未来城镇排水体制改革的探讨

郭贺

摘要: 阐述了现有城镇排水系统的排水体制, 并着重介绍了合流制排水体制和分流制排水体制。通过对南京市排水体制现状的分析以及排水体制对环境影响, 或从运行管理等角度考虑, 提出未来城镇排水体制改革的设想。

中图分类号：S276.3 文献标识码： A 文章编号：

城镇排水管网肩负着城市防汛排水、污水收集输送的重任, 是城市重要的基础设施。选择排水体制是一个城镇排水系统建设首先需要解决的问题。合流制和分流制这两种我国城市最常采用的排水体制, 在现阶段还不存在明显的先进和落后之分。

1 城市排水体制的现状

国内外的许多大中城市, 早期都是采用直泄式合流制排水系统, 随后改造成为截流式合流制排水系统。随着城市的发展和环境保护的要求, 有些城市在原有截流制系统的基础上, 新增建污水排水系统, 将原有的合流制排水系统改建成为雨水系统。我国目前大多数城市通常采用既有合流制, 又有分流制的混合排水体制。南京的污水主要有江心洲、城北、城东三大污水收集系统, 各系统内状况有所不同。南京市污水收集系统的现状: 城东污水收集系统为雨、污分流制; 城北污水收集系统为截流式的合流制; 江心洲污水收集系统则部分区域为雨、污分流制, 部分区域为截流式的合流制。

2 排水体制引起的思考

2.1 分流式排水体制

对于新城区分流式排水体制, 通过分析发现,其对环境的影响主要集中在以下两点。1) 初期雨水直接排入水体。路边垃圾、汽车漏油、轮胎磨损、尾气排放、农田肥料甚至部分运输车辆罐体破损而遗洒路面的各类液体, 都随着初期雨水进入雨水管道排入城市水体, 严重污染了水体。2) 雨污混接对水体的影响。管网建设后部分用户私自接管, 或民用建筑内部建筑功能的改变以及开挖的局限等原因都能导致雨污水管道在接入市政管网时发生错误, 进而导致很多雨水管道在非雨季也有部分水流流入并污染水体。

2.2 合流式排水体制

目前, 在老城区普遍利用现有合流管, 并在河道两侧敷设污水截流管的形式收集雨、污水。这种排水体制避免了在道路下敷设污水管对交通的影响,也解决了初期雨水的污染问题, 并且是一种节约、快捷、有效的雨、污水收集形式。但这种排水体制也存在以下缺陷。

1) 适用于雨水稀少且排水受纳水体环境容量大,一定量的雨、污水对河道不造成影响的地区。像南京地区雨水较充沛, 部分河道狭窄, 雨、污水混入水体后, 对环境影响较大, 所以实施具有很大的局限性。

2) 计算污水截流干管的管径时, 由于现状管线资料不全, 对合流管中的污水量估算不准, 因而对管径和截流倍数的选择具有不可靠性, 造成混入水体的雨、污水量过大, 与自然水体的自净能力不匹配, 形成污染。

3) 由于大量的雨水被截, 影响了河道的自然循环及景观水位。据估算, 城北污水收集系统旱季污水量约 30 万 t/d, 考虑截流倍数的因素, 雨季污水量约 63 万 t/d。

4) 截流式污水收集系统由于雨水的稀释作用,大大降低了污水处理厂的进水浓度。据对已建成的截流式污水 收集系统进 水浓 度 调 查 , BOD5约 为120 mg/L, COD 约为 250 mg/L, 影响了污水生化处理的效果。

3 未来的排水体制改革设想。

3.1 截流式分流制

通过分析, 认为解决分流制对环境影响的较好的方法是采用截流式分流制。即在分流制的基础上雨水支管每隔一定距离设置一座截流井与污水管道相通。雨季时, 截流井截流的初期雨水径流通过截流管就近排至附近的污水管道。旱季时, 截流井能将误排入雨水管道的少量污水也截流至附近污水管道。截流式分流制方法实施的前提是雨水管道高程高于污水管道高程, 而这类情况在实现分流制的地区比较常见。若污水管道标高较高, 则截流管需要引至下游标高较低的污水管道。截流式分流制方法的关键是截流井的合理设计和建造, 此截流井建造在雨水管道上, 与传统的合流管道上的截流井并不完全等同。

3.2 合流制等同分流制

国外一些先进国家如日本、德国等的许多城市均采用合流制排水体制。随着对水环境质量要求的不断提高, 为了克服合流制系统的弊端, 很多城市均提出了 “合流制等同分流制”理念来改善合流制排水体制。“合流制等同分流制”即通过采取一系列的技术、管理措施, 控制合流制排水系统在雨季排入水体的雨污混合水污染物浓度, 使其与分流制时, 雨季排入水体径流雨水的污染物浓度相同。这些措施包括建设各类调蓄池(管) 、提倡雨水渗蓄、加强管道清通等。日本横滨总结出在合流制地区按照截流 5 mm的初期雨水量设置调蓄池, 即每公顷服务面积建设5 000 m3的调蓄池, 就能够实现 “合流制等同分流制”的目标。这一目标的实现, 能够大大减少合流制排水系统雨季向水体的溢流排放频率和污染物负荷物量。3.3 截流式合流制末端溢流处理站要解决截流式雨季污染的问题, 除了修建 “合流制等同分流制”中的调蓄池外, 还可以在截流管末端设置溢流污水处理设施。溢流污水处理设施即在溢流污水排入水体前建造简易的污水收集和处理构筑物, 此举分担了污水处理厂雨季处理能力。这种处理站一般只需做简单的沉淀处理, 若要提高效率可以采用斜管或斜板沉淀池。沉淀池底部污泥可在雨停后借重力排至污水截流干管。

3.4 截流井及截流倍数自动控制

随着排水 GIS 系统的完善、在线监测、无线传输和自动控制等各项技术的提高和普及, 对排水管网水质及流量的在线监控可以很容易地得到实施。在下游截流干管得到有效扩充的基础上, 通过对雨季截流井中水质和流量的分析达到对安装在溢流井自动控制的活动性溢流堰挡板进行有效的截流控制。当水质达到一定的标准的情况下, 即可通过降低溢流堰的方式对合流污水进行直接排放。由于排水管网的地域覆盖广的特性, 因此此技术应利用无线传输和远程控制技术来实现。3.5 提高城市河道等水体自净能力通过水体植物培养甚至潜水填料的投放, 提高城市河道、湖泊等水体的自净能力, 同时达到水体美化的功效。但对于有航运要求的河道需兼顾航道要求。虽然此方法与排水体制关系不是很大, 但如果配合现有的合流制或者分流制一起实施, 都能提高对城市水污染控制的能力。

4 结语

我国大部分城市的排水体制在现阶段以及以后的一段时间内都将发挥非常积极的作用。但随着社会的进步、国民生产能力的提高, 现行的排水体制不能停滞不前, 文中提到的改革方法有些已经得到相关专家的论证, 但有些是作者根据实际情况分析总结提出的。希望此文能引起行业的重视, 使更多的学者和专家参与其中的研究。

参考文献

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