城市湖泊水體治理的關(guān)鍵之一是控制外部污染源。對(duì)于城市老城區(qū)的管道問題，存在年限久遠(yuǎn)、混接嚴(yán)重、排查困難等問題，這使得單純依靠管道改擴(kuò)建難以達(dá)到污水截流和有序排放的目的。在這種情況下，采取末端智能分流井截流的方式可以有效地截流污水，并防止城市內(nèi)澇的發(fā)生。

智能分流井是一種先進(jìn)的污水處理設(shè)施，能夠根據(jù)水位和流量等參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)污水排放的路徑和方式。通過在管道末端設(shè)置智能分流井，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的有效截流和有序排放。當(dāng)雨季來臨時(shí)，智能分流井能夠根據(jù)水位和流量等參數(shù)自動(dòng)開啟或關(guān)閉，防止城市內(nèi)澇的發(fā)生。

智能分流井還可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，對(duì)污水排放進(jìn)行精準(zhǔn)控制。通過對(duì)污水的水質(zhì)、流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理污水排放中的異常情況，保證污水治理的效果。

本文以南太子湖周邊雨污排口末端智能分流井截流為例，探討智能分流井在城市污染水體治理中的應(yīng)用效果。

一、工程概況

***湖的控源截污工程旨在通過新建調(diào)蓄池、一體化污水提升泵站、智能分流井以及相應(yīng)的截污管道來控制和減少污染源的流入，以保護(hù)和提高湖泊的水質(zhì)。

主要組成部分：

1、新建1座調(diào)蓄池：調(diào)蓄池的主要作用是暫時(shí)儲(chǔ)存雨季的雨水，以減輕洪水壓力，同時(shí)可以調(diào)節(jié)水質(zhì)，進(jìn)一步減少污染。

2、新建2座一體化污水提升泵站：這些泵站將用來提升污水，使其能夠被有效地收集和處理。一體化污水提升泵站具有高效、易安裝、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

3、新建8座智能分流井：智能分流井可以有效地將污水和雨水進(jìn)行分流，根據(jù)水位和流量等參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)污水排放的路徑和方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的精準(zhǔn)控制和有效截流。

4、建設(shè)相應(yīng)的截污管道2750米：這些管道將用來將污水從源頭引出，避免污水直接流入湖泊。

5、調(diào)蓄池有效容積2.8萬m3：這個(gè)容積可以儲(chǔ)存大量的雨水，有助于在雨季時(shí)減輕湖泊的水位壓力。

6、單座泵站污水處理效率為360m3/h：這意味著每小時(shí)可以處理360立方米的污水，對(duì)于提高湖泊水質(zhì)起到了關(guān)鍵作用。

二、水環(huán)境污染源頭治理

1、源頭分析

城市水環(huán)境污染的主要來源包括外源污染、內(nèi)源污染和水體生態(tài)功能喪失。其中，外源污染是最重要的因素之一，主要由工業(yè)廢水、生活污水和徑流污染等構(gòu)成。

1.1、工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水和廢液，這些廢水中的有害物質(zhì)，如重金屬、有機(jī)物、氨氮等，對(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

1.2、生活污水：城市人口密集，生活污水量大，如果處理不當(dāng)或直接排放到河流湖泊中，會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，影響人類健康和生態(tài)環(huán)境。

1.3、徑流污染：城市降雨徑流污染也不可忽視。由于城市地表硬化的原因，雨水不能滲透到土壤中，而是形成地表徑流，將污染物沖刷到河流湖泊中，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

內(nèi)源污染也是城市水環(huán)境污染的一個(gè)重要因素。內(nèi)源污染主要包括底泥污染、水生植物腐爛、藍(lán)藻爆發(fā)等，這些都會(huì)對(duì)水體環(huán)境造成不同程度的污染和破壞。

水體生態(tài)功能喪失也是導(dǎo)致城市水環(huán)境污染的一個(gè)重要因素。水體生態(tài)功能的喪失意味著水生生物減少、水生植物死亡、水質(zhì)惡化等，這些都會(huì)導(dǎo)致水體環(huán)境的惡性循環(huán)。

