清污分流系統(tǒng)在污水收集提質(zhì)增效中的應(yīng)用研究

王偉

摘要：通過對城鎮(zhèn)現(xiàn)有排水現(xiàn)狀的研究發(fā)現(xiàn)，除管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性缺陷修復(fù)外，污水收集提質(zhì)增效還存在管網(wǎng)的混接改造、合流截流設(shè)施改造、合流箱涵“擠外水”以及排水口防倒灌等難題。通過開辟污水通道并在管網(wǎng)的適當(dāng)節(jié)點設(shè)置智能分流井，將大型排水口的匯水范圍減小到1公頃以下，使其出水具有初雨效應(yīng)，構(gòu)建清污分流系統(tǒng)，可以徹底解決以上難題。

關(guān)鍵詞：提質(zhì)增效;清污分流;難點解析;污水通道

Abstract： Through the research on the current drainage situation in cities and towns， in addition to the repair of structural defects in the pipe network system， there are also difficulties in sewage collection， such as， mixing transformation of pipeline network， renovation of confluence and interception facilities， "squeezing the external water" of the confluence box culvert， and preventing the backflow of the drainage outlet. By opening up sewage channels and setting up intelligent diversion wells at appropriate nodes of the pipe network， the catchment area of large drainage outlets is reduced to less than 1 hectare to make the effluent have an initial rain effect and build a sewage diversion system， which can solve the above problems.

Key words： quality improvement and efficiency improvement;water-sewage diversion;difficulty analysis;sewage channel

1? 緒論

2019年4月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部和發(fā)展改革委（以下簡稱“三部委”）聯(lián)合印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019～2021）》[1]，提出“加快補(bǔ)齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板，盡快實現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理”。明文提出提高污水收集率和提高污水廠進(jìn)水生化需氧量（BOD）到100mg/L兩大要求，不滿足的要圍繞污水處理廠服務(wù)片區(qū)管網(wǎng)制定“一廠一策”系統(tǒng)化整治方案。目前針對污水收集的提質(zhì)增效采取的技術(shù)手段以管網(wǎng)的雨污分流改造和檢測修復(fù)為主[2～4]。經(jīng)過近一年的實踐發(fā)現(xiàn)：簡單的雨污分流和管網(wǎng)修復(fù)并不能從根本上解決污水收集效能低的問題[4]，急需應(yīng)用一些新的理念和技術(shù)。

清污分流是將未污染的清水和高污染的污水分別進(jìn)入不同管道系統(tǒng)的一種排水理念。傳統(tǒng)的清污分流是通過分建不同管道系統(tǒng)來實現(xiàn)的，但隨著智慧排水裝備的發(fā)展賦予了其新的涵義。新一代的清污分流技術(shù)是通過在管道的重要節(jié)點設(shè)置智能化的分流設(shè)施，通過在線水位、水質(zhì)、雨量等監(jiān)控并配合后臺數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析，對管道內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行識別、分流，使清水和污水各行其道。這種新進(jìn)的排水理念的技術(shù)內(nèi)核與污水處理提質(zhì)增效的要求高度一致，具有很好的應(yīng)用前景。

2? 提質(zhì)增效難點解析

國內(nèi)城鎮(zhèn)城鎮(zhèn)實際上的排水體制是合流制、分流制并存的：雨水、污水、河湖水、山泉（溪）水、地下水等均混合在一個排水系統(tǒng)內(nèi)[2]，城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)圖1所示。

因此除管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷外，各排水節(jié)點存在的難題如下：

排水單元：一般是企事業(yè)單位及居民小區(qū)，排水單元的提質(zhì)增增效的難點是要解決排水立管、支管的錯接混接問題，實際改造時很難實現(xiàn)徹底的雨污分流。

市政雨污水管道：雨水管道的錯接混接會直接影響污水的收集率;污水管道的錯接混接在降雨時會使污水廠進(jìn)水濃度降低。

市政合流管道：是導(dǎo)致城鎮(zhèn)污水濃度低的主要原因之一。降雨時傳統(tǒng)固定式截流井截污管處于壓力流狀態(tài)，實際流量是設(shè)計截流量的1.9倍左右，導(dǎo)致過量雨水進(jìn)入污水系統(tǒng)，降雨時污水廠進(jìn)水濃度降低。

