淺談城市排水體制的選擇和管理
淺談城市排水體制的選擇和管理
一、城市排水體制的分類
城市排水體制一般分為合流制和分流制兩種類型:
(一)合流制排水系統(tǒng)
合流制排水系統(tǒng)是將城市生活污水、 工業(yè) 廢水和雨水徑流匯集人在一個(gè)管渠內(nèi)予以輸送、處理和排放。按照其產(chǎn)生的次序及對(duì)污水處理的程度不同,合流制排水系統(tǒng)可分為直排式合流制、截流式合流制和全處理式合流制。
城市污水與雨水徑流不經(jīng)任何處理直接排入附近水體的合流制稱為直排式合流制排水系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外老城區(qū)的合流制排水系統(tǒng)均屬于此類。
隨著工業(yè)化的不斷 發(fā)展 ,污水對(duì)環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重,必須對(duì)污水進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚聿拍軌驕p輕城市污水和雨水徑流對(duì)水環(huán)境造成的污染,為此產(chǎn)生了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制的基礎(chǔ)上,修建沿河截流干管,并在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置溢流井,在截流主干管(渠)的末端修建污水處理廠。該系統(tǒng)可以保證晴天的污水全部進(jìn)入污水處理廠,雨季時(shí),通過截流設(shè)施,截流式合流制排水系統(tǒng)可以匯集部分雨水(尤其是污染重的初期雨水徑流)至污水處理廠。但另一方面雨量過大,混合污水量超過了截流管的設(shè)計(jì)流量,超出部分將溢流到城市河道,不可避免會(huì)對(duì)水體造成局部和短期污染。并且,進(jìn)入處理廠的污水,由于混有大量雨水,使原水水質(zhì)、水量波動(dòng)較大,勢(shì)必對(duì)污水廠各處理單元產(chǎn)生沖擊,這就對(duì)污水廠處理工藝提出了更高的要求。
在雨量較小且對(duì)水體水質(zhì)要求較高的地區(qū),可以采用完全合流制。將生活污水、工業(yè)廢水和降水徑流全部送到污水處理廠處理后排放。這種方式對(duì)環(huán)境水質(zhì)的污染最小,但對(duì)污水處理廠處理能力的要求高,并且需要大量的投資和運(yùn)行費(fèi)用。
(二)分流制排水系統(tǒng)
當(dāng)生活污水、工業(yè)廢水和雨水用兩個(gè)或兩個(gè)以上排水管渠排除時(shí),稱為分流制排水系統(tǒng)。
其中排除生活污水、工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng);排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。根據(jù)排除雨水方式的不同,又分為完全分流制、不完全分流制和截流式分流制。
完全分流制排水系統(tǒng)分設(shè)污水和雨水兩個(gè)管渠系統(tǒng),前者匯集生活污水、工業(yè)廢水,送至處理廠,經(jīng)處理后排放或加以利用。后者通過各種排水設(shè)施匯集城市內(nèi)的雨水和部分工業(yè)廢水(較潔凈),就近排入水體。但初期雨水未經(jīng)處理直接排放到水體后,將對(duì)水體造成污染。
近年來,對(duì)雨水徑流的水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),雨水徑流特別是初降雨水徑流對(duì)水體的污染相當(dāng)嚴(yán)重,因此提出對(duì)雨水徑流也要嚴(yán)格控制的截流式分流制排水系統(tǒng)。截流式分流制既有污水排水系統(tǒng),又有雨水排水系統(tǒng),與完全分流制的不同之處是它具有把初期雨水引入污水管道的特殊設(shè)施,稱雨水截流井。小雨時(shí),雨水經(jīng)初期雨水截流干管與污水一起進(jìn)入污水處理廠處理;大雨時(shí),雨水跳躍截流干管經(jīng)雨水管排入水體。截流式分流制的關(guān)鍵是初期雨水截流井,它要保證初期雨水能進(jìn)入截流管,而中期以后的雨水能直接排入水體,同時(shí)截流井中的污水不能溢出泄入水體。截流式分流制可以較好地保護(hù)水體不受污染。由于僅接納污水和初期雨水,截流管的斷面小于截流式合流制,進(jìn)人截流管內(nèi)的流量和水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,亦減少污水泵站和污水處理廠的運(yùn)行管理費(fèi)用。
不完全分流制只建污水排水系統(tǒng),未建雨水排水系統(tǒng),雨水沿著地面、道路邊溝和明渠泄入水體。或者在原有渠道排水能力不足之處修建部分雨水管道,待城市進(jìn)一步發(fā)展或有資金時(shí)再修建雨水排水系統(tǒng)。該排水體制投資省,主要用于有合適的地形、有比較健全的明渠水系的地方,以便順利排泄雨水。目前還有很多城市在使用,不過因?yàn)闆]有完整的雨水管道,在雨季容易造成徑流污染和洪、澇災(zāi)害,所以最終還得改造為完全分流制。對(duì)于常年少雨、氣候干燥的城市可采用這種體制,而對(duì)于地勢(shì)平坦,多雨易造成積水地區(qū),不宜采用不完全分流制。
分流制的優(yōu)點(diǎn)是它可以分期建設(shè)和實(shí)施,一般在城市建設(shè)初期建造城市污水下水道,在城市建設(shè)達(dá)到一定規(guī)模后再建造雨水道,收集、處理和排放降水尤其是暴雨徑流水。
