摘要：中小城市污水處理事業(yè)總體上起步較晚，發(fā)展水平較低，且受城市地形地質(zhì)條件、規(guī)劃布局及新建、改建等諸多因素影響，許多中小城市的污水管網(wǎng)建設(shè)滯后于污水處理廠建設(shè)，造成污水處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。本文結(jié)合實(shí)際，就中小城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)談一些體會(huì)，供設(shè)計(jì)研究參考。
　　關(guān)鍵詞：中小城市 污水管網(wǎng) 設(shè)計(jì)
　　
　　
　　城市污水處理系統(tǒng)是城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其發(fā)展水平直接影響到城市廣大居民的身體健康和生活質(zhì)量的改善，對(duì)城市投資環(huán)境的改善和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都有重要的意義。而中小城市污水處理事業(yè)總體上起步較晚，發(fā)展水平較低，且受城市地形地質(zhì)條件、規(guī)劃布局及新建、改建等諸多因素影響，許多中小城市的污水管網(wǎng)建設(shè)滯后于污水處理廠建設(shè)，造成污水處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。本文結(jié)合實(shí)際，就中小城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)談一些體會(huì)，供設(shè)計(jì)研究參考。
　　一、中小城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
　　1、規(guī)劃水系統(tǒng)不嚴(yán)謹(jǐn)
　　一些中小城市長(zhǎng)期缺乏超前、可操作性強(qiáng)的排水專項(xiàng)規(guī)劃具體指導(dǎo)其建設(shè)，致使敷設(shè)的污水管網(wǎng)不成系統(tǒng)。常有大管接小管，以及區(qū)與區(qū)之間，上下游之間污水管標(biāo)高不能銜接等現(xiàn)象。
　　2、排水管網(wǎng)建設(shè)不完善，且與污水處理廠與不匹配
　　污水處理廠建設(shè)相對(duì)較簡(jiǎn)單，它集中，牽涉面小，建設(shè)周期短，而污水管網(wǎng)建設(shè)相對(duì)較復(fù)雜，牽涉面廣，建設(shè)周期長(zhǎng)。本應(yīng)污水管網(wǎng)建設(shè)到一定程度，再建污水處理廠。而目前出現(xiàn)相反現(xiàn)象，造成污水處理廠“無(wú)米之炊”，污水處理廠形同虛設(shè)。也有一些地區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)不合理，導(dǎo)致管網(wǎng)建成后卻不能充分發(fā)揮作用。總的來(lái)說(shuō)，污水管網(wǎng)投入太少，造成配套的污水管道系統(tǒng)不足與落后。因此加強(qiáng)中小城市污水管道系統(tǒng)的建設(shè)，是今后中小城市水污染防治的中心環(huán)節(jié)。
　　3、管理力度不夠
　　排污管理力度不夠，該分流的未按要求分流，或該截流的未按要求截流，亂接亂排現(xiàn)象較嚴(yán)重，主要為市政雨、污水管之間的錯(cuò)接或連接，排水用戶的出戶污水管與市政雨水管錯(cuò)接，小區(qū)內(nèi)部的雨污水管之間錯(cuò)接等。從而導(dǎo)致分流制系統(tǒng)失效，污水量增加，從而降低了污水濃度。污水管網(wǎng)缺乏維護(hù)，未能及時(shí)疏通，造成污水管輸水不暢，無(wú)法滿足原設(shè)計(jì)的輸水能力。
　　4、現(xiàn)行的設(shè)計(jì)問(wèn)題
　　（1）現(xiàn)行溢流式截流井的問(wèn)題。由于歷史原因，很多中小城市都為合流制排水系統(tǒng)。要將建成區(qū)現(xiàn)狀合流制排水系統(tǒng)改造為分流制系統(tǒng)，牽涉面廣。難度極大，故采用截流式合流制，而截流井采用現(xiàn)行通常用的溢流式截流井。現(xiàn)行的溢流式截流存在四大問(wèn)題：①收集到的污水濃度偏低，造成污水處理廠運(yùn)行困難；②雨天時(shí)僅部分污水和雨水一起混流至污水處理廠處理，大部分溢流至水體。對(duì)水體造成污染；③即使上游排水體制采用分流制，也是浪費(fèi)，下雨時(shí)溢流式截流井不斷將上游分流制污水與雨水混合、稀釋、溢流，實(shí)際上大部分污物已排入水體。④污水截流干管溢流井的溢流口沒(méi)達(dá)到城市防洪要求。汛期洪水通過(guò)沿江設(shè)置的溢流口倒灌進(jìn)中小城市污水管道系統(tǒng)，致使污水處理廠停止運(yùn)行，也造成洪水通過(guò)溢流口倒灌入城區(qū)，致使城市防洪堤失效。
　　（2）排洪溝口截污問(wèn)題。為了盡快實(shí)施水污染治理工程，緩解日益嚴(yán)重的水污染狀況，在現(xiàn)有形勢(shì)和條件下的權(quán)宜之計(jì)一般是沿河設(shè)一根截污管，在各合流排放口處設(shè)溢流式截流井將旱流污水收集至污水處理廠處理，下雨時(shí)大量溢流。一些合流排放口（排洪溝口）晴天時(shí)都有一定徑流量，所以晴天時(shí)的污水濃度就很低，下雨時(shí)濃度更低。
