所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2012-12-07 10:12 熱度:
吳江市地處太湖流域范圍,2007年5月太湖“藍藻事件”爆發之后,江蘇省針對太湖所面臨的形勢,提出太湖治理的兩個階段性目標。為達到太湖治理的目標,江蘇省政府和各地方政府有關部門陸續制定了《江蘇省太湖水污染防治條例》(新)、《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》、《關于加強太湖流域城鎮生活污水治理工作的意見》等法規標準文件,對太湖治理提出了明確的要求。在此背景下,為了改善城鎮環境,提高居民生活質量,促進經濟可持續發展,適應對外開放,加快經濟發展的要求,吳江市政府積極開展吳江市域內各鄉鎮的污染治理工作。
雨水和生活污水合在一起采用一套管線進行排放,就是合流制排水系統,這種排放方式不但增加了市政污水處理站的負擔,同時也把本來潔凈的雨水在不同程度上給污染了。為避免上述后果,可以把雨水和生活污水排放系統分開設置,各自有各自的排放管線,即分流制。這樣一來市政污水處理站只對生活污水進行處理,而不必對雨水進行處理,大大減小了處理量,而雨水也不會被污染了。
而目前吳江市各鎮村的排水系統現狀是,除了部分地區實現雨污分流外,絕大部分都是雨污合流。雨水、污水經合流制管道就近、分散、重力流排入水體。根據省市的要求,吳江市政府要求2010底前各鄉鎮鎮區范圍內污水主干管的全覆蓋;農村生活污水處理率近期達到40%,遠期達到80%。為此,除新建分流制管道外,對合流污水管網的截流處理也是重要的舉措,同時有些地區受現實條件影響,也必須建合流制管道。合流制排水系統中,截流倍數對排水系統的造價和工程效益影響很大。截流倍數選擇太大,排水系統投資過大;截流倍數太小,可能達不到對水體環境保護的要求。截流倍數的選擇涉及的因素很多,在不同的國家差異很大,需要對水文條件、地表情況、水體環境質量保護要求、污水量的大小等進行綜合判斷加以確定。在我國的室外排水設計規范中,截流倍數的取值范圍為1~5 ,至于具體取多少,沒有明確的規定。對影響吳江市合流管道截流倍數的主要因素進行研究,探討截流倍數與這些因素的關系,是合理確定截流倍數的基礎,有助于減少截流倍數選擇的盲目性,對降低合流制排水系統的工程投資、更好地發揮合流制排水系統的工程效益有一定的意義。
1 截流倍數的最小取值
合流制排水系統的設計至少應保證不降雨時沒有混合污水溢出,即截流倍數不應小于污水量的變化系數減1,一般生活污水的總變化系數為1.3~2.3,城市污水的總變化系數一般小于生活污水的總變化系數,大多在2以下。最小截流倍數不宜小于1,這樣可保證管道的過水能力達到2倍的旱流流量。建議選取截流倍數時,遵照規范不小于1的規定,不要輕易選取小于1的截流倍數。
由于城市污水的變化系數是隨著管道服務范圍的變化而變化的,上游管道的污水量變化系數大,往往超過2,而下游管道的變化系數小,一般小于2。例如,服務5000人口的排水管道,如果單位人口的排水量取200L/cap·d,則按規范算得的總變化系數為2.17,當服務人口為10000人時,則按規范算得的總變化系數為1.91。對服務人口為5000人的排水管道,如果截流倍數取1,在晴天的時候,也可能發生污水濫流,這顯然是不合理的。因此,最小截流倍數建議按下式確定
1
≥ (1)
式中, 為截流倍數; 為污水總變化系數。
2 水體環境保護的要求對截流倍數的影響
設置截流管道的主要目的就是保護水體環境,對水體環境保護的要求是確定截流倍數的根本依據.當然,在來用合流制排水體制的地區,已考慮到通過一定程度上犧牲水體環境質量來降低排水工程投資和運行費用的問題,如果對水體環境的保護要求過高,設置合流制排水系統本身就有問題。因此,在設置合流制排水系統的地方,對水體環境質量的要求要適當,否則有可能出現設置合流制排水系統比設置分流制排水系統的投資大、對環境保護的作用比分流制差的情況。
對水體環境質量保護的要求確定以后,可以根據降雨時的允許污染物排放強度、污染物的量、旱流流量、混合水量按照下式來計算截流倍數
