淺談?dòng)晁畯搅魑廴究刂?/h1>
2021-01-19 05:20:58王佼
建材與裝飾 2021年2期
王佼
（太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002）
城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，促使城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但在城市內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，還存在一些問題，其中排水防澇建設(shè)問題比較突顯，尤其是城市污水管網(wǎng)的建設(shè)，大大落后于住宅建設(shè)、商業(yè)建設(shè)、公共建設(shè)等，甚至往往落后于城市道路的建設(shè)，致使城區(qū)部分地區(qū)和大部分城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)生活、生產(chǎn)廢水沒有排水出路，隨意排入雨水或舊有的合流管道，這些廢水及污染水最終將全部匯集到河流溝渠內(nèi)，導(dǎo)致徑流污染問題加劇。
1 太原市徑流污染情況
太原市雨水的有效排除主要是依靠汾河及周邊河流，但這些區(qū)域主要針對(duì)的是山洪、雨季降水的排除，非雨季情況下基本處于斷流狀態(tài)，不具備雜質(zhì)稀釋能力。尤其是未進(jìn)行治理的河道，往往是納污渠道，造成汾河污染。
近幾年，太原市加大了河道治理力度，基本已經(jīng)完成玉門河、虎峪河等河道治理工程，沿河敷設(shè)了截污干管，大大減少了城市污水排河情況，但是上游雨污分流不徹底，部分污水進(jìn)入合流制管道隨雨水排入水體現(xiàn)象依然存在，再加上初期雨水存在徑流沖刷及污染，未對(duì)初期雨水收集或收集后后期未進(jìn)行處理直接排放，導(dǎo)致受納水體污染。
2 徑流污染成因分析
2.1 雨污分流不徹底
雨污分流是個(gè)老生常談的話題，徹底改造雨污分流是一個(gè)漫長的過程，尤其是老舊城區(qū)占比較多的城市，現(xiàn)狀已敷設(shè)的管線以及后期新增集中供熱、供電等的管線遷改，占據(jù)路面大部分寬度，受現(xiàn)狀道路寬度限制等因素，上游合流管道無法實(shí)現(xiàn)分流，導(dǎo)致污水進(jìn)入雨水管道，排入水體造成污染。
2.2 初期雨水未處理
眾所周知，初期雨水存在嚴(yán)重的徑流沖刷，而污染物又集中在初期雨水的降雨中，污染物濃度與硬化地面性質(zhì)以及污染物的累積有關(guān)系，隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市硬化面積不斷擴(kuò)大，雨水沖刷作用更加劇烈。
初期雨水包含大量徑流污染物，現(xiàn)狀存在的調(diào)蓄池，只是調(diào)節(jié)洪峰流量，錯(cuò)峰排放雨水，初期雨水在收集后并未進(jìn)行及時(shí)處理，直接排放到河渠內(nèi)，加重了徑流污染。
2.3 缺乏科學(xué)管理，私自搭建、混接情況較為嚴(yán)重
由于管理不到位，附近居民擅自改建亂接，以及天然氣、供熱、電力等后續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施管道配備，導(dǎo)致雨污水預(yù)留管被阻斷，切斷了道路兩側(cè)地塊污水出路，擅自將污水就近接入雨水管，這些混接、亂接、錯(cuò)接問題的出現(xiàn)，使雨污分流改造工作在下游改造比較徹底。上游因?yàn)樯鲜龇N種原因，清污不分流，即使下游雨污分流已改造，起不到實(shí)質(zhì)性的作用，使徑流污染得不到有效改善。
3 控制措施
3.1 進(jìn)行源頭截流
