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城市管理論文污水處理方向論文范文

所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2013-06-29 09:55 熱度:

  水利論文發表期刊推薦北大核心級期刊人民長江,《人民長江》于1955年創刊,是水利部主管,水利部長江水利委員會主辦的水利水電技術綜合性科技期刊。國內統一刊號CN:42-1202/TV;國際標準刊號ISSN:1001-4179。

  主要內容為宣傳長江治理與開發戰略規劃,報道治江工作重大進展與建設成就,總結水資源保護與開發利用實踐經驗,交流國內外水利水電先進技術。近 年來,按照科學發展觀的要求,圍繞“維護健康長江、促進人水和諧”的治江理念,重點對長江流域的水資源保護與開發利用進行了宣傳報道。

  摘要:隨著社會經濟的發展,環境保護和人民的身體健康息息相關,城市污水處理廠及配套的污水管網建設也越來越引起人們的重視,本文通過河南某城鎮污水管網工程設計分析,提出在設計過程中一些關鍵問題的處理。

  關鍵詞:污水管網,管網設計,管道埋深

  引言

  城市污水處理系統是城市最重要的基礎設施之一,其發展水平直接影響到城市廣大居民的身體健康和生活質量的改善,對城市投資環境的改善和社會經濟的可持續發展都有重要的意義。河南某城鎮污水處理事業總體上起步較晚,發展水平較低,且受城市地形地質條件、規劃布局及新建、改建等諸多因素影響,許多縣城的污水管網建設滯后于污水處理廠建設,造成污水處理系統運轉不正常。現結合筆者在一些城市污水管網工程設計中的一些問題,供設計研究參考。

  一、工程概況

  河南某城鎮地勢較平坦,地下水位高,屬于中小城鎮,污水與大中城市污水相比具有水量小,水質水量不穩定,工業廢水含量高,沖擊負荷大等特點。目前城區人口10萬,生活污水量0.72萬m3/d,工業廢水量1.20萬m3/d,總污水量約1.92萬m3/d。城區重點工業污染源主要有石化公司(煉油廢水)、植物蛋白公司、紡織公司、化肥廠等。

  排水體制確定為雨污分流制。污水管網工程覆蓋整個城區,收集全部生活污水進人污水處理廠處理,同時要求各工業企業的工業廢水應達到污水排人城市下水道水質標準,未達標準的工業廢水,須單獨進行預處理,達到標準后方可排入城市污水管道。污水管網設計采用一次設計,分期分階段實施的方案。項目一期工程主干管總長約24km,投資2100萬元,中途提升泵站3座,管線中途穿越河流2次,管網設計總排污量(高日高時)為5萬m3/d。

  2設計中遇到的問題

  2.1排水體制

  現狀排水為合流制排水體制,污水量由于區排水系統不完善,尚無一座污水處理廠,F有各類排水管線39km,排水系統大部分為暗溝和明渠相結合的合流制管渠。排水管道的建設期較早,經過多年的使用,現狀城鎮排水設施由于淤積、不均勻沉降等原因,部分已失去使用功能;每到雨季則出現路面積水、排水檢查井返水等現象。大量生活污水和工業廢水未經處理直接排入干凈的河水里,排水系統的落后既對城市環境造成一定危害,又對兩岸地下水源造成污染。廣東臨近靠海,工業廢水及生活污水的排放量日益增大,污水未經處理直接排入水體,成為臨海的一個重要地區污染城鎮。

  管網設計中涉及到原有排水系統,如何充分利用原有排水系統是本次設計所要考慮的首要問題。

  2.2污水設計流量參數難確定

  城市污水管網設計流量是根據設計期限終期的規劃人口數、生活水平和工業企業發展情況確定的,包括生活污水和工業廢水兩大類,生活污水量預測由排水人口預測值與生活污水量定額的乘積得出,生活污水量定額2020年按照生活用水量定額的85%確定,排水人口預測值等于用水人口預測值。工業廢水根據工業污水產污率,2020年按用水量的85%確定,其中工業用水量采用萬元產值耗水率法計算。對于該鎮來說,市鎮的人口分布不明確,工業企業分布不集中,每年工業污水增量不確定,而且很多企業生活、工業用水用自備水源,因此很難通過其使用自來水量來準確預測其排水量。其次由于中小城鎮缺乏許多必備的基礎資料和城市發展的未知性等因素,故污水管網的設計流量不易準確確定。

