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-防止污水污染市水系问题的探讨 【摘要】通过对市水系污染的现况和排水系统的分析，提出了防止污水污染水系的对策：坚持分流制、逐步改造合流制系统和提高截流效果的观点。 【关键词】水体污染 分流制 合流制 是伟大祖国的首都，是全国政治经济和文化中心，是世界上著名的历史文化名城。近年来随着经济和社会的发展，对环境质量的要求将越来越高。但从目前地区水环境发展状况来看：一方面，全市工农业及城市生活用水的总用水量已接近可供开采水源的能力，供水形势十分紧；另一方面经济的迅速发展及城市环保建设没有及时跟上等原因，使水资源污染日趋严重。为把规划建设成为一个清洁，优美的国际化大都市，加速改善市的水环境是十分必要的。最近，我院不断承接与此有关的工程设计任务，如污水截流二期工程，通过污水截流工程的设计任务，拟对防止污水污染市水系的问题进行探讨。一市污水污染水系的现况及造成的影响： 水污染是市面临的严重问题之一，从1971年至1988年河道水质检测来看，水质在逐年下降，请看1985年市主要河渠污水量(见表一)和1985排污河道污水量(见表二)。再看1995年污水量总表(见表三)，由此可见1995年比1985年入河污水量增加了1.26倍。市1997污水排放量已达250M3/d，入河污水量继续增长，大量未经处理直接排入天然水体，使河流进一部受到污染，也使地下水水资源恶化，给本来就是缺水的城带来供水困难。 市河道总长两千余公里，现在每年接受全市七亿吨生活及工业污水，使受不同程度污染的河道总长度达七百多公里，占河道总的市1985年主要河渠污水量表 表一河渠名称污水量 万立米/天河渠名称河渠名称通惠河35.48月牙河0.72长河0.13东南郊灌渠0.25东北护盖板河1.14大柳树沟3.96前三门盖板河2.52肖太后河0.18南护城河5.49小龙河1.93西护盖板河3.48清河23.03二道沟0.31万泉水系5.51半壁店明渠7.62小月河1.26永引渠道1.94坝河8.71东直门灌渠0.18长辛店明渠2.22凉水河11.92大兴灌渠0.1莲花河5.17永定河5.42新开渠23.85总计152.52市1985年城市排污河道污水量表 单位:万吨/日 表二河名分类通惠河凉水河清河坝河其他总计入河污水量58.2947.9839.88.717.74152.52泵站处理厂污水量16.1024.620.741.4242.88总计74.3972.630.5410.137.74195.4市1995年污水量总表 流量单位：万立方米/日名称污水总量%其中生活污水%工业污水%冷却水%一、入河污水量191.8880.396.1740.268.2028.627.5111.51.污水管直接入河量26.0510.920.998.85.062.12.合流管直接入河管46.8119.635.5714.911.244.73.下水道户线入河量64.0026.86.542.719.9512.627.5111.54.市政处理厂、泵站 溢流入河量48.7220.428.2311.820.498.65.市政泵站抽升入河量6.302.64.842.01.4610.6二、入灌渠污水量47.1619.723.779.923.399.81.市政处理厂处理量46.4619.423.569.822.909.62.市政泵站抽升量0.700.30.210.10.490.2合计239.04100119.9350.291.6038.327.5111.540%以上。全市地表水流量为20亿立方米，受污染的总水量为4.6亿立方米，占全市地表水总流量的35%85%，污染河段水质深黑，恶臭，有的河里生物绝迹，泡沫漂浮。据计算，要使这些污水稀释到污灌标准需清水80亿立方米，要达到生物标准需清水93亿立方米，对于这样一个水资源短缺的城市，用这么多的清水去稀释污水是不可能的。