雨污合流管網(wǎng)多存在舊城區(qū)內(nèi)，通過雨污分流改造管理實(shí)現(xiàn)雨水、污水分別處理。但是，舊城區(qū)合流制管網(wǎng)分流改造，由于很多因素制約，改造工作十分困難，還耗費(fèi)許多時(shí)間和資金，且分流處理時(shí)間較長，整體處理效果不佳。在改造規(guī)劃上，可在合流管網(wǎng)內(nèi)增設(shè)截流井，污水可通過市政污水管道直接流入污水處理廠。此方式雖然從源頭上削減了排入河道的污水量，但仍然會(huì)有部分污水排入河道。
3.2 進(jìn)行河道截污
保留部分合流管網(wǎng)，添加截流式排水設(shè)施，如圖1 所示，在河岸兩側(cè)位置完成截流管道的敷設(shè)工作，做好污水、雨水的截流處理，以達(dá)到雨水分流處理目標(biāo)，降低污水直接排放的可能。截流排水系統(tǒng)設(shè)置完成后，可將污水與部分雨水直接轉(zhuǎn)移到污水處理廠，經(jīng)過處理后再排放到環(huán)境中。不過在這一環(huán)節(jié)，需要對(duì)處理后污水各項(xiàng)指標(biāo)加以檢測，以免造成水源的二次污染。
另外，截流排水設(shè)施可提高旱季污水處理效率，減少水體污染，但在雨季可能會(huì)因?yàn)樘幚砹康脑黾?，?dǎo)致短期或局部污染問題的出現(xiàn)，此時(shí)需要對(duì)雨水處理開展科學(xué)管控。應(yīng)用截流排水系統(tǒng)的過程中，轉(zhuǎn)移到污水處理廠內(nèi)的雨水混入雜質(zhì)較多，可能會(huì)對(duì)處理設(shè)備帶來部分影響。為此，就要做好設(shè)備管理和檢查，以提高截污效率，發(fā)揮雨水分流的優(yōu)勢。
圖1 合流制管網(wǎng)截流設(shè)施
3.3 雨污合流泵站改造
在現(xiàn)狀雨水泵站內(nèi)部增設(shè)污水調(diào)蓄池和污水泵，旱季時(shí)，泵站內(nèi)的污水經(jīng)污水泵站提升排入城市污水管網(wǎng)內(nèi)，最終匯入污水處理廠。在雨季內(nèi)，收集的雨水會(huì)先儲(chǔ)存在調(diào)蓄池內(nèi)，之后再利用水泵或雨水處理設(shè)施將其轉(zhuǎn)移到污水處理廠內(nèi)，經(jīng)過科學(xué)處理后排出。
這種方法主要針對(duì)上游老舊小區(qū)雨污改造困難，短時(shí)間無法進(jìn)行雨污分流改造工程實(shí)施的情況。有條件的區(qū)域，還是以徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流改造為目標(biāo)，尤其是上游老舊小區(qū)的合流制管道的改造工作，在徑流污染控制中非常關(guān)鍵。
3.4 污水處理廠提標(biāo)改造
實(shí)施河道截污工程后，勢必對(duì)現(xiàn)狀污水處理廠的處理能力造成一定的影響，污水處理廠應(yīng)接納初期雨水，在污水處理廠規(guī)模規(guī)劃上，可從冗余度、提標(biāo)改造要求等方面綜合分析，合理規(guī)劃雨水收集設(shè)備，以加快雨水收集處理速度。
3.5 初期雨水截流處理
根據(jù)太原市實(shí)測降雨時(shí)雨水口水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，在雨水系統(tǒng)源頭初期效益較為明顯，隨著雨水系統(tǒng)匯水范圍的擴(kuò)大和流行時(shí)間的延長，初期效益逐步減弱，直至消失。因此以源頭削減為主，主要在城市道路路面污染控制和建設(shè)用地污染控制。按照現(xiàn)有的室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范、地面污染負(fù)荷及面源污染控制要求，取初期雨水截流量設(shè)定在8mm，對(duì)應(yīng)降雨歷時(shí)在10min 左右。
3.6 增設(shè)初期雨水就地處理設(shè)施
太原市現(xiàn)狀建成區(qū)存在不少雨水泵站，可以結(jié)合雨水泵站分散布置調(diào)蓄池，收集儲(chǔ)存初期雨水量，同時(shí)增設(shè)快濾池、旋流分離器（如圖2 所示）等設(shè)施就地處理，處理完后泵排入就近水體，相比排入市政污水管至污水處理廠統(tǒng)一處理，該方法不會(huì)對(duì)污水廠水質(zhì)、水量產(chǎn)生影響，也符合雨水高水高排，就近排放的原則，但是需要一定的用地，應(yīng)因地制宜，綜合考慮。