  2.3水文地質條件對管網埋深的影響

  通常污水管道投資占污水工程總投資的50%--75%,而構成污水管道造價的挖填溝槽、溝槽支撐、濕土排水、管道基礎、管道敷設等各部分的比重,與管道的埋深及開槽支撐方式有很大關系。該城鎮地勢較平坦,地下水位很高,城區地面絕對標高均在5.6~8m之間,地下常水位標高也在3.5~5m之間,開挖至2m就有地下水涌現。管道埋深在5m以上時,施工難度和工程造價會急劇加大。所以,合理地減小污水管道的設計坡度,減小整個城市的污水管網埋深,對降低整個城市排水系統造價意義重大。

  2.4地下水水質對管材的影響

  該城鎮地下水含鹽量較高。傳統的鋼筋混凝土管由于具有抵抗酸、堿侵蝕及抗滲性能較差、管節短、接頭多、施工復雜等缺點,在本設計中不宜采用。應采用耐腐蝕、耐老化、造價低,并且施工管理方便的管材。

  3設計中的具體措施

  3.1完全分流排水

  結合原有排水系統以及當地實際情況;經綜合考慮,城區排水體制采用雨污完全分流制。

  根據城區地形的特點,城區雨水系統充分利用現有的排水管道并加以完善,用于雨水排入,設計本著快速便捷的原則,采取多出口分散排入的方法,盡量縮短管線長度,就近排入附近河道。

  本次設計只考慮污水排水系統,污水管網設計采用一次設計,分期分階段實施的方案。

  3.2污水管網總平面布置

  正確的管網定線是合理的、經濟的設計污水管道系統的先決條件,定線應遵循的主要原則是:應盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下,讓最大區域的污水能自流排出。根據此原則進行污水管網總平面布置,生活污水和工業廢水混合后輸入污水處理廠。

 。1)整個城區有兩個河流穿越,為了減少管道過河,降低工程造價,以河流分區作為一個重要的原則,將整個城區分為三個大的排水區域,分別設三條主干管收集三個排水區域的污水。

  (2)盡量增加上游管段的流量,增大初始管段管徑,從而能夠減小后續管網的埋深。管徑300mm的管道最小設計坡度為3‰,管徑300mm的管道對整個管網埋深影響很大,相對合理地減少300mm管徑的污水管可有效減小整個污水管網的埋深。

  (3)由于城區地勢較平坦,地下水位較為減小埋深,降低施工費用,經管網水力計算,在主干管埋深5m左右時,設置中途提升泵站,本工程共設3座中途提升泵站。

  3.3比流量的確定

  新舊城區的比流量計算僅考慮綜合生活污水量,工業污水作為集中大用戶考慮,接人污水管網。

  根據污水處理工程可行性研究報告、污水處理工程環境影響評價報告等說明書、文本,并通過實地調查,該城鎮現狀老城區與規劃發展區人口密度不一樣。現狀老城區面積2.75hm2,人口密度200人/hm2,根據城市總體規劃,2020年城區總人口達20萬,城區總面積2000hm2,平均人口密度100人/hm2,即老城區人口密度不斷下降,而規劃新城區人口密度不斷增加。因此老城區按現狀人口密度計算比流量,

  以后人口密度會有所下降,管道將有富裕量。規劃新城區在規劃年限內人口密度會增加,應以遠期規劃平均人口密度計算比流量,現在管道會有富裕,但是以后利用率會逐年提高。老城區污水設計流量按現狀綜合生活用水量定額,按照《室外給水設計規范》(GBJ13-86)定為150L/(人·d),則綜合生活污水量定額為150×0.8=120L/(人·d),老城區比流量為0.278L/(hm2·s)。規劃新城區(2020年)綜合居民生活用水量定額定為180L/(人·d),則綜合生活污水量定額為180×0.85=153L/(人·d),規劃新城區比流量為0.177L/(hm2·s)。

  3.4管材的確定

  根據水文地質條件以及地下水水質情況,設計采用HDPE中空壁纏繞管。HDPE中空壁纏繞管具有化學性質穩定、抗沖擊、耐老化、適應溫度范圍廣、重量輕、連接方便、耐磨性優越、水力條件好、經濟環保等特點。因此HDPE中空壁纏繞管對地下水含鹽量高、松砂淤泥土質的城區非常適合。

  3.5有效地降低管道埋深

  (1)合理的確定管網系統的控制點?刂泣c即管網的最不利點,對主干管埋深起著決定作用。本工程控制點選在距離污水廠最遠的老城區西北地勢最高點,控制點埋深考慮管道覆土厚度、對后續管網埋深的影響以及街區污水支管的接入,設為1.3m。