　　二、中小城市污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的一些問(wèn)題
　　1、加強(qiáng)規(guī)劃管理
　　中小城市排水工程系統(tǒng)性、整體性強(qiáng)。尤其是中小城市污水管網(wǎng)工程，因此在初步設(shè)計(jì)之前必須要求先具有中小城市排水工程專項(xiàng)規(guī)劃。在新區(qū)建設(shè)時(shí)，相關(guān)部門要把好關(guān)，做好規(guī)劃，使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在進(jìn)行老城區(qū)改造和改造小街小巷時(shí)，同時(shí)對(duì)地下管線進(jìn)行重新規(guī)劃、改造，以求使其達(dá)到相關(guān)要求。
　　2、排水體制的選擇
　　目前我國(guó)城市排水體制中新建、改建管道大都采用分流制系統(tǒng)，即新建管道采用雨、污水分流，建兩條管道；改建管道采用保留原管道作為雨水管道，再新建污水管道。這種做法目前是常規(guī)做法，設(shè)計(jì)時(shí)要注意。
　　（1）排水體制的類型。
　　城市污水排水系統(tǒng)的體制一般分為合流制和分流制兩種類型。
　　合流制排水系統(tǒng):是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個(gè)管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外很多老城市以往幾乎都是采用這種合流制排水系統(tǒng)。由于污水未經(jīng)無(wú)害化處理就排放，使受納水體遭受嚴(yán)重污染。
　　分流制排水系統(tǒng):是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個(gè)或兩個(gè)以上各自獨(dú)立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。排除生活污水、城市污水或工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱污水排水系統(tǒng)；排除雨水的系統(tǒng)稱雨水排水系統(tǒng)。
　　（2）排水體制的選擇。
　　為了保護(hù)環(huán)境，城市新建城區(qū)、新開發(fā)工業(yè)區(qū)均采用分流制排水體制，在建筑物、工業(yè)區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)雨污分流，分別接入市政的雨污系統(tǒng)。
　　城市舊城的排水系統(tǒng)幾乎都是采用合流制排水系統(tǒng)，由于污水未經(jīng)處理就排放水體，使受納水體遭受嚴(yán)重污染，現(xiàn)在若直接把老城區(qū)的排水體制改造為分流制，則必須重新建一套污水管網(wǎng)系統(tǒng)，每戶污水排出點(diǎn)都需要改造，工程量大，投資額高，難度很大，根據(jù)國(guó)家排水規(guī)范中“允許同一中小城市可采取不同的排水體制”的規(guī)定，近期多采用截流式合流制形式過(guò)渡，遠(yuǎn)期隨城區(qū)建設(shè)逐步進(jìn)行分流制改造，將原有合流管改造成雨水管，不接入截流干管而排入水體；同時(shí)將截流干管上的溢流井溢流口封閉，作污水干管使用，并重新鋪設(shè)污水支管，接入污水干管，這樣遠(yuǎn)期就實(shí)現(xiàn)了完全的雨污分流制。
　　3、污水干管系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　（1）截流干管布置。
　　有些中小城市排水采用分流制與截流式合流制結(jié)合，采用截流式合流制形式過(guò)渡，即是在建造一條截流干管。對(duì)于大多數(shù)沿河城市，可在在岸邊埋設(shè)截流干管截流合流污水。另外，在一些城市考慮到污水處理廠位于水體下游，地勢(shì)標(biāo)高較低，截流干管設(shè)計(jì)可沿河床邊埋設(shè)，采用混凝土滿包處理，檢查井井蓋采用鋼板加橡膠圈并用螺栓固定，可起到密封效果，而且管道沿堤岸旁埋設(shè)，采用條形混凝土滿包，基本不影響景觀。
　　（2）內(nèi)河溝改造。
　　中小城市大多舊城排水是利用排水溝渠、尤其是利用城市的內(nèi)河溝，一般內(nèi)河溝穿過(guò)整個(gè)城區(qū)，溝斷面較小，多為2-3m寬，兩旁均密布建筑，局部溝段上澆注蓋板，甚至在溝的上方直接建住宅。這些內(nèi)河溝較多承擔(dān)排洪作用，平時(shí)臨近居民生活污水的排入造成內(nèi)河溝水質(zhì)惡臭，污染了周邊的環(huán)境，即使在旱季也有上游山體地表水匯入。沿溝埋設(shè)截流管道難度極大，而在溝的排出口截污，會(huì)造成大量的山上地表水進(jìn)入污水處理廠，增大污水處理廠的處理水量，使進(jìn)廠污水BOD5遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，給污水處理廠的運(yùn)行造成極大的困難。在一些中小城市，隨著舊城的局部改造，設(shè)計(jì)專門設(shè)置污水管收集新建小區(qū)的污水，保證排入內(nèi)河溝的大部分居民生活污水被截流，只有逐漸讓內(nèi)河溝只充當(dāng)排洪功能，才能徹底解決污水截流問(wèn)題。