2、外源治理

城市降雨徑流污染是城市水環(huán)境污染的一個(gè)重要來源，因此防治城市降雨徑流污染對(duì)于保護(hù)城市水環(huán)境具有重要意義。根據(jù)以往資料，初期5mm徑流中污染負(fù)荷占總負(fù)荷的平均值為48%，初期10mm徑流中污染負(fù)荷占總負(fù)荷的平均值為67%，初期15mm徑流中污染負(fù)荷占總負(fù)荷的平均值為78%。這表明，雨水中初期攜帶的污染物占全部雨水?dāng)y帶的污染物的絕大多數(shù)。

初期雨水收集處理是控制徑流污染的最有效途徑之一。通過收集初期雨水并將其送入處理設(shè)施進(jìn)行處理，可以有效地去除污染物，減輕后續(xù)雨水徑流污染的壓力。此外，通過合理設(shè)計(jì)和規(guī)劃城市雨水系統(tǒng)，促進(jìn)雨水滲透和利用，減少地表徑流和污水溢流，也是控制城市降雨徑流污染的重要措施。

為了有效地防治城市降雨徑流污染，需要采取綜合措施，包括加強(qiáng)初期雨水收集處理、優(yōu)化城市雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)雨水利用等。

三、智能分流井

智能分流井及配套截污管道系統(tǒng)功能如圖1所示。

3.1 截污管道b-c功能

3.1.1 最大限流功能

通過1號(hào)分流井進(jìn)入截污干管(b-c、的流量Q1受截污干管輸送能力和污水廠處理能力的限制，從b到c應(yīng)有一個(gè)最大限流功能。

3.1.2 流量調(diào)節(jié)功能

隨著污水廠的擴(kuò)建或建設(shè)污水廠削峰調(diào)蓄池，截污干管的擴(kuò)建提升輸送能力或建截污干管的削峰調(diào)蓄池，最大限流值可能增加，截污管道b-c應(yīng)具有流量調(diào)節(jié)功能。

3.1.3 截?cái)喙δ?/span>

若下中大暴雨，從a進(jìn)入b的雨水中含有極低濃度的污水時(shí)，即符合排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)將雨水從b到d排入自然水體，不必送入截污干管到污水廠，此時(shí)需關(guān)閉從b到c的通道，即b-c須有截?cái)喙δ堋?/span>

3.1.4 止回功能

有時(shí)截污干管的水位(或壓力、高于分流井的水位，截污干管的污水就沿截污干管由c-b進(jìn)入分流井中，然后沿b-d進(jìn)入自然水體，故c-b應(yīng)有止回功能。

3.2 截污管道b-d功能

3.2.1 固定擋水功能

B應(yīng)具備固定擋水功能，使污水能從b到c。

3.2.2 智能變化擋水功能

進(jìn)入a-b的初期雨水，按水質(zhì)要求應(yīng)全部截流至污水干管，中大暴雨時(shí)，可能會(huì)造成城市洪澇。在安全第一的情況下降低b-d的擋水高度，防止城市內(nèi)澇，同時(shí)盡可能多地將初雨截流到截污干管，盡可能少地讓初雨溢流入自然水體，從而實(shí)現(xiàn)防澇情況下的最少初雨溢流。

3.2.3 止回功能

自然水體的水位若高于截污干管的管底標(biāo)高，河湖水便會(huì)直接進(jìn)入污水廠，造成進(jìn)入濃度低或高于城市內(nèi)澇的警戒水位時(shí)，導(dǎo)致城市內(nèi)澇發(fā)生。從b到d須有止回功能。

3.2.4 泄洪功能

在止回的同時(shí)，有時(shí)要保證城市雨水溢流入自然水體。隨著自然水位的上升，堰門也要隨之上升。但堰門的高度應(yīng)略高于自然水體水位，以便城市雨水順利泄洪。

從b到d，行洪時(shí)不能有阻礙。固定堰等會(huì)阻礙行洪。理想狀態(tài)下，行洪時(shí)堰門必須全開。

3.3 應(yīng)用效果

智能分流井通過內(nèi)部液位計(jì)及水質(zhì)監(jiān)測儀測得的指標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)設(shè)定的程序，通過液動(dòng)下開式堰門及液動(dòng)限流閘門，不同天氣、管道流量、水體水質(zhì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)堰門、限流閘門的開啟幅度，實(shí)現(xiàn)不同條件下的智能截流功能。

