劉明歡

（上海韻水工程設(shè)計(jì)有限公司 上海 201700）

0 引言

現(xiàn)代化城市快速發(fā)展，但地下排水管網(wǎng)的建設(shè)并未跟上，部分區(qū)域仍然是合流制排水體制，加之大量雨污混接的存在，導(dǎo)致了河道水質(zhì)變差、甚至黑臭河道頻頻出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境和民眾的飲水安全。為杜絕污水入河，各種源頭治理措施一一實(shí)施，而污水截流井作為一種末端控制手段，同樣也起到非常重要的作用，但目前最常用的是傳統(tǒng)截流井，其本身存在諸多缺點(diǎn)，截流效果并不理想。

為此，本文旨在通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)截流井的缺點(diǎn)進(jìn)行研究，介紹了一體化智能截流井的內(nèi)部構(gòu)造、運(yùn)行狀態(tài)，并強(qiáng)調(diào)了一體化智能截流井的所具有的優(yōu)勢(shì)，指出將是一種相對(duì)理想的末端治理措施。

1 傳統(tǒng)截流井的類(lèi)型

污水截流井根據(jù)形式的不同可分為五大類(lèi)：堰式截流井、槽式截流井、槽堰結(jié)合式截流井、閘式截流井及提升式截流井。

堰式截流井的結(jié)構(gòu)是在井內(nèi)設(shè)置一個(gè)堰，進(jìn)水管管底和截流管管底相平，當(dāng)混接污水流量不大，水深沒(méi)有超過(guò)堰高時(shí)，旱流污水流向污水管網(wǎng)，適用于排放口相對(duì)位置較低、下游河水位較高的情況。槽式截流井的截流管設(shè)計(jì)水面或管頂?shù)陀诤狭鞴芄艿祝倭课鬯虺跗谟晁ㄟ^(guò)底部流槽進(jìn)入截污管內(nèi)。槽堰結(jié)合式截流井是槽式和堰式兩種截流井的結(jié)合。閘式截流井是在堰式截流井的基礎(chǔ)上改造而成，晴天和初雨時(shí)通過(guò)電動(dòng)或手動(dòng)閘門(mén)的關(guān)閉以防止河水倒灌，降雨中后期時(shí)將閘門(mén)再次打開(kāi)。提升式截流井在井內(nèi)裝設(shè)拍門(mén)或閘門(mén)、安置潛污泵，在污水管高于雨水管，旱流污水或初期雨水無(wú)法重力自流入污水管的情況下使用。

2 傳統(tǒng)截流井的弊端

傳統(tǒng)截流井因其造價(jià)低，使用經(jīng)驗(yàn)多而成為目前優(yōu)先考慮使用的截污方式，但是在應(yīng)用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些弊端，主要為：

（1）設(shè)計(jì)工作量大、施工周期長(zhǎng)。傳統(tǒng)的截流井一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提升式截流井內(nèi)部還會(huì)有潛污泵。設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)構(gòu)、電氣以及給排水三個(gè)專業(yè)的相互配合，設(shè)計(jì)工作量較大。施工時(shí)采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)工人的數(shù)量、要求也相對(duì)較高。

（2）不能有效防止河水倒灌。當(dāng)雨季時(shí)河水水位較高，淹沒(méi)了排放口時(shí)，槽式截流井完全不能防止河水倒灌，堰式、槽堰結(jié)合式截流井僅可一定程度上擋住河水倒灌。目前常用的防倒流措施為設(shè)置鴨嘴止回閥或橡膠拍門(mén)。兩者均為橡膠結(jié)構(gòu)，這兩種防倒灌方式都有易老化、易泄露、需經(jīng)常維修更換等缺點(diǎn)。

（3）不能有效區(qū)分初期雨水與后期干凈雨水。傳統(tǒng)截流井因其構(gòu)造的限制，只能根據(jù)截流井內(nèi)水深高度和流量大小來(lái)截流或溢流，無(wú)法區(qū)分初期雨水和后期干凈雨水。因此截流井設(shè)置數(shù)量越多，雨天時(shí)污水管網(wǎng)冒溢風(fēng)險(xiǎn)越大。

3 一體化智能截流井的構(gòu)造和運(yùn)行狀態(tài)

一體化智能截流井是一種具備雨污分流能力的集成化智能設(shè)備，克服了傳統(tǒng)截流井所具有的缺點(diǎn)和弊端，具有施工快、抗?jié)B漏、占地小、自控程度高等優(yōu)勢(shì)，可以在截污納管、雨污分流、農(nóng)村生活污水治理、水環(huán)境生態(tài)修復(fù)、海綿城市建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

通常一體化智能污水截流井的主體采用耐高溫耐高壓的高強(qiáng)度纖維玻璃鋼制造預(yù)制筒體，主體內(nèi)部有潛水排污水泵、智能型自動(dòng)控制系統(tǒng)等各種設(shè)備部件，預(yù)制筒體可豎立式埋入8～10m深的地下，采用密封裝置，整體埋于地下深處，無(wú)異味溢出。

