叶烨

摘要：新型阳台废水雨污分流方式对于城市排水系统健全完善、提升城市水体水质具有显著意义。通过应用机械物理设计，对克服阳台水污染和初期雨水径流污染具有显著价值，是治理由于阳台废水等生活污水流入城市雨水管道造成河流污染的过程中的重要的技术手段。

关键词：废水分流;机械设计;阳台废水污染

引言

社会经济的不断发展和生活水平质量的提高，使得人类对环境的要求也越来越高，各地方小区普及洗衣机，放在阳台上，还有些特殊的地方管理不到位的甚至将阳台改为厨房和厕所等，导致各类生活污水随阳台雨水管一同排出。这样，未经过处理的污水就沿着雨水系统排到河流中去，从而污染了我们的生活环境。随着时间的推移，黑臭河流越来越多，污染越来越严重，那阳台废水雨污分流治理也成为发展的趋勢。

一、阳台雨污分流现状和影响

阳台水污染是造成河道水体富营养化的重要因素。按照相关统计显示，约有70%的居民家庭将洗衣机放置在阳台，导致洗衣废水直接进入雨水系统。即便是采用了立管改造，小区建筑物屋面径流污染也是不容小觑的污染源之一（屋面初期雨水径流COD700mg/L）;

“这么多年，居民的生活习惯已经改变了阳台本身的功能。”杭州市城管委市政设施监管中心副主任王春华介绍说，大多数住宅小区在规划设计时，都会把厨房和卫生间的下水管纳入污水管道。而阳台一般都只有一个排水口，连接的是屋顶的雨水管，流出的水都进入市政雨水管网。

现在，很多居民在装修时为了合理利用空间，把家里的洗衣机放在阳台上，将排水管接入了雨水管。不经意间，富含磷氮的洗衣废水通过排水管和雨水管，直接排进了河道。

洗衣废水给河道带来的污染，影响是多方面的。洗衣废水中含大量洗衣粉（液）残留，会造成水质的富营养化;其中含有的聚磷酸盐、非离子的表面活性剂、硬脂酸钠成分还会阻断大气向水中充氧，导致水中溶解氧降低，破坏或抑制水生态的自净功能;同时，还会导致水产生乳化作用，从而增加其他污染物在水中的溶解。

经检测，洗衣废水的PH值超过了9，COD（化学需氧量）则达到了573，远远超过Ⅲ类水标准。一个三口之家，每年产生的洗衣污水约6.5吨，而70%以上的居民都将洗衣机放置在了阳台上。

二、传统解决方法的弊端

城市建设初期采用合流制，合流制工程量小、节约投资、可操作性强得到了广泛应用，但是也带来了明显的问题。1、造成大量污水进入河道，造成水质恶化。2、在下雨天大量污水进入污水管网，造成污水处理厂无法处理，同时也大大增加了污水处理成本。3、合流量设计则长期有大量设备闲置，以及闲置生化池的长期维持带来的大量成本。

为了改变现状，急需对合流制的老城区、古镇、乡镇进行雨污分流改造。如果改造成功能够防止污水进入河道，杜绝地表污染，同时也便于污水集中处理排放，节约污水处理成本。

但是因为历史久远，老城区的街巷都比较狭窄，同时有很多居民在里面居住，如果采用传统重力进行雨污分流改造，可能面临没有空间铺设污水管网，或是大面积开挖，截流井建设等也会对周围居民的生活学习产生严重影响，而且截流井的溢流等情况也会造成河流的污染，无法从源头部分解决根深蒂固的污染问题。

三、新型雨污分流方式研究

1、设计原则

根据设定最小流量时间差（参考因素有：雨水径流量、径流时间、洗衣机单次排水量、洗衣机单次排水时间、多户洗衣机时间差概率等），以确定腔体内联动系统关闭污水口的时间值。经测算及实验得出切换雨污出水口时间为3.5-10分钟，能够满足最小进水流量值为8.5L/min，相当于根据屋顶150平方米的汇水面积，1小时降雨量等于4.2mm的降雨情况，最大进水流量141.3L/min，可满足对初期雨水收集的需求：径流后8-10分钟、满足3户洗衣机同时间排水需求。

2、工作原理

设计主要构造有雨水出口，污水出口，浮球，格栅，进水口，溢流平台，浮球-时间控制腔等。如图：

工作原理：如图所示

（1）：当洗衣机或屋顶初期雨水①进入装置内，随之通过格栅②，将杂质予以阻隔;

（2）：水体③进入浮球-时间控制腔内，并通过④出腔体，腔体内根据进出水流量的差而使得腔体内浮球开始浮动并带动联动装置对污水口进行逐渐闭合;

（3）：当进入箱体内的水量逐渐增大，则通过⑤进入溢流平台溢流至污水出口⑥进入污水管网;

（4）：当降雨量过大或中后期雨水⑦进入装置内，则直接通过⑧进入溢流平台，并通过雨水排放口⑨进入雨水管网。此时污水出口⑥处于关闭状态;

4、不同降雨等级下的对应条件

按照降雨等级分类为：

若按照上述3min屋面汇水高程6mm计算（150㎡汇水量约900L），则需要12h降雨量达到1440mm，显然是不合常理的。那么我们需要的是按照暴雨强度进行推算，按上述暴雨强度计算得出的数据为3min降雨历时达到降雨量837L（与常规按6mm计算降雨高程总量相近），公式计算由暴雨级计算（即：12h30mm-24h100mm），则倒推到3min降雨量为0.12-0.18mm，但是该降雨量基本是不产生径流，也无法形成汇水。因此没有对比意义。

楼宇雨污分流器类比满足何种降雨级：在此，我们按照降雨等级表中的降雨量，在忽略按表累积时间情况下，依照12h或24h量实际降雨时间只有3min情况下，那么设备满足小到中雨级（即3.0-24.9mm）。

综合分析，设备年均弃流初期雨水量占单一立管雨水总量的80%-61%

结论

城市水质污染效果不显著的根源在于对阳台水、径流污染的收集控制存在明显的技术缺失。然而采用新型阳台废水分流方式通过对阳台水、径流污染的控制更好完善了雨污分流体制，平均提升雨污分流效率24.5%，使得雨污分流效果更加显著。

另外在实施过程中，集合智慧截流系统，通过现代物联网技术实现对污染节点的自动、远程控制，以及实时雨量、液位、溢流信息的报警自动推送，进一步提升了雨污分流管理的实效性，将实现有效削减进入河道的各项污染物水平，特别是大大削减氨氮、磷元素的排放，改善城区河道特别是小区周边河道的水质。

参考文献

[1]胡少武.以工程实例探讨深圳旧城区排水管网工程管理[J].珠江水运，2019，（07）：39-40.

[2]董晓静，姚春云.关于小区雨污分流改造工程长效管理的思考[J].上海水务，2018，34（04）：72-74.

[3]陈清.浦东新区黑臭水体点源污染治理——上海市祝桥高级中学雨污分流工程[J].中外建筑，2018，（11）：152-154.

[4]赵一涛.城市排水系统雨污分流改造的措施及作用[J].山西建筑，2018，44（31）：121-122.

[5]廖建文，陈三雄，谢江松，张卫根，程勇，汪新波，彭志祥，常进.基于沟渠库厂联合运用的金属矿区酸性废水防控措施研究[J].水土保持通报，2018，38（05）：288-292.

[6]李延博，马立山，马宁宁，杨国丽，张海平，张傲，郭旖琪，曹璟.小区雨污分流改造工程探究[J].河北建筑工程学院学报，2018，36（03）：60-64.