在一個(gè)城市中,有時(shí)采用的是復(fù)合制排水系統(tǒng),即既有分流制也有合流制的排水系統(tǒng)。復(fù)合制排水系統(tǒng)一般是在由合流制的城市需要擴(kuò)建排水系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的。在大城市中,因各區(qū)域的 自然 條件以及修建情況可能相差較大,因地制宜地在各區(qū)域采用不同的排水體制也是合理的。
二、城市排水體制的選擇
為了進(jìn)一步改善受納水體的水質(zhì),建立理想的分流制或?qū)⒑狭髦聘臑橥耆至髦葡到y(tǒng),在排水體制的選擇上應(yīng)改變觀念,允許部分地區(qū)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)采用合流制截流體系并將工作重點(diǎn)放在提高污水處理率上,這才是保護(hù)水體的根本方法。在對(duì)老城市合流制排水系統(tǒng)改造時(shí)要結(jié)合實(shí)際制定可行方案,在各地新建開發(fā)區(qū)規(guī)劃排水系統(tǒng)時(shí)也有必要充分分析當(dāng)?shù)貤l件、資金的合理運(yùn)作,同時(shí)還要從管理水平、動(dòng)態(tài) 發(fā)展 角度進(jìn)行研究,不要盲目模仿、生搬條款。在已有二級(jí)污水處理廠的合流制排水管網(wǎng)中,適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)建造新型的調(diào)節(jié)、處理設(shè)施(滯留池、沉淀滲濾池、塘和濕地等)是進(jìn)一步減輕城市水體污染的關(guān)鍵性補(bǔ)充措施。它能攔截暴雨初期“第一次沖刷”起的污染物送往污水廠處理,減少混合污水溢流的次數(shù)、水量和改善溢流的水質(zhì),以及均衡進(jìn)入污水廠混合污水的水量和水質(zhì),它也能對(duì)污染物含量較多的雨水作初步處理。
三、排水系統(tǒng)體制選擇及建設(shè)中存在的問題及建議
(一)排水管網(wǎng)的建設(shè)
不少城市和地區(qū),往往只把污水處理廠作為重點(diǎn)工程對(duì)待,而放松與之相配套的污水管網(wǎng)的建設(shè)。常常是污水處理廠按計(jì)劃建成投產(chǎn),而污水管網(wǎng)卻只建了部分污水干管。造成一方面污水處理廠處理量不足,一方面污水仍直接排入河體污染環(huán)境的情況。因此,排水管網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)與污水處理廠的建設(shè)作為一個(gè)整體,同步實(shí)施。
(二)排水管網(wǎng)的管理
加強(qiáng)管理,對(duì)于建成后排水管網(wǎng)的成效至關(guān)重要。如果一個(gè)排水系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了雨、污分流,而管理措施跟不上,沿街居民私自亂接出戶管,或圖方便省錢,將生活污水管就近接人雨水管道,就會(huì)造成花大量資金建成的雨污分流系統(tǒng)失去作用,污水由雨水管直接排入水體造成河流污染。因此,城市排水系統(tǒng)能否真正發(fā)揮其應(yīng)有的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,必須采取有效措施加強(qiáng)對(duì)排水管網(wǎng)的管理,從源頭上做好雨、污分流。
(三)截流倍數(shù)
無論是合流制還是分流制(雨水道),其排水干管或干渠,都應(yīng)采用截留式排水系統(tǒng),在其末端加設(shè)溢流井,其頂端設(shè)置溢流堰,排水干管采用適宜的截留倍數(shù);其大小直接影響受納水體的潔凈與否,過小會(huì)導(dǎo)致受納水體遭受嚴(yán)重污染;過大則會(huì)造成浪費(fèi)。故合理選取截流倍數(shù)是關(guān)鍵,其取值應(yīng)綜合考慮受納水體的水質(zhì)要求、受納水體的自凈能力、城鎮(zhèn)的文明程度(或級(jí)別)、人口密度、降雨量、投資等各種因素。
(四)雨水徑流污染物含量及控制
隨著 經(jīng)濟(jì) 的高速發(fā)展,城市人口密度不斷增加,對(duì)污水收集系統(tǒng)容量的要求也不斷增加,這不僅由于不斷擴(kuò)大的城市產(chǎn)生了越來越多的污水,而且由于不透水排水面積的增加導(dǎo)致了城市暴雨徑流量的增加。最終導(dǎo)致了在大的居民區(qū)內(nèi),更多的是大城市、超大城市的周邊,水文環(huán)境和城市水源受到嚴(yán)重的污染和破壞。因此,無論合流制或分流制排水系統(tǒng),都應(yīng)對(duì)截留雨水徑流進(jìn)行處理。
四、結(jié)語
隨著城市化的發(fā)展,排水系統(tǒng)在社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中起著越來越重要的作用。排水體制的選擇應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)及 工業(yè) 企業(yè) 的規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)的要求、污水利用情況、原有排水設(shè)施、水質(zhì)、水量、地形、氣候和水體等條件,從全局出發(fā),通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合考慮確定,同時(shí),加強(qiáng)對(duì)城市水系雨水徑流管理和污染控制的工作。