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。     

合流制排水管道雨季出流污染负荷研究

针对北京城区合流制排水管道雨季溢流及雨后河道水质恶化等问题,研究了3场降雨期间合流制排水系统不同来源的污染物特性及污染贡献.通过对2012年雨季几场降雨的降雨量数据监测与统计发现,护城河沿岸合流制排水系统累积雨量约10 mm时发生溢流.特大暴雨情况下,溢流水质的污染物平均浓度高于排水系统旱流污水的污染物浓度,溢流水质差,污染物浓度范围为:TN 5.11 ～ 16.36 mg·L-1,TP 4.34 ～10.52 mg·L-1,氨氮1.88～12.73 mg·L-1,COD 134～250 mg·L-1,SS 120 ～155 mg·L-1.管道沉积物在降雨期间对出流水质的污染贡献率分别为:TN 20.9％ ～44.6％,TP 35.76％～47.3％,COD 46.2％ ～48.8％,SS 35.7％ ～79.7％.控制合流制排水管道沉积物的沉积和冲刷对排水系统的正常运行及削减雨季出流污染负荷具有重要意义.     

合流制排水系统的集成优化处理

镇江地区的合流制排水系统改造及雨天溢流污染控制已经步入实施阶段,但针对排水系统的雨天雨水径流水质、水量及降雨特征还缺乏系统的研究,对雨天排水系统溢流水质水量与旱流污水及雨水径流水质水量的相关性也缺乏必要的了解。主要对镇江地区旱流污水水质、雨水径流水质和溢流水质特性进行了监测和分析,提出采用溢流污水调蓄与强化快速处理工艺对溢流污水进行末端处理,并进行了中试试验,结果表明,出水基本达到城镇二级污水处理厂排放标准,可有效控制溢流污染负荷。该工艺可为镇江地区的合流制排水系统溢流污水的末端处理提供示范。     

合流制排水系统的水污染控制方法

本对截流式合流制排水系统的水污染成因进行了分析,指出控制该污染是势在必行的。在众多的控制方法中,只要时机和规划得当,合流制的分流化是完全可能的,而在溢流口设置处理设施是另一可行措施。     

国内外合流制溢流污染管控体系研究

通过梳理美国、德国、日本合流制溢流控制的政策法规、管控方法以及标准规范,总结典型发达国家长期实践形成的合流制溢流污染管控体系。结合国内排水管理的历史脉络和国内外对比分析,剖析我国存在的瓶颈问题,提出我国合流制溢流控制需要进一步完善的内容,初步构建出一套管控体系框架,以期为我国后继合流制溢流污染控制工作提供指导。     

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漉不同来源的污染物特性及各个污染源的比倒.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.     

北运河上游合流制管网溢流污染特性研究

以北运河沙河水库周边合流制管网为研究对象,选取浊度为主要指示指标,通过监测典型溢流排口,考察了2019年4次合流制管网溢流污染物的变化过程,研究了降雨事件之间的干旱天数和降雨强度对溢流污染的影响,并分析浊度和典型污染物之间的相关性.结果表明,汛期降雨强度较大、历时较长,是溢流事件发生的主要时期.当单场次累积降雨量达到15 mm和单场次平均降雨强度达到1.4 mm·h^-1时,溢流开始发生.其中,4月24日（第一次溢流）和汛期7月22日（干旱天数为23 d,降雨强度最强）的初期溢流污染最为严重,这两次溢流污水中TN、TP、TCOD都与浊度显著相关（p<0.01）;5月26日（非汛期典型降雨）的溢流污染物与浊度相关性不显著（p>0.05）,污染负荷较低.这说明北运河上游沙河水库周边合流制管网溢流污染主要受降雨强度和干旱天数的影响.因此,以年总溢流污染负荷为控制目标时,应优先控制年度初次溢流和主汛期初次溢流的初期溢流污染.     