(2)
式中, 為溢流井處管道輸送來的污染物量,kg/d; 溢流井處合流污水總量, L/s; 為溢流井處上游污水旱流流量,L/s; 為降雨時溢流井處允許污染物排放強度,kg/d。
3 污水處理廠的處理能力與工藝對截流倍數的影響
在排水系統中,污水管道(包括合流管道)的排水能力應與污水處理廠的處理能力和工藝相適應.合流制的污水處理廠,有可能出現以下幾種情況:污水處理廠能將截流污水全部處理;污水處理廠的設計規模按照污水量確定,超出設計規模的合流污水簡單處理后排放;污水處理廠的設計規模按照污水量確定,超出設計規模的合流污水直接排放。
在第1種情況下,污水處理廠的規模是按照截流水量確定的,截流倍數只取決于經濟條件和當地對水體環境保護的要求。第2種情況要視超出設計規模的污水的處理方案和對上游水體保護的要求,如果超出設計規模的污水能夠得到較好的處理,截流倍數大些對環境保護就有利些;如果超出設計規模的合流污水只做攔截和沉淀等簡單的處理,處理效果非常有限,采用較大的截流倍數并不能帶來相應的環境效益;但如果對污水處理廠上游水體的保持要求比較高,這時截流倍數取決于對上游水體的保護要求,與污水處理廠本身關系不大。第3種情況下,截流倍數完全取決于對上游水體的保護要求。
4截污率與截流倍數的關系問題
截污率指的是截污干管截流的污染物的量與進入溢流井的污染物量的比值,如果提高截流干管的截流倍數對提高截污率的作用不大,這時就不應盲目提高截流倍數,截污率與旱流流量與混合污水量的比值有關,某溢流井處截流管道的截污率可通過下式計算
= ×100% (3)
式中, 為溢流井截污率,%
式(3)中,如果保持 和 不變. 與 成反比關系,根據反比關系的特點,當 很大時, 很小,這時提高截流倍數對提高截污效果所起的作用并不大。例如,當 / 為0.02, 等于1時, 為4%, 等于2時, 為6%, 等于3時, 為8%,盡管提高 , 呈線性增加,當由于 / 這個基數低,增大 ,攔截的污染物總量并不大,而截流干管需要通過的水量成倍的增加,工程投資增加很大,這種情況下,投資效益比較差。如果 / 為0.1, 等于1時, 為20%, 等于2時, 為30%, 等于3時, 為40%,這時提高 ,攔截的污染物總量增加較大,投資效益比前者好。因此.在截污率較低的情況下,只要情況允許,應選用較低的截流倍數,但要保證該溢流井處的截流干管的過水能力不小于上游截流干管的過水能力,截流倍數不小于最小截流倍數,以使上游截流干管能正常發揮作用。
5氣象條件對截流倍數的影響
氣象條件對排水量有較大的影響.盡管氣象條件對污水量有一定的影響.但生要還是影響降雨形成的地面徑流量。降雨形成的地面徑流量與降雨雨型、降雨強度、地面情況等多種因素有關,可通過徑流分析得到,不在這里討論。從降雨的角度。本文討論兩種典型情況下的截流倍數的取值考慮。一種情況是年降雨量比較大,一年中降雨天數比較多,由于經常發生混合污水的溢流,截流倍數不宜太小,一般應取大于1的值。另一種情況是年降雨里較少,降雨間隔時間長.在這種情況下,較大的截流倍數不一定能取得好的效果。因為在這種情況下,如果截流倍數大,管道的尺寸大,在不降雨的時候,即使管道中污水量達到設計污水量,對管道的自清作用也比較小,由于降雨間隔的時間長,大量的懸浮物沉積粘附在排水系統中,但水量增大發生溢流時,大量的懸浮物被水流沖起而進人水體,對水體造成的危害可能比部分污水進人水體造成的危害還要大。此外,降雨的次數少,排水系統發生溢流的機會也少,采用較大的截流倍數獲得的工程效益不一定與投資匹配。因此,在第2種情況下,可考慮截流倍數取最小值。
綜上所述,吳江需要建設及改造的合流污水管網的鄉鎮較多,合流制排水系統的截流倍數可以根據各鎮的具體情況按照上述的選擇原則酌情確定。在保證水環境質量要求的前提下,兼顧工程造價及污水廠處理能力的實際要求,最終達成工程目標——環境保護和經濟發展并重,保障吳江市各鄉鎮科學、和諧發展。
文章標題:吳江市合流制排水管道截留倍數初探
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