对截流式合流制排水体制的探讨

作者: 顾云飞,赵利群

摘要:以瑞安市为例，对老城区普遍采用的截流式合流制排水体制的优劣做了具体的分析，并结合污水管线设计、建设、管理中存在的问题进行了探讨。

关键词:污水收集系统;截流式合流制;建议

1  概述

城市的排水体制主要有合流制、分流制、截流式合流制等。一个地区应采用何种排水体制应根据当地具体的环保要求、经济实力、自然条件、废水受纳水体条 件、排水设施的现状等因素合理确定。近年来，随着国家对环境保护的重视和管理力度的加强，以及经济实力的提高，各地新建城区基本都是采用雨污分流制排水体 制，而对老城区原有的排水管网进行改造，大多采用的都是截流式合流制。

截流式合流制就是利用原有合流管并沿河道两侧敷设污水截流管的形式收集污水，具体作法是在污水截流干管前设置截流井，截流干管的管径根据旱流污水量 和截流倍数确定，理论上是使旱季污水及初期雨水进入污水截流干管，当雨水量的增加超过了截流干管的输水能力时，多余的水（包括部分污水与雨水）溢流进入河 道。这种排水体制在各地老城区截流污水的具体实施中已取得了一定的成效，它充分利用原有的合流管，避免了大量复杂、艰难的政策处理工作，既减少了在城市道 路上敷设污水管对道路交通及周围居民生活的影响，又节约了大量投资，解决了初期雨水的污染问题，并且易于实施，在一定时期内和一些地区不失为一种节约、快 捷、有效的污水收集形式。但是由于仍然有部分污水溢流进入水体，还是会对水体有一定程度的污染。笔者根据瑞安市江北片污水收集和处理系统现状，对老城区截 流式合流制排水体制进行了分析探讨。

2  瑞安市江北片污水收集和处理系统现状

瑞安市污水处理厂（江北片）的主要服务范围为该市中心城区的江北片、莘塍镇、汀田镇和塘下镇。总规模为28万m3/d，一次性规划分三期实施，近期 工程为7万m3/d，于2007年底投入运行，目前进厂污水量约4.2万m3/d。近期污水主要来源于中心城区江北片，包括老城区、安阳新区、经济技术开 发区起步区、莘塍片、上望片等。老城区为合流制排水系统，由于早期建设缺乏总体规划，建设不规范，管理不完善，以致地下管网严重老化，并且没有完整准确的 资料。老城区的三个泵站中只有城东、长春两个地区可以向污水处理厂排水，排水量约为1.5万～1.8万m3/d和0.3万～0.5万m3/d。城西泵站水 量约有0.8万m3/d，但是由于与主干管连接不上，估计近两年能都无法实现向污水处理厂排水；安阳新区和经济开发区江北片基本为雨污分流制排水系统，尽 管管网比较完善，且面积要大于老城区，但是由于种种原因，至今仍不能将全部污水排向污水处理厂，两个片区目前仅有约0.8万～1.5万m3/d水量进入污 水处理厂；莘塍片、上望片由于污水管网不完善，片内污水至今还无法接入主管道。

根据浙江省建设厅的要求，瑞安市污水处理厂建成后一年内（2008年）实际处理量必须达到设计规模的60%（4.2万m3/d），三年内（2010年）必须达到设计规模的75%（5.25万m3
/d）。为了确保完成任务，使污水处理厂尽快达到设计负荷，浙江省目前正在加紧建设配套污水收集管网，在旧城区或其它片区旧村范围内大部分采用的就是截流式合流制改造。

3  截流式合流制排水体制分析

（1）截流式合流制排水体制适用于雨水较少、排水受纳水体环境容量大、河道水位比较低，一定量的污水对水体不形成影响，出流管为自由出流或受水体顶托影响较小的地区。但由于大量的雨水被截流，在雨水量较小的地区可能会影响河道的自然循环及景观水位。

（2）计算污水截流干管的管径时，由于现状管线等资料不全，对合流管中的污水量估算不准，因而设计人员对管径和截流倍数的选择具有盲目性，造成混入 水体的污水量过大，与自然水体的自净能力不匹配，或者截流雨水量太大，由于雨水的稀释作用，大大降低了污水处理厂的进水浓度，影响了污水生化处理的效果。

4  现状分析及有关建议

4.1  污水处理厂运行记录分析

2008年，瑞安市污水处理厂月平均进水量为2.4万 ～3.6万m3/d，最大进水量约为5.6万m3/d，月均进水COD浓度为144～440mg/L。旱流时污水处理厂月平均进水量约为2.4万m3 /d，月平均进水COD浓度为320～440mg/L，雨季时污水处理厂月平均进水量约为3.5万m3/d，月平均进水COD浓度为140～250mg /L，而在一些降水量较大和降水时间较长的时段，日进水
COD浓度甚至不足100mg/L。旱季时，各泵站基本将全部污水提升至污水处理厂进行处理；雨季时，尽管水量很大，但是由于水质浓度过低，泵站基本是将 浓度高的水提升至污水处理厂，而浓度过低的水排江或者溢流内河。造成这种局面的主要原因就是旧城区雨污合流排水系统和污水收集管网不完善，因而解决此问题 的根本方法就是加快污水收集管网建设和直接排入河道的雨污合流制排水系统的改造。该地区雨水较充沛，河道污染严重（大部分河段水质为劣V类）且水位普遍较 高，污水混入水体后，对环境影响较大，出流受水体顶托影响较大，所以实施截流式合流制排水制度具有极大的局限性，但是由于各方面原因，很多地方又不得不对 直接排入河道的合流制管道实施截流式合流制改造。

