合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染防治技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國城市化進程的加快，城市合流制排水系統(tǒng)的雨天溢流污染問題也日益凸現(xiàn)，本課題在合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染規(guī)律表達、排水管網(wǎng)計算機模型應(yīng)用、調(diào)蓄和就地處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，對比國內(nèi)外現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的差異，完善合流制排水系統(tǒng)工程設(shè)計和運行調(diào)度理論，為最終能夠協(xié)調(diào)”截流能力、調(diào)蓄能力、就地處理能力、優(yōu)化調(diào)度能力”的合理分配，提出因地制宜的上海市合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染防治對策提供技術(shù)支持。課題在國內(nèi)率先完善了合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染的防

2、治理論和技術(shù)，可為上海市以及國內(nèi)其它豐水城市的溢流污染控制提供參考。 選擇上海市蘇州河沿岸有代表性的合流制泵站，采樣實測泵站水質(zhì)過程線，比較旱天與雨天的水質(zhì)差異，分析不同地面社會活動、排水系統(tǒng)的大小、泵站截流方式、管道養(yǎng)護等因素對排水系統(tǒng)的雨天溢流水質(zhì)的影響。研究表明：蘇州河沿岸合流制系統(tǒng)通常在累積雨量10-20mm時開始發(fā)生溢流，雨量20-30mm時，溢流的概率明顯增大。降雨事件發(fā)生溢流的概率在7～15﹪。只有在發(fā)生大暴雨的特

3、別有利條件下，溢流水質(zhì)的污染物平均濃度才會低于同一排水系統(tǒng)旱流污水的污染物濃度，溢流后期水質(zhì)基本接近蘇州河水本底值。而大多數(shù)溢流事件均呈現(xiàn)較高的平均濃度，而且溢流結(jié)束時出流水質(zhì)仍然很差，多數(shù)情況下比該系統(tǒng)的旱流污水還要差。合流制系統(tǒng)溢流水質(zhì)的平均濃度中值范圍為：C01)243～265mg/L，BOD 91～114 mg/L，SS 111～131 mg/L，NH<,3>-N 7.6～8.1 mg/L。該溢流水質(zhì)總體上比美國合流制系統(tǒng)的溢流

4、水質(zhì)要好(TN、NH<,3>-N除外)。合流制系統(tǒng)超過50﹪的徑流水量被截流，代表性泵站溢流污染物年面積負(fù)荷為： COD 405～847 kg/ha·a，BOD 139～397 kg/ha·a，SS 200～387 kg/ha·a，NH<,3>-N 12～26 kg/ha·a。排水系統(tǒng)雨天溢流污染負(fù)荷的構(gòu)成主要來源為：管道沉積>地表徑流>旱流污水。其中管道沉積物遭沖刷形成的污染負(fù)荷比例，在60﹪左右。按較寬松的評價標(biāo)準(zhǔn)，合流制系統(tǒng)出流C

5、OD的初始沖刷影響明顯，SS也有一定的初始沖刷影響；但不具有工程意義上的初始沖刷影響。表明上海市排水系統(tǒng)的雨天溢流，不僅初期、后期也同樣造成嚴(yán)重的污染。 比較德國、日本和美國的合流制排水系統(tǒng)地下調(diào)蓄池工藝設(shè)計方法，分析其在上海地區(qū)的適用性，在此基礎(chǔ)上，研究適合上海市實際情況的雨水地下調(diào)蓄池的設(shè)計參數(shù)和計算方法，利用排水管網(wǎng)計算機模型研究地下調(diào)蓄池在排水管網(wǎng)中的合理位置布局，并對工程實例進行效益分析。結(jié)果表明：上海市調(diào)蓄池設(shè)計目標(biāo)

6、值應(yīng)定為：排水系統(tǒng)排入水體的負(fù)荷小于水體所能接受的容量。以合流一期的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，上海地區(qū)系統(tǒng)截流倍數(shù)與截流量占降雨量比例之間的關(guān)系可擬合為式： y=-0.033[Ln(x)]<'2>+0.2868Ln(x)+0.3835 (x≠0)系統(tǒng)增設(shè)調(diào)蓄池，實質(zhì)上是增大了系統(tǒng)的截流倍數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)的調(diào)蓄量為f(mm)，即單位面積調(diào)蓄量為1000fm<'3>/km<'2>，則增設(shè)調(diào)蓄池后該系統(tǒng)的截流倍數(shù)為： Aψ×1000f 飛一0+焉蔬在確定污染負(fù)荷目

7、標(biāo)削減率后，即可得系統(tǒng)調(diào)蓄池的體積。夢清園調(diào)蓄池的工程實例表明設(shè)置調(diào)蓄池可削減夢清園所在區(qū)域兩泵站年溢流量的80﹪以上。 根據(jù)上海市排水管網(wǎng)雨天溢流水質(zhì)的實際情況，借鑒國外先進處理工藝，開發(fā)了一套中試裝置處理旱流污水，當(dāng)表面水力負(fù)荷為30 m<'3>／m<'2>.h時，處理出水可以達到污水處理綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級；對于雨天溢流處理效果更好，表面水力負(fù)荷達56 m<'3>／m<'2>.h時，SS、COD 和 TP 的去除率分別達到94

8、﹪、84﹪和83﹪。出水水質(zhì)可達到二級排放標(biāo)準(zhǔn)。該套裝置達到穩(wěn)定的時間快，約20min左右，出水水質(zhì)較為恒定，對短時間的沖擊有一定的緩沖能力。并采用流體力學(xué)計算模擬技術(shù)，對該套裝置的核心部分進行了水力分布及池內(nèi)流態(tài)的模擬研究，對改進前后的沉淀池設(shè)計方案進行比較，分析水力特性和預(yù)測處理能力，模型驗證的表面負(fù)荷范圍從4.0到17.0(m<'3>/m<'2>.h)。 在資料調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過建立計算機水力學(xué)模型，提出了同時兼顧“環(huán)?！?/p>