初期雨水就地分散處理，不僅可以減少對(duì)污水處理廠的水量沖擊，而且處理設(shè)施分散布置，可縮小用地規(guī)模，還可對(duì)初雨及時(shí)有效進(jìn)行處理，大大減少對(duì)河道、溝渠等的污染。
3.7 海綿城市建設(shè)
落實(shí)海綿城市建設(shè)理念，結(jié)合城市具體情況，建立綜合排水系統(tǒng)，充分利用周邊自然資源，進(jìn)行污水、雨水的有效處理，減少徑流污染和面源污染，提升城市安全性，同時(shí)防治內(nèi)澇災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用。
圖2 旋流分離器的結(jié)構(gòu)及工作原理
海綿城市理念落實(shí)中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持因地制宜原則，參照城市河渠分布特點(diǎn)及生態(tài)環(huán)境發(fā)展?fàn)顟B(tài)，科學(xué)布設(shè)低影響設(shè)施，從而提高初期雨水處理效率，同時(shí)要做好系統(tǒng)沿線土體性能改造工作，利用土體的滲透和過濾（如圖3 所示），采取源頭控污、截污以及處理措施，有效控制凈流污染。
圖3 雨水滲透工藝
4 結(jié)語
針對(duì)太原市“一水中分，三山環(huán)繞”地形，太原市雨水排除受納水體主要為汾河以及各邊山支溝等河道，為提高水環(huán)境質(zhì)量，保障城市水體安全，應(yīng)采取源頭截流、河道截污、雨污合流泵站改造、污水處理廠提標(biāo)改造、增設(shè)雨水就地處理設(shè)施以及初期雨水收集處理等措施，結(jié)合海綿城市建設(shè)，從源頭控污、截污、減少雨水徑流污染，把太原市建設(shè)成環(huán)境良好、功能完善、和諧宜居的現(xiàn)代化宜居城市。
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城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，促使城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但在城市內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，還存在一些問題，其中排水防澇建設(shè)問題比較突顯，尤其是城市污水管網(wǎng)的建設(shè)，大大落后于住宅建設(shè)、商業(yè)建設(shè)、公共建設(shè)等，甚至往往落后于城市道路的建設(shè)，致使城區(qū)部分地區(qū)和大部分城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)生活、生產(chǎn)廢水沒有排水出路，隨意排入雨水或舊有的合流管道，這些廢水及污染水最終將全部匯集到河流溝渠內(nèi)，導(dǎo)致徑流污染問題加劇。
1 太原市徑流污染情況
太原市雨水的有效排除主要是依靠汾河及周邊河流，但這些區(qū)域主要針對(duì)的是山洪、雨季降水的排除，非雨季情況下基本處于斷流狀態(tài)，不具備雜質(zhì)稀釋能力。尤其是未進(jìn)行治理的河道，往往是納污渠道，造成汾河污染。
近幾年，太原市加大了河道治理力度，基本已經(jīng)完成玉門河、虎峪河等河道治理工程，沿河敷設(shè)了截污干管，大大減少了城市污水排河情況，但是上游雨污分流不徹底，部分污水進(jìn)入合流制管道隨雨水排入水體現(xiàn)象依然存在，再加上初期雨水存在徑流沖刷及污染，未對(duì)初期雨水收集或收集后后期未進(jìn)行處理直接排放，導(dǎo)致受納水體污染。
2 徑流污染成因分析
2.1 雨污分流不徹底
