市政給排水設(shè)計中節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用

陳 衛(wèi)

（昆明民用建筑設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650000）

節(jié)能理念出現(xiàn)已久，并且已經(jīng)在市政給排水及其他眾多施工建設(shè)工程中得到了有效應(yīng)用。但當前有關(guān)市政給排水節(jié)能設(shè)計的相關(guān)研究中，理論研究占多數(shù)，實際應(yīng)用不多。文中研究不僅可為相關(guān)研究人員提供一定理論參考，同時也能夠為市政給排水節(jié)能設(shè)計及其實際應(yīng)用給予必要的實踐指導(dǎo)與幫助。

1 市政給排水節(jié)能設(shè)計的重要意義

在社會經(jīng)濟的長足發(fā)展下，人們在頻繁開展各種生產(chǎn)與生活的活動中，產(chǎn)生的污水、廢水量也越來越大。與此同時，降雨也會使得地面上的地表徑流不斷積累，因此市政給排水工程需要對各種雨水、污水等進行集中統(tǒng)一處理，有效為廣大民眾創(chuàng)造良好的生活環(huán)境[1]。而將綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的理念運用在市政給排水設(shè)計中，特別是將各種先進的節(jié)能技術(shù)手段引入其中，可以在有效發(fā)揮市政給排水工程自身應(yīng)有效用的同時，大大提升水資源的利用率，將水資源損耗減至最少。通過對水資源進行集中收集與回收再利用，還能夠在避免出現(xiàn)浪費水資源問題之余，實現(xiàn)城市生態(tài)環(huán)境的進一步優(yōu)化，促進城市真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 市政給排水項目概況

文章以某地區(qū)的給排水施工工程為例，闡述市政給排水中節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用。該工程的主要建設(shè)內(nèi)容被細分成室內(nèi)與室外兩部分，其中室外建設(shè)主要包括室外綠化與熱力給水管網(wǎng)、室外生活與生產(chǎn)污水、廢水管網(wǎng)等。該工程中使用的管道材料以HDPE雙壁波紋管和鋼筋混凝土管為主，該工程共設(shè)計建設(shè)30座污水檢查井與25座雨水檢查井，同時設(shè)置33座雨水口。為了能夠達到有效節(jié)約水資源、保護周圍生態(tài)環(huán)境，同時最大程度提升市政給排水工程使用效益的目的，要求在該工程中使用節(jié)能設(shè)計的方式。

3 市政給排水設(shè)計中節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用

3.1 排水體制科學規(guī)劃

以往市政給排水設(shè)計通常會選擇使用合流制的排水設(shè)計，在基于合流制的排水設(shè)計中，由污水處理廠負責集中收集和處理所在地區(qū)的各種生活與生產(chǎn)污水、廢水等，待將其中的各類有毒有害物質(zhì)、雜質(zhì)等一并去除，轉(zhuǎn)化成符合國家規(guī)定排放要求的中水后，再將其排放至指定水域中。雖然此種方式可在一定程度上達到控制水污染的效果，但隨著城市化進程的不斷發(fā)展，人們生產(chǎn)與生活中產(chǎn)生的用水、廢水等水量越來越大，因此也對污水處理廠的規(guī)模、處理能力等提出了更高的要求。加之合流制下的排水設(shè)計要求采用截留的方式對雨水以及生產(chǎn)生活污水和廢水等進行處理，導(dǎo)致其所需截留管道量及由此產(chǎn)生的工程量也相對較大，由此難以達到節(jié)能的目標要求。

為此，經(jīng)過綜合考量，在該市政給排水設(shè)計中，相關(guān)工作人員在節(jié)能理念的驅(qū)動下，主動立足所在地的發(fā)展情況與水處理要求，選擇采用分流制的排水設(shè)計方式。即以水的密度、來源等作為依據(jù)，借助專門的自動分流裝置，對工業(yè)生產(chǎn)廢水、生活污水、雨水等各種水體進行自動、準確分流，使得工作人員可根據(jù)各水體的具體類型有針對性地采用相應(yīng)的處理工藝，以此達到提升水資源利用效率和市政給排水節(jié)能性的目的[2]。例如自然降水等過程中形成的雨水，在分流制排水系統(tǒng)設(shè)計下，可直接進入專門的雨水管道中，通過有效截污處理，經(jīng)由泵站可直接排放至水體中，或是進行集中存儲作為綠化用水等?；诜至髦葡碌氖姓潘O(shè)計效果示意圖如圖1所示。

