給排水管網優化設計在城市污水處理中的應用

【摘要】一個城市的污水處理水平直接體現這個城市對環境綜合布局的規劃，是這個城市綜合競爭力的一個非常重要的指標。較高的城市污水處理水平，背后一定有著科學的城市給排水管網設計。這種合理的規劃也是當前國家提倡綠色城市建設，打造以人為本的宜居環境的指導思想的體現。本文就給排水管網優化設計在城市污水處理中的若干問題，提出應用上的建議和參考。

【關鍵詞】給排水? 管網? 城市? 污水處理

1、引言

一個城市的污水處理水平直接體現這個城市對環境綜合布局的規劃，是這個城市綜合競爭力的一個非常重要的指標。較高的城市污水處理水平，背后一定有著科學的城市給排水管網設計及先進的污水處理設備和技術的應用，這種合理的規劃和治理也是當前國家提倡綠色城市建設，打造以人為本的宜居環境的指導思想的體現。

科學合理地設計給排水管網是城市基礎工程設施建設的重要一環，工程施工設計與建設的質量和科學性，直接決定著城市的發展水平，影響著城市景觀和衛生環境，影響著城市的投資環境，甚至關系到城市的安全。對大規模的工程投資和運行管理的可靠性也起著關鍵性作用。

2、城市污水處理

一個城市的污水處理主要是針對工業廢水，生活廢水和其他廢水中的污染物進行有效的去除，使這些污染物對城市環境所涉及到的區域不產生危害。依據大數據統計，一般一個城市中的污水主要污染物是易降解的有機物，所以好氧生物處理法是當前最普遍的去污處理方法。同時根據污水中的難降解有機物含量，可以適當考慮增加厭氧處理或者物化法。

工業生產出來的廢水和生活廢水等污水大部分會進入一個城市的污水管道，理論上來講，排出的污水量會與給水量一致，但是實際中，這兩項數據是不可能一致的。從實際數據來看，現實中排出的水并未全部排入污水管道，比如消防排水、城市綠化用水、管道滲水、蒸發掉的水等，統計數字顯示排出的污水是給水量的80%左右。另外，一些分散的給水設備未包括在整個城市的給水量總體規劃內，同時還有地下水對管道的滲入等因素，在業內也達到了共識，即污水量會大于給水量。這種情況下，城市污水的處理與一個城市的給水量，排水量，工業與生活的水設備情況，人民的生活水平高低，衛生設備的數量和先進程度，城市地理位置，氣候及季節變化均有很大的關系，城市給排水管網的優化設計在一個城市的污水處理中顯得非常重要。

3、給排水管網優化設計

一個城市的給排水管網設計，如上文所述，對于目前的城市污水處理非常重要，同時還關系到城市所在地周邊的環境保護，更關系到下游城市人民的身體健康以及經濟發展。加快城市給排水管網優化設計，加快城市污水處理新技術的應用，促進城市和諧發展以及綠色可持續發展是目前我國城市污水處理相關部門的重要任務。一個城市的給排水管網是一項浩大的工程，科學優化設計是非常重要的，設計不合理會給后續工程施工以及使用帶來連串損失，直接造成投資浪費及城市排污受阻，從而造成環境污染及重大緊急事故發生。城市給排水管網規模越大，設計區域越廣，復雜程度越高，通過優化設計之后的社會價值和經濟效益就越凸顯。可以說，管網的優化設計是百年項目，澤及后代，嚴肅性和重要性不言而喻。在管網設計中，本文強調流速，充滿度及先進的水力旋流截污技術配套管網綜合施用，對于一個城市污水處理具有非常重要的意義。

4、給排水管網優化設計在城市污水處理中的應用

一個城市的給排水管網設計需要謹慎地從管網的流速、充滿度進行最優化的設計，同時目前的城市給排水管網雖然在城市污水處理中起到非常重要的綜合排污作用，但是管道中的水力旋流截污先進技術的使用，會減輕城市給排水管網的很大壓力，這種技術的運用是通過在管道的關鍵節點設置水力旋流濃縮設備，用旋流原理加格柵過濾，對污水實現強化性的一級處理，這樣一來，成倍削減排放入水體的污染負荷，起到進網前的優化，進網和出網進一步優化，這樣的綜合城市污水處理系統會對一個城市來說起到排污去污能力，保障城市的安全運行。

給排水管網流速設計一定要盡可能小。這樣的設計主要是為了后期工程的運行安全性。管網中的管道埋得越深，其造價和維護成本就越高，管道埋深雖然可以增加排污流速，但是其缺點也是很明顯，造成下游管網中的管道依次要埋深，造價和維護成本成倍增加。通過實踐考量，增加埋深度不如增加管道管徑的大小，同時利用進網前的管道水力旋流截污先進技術可以減少排污流速，有效解決管深和管徑的最佳優化設計。

給排水管網充滿度設計是要根據管網流速設計進行。眾所周知，管網中的管道半徑越小，其造價越低，維護成本也越低，所以如果為了降低造價和維護成本，很明顯，使用最小管徑是最優的選擇。在確定了管網流速以后，其管網充滿度隨即可以確定，即根據已有的管徑和流速，設計他們二者所能承受的最大充滿度即可。此處需要強調的是，對于管網的管道管徑，沒有特殊的規定，這個需要根據市政建設的整體規劃和投資水平。

另外，對于管網中的管道材質，連接可靠性、耐腐蝕性、韌性、彈性、使用壽命、施工水平，還有就是給排水管網的整體走勢和布局都是影響一個城市管網完成后發揮作用的影響因素，是體現一個城市污水處理能力的體現。

5、結語

城市污水處理能力是一個城市現代文明的一個重要體現，也是一個城市打造宜居環境，建設百年城市，形成品牌的重要體現。給排水管網優化設計在城市污水處理的建設中，能大大減少投資成本，減少建成后運行的成本，更重要的是優化設計能體現安全，保障一個城市數百萬人甚至千萬人的生命財產安全。百年工程，設計優先。

參考文獻：

[1]丁武斌.環境工程中城市污水處理的探析[J].資源節約與環保.2019（12）.

[2]嚴俊剛.排水管網設計在城市污水處理工程中的運用[J].中華建設.2011（07）.

[3]郝明亮;高松峰.城市污水管網管理信息系統設計與實現[J].河南科技.2016（5）.

[4]王建國.自動化技術在城市污水處理中的應用[J].山東工業技術.2015（10）.

[5]劉剛. 城市污水排水管網施工項目管理分析[J].決策探索.2019（8）.

作者簡介：吳浩鳴（1999-）北京科技大學能源與環境工程學院在讀本科生，現從事環境工程和水處理方面的專業學習和研究。