城市排水管网雨污混流成因分析及治理对策浅析

2021-11-27 23:47:06董玉珍
魅力中国 2021年45期
关键词:混流城市排水雨污

董玉珍

(吉林市市政设施管理中心,吉林 吉林市 132002)

我国最近十几年来为了全面落实建设生态文明和保护生态环境政策,全面部署防治污染攻坚战,特别是针对城市黑臭水沟、污染水质两个方面,做出了具体的要求和标准。作为城市基础设施主要构成的城市排水管网的作用是在汛期排放雨水、输送工业和生活污水等,直接影响分隔和排放雨水、污水的效果。城市排水系统是由雨水排水系统和污水排水系统两个部分组成,利用地面收水井把汛期的雨水、冬季融化的雪水汇聚到雨水排水系统的主干管道,经雨水泵站处理后或直接向河渠、湖、海排放;工业和生活所产生的污水通过排污支管在市政污水管网中汇集,被输送到污水处理厂进行处理和净化,最终排入到河渠、湖、海中。按照雨水、污水分流制设计的理想状态,雨水管网系统把积存水体排空后,管道内应完全不留存水体。但是雨水管网实际使用过程中,会有大量污水渗流点存在,雨水管网系统的管道内长期有积水存在,不能实现完全排空,导致雨水管道中的水质受到污染甚至成为黑臭水体,导致末端(城市雨水排水系统)的水质不能达到排放标准,最终导致污染了河渠、湖、海[1]。本文通过排查和梳理城市排水管网存在的问题,分析城市排水系统雨污混流问题形成的原因,并提出治疗的有效政策。

一、城市排水管网系统出现雨水、污水混流问题的原因

(一)城市规划和设计缺乏协调性

1.城市排水系统早期的规划和设计,受到多种因素(落后保守的规划理念、不高的规划意识、施工建设排水系统的规划和设计没有系统性和超前性)的影响,特别是一些初始开发区域没有建设完善的大型排水系统,为了解决汛期排放雨水的问题,人为的导致雨水、污水混流。另外,早期存档资料大量丢失,导致排查混流点和改造排水管网难度加大。

2.城市排水系统在早期设计不管是设计标准、重现期还是管网管径都已经不能满足社会发展的需求

随着我国社会经济的大力发展,各个城市不断加大土地商业化开发的力度,不断对用地性质进行调整,导致早期城市设计和建设的排水管网系统的排放能力不能满足现阶段本区域排放污水的需求,不管是污水管网自身的输送能力、污水泵站提升能力,还是污水处理厂的处理能力都不能满足实际需求,排水管网、污水泵站、污水处理厂长时间处于极限运行状态下,导致污水向雨水管网溢流,导致雨水管网中的水质受到污染[2]。

以某城市于1996 年规划设计和建设的一条污水排水主干管为例,这段污水排水主干管长度1.2km 左右,管径大约d500mm,在机动车道路面范围内修建,污水提升泵站是其起点,另一条污水主管道是其终点,污水汇集后被输送至污水处理厂。随着城市的快速发展,加大了开发土地的力度,用户量大幅度增加,随之产生大量的污水,污水处理厂的处理能力达到上限后,起点污水提升泵站持续不断地运行,导致污水管网中的水压不断上升,最终出现污水溢流的问题,溢流出来的污水进入雨水排水管道系统,导致雨水排水管网中的水质受到污染。

(二)受到施工因素的影响

1.我国大多数城市在建设的过程中为了节约用地在规划和实际雨水、污水排水管网系统的时候都是选择机动车道范围之所以这样设计和规划的主要原因是不仅能够对道路规划红线宽度有效减少,还能够把各种专业管道充分布设。这样导致雨水、污水管网系统之间的横向间距不足,基本上都存在同槽施工的情况,另外,级配碎石是回填的首选材料。这个时候,回填材料(级配碎石)就成为了渗流通道。当雨水、污水排水管网存在以上情况的时候,极易出现污水渗流问题,导致污水进入雨水管网,出现雨污混流问题,造成雨水管道中的水体受到污染。

2.排水管网系统工程竣工后,管道(钢筋混凝土承插口)和检查井不能均匀沉降,这是雨水、污水排水管网系统普遍存在的质量问题。随着使用时间的增加,连接部位(管道与检查井)出现不同程度的裂缝,导致污水出现外溢进入雨水管网的问题[3]。

3.施工操作存在质量问题,特别是对钢筋混凝土承插口管进行施工的时候,由于不能均匀使用机械用力,导致出现管口破裂、密封胶圈翻滚等情况,造成雨水、污水管网系统出现气密性不足的问题,最终导致同槽级配碎石层出现污水渗流情况。

