城市废水收集系统是现代城市的隐性支柱,将污水和暴雨水从家庭和企业带到处理厂。 当这些系统被堵住时,后果可能突然而严重:原始污水堆积到地下室、街道上被污染的水淹没、以及昂贵的紧急修复破坏社区。 美国环境保护局认为,堵塞和溢出每年会释放数百万加仑未经处理的废水到环境中,威胁到公共卫生和地方生态系统。 了解这些系统中最常见的阻塞原因对于旨在减少故障、降低维护成本和保护基础设施投资的城市来说至关重要。

脂肪、油脂和油脂(FOG)

脂肪、油脂和油脂(统称为FOG)是城市下水道网络中最持久和破坏力最大的阻塞。 当热油脂或油脂倒入厨房排水沟时,它会迅速冷却,因为它通过管道行进,凝固成蜡质、粘稠质。 这些材料涂层会覆盖管道墙,并开始困住其他碎片,如食物颗粒和沉积物,形成一个逐渐缩小的阻塞,最终限制或完全堵塞。 随着时间的推移,这些积聚物可以形成巨大的凝结块,被称为脂肪山,这些积聚物在世界各地的下水道中被发现,有数以百计的重吨和绵延。

住宅厨房是FOG的主要来源,但是由于它们所处理的油脂数量,餐馆、快餐连锁店和商业食品加工商贡献过大。 市政府通常需要商业厨房安装油脂夹或拦截器,但这些设备的维护却不一致。 当油脂夹不定期清理时,它们会溢出,将集中的FOG送入主下水道。 美国环保局提供了管理FOG的最佳做法资源,包括适当处置和回收食用油,以帮助社区减少源头的阻塞。

固体废物和不可挥发物品的处置

现代卫生体系的设计只针对人类废物、卫生纸和水。 但许多人通常会冲掉不会在水中碎裂的物品,包括所谓的冲水擦拭、卫生垫、避孕套、牙线、棉巾和纸巾。 尽管有人声称,大多数冲水擦纸含有合成纤维,即使没有迅速消散。 它们与FOG和其他碎片结合,形成坚硬的、类似绳子的阻塞,可以包裹在泵周围,并堵塞下水道的横向和主线。

城市每年花费数千万美元清理非易腐烂物品造成的堵塞。 纽约市环境保护部已经开展了运动,教育居民注意冲刷擦拭的危险性,敦促人们把它们扔进垃圾桶。 即使作为可生物降解物销售的物品也可能无法迅速降解以防止地下管道网络的堵塞。 基础设施老化 — — 更窄的管道和流量更低的速度使得固体垃圾积聚的可能性更大。 公共教育和明确的标签是减少这一堵塞原因的关键。

树根侵入

树木根部自然会拉到下水道管道内的水分、营养和氧气上。 即使管内最小的裂缝或松散的关节也为细细的根毛提供了切入点。 树根一旦进入,就会生长和膨胀,形成阻碍流动和陷阱固体的密集垫子。 随着时间的推移,根部侵入会导致管道进一步裂缝或完全崩溃。 这在用粘土、混凝土或铸铁制成的旧系统中尤其常见,它们比现代塑料管更容易发生关节分离和裂缝。

树的种类:柳树、石膏和银枫等具有侵略性根系的物种在下水道线附近尤其成问题。 许多城市都实施缓冲区,禁止在一定距离的废水基础设施内种植某些树木。 预防措施包括安装管线时安装根屏障,使用定期应用的化学根控泡沫来抑制生长,以及安排常规的视频检查以及早发现入侵。 当发现根线时,机械切割或水喷射可以清除它们,但必须修复基本的管线缺陷以防止再进入。

结构恶化和管道损坏

几十年来,废水管受到腐蚀、磨损、地面移动和材料疲劳。 混凝土管可由污水分解产生的硫化氢气体腐蚀,这种过程被称为生物硫化物腐蚀,导致管道墙削弱并最终坍塌。克莱管可能因土壤变迁或地表负荷过重而裂裂。铸铁管会生锈,缩小钻孔,在碎片收集的地方产生粗糙的表面。联合体随着材料的密封老化和恶化而失效,使土壤和地下水进入并积累固体。

结构性损害在管道衬里制造了干扰废水流畅的不规则之处 — — 裂缝、缝隙、淤泥和抵消。 固体沉积在这些低洼地区,导致需要挖掘或无沟修补的堵塞。 环保局的状况评估工具帮助公用事业部门优先修复最有可能发生故障的管道。 许多城市现在依靠闭路电视检查机器人来调查其下水道网络,并找出缺陷,然后才造成堵塞。

其他促成因素

沉积物和灰质堆积

沙子、砾石、石灰和其他重无机材料从街道径流、建筑工地和工业排放物中进入废水,这些颗粒在管道的低速度部分落下,如平面或泵站上游。随着时间的推移,沉积物积聚会降低管道容量,并形成一个硬包层,水下喷射无法轻易清除。 Grit室和处理厂的沉积物陷阱有助于通过街道扫荡和防侵蚀来控制源。

非法连接和不当排放

某些特性将地板排水管、泵或下水道系统非法连接起来,引入大量暴风水或地下水,从而可以覆盖管道,将固体冲洗到下游。 工业设施可能会排放与污水或混凝土反应的化学品,加速恶化。 向排水管下浇油漆、溶剂或化学品的家庭也会助长管道损坏和阻塞。 实施管道规范和检查方案可以降低这些风险。

地下水渗入和流入

断裂的管道和有缺陷的掩体孔使得地下水渗入下水道系统,特别是在大雨之后。 流入会增加流量和速度,从而可以将固态固体和重排碎片冲出下游,造成临时阻塞,还稀释污水,降低处理效率。 虽然渗入本身可能不会直接造成阻塞,但其产生的流流和流的变化会使累积的物质消散,导致在流动再次缓慢的地方产生堵塞。

预防措施和最佳做法

  • 使用闭路电视摄像机和水下喷射设备进行正常检查和清洁[,根据管道龄、材料和阻塞历史情况进行排期。
  • 公共教育运动,教育居民不要冲刷擦拭,不要将油脂倒下排水沟,或者在厕所里处理药品和化学品.
  • 在所有商业食品服务机构安装和维护油脂夹,并强制实施清洁计划。
  • 通过根屏障,选择性植树种,以及定期在脆弱地区进行化学根处理,对树根进行 。
  • 管道修复 采用无沟技术,如在现场被治愈的管道衬里、管道破裂或滑衬,以修复结构缺陷,而不进行挖掘。
  • 将老化基础设施升级为更能防腐蚀、防根侵入和联合泄漏的聚氯乙烯或HDPE等现代材料。
  • 实施资产管理系统,跟踪管条件,阻塞频率,维护历史以优先进行维修和更换.

水环境联合会为帮助市政府减少源头阻塞的源头控制方案提供了广泛的指导。 将工程解决方案与社区外联相结合已证明是长期系统可靠性的最有效方法。

结论

城市废水收集系统的障碍并非不可避免的。 虽然原因多种多样,从凝固的烹饪油脂和不可腐烂的擦拭到树根和结构衰败,但可以通过主动的管理和有针对性的投资来解决。 投资于定期检查、公共教育和污水网络战略修复的城市的溢出量减少,应急修复费用降低,资产寿命延长。 随着气候变化增加暴雨事件频发,对老化基础设施造成额外压力,理解和缓解阻塞比以往任何时候都更为紧迫。 通过运用最佳做法和现代评估技术,市政工程师和规划人员能够保持废水的畅通,保护他们所服务的社区的健康。