合流制排水系统雨天溢流污染CMB法源解析

对上海市某合流制排水系统服务范围内的地表径流、旱流污水和管道沉积物的污染物特性进行检测分析,通过对比不同污染源的污染特征,确定Zn、NH+4-N、P的含量分别在地表径流、旱流污水和管道沉积物中具有特异性且相对稳定,提出以Zn/P、NH+4-N/Zn、P/K这3个无量纲比值作为上述3个排放源各自的特征参数,据此探讨了CMB法在合流制雨天溢流污染源解析中的应用,结果表明,地表径流、旱流污水和管道沉积物对溢流污染的平均贡献率分别为42.8%、12.2%、23.8%,解析结果可基本反映CSO污染的构成情况.研究方法与结果为合流制系统雨天溢流污染源解析提供了参考.     

2次降雨间隔时间对城市地表径流污染负荷的影响

2003～2005年通过对武汉市十里铺集水区12次降雨径流的水量和水质过程监测,研究了城市降雨径流污染负荷同2次降雨间隔时间的关系,探讨了城市地表状况、排水系统管理以及降雨特征在城市降雨径流污染负荷形成中的作用.结果表明,城市降雨径流污染负荷受2次降雨间隔时间和降雨径流量的共同影响.2次降雨间隔时间与初期降雨径流污染负荷存在显著的正相关关系 (p<0.01).汉阳地区城市地表卫生管理差和雨、污合流制的排水系统是城市径流污染负荷形成的主要原因.可以利用2次降雨间隔时间和降雨径流量预测城市降雨径流污染负荷.加强城市地表卫生管理和排水系统的管理,降低污染物在晴天累积的程度,从源头上减少污染物的数量,是有效控制城市降雨径流污染的首先途径.     

沙河水库周边典型排口降雨溢流污染特征研究

在北运河源头区沙河水库选取4个典型溢流排口进行合流制溢流污染监测,分析沙河水库附近管网溢流水量水质变化特征.结果表明:由于TBD再生水厂尚未建成运行,沙河水库周边管网处于满负荷运行状态,0.5～3 mm降雨即可导致溢流发生,溢流水量与场次降雨量呈正相关,同时也受降雨历时、降雨强度等多种因素作用;溢流污染水平与排口性质以...     

环滇池截污干渠系统动力学模型研究

以系统动力学原理为基础,利用系统动力学软件Vensim构建了环滇池截污干渠系统动力学模型(SD模型),模拟了溢流污染的产生—排放—传输全过程。通过模拟6种不同控制方案下的溢流水量及溢流水中COD随时间的变化,对比各方案的优劣性,最终可为滇池流域合流制溢流污染控制提供技术参考。     

雨、污合流制城区降雨径流污染的迁移转化过程与来源研究

2003～2006年通过对武汉市汉阳城区不同尺度降雨径流、市政污水的监测,结合环境地球化学方法,研究雨、污合流制城区降雨径流污染的形成、迁移转化过程及污染来源.结果表明,雨、污合流制城区地表径流汇入排水系统,经排水系统传输,污染程度显著增加.屋面径流中TSS和COD浓度（EMC）的平均值分别为18.7 mg/L和37.0 mg/L,路面径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为225.3 mg/L和176.5 mg/L,而在集水区出口处径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为449.7 mg/L和359.9 mg/L;污染物的组成也发生了明显的改变,颗粒态COD增加了18%,有机污染增强.研究还发现,城市地表、雨水口、生活污水管和合流管道沉积物中P、Fe含量具有明显分异特征,可以利用沉积物中P/Fe识别集水区尺度降雨径流污染成因与来源.据此对集水区出口2次径流污染来源计算,56%±26%的悬浮物来自城市地表与雨水口,44%±26%的悬浮物源于生活污水的沉积物.生活污水中污染物对降雨径流污染的贡献是通过在合流管道中形成沉积发生的.雨、污合流管道在降雨径流污染形成过程中发挥了转化器和加重径流污染的作用.减少合流管道中沉积物的形成是削减径流污染负荷的途径之一.     

