黃志杰
福建省恒基建設股份有限公司廈門分公司(361001)
初探污水截流工程的方案選擇
黃志杰
福建省恒基建設股份有限公司廈門分公司(361001)
目前,為實現完善城市基礎設施,改善生態環境,美化城市景觀的目標,以“污水截流集中處理,整治河道,引清入河,兩岸園林綠化”為目的的綜合整治在各個城市全面展開,筆者針對污水截流建設工程中的截污體系進行簡要探討,并就截流方案的設計談一些體會。
城市;污水;截流,防滲
1.1 分流式截污排水體系
從兩套或兩套以上分別獨立存在的溝道內將雨水及污水各自截流排除,這一過程稱之為分流式截污排水體系。而污水截流排水體系就是把城市廢水、生活污水和工業廢水等有效排除的系統,雨水截流排水體系則是將雨水完全排除的系統。按照各不相同的雨水排除方法,分流式截污排水體系可合理劃分為完全分流截污排水體系、不完全分流截污排水體系。
1.2 合流式截污排水體系
在一套相同的溝道內將雨水、生活污水與工業廢水等混合污水進行統一截流排除,這一過程稱之為合流式截污排水體系。過去老城市均采用傳統排水體系實施排水,該體系僅是把各類雨、污水混合在一起,并未做相應的處理與運用,就直接將混合污水排入水體,嚴重污染了水體的質量。近年來,隨著城市改造的不斷深入,在傳統排水體系的條件下,在原有排水干溝的下游設置一座截流井,通過截流井內的截流堰截入截污干管,并進入提升泵站,污水經提升后進入污水處理廠的污水干管,逐步形成城市改造過程中的具有截污功能的合流式截污排水體系。
截污管的設置應與市政、雨水、交通、污水等各項規劃相結合,同時要全面考慮到治污與治河之間的關系、治河與景觀之間的關系,以便統一建設。設置截污管時,必須要根據實際狀況,結合各項規劃標準,盡可能順著河道堤路進行設置,以降低征地率和拆遷率,節約建設投資成本。定線準確是科學設計截污管道體系的關鍵因素,做定線工作時應嚴格遵守以下幾點原則:①盡量在埋深小與管線短的條件下,使最大范圍的污水可以自行排出;②結合城市各項規劃,做豎向設計時要充分考慮到管線的綜合標準;③盡可能減少占地和拆遷;④如無必要禁止設置中途泵站和倒虹管,以減少運行費用以及工程投資費用,進一步降低日常管理與維護的難度,最終達到管道運行通暢的目的。
3.1 明確工程規模
明確城市污水截流工程的規模,即明確污水截排實際流量的大小,這對于確保水源保護區的污水截排來說具有一定的促進作用。截排流量可根據截流倍數進行計算,也可以依照洪峰流量進行計算。截流倍數就是合流制管網堵截雨水的實際徑流流量和干旱時期污水流量之間的比值。當地環境、經濟、文明、氣象、水文等多方面因素均會直接影響到截流倍數的實際取值。
洪峰流量就是把每一年實施檢測得出的最大洪峰流量的排放頻率進行計算,以獲取其經驗頻率的實際曲線,同時合理選定任意頻率下的洪水指標,把這個頻率下的洪峰流量當作是截排流量。除此之外,計算截排流量時還可以按照實際情況采取優化設計,有利于經濟性與適用性的實現。
3.2 污水水質要求
在一些沿海城市,例如福建廈門,島內的筼筜湖周邊有二三十個排洪溝口,均為20世紀80~90年代修建的混合箱涵或管涵,其防水功能較差,筼筜湖納潮干渠的海水有通過土體、排洪溝縫隙滲透到排洪溝的現象,導致排洪溝內水體的氯離子普遍偏高,對排洪溝進行截污后,如果含氯離子較高的污水送到污水處理廠,將對污水處理廠內的金屬處理設備造成極強的腐蝕破壞,且影響微生物的正常處理,最終導致設備的損壞和污水處理不達標,并對COD檢測結果的影響較大。因此,必須采取措施降低或改善排洪溝內的氯離子含量。方法之一就是通過改造排洪溝,降低海水反滲量來實現。但是由于條件限制,排洪溝的改造無法進行實施,此時可以采取施工防滲墻的方法來實現。
3.3 污水截排主要設施
雨污分流制排水與合流制排水是污水管網體系中最為主要的兩種排污方法,通過對截流設施進行有效設置來滿足截排要求。截流的主要設施包括以下幾種:①截流井。設計截流體系時,截流井的設計屬于最為關鍵的工作,在設計過程中不僅要保證截流污水能夠順利進入截污體系,滿足整治水環境要求,還要確保在大雨的情況下能夠阻滯過量雨水流入截污體系,避免下游截污管道的具體流量高出原設計流量,防止出現污水冒出情況。②截流堰和提升泵站。提升泵站結合截流堰能夠全面發揮截流排污的效用,促使污水在干旱時期與水盛時期都能夠獲得良好地攔截。③調蓄池。通過調蓄池來降低排水體系因雨天而產生污染負荷,調蓄池的主要運行方法是在暴雨期間聚集雨水,待降雨結束后把雨水運送到下游管渠。
截污體系對于城市規劃設計和工業規劃設計來說有著極為重要的作用,而截污體系的選擇除了會對排水體系的維護管理、設計與施工造成一定影響外,還會直接影響到城市與工業的有效規劃以及環境保護,嚴重時甚至會影響到整個排水工程的總資金投入、早期資金投入、管理費用和維護費用。一般情況下,選擇截污體系時要在實現環境保護要求的基礎上按照當地實際狀況,通過對比各項技術的經濟性來確定。
4.1 完全分流截污排水體系
由于完全分流截污排水體系不僅具備污水截流排水體系,還具備雨水截流排水體系,所以在環保方面具有十分顯著的效益。但其在一定程度上存在著早期雨水污染問題,因而其投資成本明顯高于合流式截污排水體系。
4.2 不完全分流截污排水體系
因為不完全分流截污排水體系僅具備污水截流排水體系,并未具備雨水截流排水體系,所以其投資金額相對較少。該系統一般運用在便于排水、地形適宜和具有地面水體的城市。如果城市屬于發展中城市,為了實現分步投資,應先設置污水截流排水體系,然后再對雨水截流排水體系做必要的完善工作。過去我國大部分居住區和工業區均施行不完全分流截污排水體系。
4.3 合流式截污排水體系
合流式截污排水體系通常應用于少雨城市,而在雨天情況下也只會有一些混合污水未通過處理就直接排放進水體,該體系明顯優于直排式體系,且具有顯著的改善效果。但若處于多雨地區,仍會發生十分嚴重的污染情況。針對這一情況,可合理建造一個調蓄池,用以存儲污水,待降雨結束后運送到污水處理廠進行有效處理,這樣在很大程度上就可以減少污水處理廠進水量的實際變化幅度,達到改善運行的目的。
綜上所述,分流截污排水體系的靈活度明顯優于合流式截污排水體系,且能夠滿足社會發展的需要,所以在早期設置截污體系時,盡可能采取分流式。但如果在周圍存在過大水體,可持續發展受局限的小城市,或者是在廢水可完全處理、雨水較少的地區,可合理設置合流式截污排水體系,也就是根據城市的實際情況采取與之相適應的截污排水體系,只有這樣才能實現城市的可持續發展。
