長(zhǎng)久以來(lái),排水工作者都在不斷地研究排水方式的選擇,其中以分流制占據(jù)主導(dǎo)方向,贊成分流制者認(rèn)為分流制比合流制對(duì)環(huán)境污染小。但隨著環(huán)境問(wèn)題不斷的突顯，法國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家及國(guó)內(nèi)部分學(xué)者都開(kāi)始結(jié)合工程實(shí)踐重新思考不同排水體制對(duì)水環(huán)境的污染情況進(jìn)行分析，與此同時(shí),開(kāi)始開(kāi)展了大量的試驗(yàn)和研究,尤其是在對(duì)老城區(qū)雨污分流改造中排水體制的選擇研究四

治理背景

2015年2月,中央政治局常務(wù)委員會(huì)審議通過(guò)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,簡(jiǎn)稱(chēng)“《水十條》”,廣東省相繼先后出臺(tái)了《廣東省水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》《廣州市治水三年行動(dòng)計(jì)劃(2017-2019年》《廣州市水污染防治強(qiáng)化方案(2018-2020年)》和《廣州市全面剿滅黑臭水體作戰(zhàn)方案(2018-2020 年)》等地方治水治污指導(dǎo)文件。隨著水環(huán)境狀況的每況愈下，人民生活水平的不斷提高，美好居住環(huán)境的向往是每個(gè)老百姓越來(lái)越迫切的期盼，美好的居住環(huán)境必然離不開(kāi)排水工作者的努力，排水體制的選擇是雨污改造設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，結(jié)合實(shí)際工程的檢驗(yàn)效果,截流式合流制未必就比分流制對(duì)水體污染嚴(yán)重。最主要的兩點(diǎn),第一,初期雨水污染不可小覷; 第二,老城區(qū)尤其是餐飲店鋪門(mén)前的污染物排放應(yīng)加強(qiáng)注意?；谝陨蟽牲c(diǎn)這就不得不使排水工作者應(yīng)結(jié)合當(dāng)前排水現(xiàn)狀重新思考排水體制的選擇,因?yàn)楹茱@然,排水體制的選擇對(duì)水環(huán)境的影響是決定性的,將直接影響工程的效益及投資,同時(shí)也影響每個(gè)居民的切身利益,所以排水體制的選擇至關(guān)重要。

應(yīng)用條件

在以下5種情況下選擇截流式合流制是合適的:①立管無(wú)法實(shí)現(xiàn)雨污分流改造的老城區(qū);②)地下空間狹窄，管線(xiàn)復(fù)雜的區(qū)域;③餐飲當(dāng)鋪等小吃街區(qū)域;④周邊房屋老舊、基礎(chǔ)較淺等區(qū)域; ⑤農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等污染源集中場(chǎng)所。

針對(duì)以上幾種情況，設(shè)置截流式合流制是合理可行的

截流井的不同布置方式分析

1)項(xiàng)目背景: 根據(jù)資料收集,廣州市白云區(qū)某村全村轄區(qū)總面積約 39.72 ha,轄區(qū)內(nèi) 20 個(gè)經(jīng)濟(jì)合作社，該小區(qū)為安置區(qū),建成已 20 多年,房屋棟數(shù)約1200 棟,房屋大部分在 6層左右,臨街一樓餐飲門(mén)面較多,還有部分大型餐飲,生活氛圍濃厚,村內(nèi)戶(hù)數(shù)約2 000 戶(hù),常住人口共計(jì)約 50 000 人村內(nèi)主要道路包括一條縱向主干道與五條支干道。村內(nèi)人員居住密集,小區(qū)原雖建設(shè)兩趟排水系統(tǒng),但由于各種原因，小區(qū)雖為安置區(qū),但大部分屬于村民自建房，立管90%以上為內(nèi)合流立管,小區(qū)巷道排水錯(cuò)混接嚴(yán)重,基本雨污混排,小區(qū)周邊水體因錯(cuò)混接水質(zhì)極差,生活環(huán)境惡劣，雨季管網(wǎng)污水排至水體,水體黑臭凸顯,為配合廣州治水大方針,對(duì)該區(qū)域?qū)嵤┯晡鄯至鞲脑臁?span lang="EN-US">2)現(xiàn)場(chǎng)污染源特點(diǎn):由于城市發(fā)展及建設(shè)時(shí)序的原因，城市中坐落著以城中村為典型的老舊生活小區(qū)，由于該類(lèi)小區(qū)建設(shè)年代較早,或者大部分屬于農(nóng)民自建房,缺乏規(guī)范的規(guī)劃設(shè)計(jì)做指導(dǎo),排水系統(tǒng)大都以合流制為主。歸納起來(lái)主要有:①屋面雨水與生活污水合流排放，且合流立管以位于房屋內(nèi)的內(nèi)合流立管居多;②陽(yáng)臺(tái)飄窗雨棚及防盜窗的設(shè)置導(dǎo)致雨污分流改造極難實(shí)施;③地下空間狹小,地下管線(xiàn)種類(lèi)繁多;④臨街門(mén)面餐飲當(dāng)鋪等排水亂接亂排; ⑤巷道寬度大部分只有 1~2 m,且自建房屋基礎(chǔ)淺。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，擬考慮采用截流的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，以下對(duì)不同截流方式從水質(zhì)、投資、維護(hù)管養(yǎng)等三方面進(jìn)行理論與實(shí)測(cè)分析對(duì)比

