排水工程：预防病害、保障公共卫生

2.1.1.1　排水工程的任务及意义

1.排水工程的任务

现代城市需要采用排水管网系统收集、输送生活与生产过程中产生的污水和降雨的径流，减轻或消除由此造成的灾害。收集、输送、处理和利用污水等一整套的工程设施称为排水工程，包括污水管网、雨水管网、合流制管网、污水处理厂及排放设施、城市内河与排洪设施等。

排水工程的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活，主要内容包括：①收集各种污水并及时地将其输送至适当地点；②妥善处理后排放或再利用。城市排水管网系统的作用是及时可靠地排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水，使城市免受污水之害和免受暴雨积水之害，从而给城市创造一个舒适安全的生存和生产环境，使城市生态系统的能量流动和物质循环正常进行，维持生态平衡，实施可持续发展。

2.排水工程的意义

排水工程在我国经济社会发展中具有十分重要的意义，主要表现在环境保护、卫生和经济方面。

从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境，消除污水危害的作用。保护水环境是进行经济建设必不可少的条件，是保障人民健康和造福子孙后代的大事。随着现代工业的发展和城市人口的集中，产生的污水量日益增加，污水成分也日趋复杂，由于污水或污染物引起的水环境污染问题持续出现，已经引起国内外各界人士的广泛关注。20世纪60年代以来，曾发生过多起轰动世界的公害事件，如日本的“水俣病”“骨痛病”等。根据2009年《中国环境状况公报》显示，2009年，全国废水排放总量为589.2亿t，比上年增加3.0%；化学需氧量排放量为1277.5万t，比上年下降3.3%；氨氮排放量为122.6万t，比上年下降3.5%；全国地表水污染依然较重，七大水系总体为轻度污染，浙闽区河流为轻度污染，西北诸河为轻度污染，西南诸河水质良好，湖泊（水库）富营养化问题突出。目前，我国水环境问题总体形势依然严峻，有些地方环境污染十分严重，环境污染事件频繁发生，如沱江特大污染事故、松花江水污染事件、珠江北江水污染事件、湘粤边界跨省镉、砷污染事故。湖泊富营养化严重的有：滇池，水质总体为劣Ⅴ类，主要污染指标为总磷和总氮，草海处于重度富营养状态，外海处于中度富营养状态；巢湖，水质总体为Ⅴ类，主要污染指标为总磷、总氮和石油类，西半湖处于中度富营养状态，东半湖处于轻度富营养状态；太湖，水质总体为劣Ⅴ类，主要污染指标为总氮和总磷，湖体处于轻度富营养状态。在现代化建设中，应注意研究和解决好污水的治理问题，建设和管理好排水工程，减少或者禁止向地表水体中排放超过水体环境容量的污染物质，充分发挥排水工程在水环境环保中的积极作用。

从卫生上讲，排水工程的兴建对保障人民的健康具有深远的意义。通常，污水污染对人体健康的危害有两种形式：一种是污染后，水中含有致病微生物而引起传染病的蔓延，如霍乱病。1970年苏联伏尔加河口重镇阿斯特拉罕爆发的霍乱病，主要原因是伏尔加河水质受到污染引起的。另一种是被污染的水中含有毒物质，引起人们急性或慢性中毒，甚至引起癌症或其他各种“公害病”。某些引起慢性中毒的毒物对人类的危害甚大，因为它们常常通过食物链而逐渐在人体内富集，开始只是在人体内形成潜在危害，不易发现，一旦爆发，不仅危及一代人，而且影响几代人。兴建完善的排水工程，将污水进行妥善处理，对于预防和控制各种传染病、癌症或“公害病”有着重要的作用。

从经济上讲，排水工程也具有重要意义。首先，水是非常宝贵的自然资源，对国民经济发展具有关键性作用，土地、资源和水是我国经济发展的主要限制因素。目前，一些国家和地区已出现因水源污染不能使用而引起的“水荒”，被迫不惜付出高昂的代价从远处进行调水或海水淡化，以取得足够数量的淡水。现代排水工程的建设和实施正是保护水体，防治公共水体污染，是经济效益的基本方式之一。同时，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，是节约用水和解决淡水资源短缺的一种重要途径。其次，污水的妥善处置，以及雨雪水的及时排除，是保证工农业生产正常运行的必要条件之一。在发展中国家，由于工业废水和生活污水未能有效妥善地处置，造成周围环境或水域的污染，使农作物大幅度减产甚至枯死和工厂被迫停产，特别是有些地方还污染城市和农村的饮用水水源，造成部门城市和农村出现饮水困难。同时，废水能否妥善处置，对工业生产新工艺的发展也有重要的影响。如原子能工业，只有在含放射性物质的废水治理技术达到一定的生产水平后，才能大规模投入生产，发挥经济效益。此外，污水利用本身也有很大的价值，如有控制地利用污水灌溉农田，减少农业生产用水，可以将节省下来的淡水用于其他方面提高经济效益。

