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污水處理廠外污水配套管網(wǎng)的設(shè)計(jì)

新聞時(shí)間:2018-10-27 文章來源: 文章作者:ztcjjt

張勝軍

保定市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

1、工程概況

    保定市現(xiàn)建成區(qū)面積77.2km²,人口78萬人。據(jù)用水統(tǒng)計(jì)資料分析,市區(qū)現(xiàn)狀日污水量為25.9m³。作為保定市污水處理廠一期工程,l994年就已經(jīng)建成了2座設(shè)計(jì)規(guī)模為8m³/d的城市污水處理廠,并對(duì)市區(qū)排水管網(wǎng)進(jìn)行了適當(dāng)改造。一期工程投入運(yùn)營(yíng)后,取得了顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

    隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展,污水排放量也隨之增大?,F(xiàn)狀污水管網(wǎng)普及率較低,管網(wǎng)系統(tǒng)不完善,大量污水直接排入市區(qū)內(nèi)的河道,對(duì)市區(qū)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。面對(duì)日益嚴(yán)重的水污染,市政府及有關(guān)部門早在2000年年初就提出,在t994年已建成的污水處理廠一期工程的基礎(chǔ)上繼續(xù)投資建設(shè)污水處理廠二期工程及廠外污水收集系統(tǒng),并于20045月份完成了施工圖設(shè)計(jì)及招投標(biāo)工作。工程具體目標(biāo)是:擴(kuò)建銀定莊污水處理廠,建設(shè)規(guī)模為l6m³/d,建設(shè)、完善市區(qū)排水管網(wǎng)系統(tǒng),建成覆蓋整個(gè)城區(qū)的排水管網(wǎng),收集全部污水進(jìn)入污水處理廠處理。該工程廠外污水配套管網(wǎng)部分總投資21億元,新建及改造污水管道92Km,新建污水中途提升泵站2座。

2、城市排水設(shè)施現(xiàn)狀及存在的問題

    (1)排水設(shè)施現(xiàn)狀。保定市的現(xiàn)狀排水設(shè)施基本以京廣鐵路為界分為鐵東和鐵西兩個(gè)排水系統(tǒng)。鐵西區(qū)的排水管網(wǎng)是在19世紀(jì)50年代后期隨著大型部屬企業(yè)的建立而建設(shè)的,主要包括樂凱大街和陽光大街排水系統(tǒng)。由于歷史原因,排水平管均為由南向北逆地形坡度敷設(shè),埋深較大。鐵西區(qū)的魯崗污水處理廠(設(shè)計(jì)規(guī)模為8m³/d)位于市區(qū)西北部,保定市的較高點(diǎn),污水需分別經(jīng)兩級(jí)中途泵站提升進(jìn)人污水處理廠,年運(yùn)行費(fèi)用較高。鐵東區(qū)的銀定莊污水處理廠(設(shè)計(jì)規(guī)模為8m³/d)位于市區(qū)東郊,地勢(shì)較低。主要排水系統(tǒng)為東風(fēng)路排水系統(tǒng),排水干管基本為順地形坡度敷設(shè),僅在三豐路污水支干管中設(shè)有l座中途泵站,排水系統(tǒng)整體布局較合理。

    (2)存在的問題。隨著城市排污量的逐年增加,現(xiàn)有的2座污水處理廠已基本達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行,難以滿足持續(xù)增加的污水處理量要求。②現(xiàn)狀污水收集系統(tǒng)不完善,大量污水未能進(jìn)人污水處理廠處理,直接排人市區(qū)河道,造成了河道沿岸環(huán)境質(zhì)量惡化。③現(xiàn)狀老城區(qū)的排水管道大部分仍為雨、污合流管道。這些管道管徑及埋深較小,使用年限較長(zhǎng),部分管道淤積堵塞嚴(yán)重,需進(jìn)行雨、污分流改造。④排水設(shè)施建設(shè)滯后于城市的發(fā)展,在市區(qū)北部及東北部表現(xiàn)得尤為突出。這些區(qū)域的污水只能暫時(shí)排入雨水管道人防洪溝,污染了環(huán)境。⑤因歷史的原因?qū)е妈F西區(qū)污水干管走向不合理,不得不設(shè)置多座中途提升泵站,增加了常年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3、廠外污水配套管網(wǎng)設(shè)計(jì)概述