一體化智能截流井的運(yùn)行狀況如下：晴天時(shí)，進(jìn)水口內(nèi)全部為污水，水量較小，井體內(nèi)的水位低，自控截污裝置閘板處于開(kāi)啟狀態(tài)，此時(shí)污水全部經(jīng)由裝置開(kāi)口流向污水管網(wǎng)，而在污水管網(wǎng)水位較高的地區(qū)，通過(guò)水泵強(qiáng)排，水泵根據(jù)液位值進(jìn)行自動(dòng)啟停，將污水送至污水廠處理；同時(shí)雨水口閘門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，還能防止河水倒灌進(jìn)入雨水井。降雨初期狀態(tài)時(shí)，污水口閘門(mén)保持打開(kāi)，雨水口閘門(mén)關(guān)閉，潛水泵根據(jù)液位值進(jìn)行自動(dòng)啟停，將初期雨水送至污水廠處理。隨著降雨的持續(xù)，當(dāng)截流井監(jiān)測(cè)到水位上升，水質(zhì)污染降低時(shí)，污水口逐漸關(guān)閉，限制截流，同時(shí)雨水口閘門(mén)開(kāi)啟，讓中后期雨水持續(xù)排出。當(dāng)降雨逐漸減小，進(jìn)水管內(nèi)水位下降，浮球感應(yīng)信號(hào)，帶動(dòng)太陽(yáng)能自控截污裝置閘板逐步開(kāi)啟，并恢復(fù)到初始狀態(tài)。

4 一體化智能截流井的優(yōu)勢(shì)

一體化智能截流井相對(duì)于傳統(tǒng)的截流井相比，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：

（1）施工簡(jiǎn)便，周期大大縮短。一體化智能截流井將潛污泵、爬梯、傳感器、攔污格柵、液動(dòng)閘門(mén)等設(shè)備均集成在玻璃鋼井筒身內(nèi)，因其高度集成化使得內(nèi)部空間利用率極高，從而可以減少截流井的占地面積、土方開(kāi)挖量，現(xiàn)場(chǎng)只需澆筑混凝土底板即可，施工周期大大縮短，通常1-2周即可完成，對(duì)工人的專業(yè)技術(shù)要求也相對(duì)降低。此外，若遇到拆遷或?qū)嵤┯晡鄯至骱鬅o(wú)需截流，一體化智能截流井還可二次吊裝，二次填埋后再次應(yīng)用于新項(xiàng)目。

（2）電氣自動(dòng)化程度高。一體化智能截流井相對(duì)于傳統(tǒng)的截流井一大優(yōu)勢(shì)在于其自動(dòng)化程度高：通過(guò)液位計(jì)、雨量計(jì)等感應(yīng)儀器采集信號(hào)；水泵具有自動(dòng)輪換和故障輪換功能，能保證每臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)間均衡；采用浮球和液位傳感器，實(shí)現(xiàn)截流井液位自動(dòng)控制運(yùn)行互為備用；進(jìn)出水閘門(mén)根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)運(yùn)行；手機(jī)APP能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，隨時(shí)調(diào)出產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)，監(jiān)控運(yùn)行情況等，可完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

（3）有效的防淤積設(shè)計(jì)。普通截流井除了在污水進(jìn)水口處設(shè)置截污掛籃以外，一般不會(huì)特別考慮到截流井內(nèi)的雜質(zhì)積累和淤積問(wèn)題，潛污泵被雜質(zhì)堵塞而損壞時(shí)有發(fā)生，無(wú)法定期養(yǎng)護(hù)的截流井也就基本不能有效發(fā)揮其截污的作用。通常一體化智能截流井的底座均有防淤積設(shè)計(jì)，其特殊設(shè)計(jì)的底座，只允許少量的污水停留在泵坑，當(dāng)泵再次啟動(dòng)時(shí)，泵坑附近的大流速可以達(dá)到自清潔的效果，減少人工清淤。

（4）防止河水倒灌。傳統(tǒng)截流井一大弊端是不能有效防止河水倒灌，而一體化智能截流井采用電液動(dòng)平板閘門(mén)，由平板閘門(mén)、電液推桿、閘板組成，電液推桿驅(qū)動(dòng)閘門(mén)上下動(dòng)作，達(dá)到啟閉的作用，同時(shí)配合位移傳感器，可精確控制閘門(mén)的開(kāi)啟度，系統(tǒng)帶有蓄能器，停電狀態(tài)下能完成一次自動(dòng)關(guān)閉或打開(kāi)閘門(mén)的動(dòng)作。閘門(mén)雙向密封止水，密封效果良好。

（5）使用壽命長(zhǎng)。一體化智能截流井井筒采用玻璃鋼筒體，采用計(jì)算機(jī)控制纏繞一次成型工藝，巴氏硬度可達(dá)到50Hba以上，軸向抗壓強(qiáng)度不小于120MPa，環(huán)向拉伸強(qiáng)度達(dá)到150MPa以上，軸向拉伸強(qiáng)度超過(guò)30MPa。圓形筒體、一次成型的設(shè)計(jì)使其可以承受來(lái)自土體周?chē)母蟮膲毫?，玻璃鋼材質(zhì)也更耐腐蝕，防水、防漏性能表現(xiàn)優(yōu)異，通常一體化智能截流井的使用壽命可達(dá)50年。

5 一體化智能截流井的缺點(diǎn)

目前一體化智能截流井并沒(méi)有被廣泛應(yīng)用的最主要原因之一是其造價(jià)較高，成本較貴，雖然節(jié)省了大量的土建成本，但是生產(chǎn)一體化智能截流井的廠家并不是非常多，競(jìng)爭(zhēng)并不激烈，市場(chǎng)上一臺(tái)進(jìn)水管為DN300的一體化截流井的售價(jià)約為50萬(wàn)～80萬(wàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

一體化智能截流井占地小、施工快捷、自動(dòng)化運(yùn)行，憑借著在截污納管方面的良好使用效果，已經(jīng)在水務(wù)和環(huán)保領(lǐng)域獲得廣泛認(rèn)可。隨著材料、電氣、自控和水務(wù)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，一體化智能截流井也將得到進(jìn)一步的提升，擁有更低廉的成本、更好的產(chǎn)品性能，將會(huì)逐漸完全取代傳統(tǒng)截流井。