城市污水收集管网工程是一项综合性极强的系统工程,尤其是老城区排污管网的扩建、改造工程,涉及的学科和相关部门较多,其中任何一个环节的不合理都会给工程建设、工程效益、环境保护带来影响,造成不同程度的损失。
1、排水体制的类型及选择
我国老城区的排水系统均采用了合流制,在其改造、扩建工程中排水体制的选择是首要问题,它直接影响到排水系统的设计、施工、维护和管理以及工程投资与运行费用,对城市排水规划和环境保护的影响深远。从理论上讲,分流制是比较科学、先进的,有许多优点,但事实上,建立理想的分流制或将合流制改造为完全分流制系统比较困难,成功率较小。究其原因主要有以下几个方面:
① 我国城市污水处理厂建设滞后于排污管网,不少实施分流制城区的污水因没有出路而接入雨水管网或直排入水体。
② 由于资料缺乏、监管不力,一些施工单位及居民图方便而将雨污管道错接乱接,导致雨污混流。
③ 一些排污企业为了偷排漏排,非法将污(废)水偷排入雨水管网。
④ 部分住户擅自将住房阳台改为厨房或将洗衣机搬至阳台,利用阳台雨水立管排水从而使污水进入雨水系统。
⑤ 一些洗车场洗车污水及建筑工地生活污水直接流入雨水系统。
⑥ 在现状合流制排水管网改造成分流制的工程中,需增加一套排水管网,不但牵涉面广,实施难度大,而且投资高,耗时长,效果难以达到预期目标。成功的分流制系统也有不足之处,一方面分流制虽然减小了污水厂的处理规模和投资,但需增加一套污水收集系统,其工程量及投资较大。20世纪60年代,美国曾对600多个城市的排水系统进行调查,结果表明,把直排式合流制改造为截流式合流制与将其改造为分流制的投资比为1∶3。另一方面分流制中雨水管网在绝大部分时间内未能得到充分利用,造成资源浪费,尤其是在气候干燥、雨量贫乏的地区,这种浪费更加显著。另外分流制在雨季时污染严重的初期雨水都直接排入水体,在减小合流制溢流污染的同时却增加了非点源污染问题。
合流制排水系统分为直排式、截流处理式和全处理式。我国老城区的合流制排水系统均属于直排式。为了解决雨水径流对水环境造成的污染问题,产生了截流式合流制,目前老城区管网改造工程中多采用该种体制。这种系统对带有较多悬浮物的初期雨水和旱季污水进行处理,有利于保护水环境,但另一方面超过设计截流量的混合污水溢流到排放水体造成局部和短期污染。此外进入处理厂的污水,由于混有大量雨水,使原水水质、水量波动大,对污水厂的运行产生冲击,并对污水厂的处理能力提出更高的要求,需要大量的投资和运行费用。
在一个城市或城市某个片区中,大多采用复合制排水系统,也就是既存在分流制又存在合流制的排水系统。这种排水系统往往是在城市扩建排水系统时形成的,即老城区采用的是合流制,新建城区则是分流制。