关于城市生活污水与工业废水的流量设计分析

摘要：城市的正常运转，离不开污水管网的高效运行。现代社会城市规模庞大，城市污水管网覆盖面积大，工作载荷高，如何科学设计城市污水管道系统设计流量，在确保满足城市排污需求的基础上实现经济效益的最大化，是城市建设者和设计人员高度重视的问题。文章为城市污水管道系统设计流量有关问题进行探讨，依次对城市生活污水、工业污水设计流量的确定进行了详细探讨，对于城市污水管网设计单位更好地开展工作具有一定参考意义。
现代都市每天都有大量生产、生活污水产生。污水管道系统已经成为现代社会城市建设中必须的基础设施项目之一。随着我国城镇化进程的不断加快，城市规模和建设速度越来越大，做好污水管道工程建设，确保排污系统正常稳定运行，是城市生产、生活顺利开展的必要条件。在污水管道工程中，污水管道的设计流量是一个关键性指标，直接确定了污水管道的排污能力和污水承受限额。所谓污水管道系统设计流量。指的是污水管道以及相关附属构筑物可以通过的最大污水流量计。实际工作中用最大日最大时流量作为污水管道系数设计流量，其单位为升/每秒。根据污水种类不同，城市污水管道设计流量分为生活污水设计流量和工业废水设计流量两部分。科学确定污水管道设计流量，对于做好城市污水管道工程设计，确保排污管道系统的正常高效运行，满足城市生产、生活排污需秋，具有十分重要的现实意义。
1、生活污水流量计设计分析
生活污水是城市污水两大种类之一。根据具体来源，城市生活污水可以分为来自居住区的居民生活污水、工业企业经营过程中产生的生活污水以及公共建筑产生生活污水三个分支。由于三种生活污水形成的具体情况不同，所以设计流量计算的方法也不一样。具体情况如下：
1.1居住区生活污水流量计设计分析
居住区生活污水设计流量计算时需要考虑以下几方面的因素：
（1）居住区生活污水量标准对设计流量的影响
在设计生活污水管道流量的时候，设计人员所采用的城市人口平均每天每人排放的生活污水量，称之为居民生活污水量定额。这个指标是计算污水管道设计流量的基础。居民生活污水定额不同，直接影响到生活污水管道设计流量。为保证所选取的流量定额符合实际情况，设计人员必须对设计区域居住人口日常生活污水排放量相关信息进行全面的收集、统计，以此为基础确定当地居民生活污水量定额的大小。如果受实际条件所限，当地居民区生活污水量数据难以收集，则要以当地情况为标准，选择近似地区，收集实际污水排放量相关信息以之为基础确定生活污水排放定额。如果以上条件都无法满足，则要依据我国《室外排水设计规范》的有关内容，通过居民生活用水定额来确定污水定额。通常情况下，多数地区的城市生活污水定额为生活用水定额的百分之八十，部分给、排水系统特别健全的城市生活污水定额可以确定为用水定额的百分之九十。
（2）设计入口对设计流量的影响
这里的设计入口指的是污水排水系统设计期限结束那个时间点对应的人口数量。这个数据对应污水排放系统设计流量的计算至关重要。通常而言，城市建设发展规划中要对城市设计人口进行相应的明确。人口密度和分布面积的乘积即为人口数量。人口密度代表的是人口分布多寡情况，以单位面积上的人口数量表示，单位为人-每平方千米或人-每平方米。人口密度包括总人口密度和街坊人口密度两种表示方法。街坊人口密度单纯表示街坊内建筑面积上的人口分布情况。而总人口密度的表示范围则涵盖了街道、公园、运动场、水体等处。在项目规划或进行初步设计时，可以采用总人口密度，而进入具体计算阶段，则要使用街坊人口密度。
（3）生活污水量总变化系数对设计流量的影响
每天城市产生的污水量并非定值，每时每刻，排污管道中的污水量都在发生变化，在污水管道设计工作中，表示污水量变化程度的数值称之为变化系数，根据对应的时间不同，污水变化系数包括日变化系数、时变化系数和总变化系数三种。其中，日变化系数为一年中最大日污水量与平均日污水量的比值；时变化系数为最大日最大时污水量与最大日平均时污水量的比值；总变化系数为最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。一般情况下，城市生活污水管道设计流量以最大日最大时污水流量计为基础设定，以此确定管道直径。为此，必须求得总变化系数。但实际工作中，多数城市都没有关于日变化系数和时变化系数的信息，无法通过上文所述方法计算总变化系数。经由实际经验可知，污水流量计的变化随着人口数和污水量标准的变化而变化。如果污水标准不变在，则人口数量越多，污水流量计变化越小，如果人口数量不变，则污水标准越大，污水流量计变化越小。由此可以看到，污水总变化系数随污水平均流量而改变，二者变化趋势相反，平均流量越大，污水总变化系数越小。我国《室外排水设计规范》对污水总变化系数随平均流量变化而变化进行了明确阐述。
1.2工业企业生活污水流量计设计分析
工业企业的生活污水通常来源于厂内食堂、卫生间、浴室等，其特点是工业生活污水会在下班后一个小时内流出，流速变化不大。
1.3公共建筑生活污水流量计设计分析
这里的公共建筑指的是大型公共建筑，由于污水排放量较大，所以单独计算。具体计算方法按照《建筑给水排水设计规范》有关内容执行。
2、工业废水流量设计分析
同计算居民区生活污水管道流量时一样，计算工业废水管道流量时也需要采用一个标准定额，这个定额称之为工业废水量定额，含义是生产单位产品或加工单位数量原料所排出的平均废水量。这个定额一般从生产实际中采集。如果是新建的工业项目，则可以依照同类型、同规模、同生产工艺的企业的工业废水量确定定额。如果实际数据难以采集，则可以通过工业用水量标准推算出工业废水量定额。不同行业的废水量标准区别很大，就算在同一行业内，不同生产工艺或生产设备也使得生产废水量标准发生显著变化。此外，企业是否采用循环给水系统对于工业废水量也有很大影响。采用循环给水系统的生产企业所排放的污水较不采用循环给水系统的生产企业较少。总体而言，产品种类、生产工艺、单位产品用水量以及给水方式等都是工业废水量标准的影响因素。
3、城市污水流量计设计分析
城市污水设计流量确定的总体原则是假定一切条件都处于最高限度情况下，污水管道所必须达到的流量标准。这种方法计算出来的管道流量可以满足城市生活正常情况下的所有变化需要，但这种极端的情况并非经常发生，如果单纯按这种方法计算，污水管道系统的成本就会太高，经济效益方面无法达标，所以实际工作中，通常使用种污水混合后的最大时流量作为设计流量。
4、结束语
排水系统是基础设施建设中的基础组成部分。目前在项目建设领域常用的“七通一平”标准就包括排水系统。我国是人口大国，城市数量和规模都很大，切实做好城市污水排污系统建设，是保证城市功能正常运行，社会秩序和谐稳定的重要举措。相关部门和单位必须高度重视城市污水管道系统设计工作，精准确定管道设计流量，实现城市建设经济效益和社会效益的最优化。

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