圖1 分流制市政排水設(shè)計效果示意圖

3.2 給水系統(tǒng)降低能耗

在許多城市的給水系統(tǒng)中，主要由泵站以及各種水泵負責完成加壓等各項操作后，將自來水輸送至市政給水管網(wǎng)中，供所在城市地區(qū)居民使用。但鑒于水泵機組中的水泵數(shù)量較多，特別是在缺乏合理配置的情況下，勢必會導(dǎo)致水泵機組出現(xiàn)大量耗能。因此，該市政給排水工程在節(jié)能設(shè)計中，要求相關(guān)工作人員從用戶實際用水情況出發(fā)，結(jié)合具體用水高峰時段，合理選擇水泵類型及數(shù)量，對市政給水系統(tǒng)能耗進行有效控制。在此過程中，工作人員還設(shè)計使用減壓閥，將其規(guī)范安設(shè)在給水系統(tǒng)的指定位置，用以適當降低給水管道壓力，從而可有效保障給水管道中各相關(guān)附件正常使用，延長其使用壽命的同時也能夠避免出現(xiàn)給水管道跑漏滴水等浪費水資源的情況。而在供水設(shè)計中，為方便廣大城市居民取用熱水，同時達到節(jié)能的目的，工作人員積極運用太陽能等清潔型可再生資源，配合使用分區(qū)供水的模式，利用管網(wǎng)疊壓變頻對管道壓力進行靈活調(diào)節(jié)，同時選擇有一定傾斜角度的坡下，作為市政排水管道的設(shè)計位置，利用自然的地形地勢優(yōu)勢實現(xiàn)水體自流，令管網(wǎng)能夠長期穩(wěn)定地為廣大民眾供水[3]。

3.3 綠色污水處理技術(shù)

將各種綠色節(jié)能的技術(shù)手段運用在市政給排水的污水處理設(shè)計中，可以在實現(xiàn)水資源充分利用之余，獲得更多的水資源利用效益，切實解決城市污水處理問題。例如該市政給排水工程中原本設(shè)計使用鋼筋混凝土管，但后期設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)隨著使用時間的延長，此類管材容易受到水體侵蝕作用影響而出現(xiàn)接口損壞或管體開裂等問題，導(dǎo)致污水滲漏其中，對地下水體造成污染。因此，后期在實際施工時，工作人員改為選用高密度聚乙烯材料制成的新型管材，此類管材具有無毒無害、節(jié)能環(huán)保、耐腐蝕力強、重量輕等諸多優(yōu)勢特點，對于提升整體市政給排水施工效率、控制施工成本等均具有積極效用。除此之外，工作人員還將國外先進的SPR污水處理技術(shù)引入其中，該技術(shù)將物理與化學污水處理工藝相結(jié)合，同時運用水力學原理，所構(gòu)成的污水處理系統(tǒng)具有高效、處理速度快等特點，可同時對工業(yè)廢水、生活污水等進行有效處理。經(jīng)由該系統(tǒng)處理后的中水，可直接作為工業(yè)用水或是城市綠化用水等。SPR污水處理的基本工藝流程如圖2所示。

圖2 SPR污水處理工藝流程示意圖

3.4 雨水回收與再利用

在市政給排水節(jié)能設(shè)計中，加強對雨水資源的充分使用，是有效緩解城市用水緊張、提升水資源綜合使用效益的關(guān)鍵。雖然眼下已經(jīng)有許多城市地區(qū)已經(jīng)開始正確認識到雨水資源利用的重要性，但其通常只是簡單借助雨水口將雨水或其他地表徑流集中排至市政給排水管網(wǎng)中，而后利用水體自流或是加壓處理等方式將部分雨水直接排入河道，其余部分雨水資源則滲透至地下，作為地下水的補充。此種方式對雨水資源的利用較為有限，因此該市政給排水工程，利用海綿城市理念構(gòu)建綜合化雨水回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由收集過濾系統(tǒng)、蓄存回用與保鮮系統(tǒng)、溢流排放系統(tǒng)等共同構(gòu)成。以其中的雨水蓄存回用和保險系統(tǒng)為例，在該系統(tǒng)中，設(shè)置在路面兩側(cè)位置處的貯水池負責用于集中貯存雨水，其與蓄水井中所設(shè)置的過濾和凈化裝置可對雨水進行有效處理，同時在水體自凈作用下，最終可將雨水資源轉(zhuǎn)化成城市綠化以及消防等用水。此外，考慮到雨水在長期密封存儲過程中極易產(chǎn)生異味，因此該系統(tǒng)還通過運用具有良好透氣性能的沙基材料，用以將雨水當中的部分有機物去除。同時，將防滲性能與透氣性能較好的砂石均勻鋪設(shè)在蓄水池的底部，在雨水收集回收后優(yōu)先進行凈化處理和再利用。此時，蓄水池內(nèi)儲存的雨水在此類材料的作用下，其含氧量可得到適當提升，有助于提高整體水質(zhì)?；诤＞d城市的雨水回收再利用系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 雨水綜合利用系統(tǒng)

4 結(jié)束語

綜上所述，在市政給排水工程設(shè)計中，相關(guān)工作人員需要充分結(jié)合工程實際，嚴格遵循國家相關(guān)標準要求，對排水體制進行合理規(guī)劃，對給水系統(tǒng)能耗進行有效控制，盡可能選用節(jié)能型的給排水管網(wǎng)材料。同時，將各種先進節(jié)能污水處理技術(shù)、雨水資源綜合利用技術(shù)等引入其中，從而有效落實市政給排水節(jié)能設(shè)計施工，并獲得良好的節(jié)能效益。