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唐建国总工谈中国城市合流制排水系统的问题与改造

2022-01-25 11:24来源:城建水业作者:唐建国关键词:排水系统合流制分流制收藏点赞

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合流制分流制是城市排水两种并存的排水体制,都有各自的优缺点、且都是合理的形式。合流制因造价低、占用道路资源和维护管理工作量相对少,多被世界很多较早建设排水系统的城市(地区)所采用,并沿用至今,甚至占有很高的比例。我国也不例外,合流制在很多城市的老城区所采用。但是合流制会在雨天产生超过截流倍数的溢流,造成的环境污染。故日本、美国、德国等国家的城市长时间来一直致力于合流制的改造,如日本制定了详细和著名的“合流制完善计划”。

国内合流制与国外的相比,则因雨水排水标准低、可能不是真正的合流制、系统内合流与分流混存、一年四季满高水位(满管流)、清通养护水平低下、截流方式不正确、溢流口溢流污染严重等问题,让合流制成了“众矢之的”,“溢流污染”更被环保督察所诟病。合流制改造和如何改造就成了当下我们必须解答的命题。

对于我们“不一样”的合流制,应该怎么改?谈点自己的观点,供讨论,一起为改造好我们国家的合流制出力。

1 认识一下我们不一样“合流制”

在我国很多城市老城区的合流制普遍存在雨水排水标准偏低的问题,难于满足现在排水管道标准达到3年~5年的要求。但是,除此之外,还有如下特有的问题:

1. 不应该被称为合流制的“合流制”。很多城市就埋了“一根管”,其按照什么标准的污水量、雨水量设计的,现在都无从查起。实际状况是旱天走污水也许大了点,雨天走雨水又远不够,如图1。其雨天不就是“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”的结果,这种溢流因为有堰的原因,可是把旱天留存在管道中污水都会溢到水体中,这个“一根管”可真不是合流制。

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(这就是个污水直排口,这点堰高,有啥截流效果?是合流制?)

图1 “一根管”排水

还有不少城市沿河对排水口进行截流,截的是小区合流排水口、雨污水混接的排水口。这种“整整齐齐”沿着河道都是“溢流口”,虽然名称叫截污,实际根本起不到截污作用,如图2。不还是个“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”吗!就算截流范围是合流制,它也不是一个合格的截流式合流制。

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(“整整齐齐”截流溢流口,有啥截流效果?是合流制?)

图2 不正确的截流

2. 系统内合流制与分流制交错并存。一个系统内要是合流制、分流制都“混”在一起了,该叫个“啥制”?如图3。这个区域什么管渠都有,设想把旱天污水、各种管道的“存水”、地下水等都截入到污水处理厂,要污水处理厂“扛起来”。进不了的就存在截污槽(管)、截流槽(管)中,但是水“太多”了,雨天还就是向河道溢。污水处理厂“扛不动”,不还是个“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”吗!这个系统改造可就比前面那个不是合流制的系统难多了。

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(够复杂的一个排水系统,也没有让河道水质好起来!)

图3 某地排水系统概化图

3. 合流管满管流让合流制失去截流功能。一个合格的合流制,应该是旱天污水低水位,雨天降雨达到一定排水标准时,合流管雨天满管流,且截流管有一定的截流倍数,末端污水处理厂处理能力也能够与截流倍数相适应。但是实际上,很多合流制因为地下水入渗、河水倒灌(排水口淹没在水位下),甚至河湖水直接排入合流管中,导致合流管一年四季都是满管流,仍然是个“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”,如图4。因城市河湖水入侵,甚至旱天就在溢流,如图5。“满管流”哪里会有截流倍数,水位再高于管顶,截流倍数就是个“负”值;加之污水处理厂又仅是按照地区污水量设计的,雨天有哪里能够处理得掉所谓截流倍数内的水。

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(合流管旱天低水位、雨天满管流才对啊!)

图4 排水管网满管流

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(这个水体没有溢流出口,就溢到合流管道里,这怎么可以啊,外水是排水管道的“敌人”!)

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(进到合流管道的水体水,旱天就把污水沿途溢到河里了)

图5 河湖水(外水)直接入侵

4. 雨天溢流污染太严重。排水管道养护管理工作最最重要的两个字是“清、通”。雨水管是“清”,“清”就是把雨水管道中的积泥“清”出来,让雨水管做到旱天无积泥、少积泥!污水管是“通”,把积泥“通”到下游去,进到污水处理厂,让污水管无淤积、无堵塞、水畅流!合流管既要“清”、也要“通”,旱天多多“通”,保证低水位时,像污水管一样,无淤积、无堵塞、水畅流;降雨前还应该好好再进行“清”。雨水管和合流管都有排河道水体的口门,“清”的目的就是雨天少点污染物入河。只有最大限度地减少管道中的积泥,才能够减少雨天溢流污染。可是污水管、合流管和雨水管往往一年四季都是高水位,甚至是满管流,这就让“清、通”养护变得十分困难,就不可能做到有效地将雨水、合流管中的积泥“清出来”!好比煮了一锅稀饭,想把米粒都捞干净,是件很难的事道理是一样的。图6是奥地利排水管道中的积泥情况,其大部分管道积泥不超过管径的1/40。这比我们养护后要求积泥厚度不大于1/8可好得多啊!管道积泥少了,合流管、雨水管雨天排水口溢流和出流的污染物就少了。图7是某平原河网地区城市雨天排水口出流污染的构成,在总污染负荷中,管道积泥的污染负荷要占到60%以上,可见合流管道、雨水管道清淤工作的重要性之高。图8是某山地城市雨天合流制排水口污染物变化情况,COD最高可以高达2000mg/L之巨。

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(人家水环境好,和排水管道养护质量很有关系!)

图6 奥地利排水管道的积泥情况

(积泥污染要占总污染负荷的70%,不清泥行吗?)

图7 某平原河网地区排水口出流污染构成情况

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图8 某山地城市合流管排水口雨天污染物排放情况

5.占“别人”便宜的“合流渠箱”。很多城市,特别是山地和丘陵城市,有很多的原来用于排山溪水、山泉水、雨天排山洪水的渠道,其与城市内河水体相连,他们的存在甚至早于城市地区的开发。但是在城市开发中,就把这些渠道当成排水主干渠,污水、雨水统统接到了渠道中。甚至因为开发把山水也不知道“挤”到哪去了,导致旱天排污水,雨天又是污水、雨水和山水混合水,把山水渠道搞成了又黑又臭,那就再盖上盖板,称为“合流渠箱”,详见图9。这是开发者的偷懒学位,占“别人”的便宜,何以能够称为合流?

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图9 占“别人”便宜的合流渠箱

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