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。     

合流制排水系统溢流污水处理技术

合流制排水系统溢流污水中含有大量的污染物,若不经处理直接排入受纳水体,将对受纳水体水环境造成极大的污染。因此,探讨溢流污水的处理技术具有重要的意义。欧美等西方发达国家对溢流污水处理技术的研究比较深入,技术比较成熟并已广泛应用于工程实际;国内对于溢流污染的处理技术研究还处于探索阶段。介绍了国内外广泛采用的溢流污水处理技术以及后续的消毒方法,并简单确定了几个处理技术选择的基本原则,最后对我国的溢流污染处理技术的研究开发提出了意见和建议。     

北运河上游合流制管网沉积物的月变化与污染物赋存特征

合流制管网沉积物是溢流污染的重要来源,明确其月变化和污染物赋存特征,有助于管网沉积物控制和溢流污染负荷削减.本研究现场调查了北运河上游合流制管网沉积物的月变化和污染物赋存特征,结果表明,管网沉积物的粒径分布为大颗粒（10目）、10~40目颗粒和细颗粒（60目）分别占36%、~50%和15%（质量比）.管网沉积物在干季初期（10月）大颗粒（灰分）升高,随后细颗粒、有机污染物负荷（VS）逐渐累积升高.沙河库区水环境质量的关键污染物氨氮和总氮,在底泥中的浓度分别在6—9月（汛期）和5月达到峰值,均在40目的颗粒上浓度最高;管道沉积物氨氮和总氮负荷分别在4月和5月达到最高峰,进入汛期后逐步降低.去除40~60目的颗粒能削减80%以上的管网沉积物氨氮和总氮负荷.干季的管网沉积物控制和雨季的溢流口物理处理,能够有效削减溢流污染负荷.     

苏州河成都路泵站初期雨水特性分析与调控措施

本研究以上海市苏州河沿岸成都路合流制排水泵站为例,对排水泵站集水井进水进行了背景值与单场降雨采样监测,结果表明成都路泵站排水系统水质背景值浓度CODcr、BOD5、TN、NH3-N、TP分别是地表v类水环境质量标准的5～10倍;降雨特征对排水系统雨污混水水质有明显影响;在雨量未形成溢流的情况下,没有明显的初期效应发生.     

北京市雨水径流中颗粒物沉降特性

选择北京市中心城区某合流制和分流制系统排出口雨水径流为研究对象,采用虹吸式沉降柱静态沉淀试验,分析了典型降雨场次雨水径流中颗粒物的沉淀特征。结果表明:合流制溢流及分流制雨水径流中颗粒物沉速区间均主要集中于0.1～1 mm/s,该沉速区间的颗粒物对于污染物去除效果影响较大。分流制排水系统颗粒物的沉速随产流时间的增加而降低,沉速越大颗粒物去除效率越高,而合流制系统颗粒物沉速随时间波动较大,各沉速区间颗粒物去除率分布较均匀,当控制沉降速率>0.05 mm/s时,合流制颗粒物控制效果优于分流制。     

武汉市城区降雨径流污染负荷对受纳水体的贡献

通过连续3年对武汉市汉阳城区降雨径流污染的监测研究,考察了降雨径流污染对受纳水体的贡献.结果表明,城市降雨径流向受纳水体输入的污染负荷占有很大的比例,是引起城市水环境质量恶化的主要原因之一.在城市集水区尺度上,3个没有实施截污工程的雨、污合流制集水区降雨径流输出的TSS、COD、TN和TP分别占集水区总污染负荷的59.4%、26.3%、11.2%和10.1%.采取截流措施,控制初期径流污染是合流制城区降雨径流污染控制的关键.     

城市水生态环境中微塑料污染的来源与风险

阐述了陆域水体环境微塑料污染的研究现状,探讨了污水厂尾水排放、排水系统溢流等微塑料污染来源,概括了微塑料所能构成的生态风险。分析认为:城市水生态环境是陆域环境微塑料的主要输出地,明确其微塑料污染的来源与风险是实现微塑料污染有效管控的关键。