很大，但是由于水質(zhì)濃度過(guò)低，泵站基本是將濃度高的水提升至污水處理廠，而濃度過(guò)低的水排江或者溢流內(nèi)河。造成這種局面的主要原因就是舊城區(qū)雨污合流排水系統(tǒng)和污水收集管網(wǎng)不完善，因而解決此問(wèn)題的根本方法就是加快污水收集管網(wǎng)建設(shè)和直接排入河道的雨污合流制排水系統(tǒng)的改造。該地區(qū)雨水較充沛，河道污染嚴(yán)重（大部分河段水質(zhì)為劣V類(lèi)）且水位普遍較高，污水混入水體后，對(duì)環(huán)境影響較大，出流受水體頂托影響較大，所以實(shí)施截流式合流制排水制度具有極大的局限性，但是由于各方面原因，很多地方又不得不對(duì)直接排入河道的合流制管道實(shí)施截流式合流制改造。
4.2 對(duì)截流式合流制系統(tǒng)建設(shè)的建議
截流式合流制系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵就是截流井的設(shè)置，但關(guān)于截流井的設(shè)計(jì)目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一個(gè)能夠適合各種地區(qū)情況的統(tǒng)一規(guī)范。由于瑞安市污水處理廠收集污水范圍地處平原地區(qū)，并且內(nèi)河水位較高，因而《合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS91：97）的適用條件不適合該市，因此在確定截流井設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)先對(duì)與瑞安市情況相近地區(qū)截流井的設(shè)計(jì)及運(yùn)行狀況進(jìn)行充分的調(diào)查，借鑒周邊地區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn)從而解決瑞安市的實(shí)際問(wèn)題。
（1）截流井Ⅰ型（見(jiàn)圖1）方案可以在距河道較遠(yuǎn)、溢流口不受河水水位頂托影響或影響很小的地方設(shè)置；截流井Ⅱ型（見(jiàn)圖2）方案、截流井Ⅲ型（見(jiàn)圖3）方案可以結(jié)合實(shí)際情況在溢流口位于河道邊、受河水水位影響較大的地方使用。
（2）由于截流井溢流口大部分位于內(nèi)河常水位以下，按照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014-2006）的規(guī)定，截流井溢流口應(yīng)設(shè)置防倒灌設(shè)施，綜合考慮投資和運(yùn)行維護(hù)等情況，建議在溢流井內(nèi)或者排放口處設(shè)鴨嘴閥。橡膠鴨嘴閥具有所需開(kāi)啟壓差小、防倒灌效果好、防腐能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)保養(yǎng)少、不容易被偷盜等特性，因此橡膠鴨嘴閥已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)防倒灌功能的理想產(chǎn)品，目前已在很多工程中得到應(yīng)用。
（3）由于舊城區(qū)雨污合流水量較大、截流井溢流口大部分位于內(nèi)河常水位以下，在建設(shè)截流式合流制管道時(shí)，設(shè)計(jì)人員在選擇截流倍數(shù)時(shí)，應(yīng)參考被保護(hù)水體的重要性，對(duì)既有排水功能又有景觀要求的河道，選擇較大的截流倍數(shù)（2～5倍），以減少污染；對(duì)僅有排水功能的河道，選擇較小的截流倍數(shù)（1～2倍），以節(jié)約截流管的投資及污水處理廠的常年運(yùn)行費(fèi)用；溢流水位可以參考《合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS 91：97）計(jì)算，并結(jié)合內(nèi)河常水位確定；如果計(jì)算溢流水位高于內(nèi)河常水位，則設(shè)計(jì)溢流水位取計(jì)算水位值，否則取內(nèi)河常水位。
