合流制排水系统的位置和面积比对径流污染影响的研究

为了研究和控制合流制排水系统中径流污染对城市水环境的影响,采用InfoWorks ICM软件对广州市猎德涌流域的合流制排水系统进行水力水质建模,分析流域在3场降雨事件下合流制区域的不同位置和合流制汇水面积比对径流污染的影响,同时结合M(V)曲线分析管内径流的初期冲刷效应。结果显示,径流中固态悬浮物(Suspended Solids,SS)质量浓度总体呈现先快速上升然后下降的变化势态,而且径流初期的SS质量浓度高于后期。随着位置逐渐远离末端排口,径流污染的峰值逐渐向后推移,初期冲刷效应被削弱,M(V)曲线中前30%的累积径流比例所包含的累积污染负荷分别为44.2%~80.5%、46.3%~81.0%和16.9%~74.2%;随着合流制面积比值从0上升到50%,超标排放的持续时间、体积占比和排污量占比均逐渐提升,分别由28 min上升至126 min、15.64%上升至67.75%和28.38%上升至81.49%,初期冲刷效应越不明显,M(V)曲线散度以面积比值为0~10%的情况最大;降雨形成的管内径流对管渠末端沉积物的冲刷是溢流初期SS质量浓度激增的主要原因。

长江流域平原河网地区合流制排水系统溢流污染特征研究

在平原河网地区丹金溧漕河金坛段选取3个典型合流制溢流排口及管道检查井进行溢流污染监测,分析溢流水质水量变化。以合流制管道沉积物为试验材料进行冲刷模拟试验,探究沉积物冲刷规律。结果表明,累积降雨量≥2 mm就会产生溢流现象;溢流水量变化主要受降雨等级、降雨强度及居民用水量影响,且溢流量峰值较降雨强度峰值滞后;溢流污染物浓度与前期干旱天数、排口性质、降雨等级和降雨强度有直接联系,其变化基本均呈先上升后下降趋势,且无论哪种降雨等级溢流口在产生径流后约20~30 min后污染物浓度会较高。沉积物对溢流污染贡献占比较大,管道冲刷过程中沉积颗粒物呈阶段交替式运动,各污染指标在降雨形成径流一段时间后出现峰值。

上海典型合流制排水系统溢流污染控制策略

现阶段合流制排水系统广泛存在于我国各大中城市,合流制排水系统的溢流污染是导致城市水体环境污染的主要原因。以上海市典型合流制排水系统为研究对象,结合资料调研及相关运行数据分析合流制溢流污染的主要影响因素,构建典型合流排水系统模型分析增设合流制溢流污染调蓄池,可有效削减合流制溢流污染。结合排水系统模型就初雨调蓄标准、雨水径流控制率及溢流污染次数等指标进行分析,当截流标准为11 mm,调蓄池容积为37 950 m^(3),年径流总量控制率为70.84%,泵站放江频次由27次降低为19次。对于城市合流制排水系统应结合当地降雨条件及受纳水体环境容量利用排水系统模型分析,将初雨截流标准、最小溢流降雨量作为截流式合流制排水系统改造控制参数。

合流制排水系统降雨径流污染物的特性及来源

在昆明市典型合流制排水小区对降雨径流进出水水量、水质进行了研究,旨在揭示城市区域合流制排水系统中降雨径流不同来源的污染物特性及各个污染源的比例.分别监测了合流制排水系统日常污水以及4场降雨期间小区出口断面、街道、屋顶、庭院降雨径流的水量、水质.结果表明,人为干扰是影响城市径流污染物输出强度的主要因素,城市下垫面降雨径流污染物输出浓度顺序为:道路>庭院>屋顶,道路是城市面源污染的关键源区;道路次降雨径流量约25%,却产出了40%～80%的污染物,而屋顶次降雨径流量约50%,却仅有4%～30%的污染物负荷.合流制排水系统中管道沉积物在降雨期间的迁移是重要的污染源,4场降雨中管道沉积物的TN、TP、SS、COD和BOD5的污染贡献率在30%以上.降雨强度是影响管道沉积物输出的重要因素,在高强度降雨下,管道沉积物污染贡献率高50%以上.在不同的降雨特性条件下,合流制排水系统主导污染源有所不同.