    (1)排水系統(tǒng)的規(guī)劃布局

    依據(jù)城市總體規(guī)劃,采用雨、污分流制排水體制。

    針對(duì)上述的鐵西區(qū)污水干管走向不合理及魯崗污水處理廠地勢(shì)較高的現(xiàn)狀,污水處理廠二期工程選址規(guī)劃中確定:控制魯崗污水處理廠處理規(guī)模,擴(kuò)建銀定莊污水處理廠。結(jié)合城市總體規(guī)劃中確定的城市近期發(fā)展方向和市區(qū)地形條件,對(duì)鐵西區(qū)排水管網(wǎng)布局進(jìn)行調(diào)整,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定:在城區(qū)中部和北部的東西向主干路七一路和復(fù)興路分別敷設(shè)污水平管,向東、向南為順地形坡度敷設(shè),走向合理。復(fù)興路污水干管位于規(guī)劃建城區(qū)北部,該干管在設(shè)計(jì)中適當(dāng)超前,管道埋深及排水能力均為其北側(cè)城市建設(shè)用地以外區(qū)域的發(fā)展留有一定余地。近兩年的城市發(fā)展情況證明,上述考慮是正確、必要的。②為保證污水處理廠處理能力的有效利用,對(duì)老城區(qū)現(xiàn)狀排水管道進(jìn)行雨、污分流改造,規(guī)劃建設(shè)污水管道。在老城區(qū)南部敷設(shè)天威路污水支干管,向東、向北接人東風(fēng)路污水干管;③以城區(qū)南部鐵路專運(yùn)線和城區(qū)南部、東部防洪堤為排水分區(qū),分別布置排水干管,向東接入銀定莊污水處理廠二期工程。廠外污水系統(tǒng)干管布置均充分利用地形,靠重力流排水,減少能耗,降低了工程造價(jià)。

    (2)污水設(shè)計(jì)流量的確定

    ①用水量預(yù)測(cè)。根據(jù)保定市城市總體規(guī)劃(1998--2020),主城區(qū)近、遠(yuǎn)期規(guī)劃年限及發(fā)展規(guī)模為:近期為2005年,主城區(qū)建設(shè)用地79.6km²,人口80萬人;中期為2010年,主城區(qū)建設(shè)用地88.2km²,人口90萬人;遠(yuǎn)期為2020年,主城區(qū)建設(shè)用地110.4km²,人口115萬人。在該工程可行性研究報(bào)告中,采用二種方法對(duì)城市用水量進(jìn)行預(yù)測(cè),一是以城市總體規(guī)劃及分區(qū)規(guī)劃確定的人口、用地規(guī)模及工業(yè)用地用水量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)測(cè)(分項(xiàng)預(yù)測(cè)法):二是參考1 9952000年現(xiàn)狀用水量數(shù)據(jù)變化規(guī)律,按一定增長(zhǎng)率進(jìn)行預(yù)測(cè)。用水增長(zhǎng)率參考我國(guó)一般大城市、特大城市及保定市用水人口及工業(yè)用地增長(zhǎng)率確定,生活及工業(yè)用水綜合增長(zhǎng)率取2.5%。預(yù)測(cè)結(jié)果表明,按規(guī)劃指標(biāo)預(yù)測(cè)的用水量稍大于按增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)的用水量。依據(jù)中國(guó)國(guó)際咨詢公司專家組評(píng)估意見,保定市近、遠(yuǎn)期用水量按增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)的用水量結(jié)果確定,即2005年預(yù)測(cè)用水量為39.4m³/d,2010年為44.6m³/d2020年為57.1m³/d。

    ②污水量預(yù)測(cè)。污水量預(yù)測(cè)以上述的按用水增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)的用水量結(jié)果為依據(jù),按污水折減系數(shù)0.8,污水收集率2005年為85%,2010年為92%,2020年為98%進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果為:2005年預(yù)測(cè)污水量為26.8m³/d,2010年為328m³/d,生活和工業(yè)污水量約各占50%。污水處理二期工程廠區(qū)設(shè)計(jì)年限為20 10年,廠外污水配套管網(wǎng)設(shè)計(jì)年限為2020年,并適當(dāng)超前。