由于地表水的严重污染，已造成了渔业上的减产，农业上的死苗、减产，使国民经济遭到损失。目前，人们在城市污染水系中逐步发现了致癌、致畸、致突病症的三致污染物和上百种有毒物质。我们来看看一九八一年至一九八八年市主要污染物排放总量(见表四)。再看1997年市排入河渠的污水量每日为194.92万立方 市19811985年主要污染物排放总量表 表四年份项目（单位：吨/年）悬浮物五日生化需氧量化学需氧量酚氰总铬铜锌汞198115582034720219168315.74.881.792.89190.01.5198217065011399125658297.19.477.080.8215.80.6119831522088347122520385.510.1347.387.9310.90.6119841414407670418761268.014.2845.56113.56306.70.6819851682319520523127382.057.855.6255.3812.31.1米,占全市污水量77.96%。1997年市污水中污染物排放总量,悬浮物为194.3千吨，BOD5为130.50千吨,COD为382.38千吨,酚62.97吨,氰化物29.20吨,总铬80.31吨，铜118吨,锌200.7吨,1997年污染物排放总量同1985年相比,SS,BODS,COD,总铬等项目基本持平或有的减少,其它项目如锌、铜等是增加趋势。全市每年污染造成的经济损失为3.019亿元，占全市总产值的2%，十分可观。一般在发展经济过程中，应该看到保护好环境，对于发展经济具有积极的促进作用。目前,我市污水处理量每日55.10万m3/d,污水处理率22.04%,1997年市污水总量是1985年污水量的1.64倍,19861997年间污水平均增长2.5%。市的污水量预测今后还将从1.7%2.5%递增，到2010年将会达到320万m3/d左右。 城市水污染的影响是广泛而深远的，如图一所示，这种影响包括直接的和间接的，长期的和短期的。图一二市排水系统的现状及存在的确问题:目前市有下水道总长2595.2公里, 在城市下水道中,按排水性质分污水管道,占总长度的32.6%,雨水管道占总长度的35.2%,合流管占32.2%，为改善环境,还清河道,完善老城区排水系统,减少汛期积水现象发生,近年来市已投入大量资金来敷设城区排水管道（见表五）。下水道增长情况表 单位（km） 表五年份分类198619871988198919901997合计1870.719402002.92018.72165.42595.2污水管500.9538.2568.2600.6640.2845.1雨水管511.1537.0567612.3657.2913.9合流管858.7964.8867.7868.8868.0836.2管网基本形成了通惠河系(高碑店污水系统)，凉水河系(西南部污水干线)，清河系(文教区污水系统及万泉河污水系统)，坝河系(北小河系统及酒仙污水系统)四大系统。在城市污水处理厂中,酒仙桥污水处理厂为一级处理,在1956年建成,在1990年建成第一座城市二级污水处理厂北小河污水处理厂,日处理能力4万立方米,高碑店污水处理厂二级处理工程已于1993年投产运行,日处理能力50万立方米,方庄污水二级处理厂1995年下半年建成试运行,日处理能力为4万立方米。 市目前的排水系统为合流制与分流制并存，下面就具体的分析一下这两种排水体制各自的特点： 1.分流制的特点及存在的问题：分流制是将污水与雨水用两个独立管道系统分别排除，污水输送到污水处理厂进行处理，而雨水通过管道就近入河。分流制的特点是将城市污水通过污水管道全部送至污水厂进行处理，各修一条雨水管和污水管，这样增加了投资造价，这是它的缺点。分流制对污水污染水系起决定作用，能符合城市卫生的要求，所以在国外获得广泛采用，而且也是城市排水系统体制发展的方向。 