1、晴天時(shí)，液動(dòng)限流閘門處于開啟狀態(tài)，液動(dòng)下開式堰門處于關(guān)閉狀態(tài)，生活污水完全截流至截污管并輸送到污水處理廠。圖2所示為晴天時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)。

2、當(dāng)井內(nèi)的污染物濃度C大于設(shè)定的污染物濃度值(如80mg/L、時(shí)，液動(dòng)下開式堰門關(guān)閉至警戒水位對(duì)應(yīng)的開度，液動(dòng)限流閘門開啟，液動(dòng)限流閘門的開度值取決于流過的流量值，保證通過截污管的流量不會(huì)超過設(shè)定的流量值。污染物濃度超標(biāo)時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)如圖3所示。

3、當(dāng)井內(nèi)的污染物濃度C小于設(shè)定的污染物濃度值(如80mg/L、時(shí)，液動(dòng)限流閘門關(guān)閉，液動(dòng)下開式堰門開啟，后期雨水排放到自然水體。圖4所示為污染濃度正常時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)。

4、當(dāng)井內(nèi)水位大于警戒水位時(shí)，液動(dòng)限流閘門關(guān)閉，液動(dòng)下開式堰門開啟行洪。

防止自然水體倒灌的控制原理為：當(dāng)自然水體水位上升時(shí)，超聲波液位計(jì)將信號(hào)傳送給控制室，控制室控制液動(dòng)下開式堰門上升，使堰頂始終比自然水體水位高150mm，防止自然水體倒灌。當(dāng)自然水體水位下降時(shí)，液動(dòng)下開式堰門隨自然水體水位下降而下降，直至堰頂下降到警戒水位后停止下降。圖5所示為井內(nèi)水位大于警戒水位時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)。

四、智能分流井在城市水環(huán)境治理中的應(yīng)用

隨著***區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市功能定位提升，帶來局部水環(huán)境質(zhì)量差、水生態(tài)受損嚴(yán)重、環(huán)境隱患多等問題，影響和損害群眾健康，不利于經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。2016年環(huán)保部門監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，***區(qū)2條重點(diǎn)河流水質(zhì)監(jiān)測斷面水質(zhì)均未達(dá)到水質(zhì)管理目標(biāo)：26個(gè)重點(diǎn)湖泊中水質(zhì)劣于IV類標(biāo)準(zhǔn)的湖泊有16個(gè)，水質(zhì)達(dá)水質(zhì)管理目標(biāo)的僅8個(gè)，不到湖泊總數(shù)的30%。部分水體仍有惡化趨勢，氮磷超標(biāo)較突出，水體生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞，生態(tài)功能退化。規(guī)劃區(qū)域水體外源輸入性負(fù)荷長期超標(biāo)，沒有得到有效控制，進(jìn)一步加劇了本區(qū)域水體惡化。隨著**市國家中心城市的發(fā)展和***區(qū)城市功能定位進(jìn)一步提升，水污染形式更加嚴(yán)峻，大污染防治工作壓力將更加艱巨。

在對(duì)***湖進(jìn)行水環(huán)境治理過程中，分別設(shè)置污水和雨水2套獨(dú)立的管渠系統(tǒng)，并在雨水支管上每隔一定距離設(shè)置1座截流井，截流井內(nèi)設(shè)置截流管與污水管相通。雨季時(shí)，截流井內(nèi)設(shè)置截流管與污水管相通。雨季時(shí)，截流井截流的初期雨水徑流通過截流管就近排至附近的污水管。旱季時(shí)，截流井將誤排入雨水管的少量污水也截流至附近的污水管。

通過應(yīng)用智能分流井，有效控制面源污染，使***湖水質(zhì)有了明顯提升。根據(jù)連續(xù)2個(gè)月對(duì)***湖周邊排口處的水質(zhì)分析，水質(zhì)從劣于IV類變?yōu)?/span>V類，證明智能分流井的使用對(duì)城市污染水體治理有顯著作用。(來源：中國建筑第八工程局有限公司西南分公司）