4.2  对截流式合流制系统建设的建议

截流式合流制系统建设的关键就是截流井的设置，但关于截流井的设计目前国内还没有一个能够适合各种地区情况的统一规范。由于瑞安市污水处理厂收集污 水范围地处平原地区，并且内河水位较高，因而《合流制系统污水截流井设计规程》（CECS91：97）的适用条件不适合该市，因此在确定截流井设计方案时 应先对与瑞安市情况相近地区截流井的设计及运行状况进行充分的调查，借鉴周边地区的成功经验从而解决瑞安市的实际问题。

（1）截流井Ⅰ型（见图1）方案可以在距河道较远、溢流口不受河水水位顶托影响或影响很小的地方设置；截流井Ⅱ型（见图2）方案、截流井Ⅲ型（见图3）方案可以结合实际情况在溢流口位于河道边、受河水水位影响较大的地方使用。

（2）由于截流井溢流口大部分位于内河常水位以下，按照《室外排水设计规范》（GB  50014-2006）的规定，截流井溢流口应设置防倒灌设施，综合考虑投资和运行维护等情况，建议在溢流井内或者排放口处设鸭嘴阀。橡胶鸭嘴阀具有所需 开启压差小、防倒灌效果好、防腐能力强、使用寿命长、维护保养少、不容易被偷盗等特性，因此橡胶鸭嘴阀已经成为实现防倒灌功能的理想产品，目前已在很多工 程中得到应用。

（3）由于旧城区雨污合流水量较大、截流井溢流口大部分位于内河常水位以下，在建设截流式合流制管道时，设计人员在选择截流倍数时，应参考被保护水 体的重要性，对既有排水功能又有景观要求的河道，选择较大的截流倍数（2～5倍），以减少污染；对仅有排水功能的河道，选择较小的截流倍数（1～2倍）， 以节约截流管的投资及污水处理厂的常年运行费用；溢流水位可以参考《合流制系统污水截流井设计规程》（CECS 91：97）计算，并结合内河常水位确定；如果计算溢流水位高于内河常水位，则设计溢流水位取计算水位值，否则取内河常水位。

（4）即使按照以上方案实施，实际截流水量也肯定会大于设计截流水量，但是如果按照目前正在实施的一些工程仅设置全部统一的一个标高（常水位加约 0.5m）的溢流堰，而不考虑计算堰高和水位关系及防倒灌设施，就可能会导致截流式合流制系统基本成为雨污合流制系统，截流雨水量过大，污水浓度过低而不 能向污水处理厂提升，既不利于污水处理厂的稳定运行，也会造成污水处理服务费和泵站提升排江费用的浪费，在河道水位高于溢流堰时还会造成河水倒灌。截流井 的设计方案直接决定了截流式合流制系统改造的成功与否，因而在方案选择上一定要慎重。

4.3  对截流式合流制系统运行的建议

污水处理厂投运后，由于以上情况的存在，如何保证污水处理厂的进水浓度一直是令人困扰的问题。在未建污水处理厂以前，化粪池一直作为生活污水的过渡 性处理设施被广泛应用，根据以往统计数据显示，普通化粪池可去除生活污中20%的BOD5、50%的SS，而目前瑞安市建设的生态化粪池可去除生活污水中 50%以上的BOD5、50%以上的SS。随着污水处理厂的建成、污水收集系统的完善，可根据下列情况有条件地废弃化粪池，以提高污水处理厂的进水浓度：

（1）新建区域实现雨、污分流，污水通过市政污水管直接进入污水处理厂，可不设化粪池。

（2）区域实现雨、污分流，污水通过市政污水管排入污水截流干管后，再进入污水处理厂，可不设化粪池，但应在区域污水接入市政污水管前设置污水调节池，以拦污栅阻截较大体积的生活污物，避免河道污染。

（3）污水收集管网即将建成接入污水处理厂，新建区域实现雨、污分流，污水将来可通过规划污水管进入污水处理厂，之前可暂时在接入市政污水管前集中设置化粪池，化粪池容积可适当减小，临时处理后排放，为规划污水管敷设后废弃化粪池创造条件。

（4）有人担心取消化粪池后会增加管道的堵塞机会。事实上管道堵塞的主要原因是：1）管道坡度小，污水流速小，导致管道淤积；2）检查井流槽施工不 规范，污水进入检查井后，流速变缓，造成淤积；3）施工垃圾、用户使用卫生用品后冲洗流量不够堵塞管道。这些现象在设置了化粪池的排水管道中也时有发生， 与是否设置化粪池并无必然关系。所以只要设计时选取合适的管道坡度，严抓工程施工质量，管道维护单位工作到位，在各项措施得当的条件下废弃化粪池是可行 的。

5  结语

综上所述，笔者认为，老城区的城市排水体制向雨、污分流过渡是必然的趋势；瑞安市作为经济较发达地区，具备及早向优点更多的分流制过渡的条件，我们应该下定决心，在今后的建设中努力向这方面发展。

参考文献：
[1] 王继明. 给水排水管理工程[M]. 北京: 清华大学出版社, 1993.
[2]  李彤，周华，等. 瑞安市污水收集管网（旧城区）工程初步设计[Z].上海市政工程设计研究总院，2008.

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