合流箱涵：原本的箱涵是水系聯(lián)通的渠道，隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展，地上地下建設(shè)失衡，大量生活污水直排渠道，于是將渠道封閉并在末端設(shè)置截流設(shè)施，便形成了合流箱涵。合流箱是外水入侵污水管網(wǎng)系統(tǒng)最主要的通道，也是污水處理提質(zhì)增效的重點和難點[4]。

排水口：是河水倒灌進(jìn)入污水管道最要的節(jié)點，影響最大的是合流溢流排口和污水管溢流口。污水管溢流口是排水管網(wǎng)的系統(tǒng)性缺陷，雨季下游污水干管超負(fù)荷運行，只能通過溢流口排放，簡單的一封了之會使下游污水系統(tǒng)癱瘓。合流制溢流排口往往設(shè)置有堰式截流井，但固定堰高設(shè)計較矮，汛期時外河水會越過堰頂灌入污水管道，導(dǎo)致污水廠進(jìn)水濃度驟降。

因此污水收集提質(zhì)增效的難點為：雨污水管網(wǎng)混接、合流管網(wǎng)截流設(shè)施優(yōu)化、合流箱涵“擠外水”以及排口防倒灌。

3? 清污分流系統(tǒng)構(gòu)建

通過在雨水管、合流管、合流箱涵的關(guān)鍵節(jié)點，如小區(qū)道市政管網(wǎng)接入點、管道隔一段距離處和排水口前等，設(shè)置智能分流裝置，可以構(gòu)建清污分流系統(tǒng)。通過自動化檢測、控制系統(tǒng)，將臟水分流至污水管道，干凈的排放河道，可以解決以上難題，實現(xiàn)污水提質(zhì)增效。

3.1 截流量

清污分流系統(tǒng)內(nèi)的智能分流井可以通過控制限流裝置的開啟程度來調(diào)節(jié)截流量，其核心是確定最大截流量，可以通過實測水質(zhì)突變時的流量來確定。但不同雨情下水質(zhì)突變流量不同，借助大數(shù)據(jù)歷史水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)可以優(yōu)化其設(shè)計。

3.2 開辟污水通道

大匯水范圍的排水口往往不存在水質(zhì)突變點，即沒有初雨效應(yīng)，原因是臟水在管道內(nèi)的流行時間與收水點到排水口的距離成正比，降雨后期遠(yuǎn)處的臟水才剛流到排口，僅在排口設(shè)置智能分流裝置，無法實現(xiàn)清污分流，還需要開辟污水通道減少排口匯水范圍。如圖2所示。

由圖2可知，通過開辟污水通道并在管網(wǎng)節(jié)點設(shè)置智能分流井后，排水口的匯水面積減小到原來的1/4。通常當(dāng)排口匯水面積減小到1公頃以下時，末端出水就會呈現(xiàn)初雨效應(yīng)。

3.3 排口防倒灌

除鴨嘴閥和拍門之外，用于排口防倒灌得設(shè)施還有上開式閘門和下開式堰門，如圖3所示。

下開式堰門除可以攔蓄防倒灌外，在排水時可以讓上層較干凈的水優(yōu)先排河，截污效果更優(yōu)。

4? 結(jié)語

①除污水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷的檢測修復(fù)外，提質(zhì)增效的難點還在于雨、污水管網(wǎng)的混接、合流管網(wǎng)截流設(shè)施改造、合流箱涵“擠外水”以及排水口防倒灌等難點問題。②構(gòu)建清污分流系統(tǒng)可以有效的解決上述難題，設(shè)計核心是確定最大截流量，要求排水口出水具有初雨效應(yīng)。通過在雨水管、合流管（箱涵）沿線開辟污水通道，并在管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置智能分流井，可以減小排口的匯水范圍構(gòu)建清污分流系統(tǒng)。③相較于上開式閘門，下開式堰門用于排口防倒灌截污效果更優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

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