对我国合流制排水系统及其溢流污染控制的思考

合流制排水系统在我国和世界其他地方都普遍存在,相对分流制排水系统,其主要弊端是雨天的溢流污染问题。控源截污是我国当前黑臭水体治理的核心内容,而控源截污中一个重要的挑战是排水体制的选择。当前,我国不少城市对合流制排水系统的认识存在误区,片面地认为合流制排水系统是落后的排水系统,只有改成分流制才能解决问题。为此,本研究对合流制与分流制之间的差异与优劣进行了分析,对国外部分城市合流制的状况及溢流污染控制对策进行了梳理,最后结合我国正在大力推进的城市黑臭水体治理工作,提出了我国采用合流制排水系统的地区改善水环境状况的建议。

合流制排水系统溢流污染就地调蓄处理控制技术研究

在对高效混合絮凝斜板沉淀工艺进行现场中试的基础上,将化学强化处理工艺与调蓄池相结合,针对上海市某合流制排水系统,进行调蓄/沉淀池的概念设计,提出主要设计参数,利用计算流体力学(CFD)模型对调蓄/沉淀池进行优化设计。试验和模拟结果表明,调蓄/沉淀池与单纯的调蓄池相比具有更好的溢流污染控制效果和效益/造价比。

合流制排水系统降雨径流初期冲刷效应

通过对昆明主城区3个集水区合流制排水系统10次降雨径流过程水质水量的jI盏测，计算了污染物的次降雨平均浓度（EMC），并采用元因次累积负荷体积分数曲线（M（y）曲线）和初期冲刷系数方法对初期冲刷现象进行了探讨。结果表明：（1）对于同一个常规污染指标，不同集水区的EMC平均值没有较明显差异，但都表现出较高浓度的污染特征。不同集水区总悬浮颗粒物（TSS）、COD、TN和TP的EMC平均值分别为140．18～174．11、144．65～161．78、21．44～23．18、1．80～2．35mg／L。（2）3个集水区所有观测降雨事件中，TP、TN、COD和TSS的初期30％径流量所对应的污染物累积负荷量（FF30）平均值分别为38．7％、37．1％、40．7％、44．6％；TSS和COD的初期冲刷强度明显较TP和TN变化更剧烈，不同污染物初期冲刷强度依次为TSS〉COD〉TP〉TN。（3）对于合流制排水系统，在区域特征相近情况下，汇水面积越小则初期冲刷效应越显著。而当汇水面积大到一定程度时，不同集水区之间初期冲刷强度没有显著差异。（4）降雨量、平均雨强和最大雨强与合流制排水系统的初期冲刷强度呈显著的正相关性，是影响其初期冲刷的重要水文参数；降雨历时和前期晴天与其初期冲刷强度没有显著相关性，两者对初期冲刷无明显影响。

合流制排水系统污水水质及悬浮物粒度分布特征研究

为了解典型合流制排水系统旱流及雨污混合水的水质特征及合流制排水系统中悬浮颗粒的粒径分布,对镇江主城区合流制排水系统中具有代表性的排水主干管及污水厂进厂前监测点的降雨量、污染物浓度及粒径分布进行监测与分析。结果表明:雨污混合水中COD、氮、磷等污染物浓度随降雨强度存在一定程度浮动变化。进厂前水质旱流污水B/C值较雨污混合水B/C值高出26%,雨污混合水可生化性较差。雨污混合水SS浓度(122mg/L)显著高于旱季(98mg/L),对雨污混合水进行预处理,可减少剩余污泥产量。营养盐与降雨量呈一定负相关关系,BOD5与营养盐有一定正相关性,说明营养元素多为有机态。雨污混合水中悬浮物以无机大颗粒(d=10~100μm)和无机粗颗粒(d>100μm)为主,说明合流制排水系统具有很大的污泥前端减量空间。进厂前雨季、旱季原水1h的SS去除率分别为67.5%和55.2%,延长沉淀时间去除率增加不明显。计算得出SS的指示沉降速率,可为悬浮物分离装置的停留时间及沉淀深度等设计参数的选择提供参考。

