海绵城市背景下合流制改造及溢流污染控制路径研究

我国合流制排水管渠数量多、建设情况复杂、运行问题突出,已成为当前制约城市水环境质量提升的关键,在系统化全域推进海绵城市建设的背景下,合流制系统改造及溢流污染控制成为许多城市的重点任务。根据多年城市建设统计年鉴数据对我国城市合流制排水管渠数量、分布及逐年变化情况进行分析;梳理我国城市合流制管渠系统状况、存在问题及当前海绵城市建设、黑臭水体治理、内涝综合整治、污水提质增效工作对合流制系统的相关要求,在此基础上提出适用于我国城市合流制系统的界定与评价方法;结合当前各城市在推进相关工作过程中存在的问题,提出海绵城市建设背景下合流制系统改造及溢流污染控制路径,即因地制宜制定合流制改造及溢流污染控制系统化方案,并明确系统化方案编制流程及技术要点。

南方水乡城市老城区合流溢流污染控制方案与论证

研究针对某典型南方水乡城市的老城区合流溢流污染问题,分析了导致其污染现状的原因,并以问题为导向提出了相应的污染控制措施,详细论述了雨水调蓄池的设计和校核。结果表明,合流制改造难度大、原有截流系统标准偏低、水厂处理能力受限、混流现象严重等是该老城区面临的溢流污染控制的主要问题;针对该老城区存在的不同问题,可采用LID开发利用、提高截流倍数改造管网和增设调蓄设施等来控制该老城区的合流溢流污染;规划设计在该老城区建造4座调蓄池,经校核论证,其规模能够满足两日放空的要求。

全地下式处理设施与溢流污染控制的设计与运行

在土地资源越发紧张和水环境治理高标准的背景下,为了控制溢流污染和初期雨水污染,兼顾旱天和雨天处理运行需求,葛塘河净水站采用了污水处理设施、调蓄池和地下停车场一体化全地下合建的方式。污水处理采用膜生物反应器(MBR)主体工艺,设计规模为1.20万m^(3)/d,调蓄池设计规模为5000 m^(3)。净水站兼具污水处理、雨水调蓄以及城市交通调节等功能。实际运行状况表明,净水站在旱天和雨天出水水质均稳定达到了一级A标准。满负荷运行情况下,旱天可削减入河污染物CODCr为1533 t/a、氨氮为109.5 t/a;雨天可削减CODCr为210 t/a、SS为144 t/a。全地下式净水站用地面积仅6100 m^(2),建设用地指标远低于1.50~1.20 m^(2)/(m^(3)·d-1)的限值。同时,与地面景观公园及周边环境相融合,既具备布局紧凑、节地、运行灵活高效等特点,又达到“邻避”变“邻利”的目的。为建设环境友好的地下式污水处理厂提供了设计参考以及实际工程经验。

北京市人民政府办公厅关于印发《北京市城市积水内涝防治及溢流污染控制实施方案(2021年—2025年)》的通知 京政办发[2021]6号

各区人民政府,市政府各委、办、局,各市属机构:《北京市城市积水内涝防治及溢流污染控制实施方案(2021年—2025年)》已经市政府同意,现印发给你们,请认真贯彻执行。2021年5月11日北京市城市积水内涝防治及溢流污染控制实施方案(2021年—2025年)为贯彻落实党中央、国务院关于城市内涝治理和防灾减灾工作的决策部署,加快推进本市城市积水内涝防治及溢流污染控制工作,特制定本方案。

国内外对合流制管道溢流污染的控制与管理

随着城市化进程的加快,城市雨水问题以及合流制排水管道的溢流污染问题变得日益严重。合流制管道的溢流污染已成为部分城市改善水体水质的主要制约因素之一。若未经有效处理的溢流污水直接排入水体中,不仅会严重地破坏水环境功能,还将危及人类健康。介绍了国内外部分城市控制合流制管道溢流污染的概况,分析了我国目前控制合流制管道溢流污染存在的问题和不足,讨论国外经验对我国的启示并提出一些建议,为我国对合流制管道的溢流污染控制提供借鉴。

合流制溢流污染控制标准——溢流场次控制率研究

在城市合流制区域晴天污水得到完全收集的前提下,控制合适频次的降雨不溢流成为控制溢流污染的关键。为此,武汉市规划研究院将《城市合流区污水溢流污染控制标准研究》列入2018年院自主科研项目。通过分析武汉市降雨数据得出了日降雨量、小时降雨强度与合流制排口年溢流频次的关系,进而提出了降雨溢流场次控制率概念,建立了降雨溢流场次控制率与小时降雨强度的量化关系。根据武汉市本地降雨特征,提出了不同降雨溢流场次控制率对应的3 h短历时降雨过程线,通过将雨型数据代入排水管网数学模型,获得了不同溢流场次控制率与其实现的溢流污染物削减率之间的量化关系。