(三)城市排水管网系统存在老化的问题

1.通过现场查验管径(>dl500mm)的雨水管道,发现管道受到多种因素(车辆荷载和超载、沉降不均匀等)的影响,相邻的两座检查井之间的管道普遍出现下沉(弧线形)的现象,导致雨水管道出现拉开管缝、脱节管道、渗入污水等问题,这也是城市排水管网出现黑臭水体的主要原因。

2.城市排水管道长时间受到水体中存在的多种化学物质的腐蚀,导致管壁强度降低,受到载荷作用导致管道破裂,同时也导致管网系统的独立性和密闭性降低。

3.检查井(雨水、污水排水管网)的施工质量直接影响到城市排水管网的正常运行。检查井后期的密闭性在施工过程中受到多种因素的直接影响如:填充检查井盖板与井体之间的砂浆是否充足、抹面(井壁砂浆)是否达到设计要求的厚度、砂浆强度是否满足施工要求、是否严密的连接管道和井壁等。

(四)受到管理因素的影响

1.随着城市开发土地的力度不断增加,大幅度增加住宅及企业用户,由于管理排水管网的单位在排污管道接入城市主排水管网方面的管理、审批、验收等制度方面都存在一定的漏洞,导致出现用户排污管道直接和雨水管网系统连接的问题[4]。

2.市政管理排水管网单位没有做好日常排查工作,没有严格监管违规接入雨水排水管网系统、污水滥倒等问题,没有全面了解和把握城市排水管网系统的实际情况,导致出现工业和生活污水管私接、乱接雨水排水管网系统的问题。

3.在开发和建设用户地块的时候,大多数情况下都是建设雨污分流制的排水系统,但是在后期改造过程中,极易出现内部混接雨水、污水排水管网系统的问题,导致污水被排入雨水管道。

二、现阶段对城市排水管网雨污混流问题进行治理的有效策略

(一)改造城市排水管网和处理污水设施

1.规划设计城市排水管网单位要详细梳理整个区域内排水管网的现状,以充分利用现有管道为基础,结合现行的标准,对城市排水管网系统设计,使管道管径能够满足现阶段的排放需求。以新标准为基础针对排放能力不足的城市排水管道进行分阶段的改建或新建。

2.早期城市排水管网、污水处理厂、污水泵站受到调整用地规划等因素的影响,已经不能完全满足现阶段城市排放污水的需求,同时不能均衡的利用各处排放污水设施的功能。因此,可以从以下两个方面对污水提升泵站和污水处理厂进行改造:其一结合污水提升泵站和污水处理厂的实际场地,对其合理扩容,对污水泵站的排放能力和污水处理厂的处理能力进行有效提升,为下游畅通排放污水提供保障,同时避免上游出现憋水、回灌等现象;其二如果污水提升泵站和污水处理厂难以扩容,可以对节点进行改造,把现有的雨水、污水排水管网系统进行拆分,对排放压力进行合理的分流。通过以上两个方面的改造,能够避免污水提升泵站和污水处理厂在长时间处于极限运行状态下,出现污水溢流到雨水排水管网系统中,出现雨污混流问题,导致污染水体等问题[5]。

3.采用节点拆分、敷设新建管道等方式对早期雨污合流制的排水管网进行改造,完成雨水、污水管网分流,降低运行污水泵站及污水处理厂的负担。

(二)疏通和修复城市排水管网系统的管道

1.在排查整个城市排水管网系统的过程中发现阻塞管道的现象普遍存在。一旦发生堵塞,本质上就是把管道管径缩小了,导致排水管网的整个输送能力大幅度降低,出现溢流、回灌的问题。因此,相关部门要购进先进的、高效的疏通和清理管道的设备,合理的制定疏通周期,提高疏通管道的质量,确保排水管网系统能够具备最大的输送能力。

2.及时修复雨水、污排水管道出现的各种问题(脱开管节、检查井渗漏等),可以使用修补、孔洞封堵等方式,提高城市排水管网系统的独立性、气密性,避免出现串流污染的问题[6]。

结束语

针对城市排水管网雨污混流的问题进行治理,是城市治理水体污染的一项主要工作。导致城市排水管网出现雨污混流的因素不仅多还复杂。因此为了取得治理水体污染的最终胜利首先要在技术和管理两个方面入手,做到脚踏实地、剥丝抽茧。城市排水管网系统的质量和管理直接影响到城市的正常运行和发挥城市功能,同时还对汛期城市安全等方面造成直接的影响,因此,要想正常运行城市排水管网系统,首先要解决雨污混流的问题。

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