第一节　乡镇排水系统的体制与选择

一、乡镇排水系统的体制

乡镇排水主要是指排除生活污水、工业污水、雨水三大部分。生活污水又可分为居民生活污水、公共设施排水、工业企业内生活污水和淋浴污水三部分。居民生活污水和公共设施排水的总和又可称为综合生活污水。居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲洗厕所、洗澡等产生的污水。公共设施排水是指娱乐场所、宾馆、浴室、商业网点、学校和机关办公室等地方产生的污水。工业废水是指工业企业在生产过程中所产生的废水,它可分为生产污水和生产废水两种。生产污水是指在生产过程中受到严重污染的工业废水,而生产废水是指受到轻微污染的工业废水。如果工业废水的水质满足(或经过处理后满足)《污水综合排放标准》(GB8978—1996)和《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082—1999)的要求,则可直接就近排入乡镇污水管道系统,与生活污水一起输送到污水处理厂进行处理后排放或再利用。

对于乡镇中的生活污水、工业废水和雨水,所采取的汇集排除方式称为乡镇排水系统的体制,简称排水体制。它一般分为合流制和分流制两种类型。

(一)合流制排水系统

将生活污水、工业废水和雨水用一个管渠系统来汇集和排除的系统称为合流制排水系统。根据生活污水、工业废水和雨水汇集后的处置方式,可将合流制排水系统分为以下两种情况。

1.直泄式合流制

城市污水与雨水径流不经任何处理直接排入附近水体的合流制称为直排式合流制排水系统。国内外老城区的合流制排水系统均属于此类。

2.截流式合流制

随着工业化的不断发展,污水对环境造成的污染越来越严重,必须对污水进行适当的处理才能够减轻城市污水和雨水径流对水环境造成的污染,为此产生了截流式合流制排水系统。

这种系统是将管渠中的生活污水、工业废水和雨水,一起排向沿河的截流干管。晴天时全部输送到污水处理厂;雨天时当生活污水、工业废水和雨水的混合量超过一定数量时,其超出部分通过溢流井泄入水体。这种系统在经济条件比较发达的乡镇应用较多。

(二)分流制排水系统

将生活污水、工业废水和雨水分别用两个或两个以上各自独立的管渠来汇集和排除的系统,称为分流制排水系统。其中排除生活污水和生产污水的系统称作污水排水系统;排除雨水和生产废水的系统称作雨水排水系统(图2-2)。

由于排除雨水方式的不同,分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制两种形式(图2-3)。在乡镇中,完全分流制排水系统具有污水排水系统和雨水排水系统,而不完全分流制只有污水排水系统,雨水沿地面、道路边沟和明渠泄入天然水体;或者为补充原有渠道输水能力的不足而修建部分雨水管道,待乡镇进一步发展后,将其转变为完全分流制排水系统。

二、乡镇排水体制的选择

合理选择排水系统的体制,是乡镇排水系统规划设计中的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理,而且对乡镇和乡镇企业的规划及环境保护影响深远,同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资以及运行管理费用。通常,排水体制的选择应满足环境保护的需要,根据当地经济条件,通过技术经济比较确定。

从环境保护方面看,采用截流式合流制,对控制和防止水体污染比较有利,但截流干管尺寸大,污水厂规模大,建设费用也相应增高。雨天仍有部分混合污水通过溢流井直接泄入水体,易对受纳水体造成周期性污染。分流制只将乡镇中的生活污水和生产污水送往污水厂进行处理,这可降低污水厂的规模,节省建设费用。但较脏的初降雨水未加处理就直接泄入水体,也会对受纳水体造成污染。总而言之,分流制排水系统对于保护环境、防止水体污染要优于截流式合流制排水系统。

从造价方面看,合流制排水管渠系统的造价比完全分流制低20%~40%,可是合流制的泵站和污水厂的造价却比分流制高。但由于管渠造价在排水系统总造价中占70%~ 80%,所以从总造价来看,完全分流制一般比合流制高。从初期投资来看,不完全分流制因初期只建污水排水系统,因而可节省初期投资,缩短工期,发挥工程效益也快。因此,目前尚不发达的乡镇可根据当地实际情况,采用不完全分流制排水系统。

从维护管理方面看,晴天时,污水在合流制管道中是非满流,管内流速较低,易产生沉淀。雨天时才逐渐达到满流,沉淀物易被暴雨冲走。这样,合流管道的维护管理费用可以降低。但晴天和雨天时进入污水厂的水量水质变化很大,增加了污水厂运行管理的复杂性。分流制可以保持管内的流速,不致产生沉淀,同时,进入污水厂的水量水质变化小,污水厂的运行管理也较方便。

