第十一屆上海國際泵閥展

                    上海國際泵管閥展覽會

                    FLOWTECH CHINA (SHANGHAI) 2023

                    2023年6月5-7日

                    上海 | 國家會展中心(虹橋)

                    距離開展

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                    降雨沖刷污染難根治 城市水體雨后黑臭問題如何破解?

                    進入5月,我國汛期已宣告來臨。除了自然災害風險需要防范外,各地城市或許還面臨一個令人頭疼的問題——強降雨后,河道“脆弱”,黑臭現象反彈。怎樣使經過整治的河道經受住暴雨“考驗”,是當前城市黑臭水體治理急需面對的問題。

                      繼2018年《城市黑臭水體治理攻堅戰實施方案》、2019年《城鎮污水處理提質增效三年行動方案(2019-2021年)》和2021年《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》印發后,住房城鄉建設部、生態環境部等4部委今年聯合印發《深入打好城市黑臭水體治理攻堅戰實施方案》,再次強調“采取增設調蓄設施、快速凈化設施等措施,降低合流制管網雨季溢流污染,減少雨季污染物入河湖量”。

                      我國的雨季溢流污染到底有什么特殊性?什么才是破解雨季溢流污染的最有效舉措?為此,本報記者專訪中國市政工程華北設計研究總院有限公司城市環境研究院院長、國家城市給水排水工程技術研究中心副主任,教授級高級工程師孫永利。

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                      近年來,隨著城市黑臭水體治理工作的持續推進,全國各地雷厲風行地采取了一系列治理措施,旱季城市水體的黑臭問題基本得以解決。一些地方結合生態治理工程,還將昔日的“臭水溝”變身為城市中備受人民群眾喜愛的休閑打卡地。

                      旱季的問題交上了不錯的“答卷”,那雨季呢?

                      現實是大部分城市仍面臨著水體雨后返黑返臭問題。

                      孫永利指出,降雨沖刷污染排入城市河湖,對水體質量維持形成了新的重大挑戰?!半S著城市黑臭水體治理和污水處理提質增效的系統推進,絕大部分城市已基本解決水體沿線的旱季排污問題。但是,很多城市今后又不得不應對排口截污,管網接納水量超過輸送能力或污水處理廠處理能力所引發的異地溢流和管網高水位低流速問題,不得不面對分流制管網錯接混接及小散亂排污引發的雨水管網降雨污染問題,以及合流制管網旱季低流速沉積、降雨沖刷高濃度溢流污染問題……這都必將成為城市黑臭水體治理行業新的關注點和未來工作方向?!?/p>

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                      凡是討論城市黑臭水體治理,管網必定是離不開的話題。都知道城市排水管網重要,它不僅是雨污水排放和污染物收集處理的主要通道,還是居民生活污水污染物收集效能提升的關鍵要素。

                      然而,受綜合因素制約,我國污水管網多數處于低流速狀態,污染物沉積問題比較突出。這些沉積物不僅含有大量無機泥砂顆粒,也會吸附沉淀大量有機物,導致污水生化需氧量(BOD)在管網內過度消耗或隨降雨沖刷進入城市河湖水體,成為水體雨后返黑返臭的重要原因。

                      管網是怎么一步步變成“沉淀池”的呢?

                      孫永利介紹,最新頒布的《室外排水設計標準》要求污水管網按0.6 m/s的流速設計,雨水管網和合流管網按0.75 m/s的流速設計,這實際上是避免污水管網顆粒物沉降淤積的關鍵指標之一。但我國很多城市污水管網和合流制管網的旱季流速只有0.1~0.3m/s甚至更低,管網沉積問題比較突出。

                      這樣一來,旱季沉積在管網內的污染物會在強降雨時隨雨水沖刷進入城鎮污水處理廠或排入城市河湖,導致污水處理廠旱季進水懸浮固體(SS)只有100~200 mg/L的城市,降雨期間的溢流污染SS濃度超過1000mg/L的反?,F象?!斑@是我國排水管網的獨有特征,是需要引起行業關注的問題?!睂O永利補充。

                      那當下把管網流速升上來不就行了嗎?