 。2)選擇質量高、材料新的管材。HDPE中空壁纏繞管具有管壁光滑、水流阻力小、較小的坡度下不易堵塞等優點,可以有效地降低埋深。其次,其相連接部位加人環型橡膠圈,管與管為柔性連接,對地基的不均勻沉降和管道彎曲敷設的適應能力較強,同時也為管道的快速施工創造了條件。

  (3)結合遠景規劃,部分起始管段管徑適當放大,尤其是管徑300~400mm的管段,降低管道敷設坡度,這樣可以減小整個污水管網的埋深,減少泵站的設置數量。在滿足充滿度和設計流速的前提下,增大管徑不易淤積且清通方便,能夠滿足長遠規劃。

  (4)設置提升泵站。在污水管網適當的地方設置泵站,但是應該盡量減少提升泵站的設置數量,因為污水泵站每年的運行費用很大。設置提升泵站要進行方案比較,既要考慮管網一次性投資,又要考慮以后的運行費用,以確定合適的泵站數量。

  (5)管道銜接時盡量采用水面平接的方法。水面平接比管頂平接有時能夠減少管道埋深,但是一定要注意避免上游管段中形成回水而造成淤積。

  3.6提升泵站的設計

  當管道埋深較大時(5m左右時),為了減小下游管道的埋深,需設置提升泵站。提升泵站要能夠最大限度的提升污水,也就是說在條件允許的情況下,盡量的將周圍污水支管接進泵站。本設計經過方案比較,盡量優化泵站的位置,共設提升泵站3座,做法如下:

 。1)采用地下式泵站,設在污水管道所在的馬路一側,上設蓋板與地面相平,上面可通行。泵站設兩格,前格作為沉泥池,內設格柵、防止雜物堵塞。其前端與上游檢查井連通。這樣做的優點是:結構簡單,不占用地面空間,避免了泵站與街道景致環境的不協調,不影響通行。

  (2)提升泵選用潛水泵,省去泵與電機的龐大基礎。只需簡單的固定基礎和支架即可。水泵的開啟或關閉采用自動控制,按照上游管段的流量和泵站的有效容積開啟或關閉。

  4設計經驗及體會

  設計是工程建設的前提,設計的成敗決定整個項目的命運。只有合理的設計,其施工乃至一系列建設才能最終實現。要做到設計合理可行,現場調查是至關重要的環節,只有現場調查才能獲得第一手資料,才能設計出切實可行的方案。

  (1)污水管網設計要和城市總體發展規劃相協調。對于發展較快的城鎮來說,外來人口多,用水量增長較快,基礎資料不太完備。因此,污水量標準、居住人口密度、土地服務范圍等不易確定。如果參數選用不合理,就會影響城市經濟的發展。因此,做城市排水設計時,污水設計流量應從多方面預測并要為將來留有發展余地。在小城鎮設計中,因各區域的自然條件以及修建情況相差較大,因地制宜在各區域采用不同的排水標準是合理的。

 。2)合理的比流量是計算污水設計流量前提。不論是大城市還是小城鎮,在污水管網設計時,可以在城市老城區和城市規劃區、開發區根據不同的人口密度確定不同的比流量,這樣才能更合理的確定各分區的污水量,進而進行合理的管網設計。

 。3)排水系統的布置形式,要充分考慮城市的地形地貌,合理地劃分排水區域。對于地形平坦、地下水位高的城市來說,采用盡量沿河敷設排水管道是可行的。沿河敷設施工不破壞路面,不影響交通,并且穿越河道次數少,減少工程造價。

  (4)選用先進的技術,對于施工和維護都是有利的。比如采用水力條件好的塑料管材,可有效地減小坡度和埋深。而且還可減少施工環節、縮短工時。更重要的是采用柔性接頭可以適應沿海地區的軟性地基。雖然價格相對較高,但使用壽命長,管壁光滑,有好的抗滲漏指標等優點,總體費用基本持平,工程總造價不會有大的增加,有較好的經濟、社會和環境效益。

 。5)對于地形平坦、地下水位高的城市來說,減小管道埋深是至關重要的。管道埋深較大時,施工難度加大,對溝槽排水措施、管道地基加固、溝槽回填均要求較高,對已建公用事業管線及道路兩側建筑物影響很大,得投人較大的施工保護費用。

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文章標題:城市管理論文污水處理方向論文范文

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