从施工方面来看,合流制管渠总长度短,管线单一,减少与其他地下管线和构筑物的交叉,管渠施工简单,对人口稠密、街道狭窄、地下设施较多的乡镇更为适用。

总之,排水系统体制的选择,应根据乡镇规划、环保要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件,从全局出发,在满足环保要求的前提下,通过技术经济比较,综合考虑确定。截流式合流制对水体有周期性污染,所以新建的排水系统宜采用分流制。经济不发达的乡镇可采用不完全分流制,待经济发展后再改造成完全分流制。但在附近有较大河流或近海的乡镇,或在街道较窄、地下设施较多、修建雨污两条管线有困难的乡镇,或在雨水稀少、废水能够全部处理的乡镇等,采用合流制排水系统可能是有利的、合理的。

三、乡镇排水系统的组成

(一)乡镇污水排除系统的组成

乡镇污水包括排入乡镇污水管道的生活污水和工业废水。这些用以收集和排除乡镇污水的管道系统称为乡镇污水排除系统。它一般由下列4个部分组成。

1.室内污水管道系统和设备

室内污水管道系统和设备的作用是收集生活污水,并将其排出至室外庭院或街坊污水管道中去。

2.室外污水管道系统

埋设在地面下依靠重力流输送污水至泵站、污水厂或水体的管道系统称为室外污水管道系统。它分为庭院或街坊管道系统和街道管道系统。

(1)庭院或街坊管道系统。敷设在一个庭院下,并连接各房屋出户管的管道系统称为庭院管道系统。敷设在一个街坊下,并连接一群房屋出户管或整个街坊内房屋出户管的管道系统称为街坊管道系统(图2-4)。生活污水经室内管道系统流入庭院或街坊管道系统,然后再流入街道管道系统。为了控制庭院或街坊污水管道并使其良好地工作,在该系统的终点设置检查井,称为控制井。控制井通常设在庭院内或房屋建筑界线内便于检查的地点。

(2)街道污水管道系统。敷设在街道下用以排除庭院或街坊管道流来的污水。在一个乡镇内,该系统由支管、干管、主干管组成(图2-5),支管承接由庭院或街坊污水管道流来的污水。干管汇集输送由支管流来的污水。主干管汇集输送由两个或两个以上干管流来的污水。污水经主干管输送至总泵站、污水厂等。

3.污水泵站及压力管道

污水一般以重力流排除,但当受到地形等条件限制使重力流有困难时,就需要设置泵站。泵站分为局部泵站、中途泵站和总泵站等。压送从泵站流出的污水至高地自流管道或污水厂的承压管段,称压力管道。

4.污水厂

供处理和利用污水、污泥的一系列构筑物及附属构筑物的综合体称为污水厂。它通常设置在河流的下游地段,并与居民点或公共建筑保持一定的卫生防护距离。

污水排入水体的渠道和出口称出水口,它是乡镇污水排除系统的终端设备。事故排出口是指在污水排除系统的中途,在某些易于发生故障的组成部分前面设置的辅助性出水渠。一旦发生故障,污水就通过事故排出口直接排入水体。

(二)工业废水排除系统的组成

在乡镇企业中,有些工业废水是直接排入污水管道或雨水管道的,不单独形成排水系统,而有些工厂需单独设置工业废水排除系统,它主要由下列各个部分组成:

(1)车间内部管道系统和排水设备。

(2)厂区管道系统及附属设备。

(3)污水泵站及压力管道。

(4)废水处理站。

(5)出水口。

(三)雨水排除系统的组成

雨水排除系统主要由下列各部分组成:

(1)房屋的雨水管道系统和设备。

(2)街坊或厂区雨水管渠系统。

(3)街道雨水管渠系统。

(4)排洪沟。

(5)出水口。

上述各排水系统的组成部分,对每一个具体的排水系统来说并不一定都完全具备,必须结合当地具体条件来确定排水系统内所需要的组成部分。

四、乡镇排水系统与乡镇企业排水系统的关系

在规划乡镇企业排水系统时,对于工业废水的治理,应从改革生产工艺和技术革新入手,力求把有害物质消除在生产过程中,做到不排或少排废水。对于必须排入乡镇排水管道的工业废水,其水质应符合《工业三废排放试行标准》(GBJ4—1973)中的有关规定;若须进行二级生物处理,其水质还应符合 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB8978—2002)中的有关规定。当乡镇企业排出的工业废水不能满足上述要求时,应在厂区内设置废水局部处理设施,将废水处理至符合要求后,再排入乡镇排水管道。