長久以來,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)主導方向,贊成分流制者認為分流制比合流制對環(huán)境污染小。但隨著環(huán)境問題不斷的突顯，法國、美國等發(fā)達國家及國內(nèi)部分學者都開始結(jié)合工程實踐重新思考不同排水體制對水環(huán)境的污染情況進行分析，與此同時,開始開展了大量的試驗和研究,尤其是在對老城區(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,中央政治局常務委員會審議通過《水污染防治行動計劃》,簡稱“《水十條》”,廣東省相繼先后出臺了《廣東省水污染防治行動計劃實施方案》《廣州市治水三年行動計劃(2017-2019年》《廣州市水污染防治強化方案(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)境的向往是每個老百姓越來越迫切的期盼，美好的居住環(huán)境必然離不開排水工作者的努力，排水體制的選擇是雨污改造設計中最重要的一環(huán)，結(jié)合實際工程的檢驗效果,截流式合流制未必就比分流制對水體污染嚴重。最主要的兩點,第一,初期雨水污染不可小覷; 第二,老城區(qū)尤其是餐飲店鋪門前的污染物排放應加強注意。基于以上兩點這就不得不使排水工作者應結(jié)合當前排水現(xiàn)狀重新思考排水體制的選擇,因為很顯然,排水體制的選擇對水環(huán)境的影響是決定性的,將直接影響工程的效益及投資,同時也影響每個居民的切身利益,所以排水體制的選擇至關(guān)重要。

應用條件

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

針對以上幾種情況，設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 個經(jīng)濟合作社，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,臨街一樓餐飲門面較多,還有部分大型餐飲,生活氛圍濃厚,村內(nèi)戶數(shù)約2 000 戶,常住人口共計約 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)巷道排水錯混接嚴重,基本雨污混排,小區(qū)周邊水體因錯混接水質(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,對該區(qū)域?qū)嵤┯晡鄯至鞲脑臁?span lang="EN-US">2)現(xiàn)場污染源特點:由于城市發(fā)展及建設時序的原因，城市中坐落著以城中村為典型的老舊生活小區(qū)，由于該類小區(qū)建設年代較早,或者大部分屬于農(nóng)民自建房,缺乏規(guī)范的規(guī)劃設計做指導,排水系統(tǒng)大都以合流制為主。歸納起來主要有: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陽臺飄窗雨棚及防盜窗的設置導致雨污分流改造極難實施;③地下空間狹小,地下管線種類繁多;④臨街門面餐飲當鋪等排水亂接亂排; 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)場實際情況，擬考慮采用截流的方式進行設計，以下對不同截流方式從水質(zhì)、投資、維護管養(yǎng)等三方面進行理論與實測分析對比

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受納水體水質(zhì)影響的分析經(jīng)上述公式推導分析,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的影響而不相同,根據(jù)極限強度理論,降雨歷時的變化不及匯水面積的變化對雨水量的影響大，尤其是當截流片區(qū)劃得更詳細的時候,因降雨歷時更小,Q.則更大,因而 C<C就會更明顯,很明顯,對于樓道口截流,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,這就導致污染物濃度隨匯入雨水量的增加而導致截流污染物濃度有所降低，對于總口截流，由于匯水面積在小片區(qū)截流的基礎(chǔ)上再增加服務范圍內(nèi)道路排水，進而再次稀釋污水水質(zhì)濃度。

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

由于本次設計范圍內(nèi)主要是住宅與部分商業(yè)，建筑布置規(guī)則日,本次設計取其中 10 ha 范圍進行計算分析,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)理論計算得出不同重現(xiàn)期下主要污染物濃度分析詳見:圖1為不同重現(xiàn)期下不同截流方式出水 COD 濃度對比,圖2為不同重現(xiàn)期下不同截流方式出水 BOD 濃度對比,圖3為不同重現(xiàn)期下不同截流方式出水 SS 濃度對比實測數(shù)據(jù)分析:工程實施后根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)分析。實測結(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當每棟樓設置截流井時，其溢流污染物濃度中,COD與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中一級 B相當口;③總口截污時其溢流污染物濃度與二級標準相當;4巷道口截污污染物濃度相比總口截污約降低 1.5%;⑤從計算結(jié)果分析來看,重現(xiàn)期對污染物濃度的影響并不明顯。

從工程現(xiàn)場實際效果看，經(jīng)過小片區(qū)截流設計改造后，周邊環(huán)境得到明顯改善,附近原來的黑臭水體現(xiàn)在是魚翔淺底了,當?shù)卮迕穸假澆唤^口。

由于實際工程中地面產(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,但是對于不同的項目，溢流污染物濃度的研究是比較復雜,其不僅受地形、地貌、地域、降雨強度、降雨歷時、降雨時段等多種因素影響,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，故對于具體的項目應具體地分析研究。

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,對于小片區(qū)的截流,由于服務范圍小,合流管徑也相對較小，旱季基本可以滿足最小流速要求,合流管道早季淤積污染物較小,進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似了，此時從巷道到設計邊界,均需兩套排水系統(tǒng)，同時還需要對建筑合流立管進行改造,故造價自然是最高的,但是對于小片區(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比分析如圖4所示：

總口截流,由于匯集面積大，雨水量大,進而合流主管管徑大，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。

維護管養(yǎng)分析

從維護管理方面看，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,同時又增加了溢流主管,故三種截流方式都有各自的特點，表1為不同截流方式維護管養(yǎng)對比。

從維護管養(yǎng)對比結(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成本及維護復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致淤積的情況，又降低了樓道口截流設置過多小方井增加維護復雜程度,從而降低了維護成本。故綜合來看,小片區(qū)截流是比較適合的截流方式。

1)以本項目為例,由于項目所在地降雨量豐富,建筑密集，居住人員集中,結(jié)合本項目實際情況，項目設計重現(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 合流主管并設置截流井,每個截流井服務范圍控制不超 1.5 ha,服務人口約 10 000 人，這樣既能滿足雨季排水的要求，早季又能保證流速不低于0.6 m/s,當降雨強度變小,人員居住集中時,服務范圍及人數(shù)可相應的隨之調(diào)整

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