文/王宇 大連市排水設計院 遼寧大連 116000
論雨、污水分流制與合流值的利與弊
文/王宇大連市排水設計院遼寧大連116000
針對國內許多城市較低的污水處理率,選擇簡單實用,投資少的合流制排水系統(tǒng)符合國內許多城市的實際情況。故分析合流制與分流制的利與弊,對如何在工程實際中彌補其不足,完善設計,使其具有更高的使用價值是具有很大的實際意義。
分流制;合流制
城市和工業(yè)企業(yè)的生活污水、工業(yè)廢水和降水的收集與排除方式稱為排水系統(tǒng)的體制(簡稱排水體制)。排水體制一般分為分流制和合流制兩種基本類型。除此以外還有很多衍生形式。它們各自對雨、污水的收集方式不同,收集效果不同,從而對城市環(huán)境影響就有所差異。
合流制是將生活污水、工業(yè)廢水與降水混合在同一套管網系統(tǒng)內排除的系統(tǒng)。因此它對污水收集比分流制的嚴格要求要簡單。我國現(xiàn)今使用的《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定[l],新建地區(qū)排水系統(tǒng)一般應采用分流制。但這并不表明合流制就一無是處。合流制排水系統(tǒng)也有一定的優(yōu)點,對用戶排水接口管理可簡化,市政排水管道只要一根,同時新技術的應用,使小區(qū)內的污水經處理設施處理后排放,其應用效果可同分流媲美,使合流制應用前景看好。對降水量較少而干旱的北方城市和匯水面積較小的村鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)尤為適用。即便合流制排水系統(tǒng)管徑比較大,晴天污水管容易沉淀、淤積,但雨季雨水的沖刷作用對管道清淤、疏通效果極佳,其管道養(yǎng)護疏通的工作量要小得多,可降低部分維護管理費。從天津市下水道水沖法疏通養(yǎng)護管道的經驗看,小流量時可能發(fā)生的沉積物在高峰流量時可被沖走剛。合流制排水系統(tǒng),管線單一、投資小、極少占地下空間資源,減少了與其它管線交叉的機率,有利于其它地下管線工程的規(guī)劃實施。同樣合流制存在有致命的硬傷。首先是如何解決污水輸送過程中的沉積問題。由于合流管渠平時輸送的旱雨季污水量相差懸殊,因此合流管渠內容易發(fā)生沉積。其次由于淤積等原因致使流量發(fā)生變化,使合流制污水處理廠平時處理旱季污水,雨季時處理合流污水,二者水量、水質都相差很大,特別是水中污染物成分55、BODS、COD濃度變化懸殊,增加了雨季污水處理廠的管理難度,這就要求處理廠工藝設計和管理必須適應各種變化情況,保證處理污水,尤其是雨季排放的污水達到國家環(huán)保的排放標準。也正因為這樣,合流制污水處理廠的規(guī)模(投資、運行費)相應的比分流制大。
將城市的混合污水不經任何處理,直接就近排入水體的排水方式稱為舊合流制或直排式合流制。這種排水方式出現(xiàn)時間最早,對環(huán)境造成的危害十分嚴重,國內外很多老城市以往幾乎都是采用這種合流制排水系統(tǒng)?,F(xiàn)在大都己經改造成截流式合流制或者分流制。截流式合流制是在直排式合流制基礎上,修建沿河截流干管,在城市下游建污水處理廠,并在適當位置上設置溢流井的排水方式。采取截流合流制排水體系統(tǒng),由于工程量相對較小、節(jié)約投資(約比分流制減少40%)、易于施工、見效快、可操作性強,在現(xiàn)階段已得到廣泛應用,并取得良好效果,比較符合中國國情。旱季時,截流式合流制排水系統(tǒng)可將污水全部送入污水處理廠。雨季時,通過截流設施,截流式合流制排水系統(tǒng)可以匯集部分雨水至污水處理廠,尤其初期雨水較臟,污染較重,這對保護城市水體是有利的,對提高環(huán)境質量能起到一定作用,但另一方面雨量過大,混合污水量超過了截流管的設計流量,超出部分將溢流到城市河道,不可避免會對水體造成局部和短期污染,因為雨水設計流量一般為污水設計流量的20-30倍,合流制系統(tǒng)截留到污水處理廠去的混合污水量只占生活污水設計流量的3-5倍,所以在雨天大量混合污水還是直接排入了自然水體。
分流制將雨水、污水分別處理,一方面減少了雨水處理費用,另一方面污水的集中處理也可減少污水處理對城市環(huán)境的影響[2]。對城市而言,即用污水管和雨水管兩種管渠分別收集和輸送污水和雨水,雨水經河流直接排除,而污水在輸送到下游后,由污水處理廠集中處理。對工業(yè)污水,因其成分比較復雜,則根據(jù)處理和利用需要,用多條生產污水管分別收集和輸送各種生產污水,另有雨水管收集和輸送雨水和生產廢水。最后按照實際情況就地處理,達到排放標準后排入市政管網。分流制可為系統(tǒng)終端的分質處理或處置提供較理想的條件,得到業(yè)內大多數(shù)專家的認同,所以是目前比較推崇的排水體制。
分流制不受雨水水量、水質變化限制,只用于處理污染最嚴重、水質水量較穩(wěn)定的生活污水,相對處理水量少,管道水力條件好,管理較簡單,可分期修建,節(jié)約投資,所以能最經濟、有效、穩(wěn)定地處理污水達到國家規(guī)定的污水排放標準。
不過使用分流制系統(tǒng)也存在不利的因素,一方面,初期雨水未加處理進入城市水體,對水體造成一定污染,其污染程度對于一些下雨較少的內陸城市更加嚴重。因為研究表明,城區(qū)雨水徑流污染嚴重,主要為有機物污染和懸浮固體污染,初期徑流污染最嚴重,可達到很高的濃度咧]。1990年美國對水體污染的調查表明,約30%的地表水體的污染物超標是由非點源污染所造成的,而雨水在其中貢獻最大。另一方面,分流制排水系統(tǒng),常因分流不徹底對城市水體造成嚴重污染。分流制系統(tǒng)因系統(tǒng)復雜造成施工困難,提高了對管網運行管理,特別是對城市綜合管理水平的要求,結果其污水實際收集效果常常不理想。它增加了雨水管與污水管道的相互交叉,導致雨水重力流排入水體的難度增大,污水管道埋深增加,泵站相應增多,加大了工程投資及運行管理費用。
基于我國城市排水現(xiàn)狀,在一定時期內還會存在,加之我國大多城市市政基礎設施較薄弱,受資金的制約,在目前一味強調把舊合流制排水管渠系統(tǒng)改造成為分流制不是很現(xiàn)實,當務之急是,如何在工程實際中彌補其不足,完善設計,使其具有更高的使用價值。比如可建議增建雨水貯存池,待高峰合流水量過后,再將貯存的雨水陸續(xù)進入污水處理構筑物處理,提高受納水體的水質。
[l]慈增福.談城市排水體制的選擇和實施.當代建設,2007,(6):54.
[2]趙劍強.城市地表徑流污染與控制.北京:中國環(huán)境科學出版社,2006.