水質(zhì)分析

總口截流、小片區(qū)截、樓道口截流三種截流方式對(duì)受納水體水質(zhì)影響的分析經(jīng)上述公式推導(dǎo)分析,因Q.Q、Q.不受截流方式變化而改變,但不同的截流方式,受匯水面積及降雨歷時(shí)的影響而不相同,根據(jù)極限強(qiáng)度理論,降雨歷時(shí)的變化不及匯水面積的變化對(duì)雨水量的影響大，尤其是當(dāng)截流片區(qū)劃得更詳細(xì)的時(shí)候,因降雨歷時(shí)更小,Q.則更大,因而 C<C就會(huì)更明顯,很明顯,對(duì)于樓道口截流,匯入污水管的雨水只有屋面收集的雨水,故而這種截流方式因混入的雨水量最少，截流的污染物濃度最大,對(duì)于小片區(qū)截流，由于匯水面積不僅有屋面匯集的雨水,還存在巷道及側(cè)墻匯水面積產(chǎn)生的雨水量,這就導(dǎo)致污染物濃度隨匯入雨水量的增加而導(dǎo)致截流污染物濃度有所降低，對(duì)于總口截流，由于匯水面積在小片區(qū)截流的基礎(chǔ)上再增加服務(wù)范圍內(nèi)道路排水，進(jìn)而再次稀釋污水水質(zhì)濃度。

故從污水廠(chǎng)提質(zhì)增效的角度看，在必須設(shè)置截流井的時(shí)候樓道口截流對(duì)污水廠(chǎng)進(jìn)水濃度的提升是有效的，但是這必然會(huì)要求同步增加一趟溢流的雨水管及增加大量的截流井?dāng)?shù)量,但這而對(duì)水質(zhì)的改善是甚微的,對(duì)于總口截流，必然對(duì)水廠(chǎng)進(jìn)水濃度有明顯的稀釋響應(yīng)。所以在相同的截流倍數(shù)情況下,合理設(shè)置小片區(qū)截流,是符合要求的,既能有效地解決旱季污水的收集，同時(shí)又能在雨季有效控制污染物的排放。

由于本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)主要是住宅與部分商業(yè)，建筑布置規(guī)則日,本次設(shè)計(jì)取其中 10 ha 范圍進(jìn)行計(jì)算分析,查先關(guān)資料并結(jié)合先關(guān)規(guī)范,污水中 COD.取值 520 mg/L,BOD,取值265 mg/L,SS 取值 160 mg/,雨水中 COD.取值 85 mg/L,SS取值 30 mg/L,雨水中 BOD,暫不考慮,

理論數(shù)據(jù)分析: 經(jīng)理論計(jì)算得出不同重現(xiàn)期下主要污染物濃度分析詳見(jiàn):圖1為不同重現(xiàn)期下不同截流方式出水 COD 濃度對(duì)比,圖2為不同重現(xiàn)期下不同截流方式出水 BOD 濃度對(duì)比,圖3為不同重現(xiàn)期下不同截流方式出水 SS 濃度對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析:工程實(shí)施后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析。實(shí)測(cè)結(jié)果顯示:在城中村合流制污染物濃度由于受降雨影響,均比理論值有所降低;②當(dāng)每棟樓設(shè)置截流井時(shí)，其溢流污染物濃度中,COD與《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中一級(jí) B相當(dāng)口;③總口截污時(shí)其溢流污染物濃度與二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng);4巷道口截污污染物濃度相比總口截污約降低 1.5%;⑤從計(jì)算結(jié)果分析來(lái)看,重現(xiàn)期對(duì)污染物濃度的影響并不明顯。

