關于陽臺洗衣機廢水的一種新型分流方式

葉燁

摘要：新型陽臺廢水雨污分流方式對于城市排水系統健全完善、提升城市水體水質具有顯著意義。通過應用機械物理設計，對克服陽臺水污染和初期雨水徑流污染具有顯著價值，是治理由于陽臺廢水等生活污水流入城市雨水管道造成河流污染的過程中的重要的技術手段。

關鍵詞：廢水分流;機械設計;陽臺廢水污染

引言

社會經濟的不斷發展和生活水平質量的提高，使得人類對環境的要求也越來越高，各地方小區普及洗衣機，放在陽臺上，還有些特殊的地方管理不到位的甚至將陽臺改為廚房和廁所等，導致各類生活污水隨陽臺雨水管一同排出。這樣，未經過處理的污水就沿著雨水系統排到河流中去，從而污染了我們的生活環境。隨著時間的推移，黑臭河流越來越多，污染越來越嚴重，那陽臺廢水雨污分流治理也成為發展的趨勢。

一、陽臺雨污分流現狀和影響

陽臺水污染是造成河道水體富營養化的重要因素。按照相關統計顯示，約有70%的居民家庭將洗衣機放置在陽臺，導致洗衣廢水直接進入雨水系統。即便是采用了立管改造，小區建筑物屋面徑流污染也是不容小覷的污染源之一（屋面初期雨水徑流COD700mg/L）;

“這么多年，居民的生活習慣已經改變了陽臺本身的功能。”杭州市城管委市政設施監管中心副主任王春華介紹說，大多數住宅小區在規劃設計時，都會把廚房和衛生間的下水管納入污水管道。而陽臺一般都只有一個排水口，連接的是屋頂的雨水管，流出的水都進入市政雨水管網。

現在，很多居民在裝修時為了合理利用空間，把家里的洗衣機放在陽臺上，將排水管接入了雨水管。不經意間，富含磷氮的洗衣廢水通過排水管和雨水管，直接排進了河道。

洗衣廢水給河道帶來的污染，影響是多方面的。洗衣廢水中含大量洗衣粉（液）殘留，會造成水質的富營養化;其中含有的聚磷酸鹽、非離子的表面活性劑、硬脂酸鈉成分還會阻斷大氣向水中充氧，導致水中溶解氧降低，破壞或抑制水生態的自凈功能;同時，還會導致水產生乳化作用，從而增加其他污染物在水中的溶解。

經檢測，洗衣廢水的PH值超過了9，COD（化學需氧量）則達到了573，遠遠超過Ⅲ類水標準。一個三口之家，每年產生的洗衣污水約6.5噸，而70%以上的居民都將洗衣機放置在了陽臺上。

二、傳統解決方法的弊端

城市建設初期采用合流制，合流制工程量小、節約投資、可操作性強得到了廣泛應用，但是也帶來了明顯的問題。1、造成大量污水進入河道，造成水質惡化。2、在下雨天大量污水進入污水管網，造成污水處理廠無法處理，同時也大大增加了污水處理成本。3、合流量設計則長期有大量設備閑置，以及閑置生化池的長期維持帶來的大量成本。

為了改變現狀，急需對合流制的老城區、古鎮、鄉鎮進行雨污分流改造。如果改造成功能夠防止污水進入河道，杜絕地表污染，同時也便于污水集中處理排放，節約污水處理成本。

但是因為歷史久遠，老城區的街巷都比較狹窄，同時有很多居民在里面居住，如果采用傳統重力進行雨污分流改造，可能面臨沒有空間鋪設污水管網，或是大面積開挖，截流井建設等也會對周圍居民的生活學習產生嚴重影響，而且截流井的溢流等情況也會造成河流的污染，無法從源頭部分解決根深蒂固的污染問題。

三、新型雨污分流方式研究

1、設計原則

根據設定最小流量時間差（參考因素有：雨水徑流量、徑流時間、洗衣機單次排水量、洗衣機單次排水時間、多戶洗衣機時間差概率等），以確定腔體內聯動系統關閉污水口的時間值。經測算及實驗得出切換雨污出水口時間為3.5-10分鐘，能夠滿足最小進水流量值為8.5L/min，相當于根據屋頂150平方米的匯水面積，1小時降雨量等于4.2mm的降雨情況，最大進水流量141.3L/min，可滿足對初期雨水收集的需求：徑流后8-10分鐘、滿足3戶洗衣機同時間排水需求。

2、工作原理

設計主要構造有雨水出口，污水出口，浮球，格柵，進水口，溢流平臺，浮球-時間控制腔等。如圖：

工作原理：如圖所示

（1）：當洗衣機或屋頂初期雨水①進入裝置內，隨之通過格柵②，將雜質予以阻隔;

（2）：水體③進入浮球-時間控制腔內，并通過④出腔體，腔體內根據進出水流量的差而使得腔體內浮球開始浮動并帶動聯動裝置對污水口進行逐漸閉合;

（3）：當進入箱體內的水量逐漸增大，則通過⑤進入溢流平臺溢流至污水出口⑥進入污水管網;

（4）：當降雨量過大或中后期雨水⑦進入裝置內，則直接通過⑧進入溢流平臺，并通過雨水排放口⑨進入雨水管網。此時污水出口⑥處于關閉狀態;

4、不同降雨等級下的對應條件

按照降雨等級分類為：

若按照上述3min屋面匯水高程6mm計算（150㎡匯水量約900L），則需要12h降雨量達到1440mm，顯然是不合常理的。那么我們需要的是按照暴雨強度進行推算，按上述暴雨強度計算得出的數據為3min降雨歷時達到降雨量837L（與常規按6mm計算降雨高程總量相近），公式計算由暴雨級計算（即：12h30mm-24h100mm），則倒推到3min降雨量為0.12-0.18mm，但是該降雨量基本是不產生徑流，也無法形成匯水。因此沒有對比意義。

樓宇雨污分流器類比滿足何種降雨級：在此，我們按照降雨等級表中的降雨量，在忽略按表累積時間情況下，依照12h或24h量實際降雨時間只有3min情況下，那么設備滿足小到中雨級（即3.0-24.9mm）。

綜合分析，設備年均棄流初期雨水量占單一立管雨水總量的80%-61%

結論

城市水質污染效果不顯著的根源在于對陽臺水、徑流污染的收集控制存在明顯的技術缺失。然而采用新型陽臺廢水分流方式通過對陽臺水、徑流污染的控制更好完善了雨污分流體制，平均提升雨污分流效率24.5%，使得雨污分流效果更加顯著。

另外在實施過程中，集合智慧截流系統，通過現代物聯網技術實現對污染節點的自動、遠程控制，以及實時雨量、液位、溢流信息的報警自動推送，進一步提升了雨污分流管理的實效性，將實現有效削減進入河道的各項污染物水平，特別是大大削減氨氮、磷元素的排放，改善城區河道特別是小區周邊河道的水質。

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