海绵城市年径流总量控制率的若干问题探讨

针对年径流总量控制率这一海绵城市建设重要指标,探讨不同暴雨类型地区及数据年限对年径流总量控制率的影响、年径流总量控制率与年降雨场次控制率比较分析、年径流总量控制率对合流制溢流污染控制效果等内容,为海绵城市规划设计应用年径流总量控制率指标提供参考。

曝气生物滤池与高效澄清组合工艺在溢流污水项目中的应用

由于污水处理厂处理规模有限,随着城市规模不断扩大,合流制管网存在旱天少量溢流,雨天大量瞬时溢流的问题,对受纳水体河流造成严重污染。本文以宿迁经开区某溢流污水项目为例,采用曝气生物滤池与高效澄清组合工艺,控制点源溢流污染物排放。结果表明,该组合工艺对COD、NH_(3)-N、TP和SS具有明显的净化效果,出水水质稳定达到地表水准Ⅳ类标准,而且具有安装拆卸方便、占地面积小、运行成本低的特点,可作为溢流污染有效的控制措施,能有效治理河道点源污染,保护河道水环境。

城市合流管溢流污染的负荷及控制

针对合流管的溢流污染,研究了不同截流倍数下合流管的污染物溢流量与雨水流量的关系。结果表明,在未实施截流的情况下,合流管的COD、SS、BOD5溢流量与雨水流量成正比。在暴雨、大雨过程中,雨水径流中的污染物浓度随雨水流量而变化。对于旱流流量为0.5m3/s的一条合流管(n0=0),一场降雨量为65mm的暴雨所造成的COD溢流总量为33.66t;截流倍数n0为1、3、5时COD总溢流率依次为93.14%、79.86%、67.05%。针对我国城市现状,指出湿地、洼地、池塘、隧道、地窖、泵站系统、调蓄池、景观水体等可以用来滞流暴雨时合流管的溢流水,以减轻受纳水体污染。

污水厂调蓄控制合流制管网溢流污染的模拟研究

以天津市纪庄子污水处理厂及其服务区域为研究对象,通过ArcGIS平台,联合遥感技术与InfoWorks CS软件,建立了纪庄子合流制排水管网模型。不同降雨重现期下的模拟结果表明,当重现期≤20年时,如果只对合流雨污水进行一级处理,纪庄子污水厂完全可以接纳合流制来水;与采用正常的二级处理相比,当遇到暴雨时污水厂适当采取强化一级处理,可有效减少污染物排放总量,保护受纳水体。

城镇排水系统溢流与排放污染控制策略与技术导则

分析了城镇排水系统溢流污染的成因与特征,阐述了城镇排水系统溢流污染控制的必要性,提出了溢流污染控制目标和标准、城镇排水系统溢流污染控制策略以及实用技术选择导则。

双模式MSBR工艺在城镇污水厂雨季工况中的中试试验

我国城镇污水处理厂在雨季往往面临短时间激增的水力冲击负荷,因污水厂二级处理系统通常按旱季流量设计,无法应对超量的雨季合流污水,导致厂前溢流或厂内超越,严重污染了受纳水体。研究采用含多点进水功能的双模式改良型序批间歇反应器(MSBR)在浙江某污水处理厂模拟雨季超量合流污水的生化处理,通过中试试验证明了该工艺可在合流污水达到2~4倍旱季设计流量的条件下,确保COD_(Cr)、氨氮、总氮(TN)等主要出水指标稳定达到并优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A标准,其中出水氨氮平均质量浓度小于1.0 mg/L,TN平均质量浓度小于10 mg/L。其处理效果显著优于物理-化学强化一级处理工艺,为大幅提升污水处理厂的雨季峰值流量处理能力,有效削减雨季受纳水体的冲击性污染,消除城镇黑臭水体提供了新的解决方案。

城市合流制管道溢流污染削减措施的优化选择

近年来,城市合流制管道溢流(CSOs)污染的问题日益突出,对受纳水体的生态环境造成了严重的污染和破坏。为此,一系列技术措施被提出并用于削减和控制CSOs污染,其中包括合流制向分流制改造、建设CSOs调蓄池和增设截流管道以提高截流倍数等。讨论了上述三种措施在A城市内河L河流域应用的优势和可能存在的问题,并从经济成本、社会影响和环境效益等方面综合比较了三种措施的效果。分析结果表明:将合流制改为分流制在污染物削减方面效果最好,而建立调蓄池的成本相对最低,这两个方案综合可行性优于增建调蓄管道的方案,从而提高截流倍数,减轻水体污染。