從工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果看，經(jīng)過(guò)小片區(qū)截流設(shè)計(jì)改造后，周邊環(huán)境得到明顯改善,附近原來(lái)的黑臭水體現(xiàn)在是魚(yú)翔淺底了,當(dāng)?shù)卮迕穸假澆唤^口。

由于實(shí)際工程中地面產(chǎn)生的 COD 與SS 因地域存在不同程度的差異,本次選取分析案例對(duì)象為集中安置區(qū)，建筑密度較大,污水主要以生活污水為主,但是對(duì)于不同的項(xiàng)目，溢流污染物濃度的研究是比較復(fù)雜,其不僅受地形、地貌、地域、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、降雨時(shí)段等多種因素影響,還受排水體制、居民生活方式及周邊工業(yè)等相關(guān)的影響，故對(duì)于具體的項(xiàng)目應(yīng)具體地分析研究。

根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論，降雨雨峰靠前的由于雨量過(guò)于集中,平常積累的污染物隨溢流污水的排放溢流污染明顯，但是對(duì)于雨峰靠后的降雨，由于隨著雨量的增大，前期污染物的積累都被截流排至污水系統(tǒng)了，后期混合的污水溢流污染明顯降低“-9。故結(jié)合相關(guān)資料,對(duì)于小片區(qū)的截流,由于服務(wù)范圍小,合流管徑也相對(duì)較小，旱季基本可以滿(mǎn)足最小流速要求,合流管道早季淤積污染物較小,進(jìn)而溢流污染總量較總口截流又得到一定控制。

投資分析

很明顯,樓道口截流,基本就是與分流制類(lèi)似了，此時(shí)從巷道到設(shè)計(jì)邊界,均需兩套排水系統(tǒng)，同時(shí)還需要對(duì)建筑合流立管進(jìn)行改造,故造價(jià)自然是最高的,但是對(duì)于小片區(qū)截流:從樓道至巷道口均為一趟排水系統(tǒng)，只是在截流并的地方需要增加一趟溢流的雨水系統(tǒng),與總口截流相比,造價(jià)略高 10%~15%,但是樓道口截流卻比總口截流基本翻了1倍,結(jié)合水質(zhì)情況,小片區(qū)截流水質(zhì)介于樓道口截流與總口截流之間，不同重現(xiàn)期下不同截流方式投資對(duì)比分析如圖4所示：

總口截流,由于匯集面積大，雨水量大,進(jìn)而合流主管管徑大，但是在旱季由于管徑大，污水流量較小，污水流速小，在管道中容易產(chǎn)生淤積。

維護(hù)管養(yǎng)分析

從維護(hù)管理方面看，由于總口截流合流主管管徑最大，小片區(qū)截流降低了合流主管管徑,但是增加了很多截流井，相比小片區(qū)截流,既減少了截流井的數(shù)量,同時(shí)又增加了溢流主管,故三種截流方式都有各自的特點(diǎn)，表1為不同截流方式維護(hù)管養(yǎng)對(duì)比。

從維護(hù)管養(yǎng)對(duì)比結(jié)果分析可以看出,小片區(qū)截流不管是清掏頻率還是維護(hù)成本及維護(hù)復(fù)雜程度都是比較適中的,既避免了總口截流方式旱季流速小易導(dǎo)致淤積的情況，又降低了樓道口截流設(shè)置過(guò)多小方井增加維護(hù)復(fù)雜程度,從而降低了維護(hù)成本。故綜合來(lái)看,小片區(qū)截流是比較適合的截流方式。

1)以本項(xiàng)目為例,由于項(xiàng)目所在地降雨量豐富,建筑密集，居住人員集中,結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，項(xiàng)目設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取3 年,在巷道布置 DN300~DN500 合流管,然后在有條件的主巷道( 或村道上)布置 DN800 合流主管并設(shè)置截流井,每個(gè)截流井服務(wù)范圍控制不超 1.5 ha,服務(wù)人口約 10 000 人，這樣既能滿(mǎn)足雨季排水的要求，早季又能保證流速不低于0.6 m/s,當(dāng)降雨強(qiáng)度變小,人員居住集中時(shí),服務(wù)范圍及人數(shù)可相應(yīng)的隨之調(diào)整

2)受降雨強(qiáng)度、地形坡度、地面種類(lèi)、重現(xiàn)期等因素制約,不同地區(qū)有不同的取值,通過(guò)項(xiàng)目案例數(shù)據(jù)整理分析,在需要設(shè)置截流井的情況時(shí)，采用小片區(qū)截流是合適的。