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。

基于监测与模型的典型合流制排水系统溢流污染来源解析

以北京中心城区某典型合流制分区为研究区,开展自“地表-管网-排口”的全过程监测,基于MIKE URBAN软件构建数值模型,构建一套结合监测与模型的溢流污染解析方法,量化分析不同降雨量级下溢流污染来源。结果表明:管道沉积物、地表径流和生活污水对COD的贡献率分别为43.4%~53.9%、27.4%~27.5%和18.6%~29.2%。中雨流量峰值晚于浓度峰值,大雨反之;两场降雨溢流水质浓度峰值差异小于流量峰值。随着降雨量级及强度增加,地表径流和管道沉积物的污染负荷增加,后者增加量更大。管道沉积物是合流制溢流污染的主要来源,应优先对其进行控制。

雨污合流制地区溢流污染影响因素及管控建议

雨污合流制地区汛期溢流成为城市河流返黑返臭的重要原因,溢流污染的有效控制,对改善水环境,提升人民幸福感、获得感与安全感有着重要作用。针对雨污合流制地区汛期溢流污染防控,总结了合流制溢流污染的特点、对水环境质量的影响以及合流制溢流污染的影响因素等内容,分析了我国溢流污染严重区域的分布特征并提出管控建议。研究发现,我国合流制溢流污水呈现出成分复杂、水量水质变化大、初期雨水水质差等特点,且合流制溢流污染会导致城市面源污染,加重地表水质恶化程度。通过分析合流制溢流污染的2个主要影响因素(降水量和管网条件),初步识别出我国溢流污染严重区域主要集中在东部、南部地区,且相关性分析结果表明汛期降水量及管网密度与区域水质存在中等相关关系。为加强合流制地区溢流污染防控,提出要因地制宜制订汛期雨污溢流污染排放管控标准、开展溢流污染控制技术更新行动、加强汛期雨污溢流污染的全过程管理、加强汛期雨污溢流污染治理成效考核等具体建议,以期为有效控制合流制溢流污染,推动水环境质量持续改善提供参考。

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。

贵阳市南明河流域合流制溢流污染防治方案探讨

为避免生活污水直排引起河水污染,贵阳市已经采取多项措施进行水环境污染治理。目前,南明河截污沟基本实现旱季不溢流,但主干流雨季仍然存在合流制溢流污染风险。在分析贵阳市降雨特征的基础上,以“流域统筹,系统治理”为原则,采用“源头削减(海绵城市)+管渠控制(沟口精确限流)+调蓄处理”的溢流污染治理思路,探讨了南明河沿线调蓄设施布局与下游污水厂产能联动处理模式。基于“南明河小雨(降雨量≤5 mm)不溢流”的目标,按照“集约用地、分散布置”等原则布局6座调蓄池,同时联动污水处理厂按设计值的10%增加产能,调蓄池在降雨期间蓄满后,3天内排空,将调蓄池雨污混合水输送至南明河沿线联动污水处理厂处理后达标排放。旨在为南明河流域主干流合流制溢流污染问题提供解决思路。

河道护坡湿地类型对雨天溢流污染物去除特性

近年来城市河道面临雨天反复污染问题,泵站雨天溢流是影响城市河流水质稳定达标的重要原因。结合河道护坡地形,将潜流人工湿地构造为护坡湿地,研究不同运行工况和进出水构造条件下湿地对污染物的去除效果并分析去除机理。结果表明,护坡湿地在垂直流工况下,进水管水平长度为3.6 m(占污水处理区水平长度的90%),出水管高度为0.65 m(占污水处理区高度的81.25%)为最优进出水构造,在该进出水构造下湿地对COD_(Cr)、氨氮、TN、TP的去除率分别为45.0%、91.5%、42.6%、44.3%。护坡湿地按水平流工况运行时,对各项污染物的去除率低于垂直流工况,但去除负荷有显著提升。在同时设置底部和出水高度处集水的最优出水构造下,护坡湿地对COD_(Cr)、氨氮、TN、TP的去除负荷分别为103.0、46.79、15.64、0.41 g/(m^(2)·d)。

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。

调蓄池控制合流制溢流污染的作用及设计要点分析

合流制溢流污染作为导致水体黑臭的重要原因之一,结合我国具体国情,合流制溢流污染可采用修建“截污管线+合流制调蓄池”的方式进行控制。调蓄池在控制合流制溢流污染过程中应用广泛,通过结合南宁市那平江流域治理的工程实例,总结设计经验,从降雨特点、现状管网、实施环境及工程投资等方面入手,总结调蓄池池容、单层及双层调蓄池形式、池体冲洗方式以及气体除臭方式的比选与确定。监测该工程调蓄池的运行情况,分析调蓄池对合流制溢流污染的削减作用,表明调蓄池的建设可增加截流系统整体截流倍数,降低溢流频次,减少合流制溢流污染的发生,增强整个排水系统的韧性。

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。

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。

基于SWMM模型的排水系统溢流污染模拟效果综述

SWMM模型由美国EPA研发,目前已成为排水系统溢流模拟的重要工具之一,在国内外排水系统内涝防治、溢流污染控制、低影响开发研究等方面得到广泛应用。该文基于国内外研究成果,对SWMM模型的GIS空间参数、物理参数的敏感性进行分析,对降雨数据、管网基流数据边界条件的选取进行讨论,并对SWMM模型在排水系统溢流量、溢流峰值、溢流负荷的模拟效果进行评价。在此基础上,对SWMM模型在模拟城市排水系统溢流污染的应用研究进行总结评述,分析存在的不足,并提出建议,为后续排水系统溢流污染模拟参数选择及率定验证提供数据分析基础,对SWMM模型的深入应用与研究有着重要的参考价值。

