淺析城市污水管道系統設計流量的確定

摘 要：城市的正常運轉，離不開污水管網的高效運行。現代社會城市規模龐大，城市污水管網覆蓋面積大，工作載荷高，如何科學設計城市污水管道系統設計流量，在確保滿足城市排污需求的基礎上實現經濟效益的最大化，是城市建設者和設計人員高度重視的問題。文章為城市污水管道系統設計流量有關問題進行探討，依次對城市生活污水、工業污水設計流量的確定進行了詳細探討，對于城市污水管網設計單位更好地開展工作具有一定參考意義。

關鍵詞：污水管道；設計流量；生活污水；工業廢水；流量確定

引言

現代都市每天都有大量生產、生活污水產生。污水管道系統已經成為現代社會城市建設中必須的基礎設施項目之一。隨著我國城鎮化進程的不斷加快，城市規模和建設速度越來越大，做好污水管道工程建設，確保排污系統正常穩定運行，是城市生產、生活順利開展的必要條件。在污水管道工程中，污水管道的設計流量是一個關鍵性指標，直接確定了污水管道的排污能力和污水承受限額。所謂污水管道系統設計流量。指的是污水管道以及相關附屬構筑物可以通過的最大污水流量。實際工作中用最大日最大時流量作為污水管道系數設計流量，其單位為升·每秒。根據污水種類不同，城市污水管道設計流量分為生活污水設計流量和工業廢水設計流量兩部分。科學確定污水管道設計流量，對于做好城市污水管道工程設計，確保排污管道系統的正常高效運行，滿足城市生產、生活排污需秋，具有十分重要的現實意義。

1 生活污水流量設計分析

生活污水是城市污水兩大種類之一。根據具體來源，城市生活污水可以分為來自居住區的居民生活污水、工業企業經營過程中產生的生活污水以及公共建筑產生生活污水三個分支。由于三種生活污水形成的具體情況不同，所以設計流量計算的方法也不一樣。具體情況如下：

1.1 居住區生活污水流量設計分析

居住區生活污水設計流量計算時需要考慮以下幾方面的因素：

（1）居住區生活污水量標準對設計流量的影響

在設計生活污水管道流量的時候，設計人員所采用的城市人口平均每天每人排放的生活污水量，稱之為居民生活污水量定額。這個指標是計算污水管道設計流量的基礎。居民生活污水定額不同，直接影響到生活污水管道設計流量。為保證所選取的流量定額符合實際情況，設計人員必須對設計區域居住人口日常生活污水排放量相關信息進行全面的收集、統計，以此為基礎確定當地居民生活污水量定額的大小。如果受實際條件所限，當地居民區生活污水量數據難以收集，則要以當地情況為標準，選擇近似地區，收集實際污水排放量相關信息以之為基礎確定生活污水排放定額。如果以上條件都無法滿足，則要依據我國《室外排水設計規范》的有關內容，通過居民生活用水定額來確定污水定額。通常情況下，多數地區的城市生活污水定額為生活用水定額的百分之八十，部分給、排水系統特別健全的城市生活污水定額可以確定為用水定額的百分之九十。

（2）設計人口對設計流量的影響

這里的設計人口指的是污水排水系統設計期限結束那個時間點對應的人口數量。這個數據對應污水排放系統設計流量的計算至關重要。通常而言，城市建設發展規劃中要對城市設計人口進行相應的明確。人口密度和分布面積的乘積即為人口數量。人口密度代表的是人口分布多寡情況，以單位面積上的人口數量表示，單位為人·每平方千米或人·每平方米。人口密度包括總人口密度和街坊人口密度兩種表示方法。街坊人口密度單純表示街坊內建筑面積上的人口分布情況。而總人口密度的表示范圍則涵蓋了街道、公園、運動場、水體等處。在項目規劃或進行初步設計時，可以采用總人口密度，而進入具體計算階段，則要使用街坊人口密度。

（3）生活污水量總變化系數對設計流量的影響

每天城市產生的污水量并非定值，每時每刻，排污管道中的污水量都在發生變化，在污水管道設計工作中，表示污水量變化程度的數值稱之為變化系數，根據對應的時間不同，污水變化系數包括日變化系數、時變化系數和總變化系數三種。其中，日變化系數為一年中最大日污水量與平均日污水量的比值；時變化系數為最大日最大時污水量與最大日平均時污水量的比值；總變化系數為最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值。一般情況下，城市生活污水管道設計流量以最大日最大時污水流量為基礎設定，以此確定管道直徑。為此，必須求得總變化系數。但實際工作中，多數城市都沒有關于日變化系數和時變化系數的信息，無法通過上文所述方法計算總變化系數。經由實際經驗可知，污水流量的變化隨著人口數和污水量標準的變化而變化。如果污水標準不變在，則人口數量越多，污水流量變化越小，如果人口數量不變，則污水標準越大，污水流量變化越小。由此可以看到，污水總變化系數隨污水平均流量而改變，二者變化趨勢相反，平均流量越大，污水總變化系數越小。我國 《室外排水設計規范》對污水總變化系數隨平均流量變化而變化進行了明確闡述。

1.2 工業企業生活污水流量設計分析

工業企業的生活污水通常來源于廠內食堂、衛生間、浴室等，其特點是工業生活污水會在下班后一個小時內流出，流速變化不大。

1.3 公共建筑生活污水流量設計分析

這里的公共建筑指的是大型公共建筑，由于污水排放量較大，所以單獨計算。具體計算方法按照《建筑給水排水設計規范》有關內容執行。

2 工業廢水流量設計分析

同計算居民區生活污水管道流量時一樣，計算工業廢水管道流量時也需要采用一個標準定額，這個定額稱之為工業廢水量定額，含義是生產單位產品或加工單位數量原料所排出的平均廢水量。這個定額一般從生產實際中采集。如果是新建的工業項目，則可以依照同類型、同規模、同生產工藝的企業的工業廢水量確定定額。如果實際數據難以采集，則可以通過工業用水量標準推算出工業廢水量定額。不同行業的廢水量標準區別很大，就算在同一行業內，不同生產工藝或生產設備也使得生產廢水量標準發生顯著變化。此外，企業是否采用循環給水系統對于工業廢水量也有很大影響。采用循環給水系統的生產企業所排放的污水較不采用循環給水系統的生產企業較少。總體而言，產品種類、生產工藝、單位產品用水量以及給水方式等都是工業廢水量標準的影響因素。

3 城市污水流量設計分析

城市污水設計流量確定的總體原則是假定一切條件都處于最高限度情況下，污水管道所必須達到的流量標準。這種方法計算出來的管道流量可以滿足城市生活正常情況下的所有變化需要，但這種極端的情況并非經常發生，如果單純按這種方法計算，污水管道系統的成本就會太高，經濟效益方面無法達標，所以實際工作中，通常使用種污水混合后的最大時流量作為設計流量。

4 結束語

排水系統是基礎設施建設中的基礎組成部分。目前在項目建設領域常用的“七通一平”標準就包括排水系統。我國是人口大國，城市數量和規模都很大，切實做好城市污水排污系統建設，是保證城市功能正常運行，社會秩序和諧穩定的重要舉措。相關部門和單位必須高度重視城市污水管道系統設計工作，精準確定管道設計流量，實現城市建設經濟效益和社會效益的最優化。

參考文獻

[1]史義雄.城市污水規劃輔助系統中設計流量計算模型的建立[J].中國給水排水，2007（24）.