海绵城市理念下的老城区CSO污染控制探索与实践

合流制溢流(CSO)污染是造成老城区水体黑臭和水环境污染的重要原因。在现状条件下有效控制合流制溢流污染是解决水环境污染的重要途径之一。以海绵城市建设目标为导向,初步探讨了在源头进行LID改造、在中端进行管网提升改造、在末端进行截污综合治理的工程体系,以解决合流制溢流污染和城市内涝问题。以国家海绵城市试点区蚂蝗河流域为典型案例阐述其合流制溢流整治经验,以期为合流制老城区水环境整治提供新的整治思路和可借鉴的建设经验,为国家探索海绵城市建设提供有力技术支撑。

上海主城区污水处理厂能力提升需求研究

依国家及上海相关政策要求,结合上海主城区污水处理厂稳定运行、提标改造、溢流污染控制等需求,基于城市发展、规划实施和重大工程建设要求,总结了上海主城区各污水处理厂处理能力现状,统计了其旱、雨季水量,分析了其能力提升需求,提出了各污水处理厂处理规模提升完善建议与对策,以便为上海市污水系统功能完善和精细化运营管理提供技术支撑,为上海雨水专业规划的制定提供参考,使各污水处理厂能有效应对水环境系统整治完善的能力提升需求。

滨水老城区排水系统改造实践与探索

城市排水系统改造是当前打赢水污染防治攻坚战的重要任务,针对滨水老城区合流制排水系统存在片区人口密度大、现状管线复杂和易受周边水体影响等问题,以长沙市湘江大道排水系统改造工程为例,采用文献综述、本底调查和系统诊断的方法,提出水污染治理采用“源头—过程—末端”全过程控制,内涝治理采用“源头减排—排水管渠提标改造”等技术方案。最后总结出一套基于重视顶层方案、转变改造理念和治理模式、预留技术空间等的优化改造经验,为滨水老城区排水系统改造的实际工程项目提供参考。

成都市洗瓦堰调蓄池工程设计

成都市洗瓦堰调蓄池有效容积1.6×10~5 m~3,主要具备两个功能:雨季作为合流污水调蓄池使用,以控制溢流污染;旱季用作事故调蓄池,提升污水系统的韧性与系统安全。调蓄池为全地下式,负1层用作厂区生产调度中心及设备检修空间,地面打造为景观公园,配备有门式冲洗系统、化学除臭设施等。论文详细分析了调蓄池的设计规模、设计参数以及设计内容;重点探讨了调蓄池的工艺设计,包含进水设计、放空设计、冲洗设计以及智能巡检机器人设计等。

合肥市杏花排水系统雨水调蓄池池型方案的探讨

通过对合肥市杏花排水系统雨天溢流水质、水量的调查,掌握了系统雨天溢流的初期效应和颗粒物沉降性能,在此基础上分别采用初期效应分析法和平流式沉淀池评价方法估算了存储池和存储-沉淀池在6 mm调蓄径流深度下对排水系统溢流污染的控制效率。结果表明,杏花排水系统雨天溢流初期效应微弱,SS、COD的b参数年平均值分别为0.982、0.905,溢流颗粒物具有良好的沉降性能,平均沉速中值为0.191 cm/s;存储池对SS、COD的年控制率分别为52.6%、55.4%,而存储-沉淀池对SS、COD的年控制率分别为72.7%、64.4%,存储-沉淀池的控制效果更好,因此建议杏花排水系统调蓄池规划方案采用存储-沉淀池。

基于NSGA-Ⅲ算法的合流管网末端截流调蓄设施优化设计

在城市排水系统中,截流调蓄设施是控制合流制溢流(CSO)的一项重要措施。通过将暴雨管理模型(SWMM)与多目标遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合,对截流调蓄设施优化设计问题进行求解。该方法以截流效率、建设成本、水泵启停次数作为模型的优化目标,实现了截流调蓄设施规模的多目标优化。通过对SWMM进行面向对象的重新编码,实现了多线程计算和SWMM与NSGA-Ⅲ模块之间的快速数据交换,避免了频繁的文件操作,求解速率可提升至单线程计算的16倍。利用该方法对武汉市某合流制管网末端截流调蓄设施进行了优化设计,结果表明:该方法所确定的优化设计方案的建设成本可降低为原设计方案的60%,且在截流效率、调蓄池容积等方面更具优势。

流域治理视角下合流制雨季超量混合污水治理策略

传统集中式城镇卫生系统在改善水环境的同时,也凸显了集中管网系统在雨季对汇水区域雨水快速收集、快速下泄导致的污水厂进水短期水量大幅提高的水力负荷冲击问题,而我国目前活性污泥系统工艺设计及运行模式无法应对雨季峰值流量,导致管网沿程溢流或厂前溢流或者超越,严重污染了城市河道、受纳水体。在分析集中式城镇排水系统应对峰值流量系统性欠缺的基础上,结合雨季峰值流量特性,总结了欧美发达国家在雨季超量混合流量处理方面主要的技术路线、解决方案和运行控制模式,并就我国流域治理大背景下实施雨季峰值流量处理在立法及排放标准方面提出了建议。