2合流制的特点及存在的问题： 合流制管道是将污水与雨水用同一条管道系统排除，合流制排水系统按混合污水的处理与排放方式，可分成直泄式合流制管渠和截流式管渠系统。为了保护水体不受污染，在管道入河口前修建雨水溢流井或叫污水截流井，其作用是在晴天保证污水或雨天初期雨水经溢流井，被截入污水管道送往城市污水处理厂或水体下游。而在雨天，当降雨强度达到一定程度后，一部分雨污水混合水经该井就近溢流到水体，因此，合流制排水管道中的截流井具有两个主要作用：即保证日常污水和雨天初期雨水的全部截流，又要保证大雨时水的顺畅排泄入河避免积水。但从目前来看市河流管道中污水截流井存在着一些问题。市为了解决污水流入城市水体污染水质，从五十年代开始到六七十年代沿河岸修建了很多的污水截流管，并在城区原有河流制管道末端入河口处修建了近二百座污水截流井，经过多年运转实践，归纳有以下几个方面的问题：第一，缺乏设计依据，排水设计规和设计手册中均无明确规定参考，设计的截流井因人而宜，种类繁多，数据计算不正规统一，有的计算，有的是估算，普遍的截流倍数偏小，水力计算也无明确规定。第二，截流井构选型式较多，如有槽式、堰式、跌落式、子勾式、漏斗式等十余多种，极不统一，没有一个统一合理规定型模式，且截流井结构尺寸不合理。第三，虽然合流管末端入河口处建有截流井，但有的仍往城市河中流污水，根据1982年调查统计107座污水截流管道和截流井完全通畅的情况下，仍有67座往水体中流污水，流污水量29.74万吨/天，流污水量占总排污水量的26.2%。 截流式排水系统可以将城市污水及污染较严重的降雨送至污水处理厂进行处理，在一定程度上减轻对自然水体的污染程度，满足环境保护要求，但在雨天时，如果雨水的径流量很大，则有部分混合污水通过溢流井排入水体，对人体造成一定程度的危害。另外，在晴天，城市的污水量较少，流速较低，管渠容易形成污物及杂质的沉积，在雨天，管渠的流量猛增，大量的沉积物被冲刷起来带进水体。再有，部分污水截流管的出水口在常水位以下，下大雨时，随着河水位的升高，截流管不仅没有起到截流污水的作用，反而会造成河水倒灌。三防止污水污染水系的对策： 最近通过污水截流二期工程的设计任务，体会很深，下面就谈谈防止污水污染市水系我任为应采取的对策： 1.坚持分流制，增强水体保护意识。要想还市一片碧水清波，不再让污水污染河道，彻底解决污水进河问题，需实行分流制，彻底的将雨污水分开，污水进污水处理厂，雨水直接排入河湖。近年来，国外对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初期雨水径流对水体污染相当严重，当前，社会上有一种观点，考虑到初期雨水对污水的污染，提出了不搞分流制，只搞合流制，就这一问题，我们要针对市的具体状况进行分析，请看图二：美国亚特兰大美国休斯顿美国查尔斯顿中国未处理的污水负荷径流污染负荷000081.22063100%100%100%100%图二上图表明，美国亚特兰大市因市政污水得到大量处理，致使径流污染负荷所占比重很大，已上升为进一步治理的重点对象；从市的地面径流水质看，其污染很严重，但在未处理的污水中所占比重却很小，说明目前治理的重点仍在市政污水，因此，要治理好市政污水，就要坚持分流制。 目前对于我市新设计的排水管道，都能达到雨污分流，实施雨污分流，另外，对雨污分流的复杂性和长期性我们要有充分的认识，采取严格的管理措施。排水管道是地下隐蔽工程，一旦形成雨污合流，要从城市街区管道、小区管道、每幢住宅管道进行分流是非常困难的，要做到雨污分流，就要抓住规划、设计、施工、验收日常管理及居民教育各个环节，首先要城市管道建设先于居住区、公建及工厂建设，做到先地下后地上，并抓住隐蔽验收工程这一环节，把乱接管道当作违章建设来处理，经过长时期努力才有可能建成和保持一个完好的雨污分流系统。 2逐步改造合流制：(1).逐步进行合流体制的改造： 目前的老城区大部分为合流管，我们要逐步地对这些合流管进行改造，改造起来会有很大难度，主要是缺乏资金，其次是资料不全，这些合流管大多是五、六十年代修建的，沿线有些污水支线是由当地居民私接，没有资料可查，只要我们在设计之前反复深入现场，向当地居民了解情况，与管理部门密切配合，就可以逐步解决这一问题。