    ③污水比流量的確定。根據(jù)預(yù)測(cè)的2020年生活、工業(yè)污水量及城市總體規(guī)劃確定的規(guī)劃期末各類用地規(guī)模,分別計(jì)算生活污水比流量及工業(yè)污水比流量??紤]各規(guī)劃分區(qū)人口密度相差很大,若采用統(tǒng)一的生活污水比流量勢(shì)必會(huì)造成較大的誤差。在充分考慮管網(wǎng)系統(tǒng)的安全性,并結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃,經(jīng)過綜合測(cè)算,城市中心區(qū)生活污水比流量為0.5IL/(km²·S),規(guī)劃建成區(qū)邊緣區(qū)域生活污水比流量為0.38L/(km²·s),工業(yè)污水經(jīng)流量為O.84L/(km²·s)。

    (3)管材選擇。保定市區(qū)地勢(shì)較為平坦,管道埋深隨管段長(zhǎng)度的增加會(huì)迅速增大,為有效降低管道埋深,減少工程造價(jià),采取了如下措施:

    結(jié)合城市遠(yuǎn)景規(guī)劃,適當(dāng)放大起始管段的管徑。城市道路下起始管段最小敷設(shè)管徑取400mm,并盡量減少400mm管徑的管段,以減小整個(gè)污水管網(wǎng)系統(tǒng)的埋深。在滿足充滿度和設(shè)計(jì)流速的前提下,增大管徑不易淤積且清通方便,能夠滿足遠(yuǎn)期規(guī)劃要求。

    適當(dāng)選擇新型管材。該工程中管徑大于600mm的,采用地產(chǎn)管材——承插口鋼筋混凝土排水管:管徑600mm以下的,采用高密度聚乙烯雙壁波紋管(PE),可以有效地降低管道埋深。

    (4)中速提升泵站的設(shè)計(jì)。當(dāng)管道埋深較大(管底埋深接近8.Om)時(shí),施工難度加大,造價(jià)提高,需設(shè)中途提升泵站以提高下游管道標(biāo)高。在本工程中共設(shè)2座中速提升泵站,采用地下式、自灌式泵房。水泵選用潛水排污泵,采用自動(dòng)耦合式安裝,安裝檢修方便。

4、結(jié)論及建議

    筆者經(jīng)過近幾年的工作實(shí)踐感到:設(shè)計(jì)對(duì)于工程建設(shè)是至關(guān)重要的,設(shè)計(jì)方案是否合理、完善,對(duì)工程建設(shè)影響重大,因此在項(xiàng)目前期的方案設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選,從中選出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的方案,據(jù)此做出的設(shè)計(jì)才能作為工程建設(shè)的依據(jù)。

    (1)城市的排水規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)以城市總體規(guī)劃為依據(jù),與城市總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)并適當(dāng)超前。就保定市的目前情況來看,近幾年城市建設(shè)發(fā)展較快,城市總體規(guī)劃已滯后于城市的發(fā)展,部分建設(shè)用地已突破總體規(guī)劃的用地范圍,因此排水規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)比城市總體規(guī)劃年限更長(zhǎng)些,污水量預(yù)測(cè)應(yīng)采用多種方法進(jìn)行并互相驗(yàn)證,留有發(fā)展余地。由于城市發(fā)展的不均衡性,在不同區(qū)域采用不同的排水標(biāo)準(zhǔn)是合理、可行的。

    (2)排水系統(tǒng)的規(guī)劃布局在充分利用現(xiàn)有排水設(shè)施的基礎(chǔ)上,應(yīng)充分利用城市的地形,合理劃分排水區(qū)域。在本設(shè)計(jì)中,就充分考慮了東郊銀定莊污水處理廠地理位置的優(yōu)勢(shì),在城區(qū)中、北部順地形坡度敷設(shè)了復(fù)興路和七一路污水干管,對(duì)鐵西區(qū)陽光大街污水干管的走向進(jìn)行了調(diào)整,從而使城區(qū)整個(gè)排水管網(wǎng)的布局趨于合理。

    (3)在新材料、新技術(shù)應(yīng)用方面,選用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,有利于施工和維護(hù)管理。在本設(shè)計(jì)中小口徑管材選用PE管,相對(duì)于鋼筋混凝土排水管來說,它水力條件較好,可有效的減小坡度和埋深,抗腐蝕性能好,雖價(jià)格相對(duì)較高,但使用壽命長(zhǎng),施工安裝方便。另如泵站設(shè)計(jì)中選用潛污泵,效率高,節(jié)省能耗,安裝檢修方便,泵房可設(shè)計(jì)為地下式,節(jié)省了土建費(fèi)用。

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