（4）即使按照以上方案實(shí)施，實(shí)際截流水量也肯定會(huì)大于設(shè)計(jì)截流水量，但是如果按照目前正在實(shí)施的一些工程僅設(shè)置全部統(tǒng)一的一個(gè)標(biāo)高（常水位加約0.5m）的溢流堰，而不考慮計(jì)算堰高和水位關(guān)系及防倒灌設(shè)施，就可能會(huì)導(dǎo)致截流式合流制系統(tǒng)基本成為雨污合流制系統(tǒng)，截流雨水量過(guò)大，污水濃度過(guò)低而不能向污水處理廠提升，既不利于污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行，也會(huì)造成污水處理服務(wù)費(fèi)和泵站提升排江費(fèi)用的浪費(fèi)，在河道水位高于溢流堰時(shí)還會(huì)造成河水倒灌。截流井的設(shè)計(jì)方案直接決定了截流式合流制系統(tǒng)改造的成功與否，因而在方案選擇上一定要慎重。
4.3 對(duì)截流式合流制系統(tǒng)運(yùn)行的建議
污水處理廠投運(yùn)后，由于以上情況的存在，如何保證污水處理廠的進(jìn)水濃度一直是令人困擾的問(wèn)題。在未建污水處理廠以前，化糞池一直作為生活污水的過(guò)渡性處理設(shè)施被廣泛應(yīng)用，根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，普通化糞池可去除生活污中20%的BOD5、50%的SS，而目前瑞安市建設(shè)的生態(tài)化糞池可去除生活污水中50%以上的BOD5、50%以上的SS。隨著污水處理廠的建成、污水收集系統(tǒng)的完善，可根據(jù)下列情況有條件地廢棄化糞池，以提高污水處理廠的進(jìn)水濃度：
（1）新建區(qū)域?qū)崿F(xiàn)雨、污分流，污水通過(guò)市政污水管直接進(jìn)入污水處理廠，可不設(shè)化糞池。
（2）區(qū)域?qū)崿F(xiàn)雨、污分流，污水通過(guò)市政污水管排入污水截流干管后，再進(jìn)入污水處理廠，可不設(shè)化糞池，但應(yīng)在區(qū)域污水接入市政污水管前設(shè)置污水調(diào)節(jié)池，以攔污柵阻截較大體積的生活污物，避免河道污染。
（3）污水收集管網(wǎng)即將建成接入污水處理廠，新建區(qū)域?qū)崿F(xiàn)雨、污分流，污水將來(lái)可通過(guò)規(guī)劃污水管進(jìn)入污水處理廠，之前可暫時(shí)在接入市政污水管前集中設(shè)置化糞池，化糞池容積可適當(dāng)減小，臨時(shí)處理后排放，為規(guī)劃污水管敷設(shè)后廢棄化糞池創(chuàng)造條件。
（4）有人擔(dān)心取消化糞池后會(huì)增加管道的堵塞機(jī)會(huì)。事實(shí)上管道堵塞的主要原因是：1）管道坡度小，污水流速小，導(dǎo)致管道淤積；2）檢查井流槽施工不規(guī)范，污水進(jìn)入檢查井后，流速變緩，造成淤積；3）施工垃圾、用戶(hù)使用衛(wèi)生用品后沖洗流量不夠堵塞管道。這些現(xiàn)象在設(shè)置了化糞池的排水管道中也時(shí)有發(fā)生，與是否設(shè)置化糞池并無(wú)必然關(guān)系。所以只要設(shè)計(jì)時(shí)選取合適的管道坡度，嚴(yán)抓工程施工質(zhì)量，管道維護(hù)單位工作到位，在各項(xiàng)措施得當(dāng)?shù)臈l件下廢棄化糞池是可行的。
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5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，筆者認(rèn)為，老城區(qū)的城市排水體制向雨、污分流過(guò)渡是必然的趨勢(shì)；瑞安市作為經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，具備及早向優(yōu)點(diǎn)更多的分流制過(guò)渡的條件，我們應(yīng)該下定決心，在今后的建設(shè)中努力向這方面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王繼明. 給水排水管理工程[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 1993.
[2] 李彤，周華，等. 瑞安市污水收集管網(wǎng)（舊城區(qū)）工程初步設(shè)計(jì)[Z].上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院，2008.
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