2.1.1.2　污水的分类

水在使用过程中受到不同程度的污染，改变了它原来的化学成分和物理性质，这些被污染的水称为污水或废水，包括来自人们生活和生产活动排出的水及被污染的初期雨水和冰雪融化水。

按其来源的不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水等3类。

1.生活污水

生活污水是指人们在日常生活中排出的废水，包括从厕所、浴室、厨房、食堂和洗衣房等。它来自住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中的生活区部分。生活污水含有大量腐败性的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素等。还含有许多人工合成的有机物如各种肥皂和洗涤剂等，以及常在粪便中出现的病原微生物，如寄生虫卵和肠系传染病菌等。此外，生活污水中也含有为植物生长所需要的氮、磷、钾等肥分。这类污水需要经过处理后才能排入水体、灌溉农田或再利用。

2.工业废水

工业废水是指在工业生产中排出的废水，来自车间或矿场。由于各种工厂的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水成分的不同，工业废水的性质变化很大。工业废水按照污染程度的不同，可分为生产废水和生产污水两类。

生产废水是指在使用过程中受到轻度污染或水温稍有增高的水。如冷却水便属于这一类，通常经简单处理后即可在生产中重复使用，或直接排放水体。

生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水。这类水多具有危害性。例如，有的含大量有机物，有的含氰化物、铬、汞、铅、镉等有害和有毒物质，有的含多氯联苯、合成洗涤剂等合成有机化学物质，有的含放射性物质等。这类污水大都需经适当处理后才能排放，或再生产中使用。废水中有害或有毒物质往往是宝贵的工业原料，对这种废水应尽量回收利用，为国家创造财富，同时也减轻污水的污染。(www.xing528.com)

工业废水按所含主要污染物的化学性质，可分为以下几类：

（1）主要含无机物的，包括冶金、建筑材料等工业所排出的废水。

（2）主要含有机物的，包括食品工业、炼油和石油化工工业等废水。

（3）同时含大量有机物和大量无机物的废水，包括焦化厂、化学工业中的氮肥厂、轻工业中的洗毛厂等废水。

工业废水按所含污染物的主要成分分类，如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含汞废水、含油废水、含有机磷废水和放射性废水等主要污染物的成分。这种分类明确地指出了废水中主要污染物的成分。在不同的工业企业，由于产品、原料和加工过程不同，排出的是不同性质的工业废水。

3.降水

降水即大气降水，包括雨水和冰雪融化水。降落雨水一般比较清洁，但其形成的径流量大，若不及时排泄，则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。目前，在我国的排水体制中，认为雨水较为洁净，一般不需处理，直接就近排入水体。

天然雨水一般比较清洁，但初期降雨时所形成的雨水径流会挟带大气中、地面和屋面上的各种污染物质，使其受到污染，所以初期径流的雨水，往往污染严重，应予以控制排放。有的国家对污染严重地区雨水径流的排放做了严格要求，如工业区、高速公路、机场等处的暴雨雨水要经过沉淀、撇油等处理后才可以排放。近年来由于水污染加剧，水资源日益紧张，雨水的作用被重新认识。长期以来雨水直接径流排放，不仅加剧水体污染和河道洪涝灾害，同时也是对水资源的一种浪费。

2.1.1.3　污水量及其污染程度的表示

污水量是以L或m3计量的，单位时间（s、h、d）的污水量称污水流量，通常以L/s或m3/h或m3/d计。污水中的污染物质浓度，是指单位体积污水中所含污染物质的数量，通常以mg/L或g/m3计，用以表示污水的污染程度。生活污水量和用水量接近，且所含污染物质的数量和成分相对比较稳定，通常以BOD5、CODCr、CODMn来表示污水中有机污染物浓度。工业废水的水量和污染物质的浓度差别很大，随工业生产的性质和工艺过程而定。

2.1.1.4　污水的最终处置

污水的最终处置或者是返回到自然水体、土壤；或者是经过人工处理，使其再回用到生产和生活中去；或者采取隔离措施。自然环境具有容纳污染物质的能力，但有一定的界限，超过这种界限，就会造成污染，环境的这种容纳界限称为环境容量。若排出的污水不超过水体的环境容量时，可不经过处理直接排入水体，否则应处理后再排放。

根据不同的要求，经过处理后的污水其最后出路有：排入水体、灌溉农田、重复使用。

排放水体是污水的自然归宿。自然水体对污水在物理、化学和微生物等作用下，具有一定的稀释与净化能力，这是最常用的一种处置方法。

灌溉农田是污水利用的一种方式，也是污水处理的一种方法，称为污水的土地处理法。但是灌溉农田的污水必须符合相应的国家标准，否则污水会对土壤造成污染，一旦土壤被污染修复起来非常困难。因为不仅污染土壤，而且会污染地下水，选择时要慎重。

重复使用是一种合适的污水处置方式。污水的治理由通过处理达到无害化后排放，发展到处理后重复使用，这是控制水污染、保护水资源的重要手段，是节约用水的重要途径，特别是提高工业用水的重复使用率效果比较明显。城市污水重复使用的方式有自然复用、间接复用和直接复用。