为了防止污水污染河道，最近市政府也在加大方面的投资力度，如近期的污水截流二期工程左安门大街工程。左安门大街现有一条D=1000mm的合流管排入南护城河，此次改建将原合流管改为雨水管。在现况道路下再修一条污水管，向北接入现况体育馆南路污水干线，这样就彻底的解决了此地区的雨污分流问题。也不让一滴污水再流入河中。目前老城区的改造都可以采用此种方法，逐步地、分阶段的由城区向效区辐射实施。这样对于实行雨污分流，防止污水污染市的河系是完全可行的。为了彻底防止污水入河，还要对污染严重的工业废水做局部处理，如对造纸，钢铁等废水要经过厂区自行处理达到排放标准后再进行排放，对高污染源也要严加控制。 (2).提高截流效果。 由于老城区排水体系大部分使用的是明清年代旧沟，雨污合流，为避免污水入河污染，已在城区四周修建了部分污水截流管。但从合流制向完全分流制过渡，由于城区街道狭窄，人口密集，排水系统的改造必须与房屋、道路改造同步进行，如此大的旧城改造需要大量资金，在目前资金紧缺的情况下，在短期无法完成。为此，修建一定的截流管道保证将合流管中旱季污水排入到污水干管最终送至处理厂，也达到了改善河道水质的目的。但目前急待解决的问题就是要提高截流管的截流效果。污水截流井是合流管道中最重要的附属构筑物，它的投资只占整个污水截流工程的百分之几，但它的作用关系到截流工程的成功与失败，关系到整个截流工程的经济效益、社会效益、环境效益。 目前，国室外排水设计规对截流井报道不多，对合流管截流倍数o值，尚处于探讨阶段，新修订的排水规规定：一般采用o=15，其截流量为Q截=(1+o)Q平均污水量。国一些采用数值为23；例如市采用数值1.52；*市强子河污水截流管采用数值3；市伊通污水截流管采用数值为1.0；国外采用截流倍数的情况是：美国城市一般采用23；日本城市一般采用2；英国泰晤市河两岸采用5；联一般采用23。对截流倍数o的确定应特别慎重，从环保角度出发，o值应取较大，这样可以减轻对水体的污染，但较大的截流倍数会增加截流干管、提升泵站及污水处理厂的造价，同时也给正常的运行管理带来困难。我们要不断吸取国外先进经验，进一步提高截流效果。 3.加大污水处理厂的建设力度： 市污水处理厂的建设远远落后于城市建设的发展，是加快市污水处理厂的建设，目前市污水处理能力从50年代始建的高碑店污水处理厂一期工程终于在1993年建设，其日处理能力为50万吨，1990年亚运会前,建成北小河污水处理厂,日处理4万吨,此外,在方庄小区建成一座日处理4万吨的处理厂。高碑店污水处理厂二期工程于1999年投入运转,到年底新增50万吨日处理能力。2000年底，酒仙桥污水处理厂已运行，日处理20万吨,清河污水处理厂一期工程2002年8月已投入使用，日处理20万吨，上述项目在满足运转的情况下,日处理污水共108万吨,占日排污水量250万吨的59.2%。 创造一个优美的城市环境，加速城市污水处理厂的建设已势在必行，当前的关键是解决资金问题，据悉，有关方面正在与世界银行洽谈下一步市城镇污水处理厂的建设项目，已达成原则协议，重点将在凉水河沿线建立一座污水处理厂,即上游吴家村8万吨/日处理厂,年底将试运行， 此外规划中游卢沟桥污水处理厂，日处理20万吨，清河污水处理厂二期工程，日处理20万吨、小红门污水处理厂，日处理20万吨。这些无疑将使我们越来越有可能重见碧水清波,如果说治理河道是治表,处理污水就是治里，水质的改善将使市民们真正可以看到河湖还清。 以上是通过做污水截流二期工程设计工作市污水污染水系问题的看法,如有不对之处,请专家们和同行给予指正.