镇江市合流制管网溢流污染源解析

为了解合流制管网溢流污染特征,在镇江黎明河溢流口采集水样进行水质检测,并对检测结果变化规律与相关性进行分析。结果表明：随降雨历时,SS的浓度变化范围为112~286 mg/L与1 430~4 320 mg/L,COD的浓度变化范围为61~121 mg/L与178~728 mg/L,且均会出现初期冲刷现象;二者的线性相关系数分别为0.477与0.640 1,具有一定的相关性。NH3-N的浓度变化范围为23.5~26.8 mg/L与5.06~10.6 mg/L,TP的浓度变化范围为2.37~3.76 mg/L与3.43~9.83 mg/L,在降雨强度较大的情况下,二者浓度随降雨历时不断下降,且线性相关系数达到0.953 8。随降雨历时,溢流污水中SS与COD以及NH3-N与TP浓度变化具有一定相关性,对溢流污染控制技术方案的制定有一定指导意义。

基于低影响开发的合流制溢流污染控制策略研究

在合流制区域广泛采取基于低影响开发(LID)的源头分散式雨洪控制措施可以有效地减少合流制溢流(CSO)污染,并且具有较好的经济效益和生态效益,因而受到越来越多的关注。指出传统措施和单一控制思路的局限;分析基于LID的CSO污染控制策略的产生及利用LID削减CSO污染的原理和典型案例;探讨传统控制措施与LID措施的不同特点及相互关系;最后结合我国实际,指出在我国城市推广应用LID面临的障碍并提出建议,以期为我国城市更经济、高效地控制CSO污染及在老城区广泛推广LID提供参考。

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。

浅谈国内外合流制溢流污染物研究进展

近年来,随着社会的进步,旧有的排水管网无法满足输送大量雨污混合污水的任务,部分污水溢流到水体中,对水体产生严重的污染。文章讲述了国内外对合流制溢流污染物的研究情况,为相关方面的研究提供数据参考。

初期雨水调蓄池控制溢流污染研究

利用苏州河沿岸典型排水系统雨天溢流水量、水质变化以及调蓄池处理技术的研究成果,与数学模型研究有机结合,建立了苏州河沿岸排水系统降雨径流水量水质与河网水量水质动态耦合的集成模型,计算分析了在3个典型年实际降雨条件下,苏州河沿岸调蓄池工程对溢流水量、溢流污染物的削减效果,以及控制溢流污染对苏州河水质的改善效果。

深圳市合流制溢流污染控制与织补型应对策略探讨

城市污水直排问题得到有效控制时,合流制溢流污染问题成为城市内河水体污染的主要原因之一。针对当前深圳市合流制截排系统的不精准、不完善、不健全问题,结合现有截排措施,坚持雨污分流改造、增大截污干管倍数、提高排水管理水平、加大排水信息化建设等织补型应对措施,有效降低合流制溢流污染频次、削减溢流污染负荷、减少收纳水体的外源污染量,对改善深圳市内河水体生态环境具有重要意义。

“灰绿”协同措施对银川市合流制溢流污染的影响

针对合流制管网系统在雨天溢流污染严重,造成城市水体黑臭现象的问题,以银川市某高密度城区合流制管网系统为例,基于SWMM模型,在短历时设计降雨和长历时设计降雨两种条件下,模拟分析了合流制溢流(CSO)调蓄池、雨污管道混错接改造、绿化带海绵化改造等“灰绿”协同措施对CSO污染的影响。结果表明:CSO调蓄池、雨污管道混错接改造、绿化带海绵化改造及“灰绿”措施结合4种方案在短历时、长历时设计降雨条件下,随着降水量的增加,溢流水量及溢流污染物负荷均增加,溢流削减率均逐渐减小,其中“灰绿”措施结合方案对溢流污染的削减效果最为显著;重现期小于5 a时,溢流水量削减率与溢流污染物负荷削减率基本达到80%;降雨条件为中雨时,污染物负荷削减率基本达到75%;重现期为20 a时,溢流水量削减率及TSS、COD、TP、NH^(+)_(4)-N负荷削减率分别达到64%、70%、70%、70%、70%;降雨条件为大雨时,溢流水量削减率及TSS、COD、TP、NH^(+)_(4)-N负荷削减率分别达到28%、32%、26%、31%、33%。

截流改造控制合流制溢流污染案例研究

合流制溢流污染是造成汛期河道水质下降的重要影响因素之一。文章对北京市中心城区试点区域通过截流改造方式控制合流制溢流污染实施方案进行了介绍,对流域范围内污染物消减效果进行分析。结果表明,因地制宜通过截流改造方式控制合流制溢流污染具有操作简单特点,可以有效减低入河污染物浓度,其中,COD、BOD5、SS、NH3-N、TP、TN和石油类平均消减比例分别为61.6%、57.8%、57.6%、42.4%、49.5%、48.9%和53.3%。该研究可以为其他类似地区合理确定合流制溢流污染治理方式提供借鉴。

旋流分离器在合流制溢流污染控制中的应用进展

指出了合流制溢流污水严重地影响着水环境质量和水生生态系统安全,在合流制溢流污染的末端控制中,旋流分离器因占地面积小、建设费用低等优点在欧美等国家得到了广泛应用,但国内目前尚处于起步阶段。检索了3种在欧美广泛使用的旋流分离器(Storm King、EPA旋流浓缩器、FluidsepTM)的应用,分析了结构参数、操作参数、进水水质特性等对旋流分离器分离效果的影响,并探讨了我国应用旋流分离器的可行性及需要重视的问题。