降雨特征对合流制排水系统径流污染负荷的影响

通过对昆明主城区典型合流制排水系统10次降雨径流过程水质水量的监测,计算次降雨污染负荷,并采用M(V)曲线和初期冲刷系数方法对降雨特征与次降雨污染、初期冲刷负荷之间的关系进行探讨。结果表明:10次降雨事件径流污染负荷存在明显的差异,SS、COD、TP和TN的次降雨污染负荷平均值分别为21.5 kg/hm^2、16.9 kg/hm^2、0.3 kg/hm^2、3.9 kg/hm^2;降雨量、最大雨强和平均雨强与次降雨污染负荷及初期冲刷强度呈显著正相关,是影响其初期冲刷的重要水文参数;降雨历时和前期晴天与次降雨污染负荷和初期冲刷强度没有相关性,二者对次降雨污染负荷和初期冲刷无明显影响。

合流制排水系统降雨径流污染物特征及初期冲刷效应

合流制排水系统降雨期间高污染溢流污水直接排入水体对水体质量有明显影响,其径流污染物输出特征和初期冲刷效应受排水区类型、面积、降雨特性等多种因素影响。为此,选取昆明市典型合流制排水系统明通河流域不同类型集水区进行降雨径流监测,研究合流制排水系统降雨径流污染物输出特征及初期冲刷效应。结果表明:合流制排水系统初期合流污水污染物质量浓度明显高于后期,不同污染物输出特征、形态差别较大,溶解态氮是N污染物的主要赋存形态,而P污染物主要以颗粒态形态存在。管道沉积物是合流污水重要的污染来源。年内次降雨污染物平均质量浓度以雨季初期降雨最高,中期降雨质量浓度最低,雨季后期质量浓度较中期略有上升。不同类型集水区N、P质量浓度排序为:居民区>城市综合型>综合型>城郊结合型。降雨量是影响初期冲刷效应的关键因素,雨量大的降雨初期冲刷效应明显。

合流制排水系统调蓄池的研究进展

调蓄池能提高合流制排水系统的截流倍数,最大限度地削减河流入湖污染负荷。该文在分析调蓄池的工作原理及不同调蓄类型组合技术基础之上,讨论调蓄池的功能应用、调蓄池的设计及优化,主要包括调蓄池容积设计、调蓄池冲洗方式的设计及调蓄池优化设计研究进展,突出了调蓄池在控制合流制排水系统溢流污染的重要性。

合流制排水系统截流工程淤积分析与探测

为研究承压截流井的淤积机理,应用CFD方法进行数值模拟,并以声纳现场实测数据检验.在基于DPM的临界床面切应力模型基础上,应用遗传算法的概率选择方法,提出颗粒'概率沉降'模型,可有效模拟淤积面形状和相对淤积厚度,这得到了声纳实测数据的验证.结果显示,截流井内x方向淤泥面呈斜坡状,存在位置不受流量影响的凸起;y方向淤泥面呈凹面状,中部存在凸起,两侧受冲刷而趋于平缓.声纳现场探测还发现,截流井内淤积厚度与旱流量有较强相关性;截流干管内淤积状况与相连的截流井有关.

典型合流制排水系统悬浮物元素组成及来源分析

采用X荧光光谱法分析合流污水中悬浮物元素组成,并用主成分分析法对污水中颗粒型污染物的来源进行分析。结果表明,悬浮物主要由15种元素构成,包括5种常量元素:O、Si、Al、Fe和Ca,质量分数分别为46.09%、27.51%、6.32%、6.03%和5.42%;10种微量元素:C、K、Na、S、Mg、N、P、Zn、Cu和Ni,质量分数均低于3%。悬浮物的元素分布可用3个主成分反映,其方差贡献率分别为F1(Fe、C、S、N)60.03%、F2(O、Na、Cu、Ni)22.34%、F3(Al、P、Zn)17.62%,结合研究区域土地功能分区状况,认为F1主要来自城市生活污水,F2主要来自雨水径流挟入排水系统的无机杂质,F3主要来自工业废水。