参考文献： 王文元 污水截流工程中截倍数选择的研究 给水排水一九九七年第十期 朱井黝 我对市排水体制的重新认识 市政技术一九九九年第一期 庄佑英 保护水资源，改善水环境，治理好城市污水 市政技术一九九六年第四期排水工程上册 建筑工程学院 承英 市污水和污灌现况分析 市污水资源化及开发利用学术讨论会论文集一九八八年七月 凉水河水系污水管道工程预可行性研究报告 市市政工程局 市规划设计研究院 一九九七年四月. z.-入河污水量及河道水质一览表年代南护城河通惠河（高碑店闸上）入河污水量（万m3/日）BOD（mg/l）COD（mg/l）入河污水量（万m3/日）BOD（mg/l）COD（mg/l）平均值最高值平均值最高值平均值最高值平均值最高值715.5327.73724.5913.10732.0611.99740.5714.81751.7314.60772.797.45315.52782.067.73514.38793.148.118.7430.0130.01805.869.6226.5713.73816.8714.0026.6216.20入河污水量及河道水质一览表年代南护城河通惠河（高碑店闸上）入河污水量（万m3/日）BOD（mg/l）COD（mg/l）入河污水量（万m3/日）BOD（mg/l）COD（mg/l）平均值最高值平均值最高值平均值最高值平均值最高值826.677.09.0922.5612.65837.838.614.68.9740.024.887.7310.4238.72847.9715.022.97.931.020.3715.534.1858.989.417.46.9913.3218.8520.640.910.3117.46868.616.723.16.2912.6218.2420.729.913.6820.9879.4921.028810.776.5717.406.8614.1420.3635.08147.014.2640.10. z.-市1995年污水量总表流量单位：万立方米/日名称污水总量%其中生活污水%工业污水%冷却水%一、入河污水量191.8880.396.1740.268.2028.627.5111.51.污水管直接入河量26.0510.920.998.85.062.12.合流管直接入河管46.8119.635.5714.911.244.73.下水道户线入河量64.0026.86.542.719.9512.627.5111.54.市政处理厂、泵站 溢流入河量48.7220.428.2311.820.498.65.市政泵站抽升入河量6.302.64.842.01.4610.6二、入灌渠污水量47.1619.723.779.923.399.81.市政处理厂处理量46.4619.413.569.822.909.6市政泵站抽升量0.700.30.210.10.490.2合计239.04100119.9350.291.6038.327.5111.5 防止污水污染市水系问题的探讨 杜凤毅 市市政专业二零零零年七月3.加大污水处理厂的建设力度： 市污水处理厂的建设远远落后于城市的发展。目前市投入运行的污水处理厂主要有：高碑店污水处理厂一期，其日处理能力为50万吨；北小河污水处理厂,日处理能力4万吨；方庄污水处理厂，日处理能力4万吨；高碑店污水处理厂二期，日处理能力50万吨；酒仙桥污水处理厂，日处理能力20万吨；清河污水处理厂一期，日处理20万吨。上述项目在满足运转的情况下,日处理污水共148万吨,占日排污水量250万吨的59.2%。创造一个优美的城市环境，加速城市污水处理厂的建设已势在必行，当前的关键是解决资金问题，据悉，市管委及排水公司利用世界银行贷款等多种渠道，积极筹集资金，兴建吴家村污水处理厂，日处理8万吨/日,年底将试运行；此外还有卢沟桥污水处理厂，日处理20万吨；清河污水处理厂二期工程，日处理20万吨；小红门污水处理厂，日处理90万吨等。如果说治理河道是治表,处理污水就是治里，水质的改善终将使市民们真正享受到碧水清波。. z.
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