雨污分流是個(gè)老生常談的話題，徹底改造雨污分流是一個(gè)漫長的過程，尤其是老舊城區(qū)占比較多的城市，現(xiàn)狀已敷設(shè)的管線以及后期新增集中供熱、供電等的管線遷改，占據(jù)路面大部分寬度，受現(xiàn)狀道路寬度限制等因素，上游合流管道無法實(shí)現(xiàn)分流，導(dǎo)致污水進(jìn)入雨水管道，排入水體造成污染。
2.2 初期雨水未處理
眾所周知，初期雨水存在嚴(yán)重的徑流沖刷，而污染物又集中在初期雨水的降雨中，污染物濃度與硬化地面性質(zhì)以及污染物的累積有關(guān)系，隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市硬化面積不斷擴(kuò)大，雨水沖刷作用更加劇烈。
初期雨水包含大量徑流污染物，現(xiàn)狀存在的調(diào)蓄池，只是調(diào)節(jié)洪峰流量，錯(cuò)峰排放雨水，初期雨水在收集后并未進(jìn)行及時(shí)處理，直接排放到河渠內(nèi)，加重了徑流污染。
2.3 缺乏科學(xué)管理，私自搭建、混接情況較為嚴(yán)重
由于管理不到位，附近居民擅自改建亂接，以及天然氣、供熱、電力等后續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施管道配備，導(dǎo)致雨污水預(yù)留管被阻斷，切斷了道路兩側(cè)地塊污水出路，擅自將污水就近接入雨水管，這些混接、亂接、錯(cuò)接問題的出現(xiàn)，使雨污分流改造工作在下游改造比較徹底。上游因?yàn)樯鲜龇N種原因，清污不分流，即使下游雨污分流已改造，起不到實(shí)質(zhì)性的作用，使徑流污染得不到有效改善。
3 控制措施
3.1 進(jìn)行源頭截流
雨污合流管網(wǎng)多存在舊城區(qū)內(nèi)，通過雨污分流改造管理實(shí)現(xiàn)雨水、污水分別處理。但是，舊城區(qū)合流制管網(wǎng)分流改造，由于很多因素制約，改造工作十分困難，還耗費(fèi)許多時(shí)間和資金，且分流處理時(shí)間較長，整體處理效果不佳。在改造規(guī)劃上，可在合流管網(wǎng)內(nèi)增設(shè)截流井，污水可通過市政污水管道直接流入污水處理廠。此方式雖然從源頭上削減了排入河道的污水量，但仍然會(huì)有部分污水排入河道。
3.2 進(jìn)行河道截污
保留部分合流管網(wǎng)，添加截流式排水設(shè)施，如圖1 所示，在河岸兩側(cè)位置完成截流管道的敷設(shè)工作，做好污水、雨水的截流處理，以達(dá)到雨水分流處理目標(biāo)，降低污水直接排放的可能。截流排水系統(tǒng)設(shè)置完成后，可將污水與部分雨水直接轉(zhuǎn)移到污水處理廠，經(jīng)過處理后再排放到環(huán)境中。不過在這一環(huán)節(jié)，需要對(duì)處理后污水各項(xiàng)指標(biāo)加以檢測，以免造成水源的二次污染。
另外，截流排水設(shè)施可提高旱季污水處理效率，減少水體污染，但在雨季可能會(huì)因?yàn)樘幚砹康脑黾?，?dǎo)致短期或局部污染問題的出現(xiàn)，此時(shí)需要對(duì)雨水處理開展科學(xué)管控。應(yīng)用截流排水系統(tǒng)的過程中，轉(zhuǎn)移到污水處理廠內(nèi)的雨水混入雜質(zhì)較多，可能會(huì)對(duì)處理設(shè)備帶來部分影響。為此，就要做好設(shè)備管理和檢查，以提高截污效率，發(fā)揮雨水分流的優(yōu)勢。
圖1 合流制管網(wǎng)截流設(shè)施
3.3 雨污合流泵站改造
在現(xiàn)狀雨水泵站內(nèi)部增設(shè)污水調(diào)蓄池和污水泵，旱季時(shí)，泵站內(nèi)的污水經(jīng)污水泵站提升排入城市污水管網(wǎng)內(nèi)，最終匯入污水處理廠。在雨季內(nèi)，收集的雨水會(huì)先儲(chǔ)存在調(diào)蓄池內(nèi)，之后再利用水泵或雨水處理設(shè)施將其轉(zhuǎn)移到污水處理廠內(nèi)，經(jīng)過科學(xué)處理后排出。