                      但大多數城市短期內難以做到。孫永利解釋,“拋開復雜專業的計算公式簡單來講,在流量一定的情況下,提高流速必須要減小過水斷面面積,也就是降低管網運行水位。但是由于排水系統設計須兼顧降雨期間的排水安全,要在沿河鋪設雨污水管網并預留‘雨水排口’,這些排口易成為污水管網與城市河湖的連接通道。按照‘連通器’的基本原理,河湖水位超過‘雨水排口’標高時,管網水位必須與河湖水位持平。這也意味著污水管網運行水位是受限于城市河湖水位的,如果不能降低河道水位,就很難實現管網水位降低的目標,也就難以達到短期提高流速的效果?!?/p>

                      孫永利以歐美、韓國、日本、新加坡等國家舉例,“這些國家的城市河湖旱季水位通常并不高。比如網友喜愛的‘打卡圣地’韓國清溪川,其親水河段的旱季水深通常只有40~50 cm。再比如新加坡ABC計劃也明確推廣復式斷面設計形式,旱季水位相對較低。這種設計模式不僅有助于解決污水管網長期高水位運行導致的一系列問題,還可以提升城市河湖的排水防澇保安全能力,并為人民群眾提供親水娛樂空間,一舉多得?!?/p>

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                      既然短期內難以解決管網底泥沉積物的沖刷污染問題,還有沒有其他方法?

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                      他解釋,“雨水調蓄池可以調蓄水量、截留污染物,其實本身是一種不錯的選擇。但是我國大部分調蓄池接納的是攜帶有管網沉積物的雨污混合水,這些沉積物會在調蓄池內再次沉淀,加大調蓄池的運維難度,甚至可能出現沉積物厭氧產氣的風險。另外,這種方法通常要求調蓄池3天內排空,這也就意味著需要配套相對較完善的污水處理設施,涉及污水處理設施建設審批、非雨季運行保障等一系列問題。多地采取的調蓄池+一級強化處理模式存在雨后處理不達標的環保風險?!?/p>

                      談及污水處理廠處理措施的局限性,孫永利指出,污水處理廠雨季超量處理是國外經常采用的方式,但這種方法是否適用于國內,就需要具體問題具體分析。國外的污水管網系統多數并沒有污染物沉積問題,降雨期間管網內的污染物增量僅來自于地表徑流,因此污染物總量的增幅并不明顯,這些污染物在降雨期間會被分配到水體沿線溢流口和污水處理廠。簡而言之,降雨期間雖然污水處理廠的處理水量有所增加,但污染物總量反而可能低于非降雨期間。

                      但是,我國的排水系統普遍存在旱季沉積問題,管網沉積物雨季沖刷成為最大的污染物增量,降雨期間管網內的污染物總量和濃度會成倍增長,這個階段增大處理水量的同時也就意味著污染物處理總量的增加。另外污水管網中沉積的大量無機泥砂也會隨降雨沖刷進入城鎮污水處理廠,進一步拉低生物系統的MLVSS/MLSS,降低污水處理廠的運行效能?!霸诠芫W沉積問題沒有徹底解決之前,污水處理廠雨季超量處理并非明智之舉,可能會導致污水處理廠長時間‘帶病作業’,因此必須配套研究新工藝技術進行應對?!睂O永利說。

                      那么汛期已至,短期內該如何做?

                      孫永利認為,雨水排口快速凈化或許是一味“良藥”。

                      雨水排口快速凈化就是指在入河排口建設物理沉淀或過濾、化學混凝沉淀等一級強化工藝設施,快速去除雨污混合水中的顆粒物,協同吸附去除有機污染物、磷酸鹽等,避免顆粒物在城市水體內再次沉積并導致水體黑臭的技術措施。

                      他介紹,這些措施通常具有停留時間短、占地面積小、啟動快速簡便等特點,可以有效解決傳統生物處理技術需要提前培養微生物并在降雨間歇持續維持的難題。雖然一級強化設施無法將雨污混合水處理至相對較高的排放標準,但仍不失為現階段城市水體降雨污染總量削減的一種最經濟有效的措施。

                    (來源:中國水星網)

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