自控截流装置在截污纳管工作中的应用

刘克贞

摘要：在截污纳管工作中利用自控截流装置对传统截流模式予以改造，可以在实施污水截流的同时，对初期雨水实施截流。自控截流装置可对雨水、河水倒灌至污水管网问题予以控制，避免污水管网的压力，同时可以有效防止污水倒灌现象，避免大量污水进入受纳水体，而造成大范围的污染。

关键词：自控截流装置倒灌污水管网负荷

在我国，随着城市人口的增加和工、农业生产的发展，污水排放量也日益增加，水体污染相当严重，而且几乎遍及全国各地。到2000年底，全国设市的663个城市中有310个建有污水处理设施，建设污水处理厂427座，年污水处理量113.6亿立方米，污水处理率只有34.23%。造成这一局面的主要原因是：污水处理资金的规模决定着污水处理的规模。污水处理资金自身的发展速度决定着污水处理发展的速度和污水处理技术进步的速度。

为此，为了减轻污水的处理压力，各地政府对城乡雨污合流管道的截污、分流及改造力度不断加大。污水处理用的最多就是截流井，即把一些产生污染的阴井集中到一口井中，由此井通向污水处理厂。如果没有此井，要想污水进入污水厂，就必须每根管子都进污水处理厂，而在前面就用一口井来截流这些污水，到污水处理厂的管道就会大大减少，也利于收集污水，这样的井就是污水截流井，其实在生活中有很多种不同作用的截流井，用于不同的截流之用。

采用截流合流式排水体制是我国目前一种投资相对较少，改造建设相对容易的较佳选择，而截流井被作为截流合流式排水管网系统中的一种常用水工构筑物和系统枢纽。但是，传统的截流井面对的两大难题是，一到雨涝季节截污管不能自动关闭，使雨水进入截污管进而进入污水处理系统，加大了污水处理的压力；若地势选择不当会出现水倒灌的现象。

同时，使用此种截流井要充分考虑截流井放置的地理位置，不然会出现水流倒灌的现象,而且是当出现下雨的时候，雨水和污水一起进入截流井加重了污水处理的压力。

随着社会、经济的不断发展，人们在追求物质生活的同时，更加注重对环境的保护，尤其近年地质自然灾害的频发，不仅让人们产生更多的思考？改革开放三十几年来，中国的经济、城市化都得到了前所未有的大发展，但是这三十几年，为了追求在经济指标上的大步向前，牺牲了我们赖以生存的环境，环境问题也越来越受到党中央、省市政府、乃至于百姓的关注与重视。

尤其对于城市居民来说，曾经的碧水蓝天俨然一去何时返？城市河流中又有多少是干净的？这些问题相信所有生活在城市中的人们都深有体会。所以近年来国家对环境保护的要求、投入也在不断增加，已上升到国家战略层面；地方政府亦不在以牺牲环境来追求GDP的增长；越来越多的城市已经着手实施大规模的环境再生计划…。这些都是令人欣喜、鼓舞的，因为通过这一系列的工作，必将还百姓一个蓝天白云下、青草丛林中、碧波荡漾里的优美人居环境！

然而这两年各地实施的城市雨污分流改造工程，声势浩大中却并没有得到掌声一片，这的确给予了我们更多的思考？如南京的雨污分流工程，在全国可谓是声势最大，但问题也出现的最多。诸如：投资太大（183亿元，约合1亿元/公里）、百姓抱怨多（大量的小区开挖工程严重影响百姓生活）、质量问题频发（其锁金村样板工程居然出现严重的塌陷事故）…。使得政府花费了大量的人力、物力、财力，却并没有取得百姓的赞誉。这些应该值得我们深思！

随着城市化进程的不断发展，及节能减排、环境保护意识的不断深入，城市截污纳管工作变得尤其的重要，是衡量城市居住质量和民众生活指数的重要指标之一，亦是相关政府执行职能机构的重要考核指标。目前,成功做到分流制排水系统的地区很少,大都为合流制排水系统或分流和合流同时存在的混流制系统,目前污水处理厂的污水收集主要还是靠截流收集①。在截污纳管工作实施过程，亦存在着诸多的问题：

1、城市化进程过快：

随着外来人口的不断增加、城区改造项目的实施及房屋用途的变更、商户的增加等都造成了原有管网承载压力，同时出现污水进入雨水管网的现象也日趋严重。在实际截污纳管工作当中，我们发现往往管网铺设完成后基本都会出现污水进入雨水管网的现象存在，造成二次截流。根据花王公司对北京、上海600户普通家庭调查发现，洗衣机的年用水量每户月3万升，同时多数家庭的洗衣机放置在阳台上，由此造成的污水对雨水管网冲击很大，造成对受纳水体的严重影响。

2、主老城区管网改造难度大：

主老城区作为城市的人口聚集区和城市的源头，管网建设明显滞后于其发展，在全国各大城市，主老城区的管网大多是合流制。同时，由于主老城区的高聚集性，给管网建设带来诸多不利因素，势必增加管网建设的投入和影响管网建设进度。