這種方法主要針對(duì)上游老舊小區(qū)雨污改造困難，短時(shí)間無法進(jìn)行雨污分流改造工程實(shí)施的情況。有條件的區(qū)域，還是以徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流改造為目標(biāo)，尤其是上游老舊小區(qū)的合流制管道的改造工作，在徑流污染控制中非常關(guān)鍵。
3.4 污水處理廠提標(biāo)改造
實(shí)施河道截污工程后，勢必對(duì)現(xiàn)狀污水處理廠的處理能力造成一定的影響，污水處理廠應(yīng)接納初期雨水，在污水處理廠規(guī)模規(guī)劃上，可從冗余度、提標(biāo)改造要求等方面綜合分析，合理規(guī)劃雨水收集設(shè)備，以加快雨水收集處理速度。
3.5 初期雨水截流處理
根據(jù)太原市實(shí)測降雨時(shí)雨水口水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，在雨水系統(tǒng)源頭初期效益較為明顯，隨著雨水系統(tǒng)匯水范圍的擴(kuò)大和流行時(shí)間的延長，初期效益逐步減弱，直至消失。因此以源頭削減為主，主要在城市道路路面污染控制和建設(shè)用地污染控制。按照現(xiàn)有的室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范、地面污染負(fù)荷及面源污染控制要求，取初期雨水截流量設(shè)定在8mm，對(duì)應(yīng)降雨歷時(shí)在10min 左右。
3.6 增設(shè)初期雨水就地處理設(shè)施
太原市現(xiàn)狀建成區(qū)存在不少雨水泵站，可以結(jié)合雨水泵站分散布置調(diào)蓄池，收集儲(chǔ)存初期雨水量，同時(shí)增設(shè)快濾池、旋流分離器（如圖2 所示）等設(shè)施就地處理，處理完后泵排入就近水體，相比排入市政污水管至污水處理廠統(tǒng)一處理，該方法不會(huì)對(duì)污水廠水質(zhì)、水量產(chǎn)生影響，也符合雨水高水高排，就近排放的原則，但是需要一定的用地，應(yīng)因地制宜，綜合考慮。
初期雨水就地分散處理，不僅可以減少對(duì)污水處理廠的水量沖擊，而且處理設(shè)施分散布置，可縮小用地規(guī)模，還可對(duì)初雨及時(shí)有效進(jìn)行處理，大大減少對(duì)河道、溝渠等的污染。
3.7 海綿城市建設(shè)
落實(shí)海綿城市建設(shè)理念，結(jié)合城市具體情況，建立綜合排水系統(tǒng)，充分利用周邊自然資源，進(jìn)行污水、雨水的有效處理，減少徑流污染和面源污染，提升城市安全性，同時(shí)防治內(nèi)澇災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用。
圖2 旋流分離器的結(jié)構(gòu)及工作原理
海綿城市理念落實(shí)中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持因地制宜原則，參照城市河渠分布特點(diǎn)及生態(tài)環(huán)境發(fā)展?fàn)顟B(tài)，科學(xué)布設(shè)低影響設(shè)施，從而提高初期雨水處理效率，同時(shí)要做好系統(tǒng)沿線土體性能改造工作，利用土體的滲透和過濾（如圖3 所示），采取源頭控污、截污以及處理措施，有效控制凈流污染。
圖3 雨水滲透工藝
4 結(jié)語
針對(duì)太原市“一水中分，三山環(huán)繞”地形，太原市雨水排除受納水體主要為汾河以及各邊山支溝等河道，為提高水環(huán)境質(zhì)量，保障城市水體安全，應(yīng)采取源頭截流、河道截污、雨污合流泵站改造、污水處理廠提標(biāo)改造、增設(shè)雨水就地處理設(shè)施以及初期雨水收集處理等措施，結(jié)合海綿城市建設(shè)，從源頭控污、截污、減少雨水徑流污染，把太原市建設(shè)成環(huán)境良好、功能完善、和諧宜居的現(xiàn)代化宜居城市。
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