　　4、污水管管材比選
　　目前污水管管材可選用鋼筋混凝土管、UPVC雙壁波紋管、HDPE纏繞管、玻璃鋼管等。其中鋼筋混凝土管為剛性管，其余塑料管材均為柔性管。
　　（1）管道施工難易和使用效果比較。
　　污水常規(guī)用的混凝土管道每節(jié)長(zhǎng)度只有2米，管道的接口多，接口采用石棉水泥半柔性的形式，在有地下水情況下，施工難度很大，即使沒(méi)有地下水干擾，要達(dá)到施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也不容易，從一些城市多年的使用效果看，鋼筋混凝土管的滲漏率非常高，這大都是由于管道不均勻沉降引起接口開裂、松動(dòng)造成的，此外早年建設(shè)鋼筋混凝土污水管道結(jié)垢，堵塞現(xiàn)象也很嚴(yán)重，而HDPE管每節(jié)長(zhǎng)度為6米，采用柔性接口，強(qiáng)度高，抗不均勻沉降能力強(qiáng)，且接口連接方法方便、可靠，一般地基采用砂礫基礎(chǔ)，施工方便，抗?jié)B漏效果好。由于內(nèi)壁光滑，不易結(jié)垢，可減少清通的工作量。在綜合工程造價(jià)方面只略高于傳統(tǒng)的混凝土管道，因此從施工難易和使用效果方面比較，HDPE管優(yōu)于混凝土管。HDPE管材在永春等城市排污工程使用過(guò)程中得到了業(yè)主的肯定。HDPE管的環(huán)剛度可達(dá)到16KN/m2，適用管頂覆土深度達(dá)5m以上，完全可以滿足埋設(shè)在車行道下的要求，在實(shí)際工程上的運(yùn)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。
　　在工程實(shí)際運(yùn)用中對(duì)于管徑小于D500的污水支管，由于常規(guī)管道埋深較淺且上述三種管道綜合造價(jià)相差不大，擬使用UPVC雙壁波紋管，以減少支管埋深，加快施工進(jìn)度，減少對(duì)環(huán)境、交通等各方面的不良影響。對(duì)于管徑大于D500污水支管，特別是在河邊軟土地基，HDPE管更具有安全性。
　　（2）管道坡度及過(guò)流量比較。
　　污水管道的水力計(jì)算采用變速流公式較復(fù)雜，且由于污水流動(dòng)的變化不定，即使采用變速流公式計(jì)算也很難保證精確。在設(shè)計(jì)與施工中如果注意改善管道的水力條件，可使管內(nèi)污水的流動(dòng)狀態(tài)盡可能地接近均勻流。
　　（3）管道坡度及過(guò)流量比較。
　　相同管徑情況下，即過(guò)水?dāng)嗝婷娣e一樣時(shí)，流量與流速成正比，而流速與粗糙系數(shù)成反比。HDPE管的內(nèi)壁摩阻系數(shù)n為0.009，而鋼筋混凝土管的內(nèi)壁摩阻系數(shù)n為0.013，因此在相同管徑及坡度下，HDPE管的過(guò)流量可增加44%。一般過(guò)流量50000m3/d，采用相同管徑D1000埋設(shè)干管長(zhǎng)度5Km，HDPE管可減少埋深4m；過(guò)流量100000m3/d，采用相同管徑D1200埋設(shè)干管長(zhǎng)度5Km，HDPE管可減少埋深5m。采用HDPE塑料管材，在污水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可以采用低坡度減少管道埋深，降低工程造價(jià)，甚至可以減少中途污水提示泵站的數(shù)量。
　　5、倒虹管設(shè)計(jì)
　　城市污水一般采用重力流排放，管道沿線需考慮檢查井、跌水井等附屬構(gòu)筑物，尤其在城區(qū)內(nèi)河流較多，污水管設(shè)計(jì)穿過(guò)河流時(shí)，在標(biāo)高許可的情況下盡量采用直接埋在河床底下過(guò)河。而在局部標(biāo)高不允許降低的情況下，可采用倒虹管過(guò)河。在倒虹管設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵是要精確計(jì)算水頭損失，控制管道的不淤流速，要求至少大于0.9m/s，在倒虹管的進(jìn)出水井設(shè)置閘閥，通過(guò)閘閥控制倒虹管的啟用根數(shù)。
　　三、結(jié)語(yǔ)
　　排水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市水污染防治和城市排漬防澇、防洪的骨干工程。其中，生活住宅區(qū)和工礦企業(yè)的雨水和污水管道系統(tǒng)投資一般占整個(gè)排水系統(tǒng)的投資70%左右。我們?cè)谖鬯�管網(wǎng)設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施，在經(jīng)濟(jì)影響因素下，努力做到節(jié)能減排，加強(qiáng)污水處理效果是當(dāng)今污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中把握的重點(diǎn)。
　　
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