3、传统截流井存在无法适应城市发展的需要：

由于传统截流井采用的是固定堰、溢流挡板等形式，其存在不可调节的问题。在设立时，可以满足近期的截流效果，但是随着污水量的增加、下游水位增高等等影响因素，造成污水直接排放、倒灌等现象。与此同时，随着管网建设的不断完善，污水处理厂的运转负荷也在不断增大，传统截流井在雨天发生雨水溢流时，势必造成上游管网壅水②，同时造成大量溢流雨水进入污水管网的，导致污水处理负荷过大。

为此江干区对截污纳管工作对实施进行统筹规划，于2005年编制完成了该专项规划。根据规划目标，到2015年截污率达到96.7%，通过分期分批、以点带面，以干管带片、城区重点，外围提高的总体实施步骤，逐步提高截污纳管效率。附截污率增长情况表：

基于以上因素，在实施截污纳管工作中，不断引进新技术、新方式来加以解决相关问题，取得了一定的成效。在截污纳管工作中引进了中科汉威自控截流装置，通过运用，该装置可以有效解决传统截流井所暴露的问题，实现对污水承载负荷的有效控制。具体情况：

1、管网实际状况

位于京惠花园停车场，合流现状管DN300，截污管DN160，汇水面积1.2ha，平时合流现状管实际充满度为0.05，中雨情况下合流现状管充满度为0.1。要求平时情况下，污水全部截流，小雨情况下降初期雨水截流（城市初期雨水携带有相当浓度的污染物杂质③）。

2、自控截流实施情况

利用汉威自控截流装置将截污管口收缩至DN100，平时及小雨情况下，不出现溢流。中雨时，自控截流装置自动关闭截污管口。通过实际运行观测20次（雨后观测），自控截流装置启闭运行平稳（见图1），完全达到改造要求，以在雨天减轻对污水管网压力，避免大量雨水进入污水管网。

图1

3、与传统截流井对比分析

通过利用汉威自控截流装置实现可控截流，不仅在可有效的对截污关口实施雨天关闭，避免大量雨水进入污水管网，同时可以有效的控制因为雨水倒灌而造成的污水管网负荷。由于杭州属于江南多雨城市，平均年降雨量为1100-1600mm，降雨天数为130-160天，同时杭州市区地势平坦，河道纵横交错，容易出现倒灌现象。因此，如何减轻由此而带来的大量雨水、河水倒灌进入污水管网的问题是截污纳管工作的关键问题所在。然而传统截流井在对截污管管口关闭以防止倒灌上，不能实现。就相关问题对比如下：

根据上表可以看出，传统截流井在对平时的污水截流方面是可以满足的，但是对倒灌、避免大量雨水进入污水管网是没有任何作用的。在实际截污纳管工作中，也曾考虑使用闸门来防止倒灌等问题，但是由于不能实现自动运行，势必造成大量的人力投入。

由此对比表可以发现，自控截流装置由于具有可调节的作用，可根据实际管网的充满度进行调节，以此满足不同条件下的截流。

4、自控截流装置对截污纳管工作的意义分析

自控截流装置对小区、主老城区、排放口截流等都具有应用意义，同时可结合城市污水管网建设，实现分流、截流同步进行，进一步提高截污效率和降低一次性投资过大的问题。对于污水主干管网完善的地区，可直接利用自控截流装置与管网对接，对小区、难改造区块及排放口进行直接截流，避免工程开挖难度和延缓施工进度，大大提高工作效率。对于污水管网不健全的地区，可直接通过在排放口设置截流装置，然后利用层层递进的方式，逐步完善污水管网建设。

利用自控截流装置可有效缓解城市截污工作中存在的几个方面突出问题：

4.1、建设难度的问题；

4.2、影响居民出行的问题；

4.3、突发性事件的问题（因城市管网系统繁杂，施工过程中难免出现对管网的损伤情况及因施工质量的问题而造成的不良影响）。

针对污水管网主干网完善区域

针对污水管网不完善区域

结论

随着城市污水收集系统的不断完善，污水处理厂运行负荷也在不断加大，如何确保对污水的有效截流的同时避免大量雨水进入污水管网是截污纳管工作的一项重要工作。通过实际运用汉威自控截流装置，并进行与传统截流模式的对比分析，可以得出利用自控截流装置能够有效对合流管污水进行截流的同时，避免了大量雨水进入污水管网和倒灌现象，大大减轻了污水管网的压力。

截污纳管工作在实施过程中，的确存在着诸多的困难，例如施工难度、地下管网布局、私改建等等都是制约截污纳管工作效率的因素。因此在截污纳管工作中，如何做到有的放矢，即可解决截污率的问题又能减轻建设压力及后续污水量增长情况的变化，是我们截污纳管工作人员长期思考的问题。同样，在实际的截污纳管工作实施过程中，也在不断尝试新技术、新工艺、新方法来提高截污纳管效率，取得了一定的成效，所以截污纳管工作是一项复杂而充满变化的工作，我们既要在规划过程中做好预期，也要在实施过程中提高效率，同时在监管中加大力度，多手段、多方式同步进行。

参考文献

1、温县权.探讨污水截流系统的截流方式和截流井设计，科技风，2010-02。

2、李胜海，许晓毅.污水截流井设计计算方法探讨，中国给水排水,2006-22-24。

3、邓志光，吴宗义.城市初期雨水的处理技术路线初探，中国建设信息（水工业市场），2009-04。