合流制排水系统溢流污水消毒处理

采用粪大肠杆菌群数≤10000个/L作为污水消毒的卫生学指标,以合流制雨水泵站的雨污混合水为原水,采用氧化性消毒处理法进行消毒实验.结果表明,达到合流制排水系统污水溢流紧急消毒要求的几种氧化性消毒剂最佳投加量(均以有效氯计)为:次氯酸钠30 mgCl/L,次氯酸钙25 mgCl/L,二氧化氯20 mgCl/L.相同条件下各氧化性消毒剂的优先次序为:二氧化氯>次氯酸钙>次氯酸钠>双氧水.

合流制排水系统溢流污染控制策略的系统动力学分析

为了探索城市合流制排水系统溢流污染的控制策略,基于合流制排水系统结构特征,应用系统动力学方法构建了溢流污染控制系统动力学模型。该模型分为污染源产生子系统、收集运输子系统、污水溢流子系统、污水处理子系统及受纳水体子系统5部分,每个子系统相互作用构成完整的系统动力学模型。将该模型应用于镇江市老城区合流制排水系统溢流污染控制规划,从排水系统的源-流-汇三方面(包括源头减污、过程控污、末端治污和综合集成),模拟分析各种溢流污染控制策略的效能。

合流制排水系统溢流调蓄技术研究及应用实例分析

排水系统雨天溢流对受纳水体的污染已日益受到关注。合流制排水系统溢流调蓄技术是控制面源污染、削减污染负荷的一项关键技术。建设调蓄池以减少排江污染负荷是重要的工程措施之一。该文介绍了调蓄池的原理和作用,并结合上海的实际情况,分析阐述了调蓄池的计算方法,为合流制排水系统面源污染控制提供技术支持,并可总结推广应用于上海及其他城市合流制排水系统污染物控制工程。

城市合流制排水系统调蓄设施计算方法研究

该文借鉴国外雨水调蓄池的设计方法,以上海为例,分析上海市的降雨特征,并提出上海市合流制排水系统调蓄设施的池容计算的经验公式法和基于水力模型的调蓄容量计算方法。

质量集成方法在合流制排水系统改造中的应用

质量集成是过程系统工程中一个极为重要的新发展,自提出以来便作为新的理论方法指导着工业企业实现清洁生产。在一些过程工业生产中,只建立在节省新鲜水用量、减少废水排放等方面的质量交换网络取得显著成效。针对合流制排水系统中主要污染物溢流污染及系统建造运行费用昂贵等问题,提出了将质量集成方法应用于合流制排水系统的改造中,从而通过质量交换网络的建立实现排水系统中污染物含量的最小化,减轻末端污水处理厂的负荷,实现环境和经济的双赢。

合流制排水系统雨季污染物溢流的截流与调蓄控制研究

截流式合流制排水系统是我国主要的排水体制之一。以昆明市主城区明通河合流制排水系统为背景,研究了雨季产污及迁移规律及削减入湖污染物的措施,并进行了工程示范。示范研究结果表明,在CODCr截留率小于80%、截流倍数n0=1-3、调蓄量2-20 mm（以不透水地面计）,提高截流倍数或调蓄量均可显著提高污染物截留率。截流倍数与调蓄量可表述为截留系数的函数,截流倍数增加1等效于调蓄量增加8 mm,截留系数为CODCr截留比率的幂函数。

合流制排水系统溢流调蓄技术研究及应用实例分析

排水系统雨天溢流对受纳水体的污染已日益受到关注。合流制排水系统溢流调蓄技术是控制面源污染、削减污染负荷的一项关键技术。建设调蓄池以减少排江污染负荷是重要的工程措施之一。文章介绍了调蓄池的原理和作用,并结合上海的实际情况,分析阐述了调蓄池的计算方法,为合流制排水系统面源污染控制提供技术支持,并可总结推广应用于上海及其他城市合流制排水系统污染物控制工程。