基于改進型SWMM和單位投資環(huán)境效益的截流倍數優(yōu)選.pdf

1、合流制排水系統(tǒng)的截流倍數是直排式合流制排水系統(tǒng)截流改造中的重要參數，其大小的選擇對截流改造工程的環(huán)境效益、管網及污水廠建設投資和運行成本均起著決定性的作用。若截流倍數取值偏大，雨天產生的溢流污水會減少，污染受納水體的程度也會相應降低，但帶來的負面影響是截流干管變大，污水處理廠建設規(guī)模擴增，以及由于額外輸送來的污水增加了處理成本和運行管理費用；反之，截流倍數取值偏小，對水體造成的污染則會加大，不符合可持續(xù)發(fā)展目標。因此，開展截流倍數優(yōu)選方

2、法的研究具有較大的實際應用價值和理論意義，可為類似城區(qū)的管網改造工程提供參考的依據。
　　針對合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染嚴重、污水收集率較低的情況，研究污水廠及截流系統(tǒng)的工程投資、污染物削減量隨截流倍數的變化規(guī)律，提出合流制排水系統(tǒng)截流倍數的優(yōu)選方法，削減合流制排水系統(tǒng)溢流污染負荷。
　　本研究借助通用的SWMM模型軟件，預測合流制排水系統(tǒng)雨天的出流水質，在其中耦合管底沖刷模塊，構建成改進型SWMM模型，并對模型參數進行屬地

3、化研究。利用改進型SWMM軟件預測不同截流倍數合流制排水系統(tǒng)全年污染物截污比，根據工程設計得到不同截流倍數的工程投資，以單位投資環(huán)境效益為優(yōu)化目標優(yōu)選截流倍數。
　　本論文的主要研究結論如下：
　　1、巢湖市排水系統(tǒng)晴天污水水質特征
　　對巢湖市典型的分流制與合流制排水系統(tǒng)晴天污水水質水量分別進行6個和3個周期的24小時監(jiān)測。結果表明：巢湖市城市污水中有機污染物濃度偏低；晴天合流制管道系統(tǒng)出水中污染物濃度低于分流制污水

4、管道系統(tǒng)出水，但污染物濃度波動幅度大于分流制污水管道系統(tǒng)出水，說明大量可沉污染物在晴天沉積于合流制管道系統(tǒng)管底。
　　2、巢湖市排水系統(tǒng)雨天排水水質特征
　　對巢湖市分流制雨水管道系統(tǒng)與合流制管道系統(tǒng)雨天出流水質水量分別進行5場和12場降雨過程跟蹤監(jiān)測。結果表明：合流制管道系統(tǒng)雨天污水中COD遠大于分流制雨水管道系統(tǒng)雨水和合流制管道系統(tǒng)晴天污水中 COD，說明合流管道雨天管底沉積物的沖刷對其水質影響較為顯著；通過對分流制雨水

5、管道系統(tǒng)的出流監(jiān)測數據和M(V)曲線分析，得到雨水初期沖刷延續(xù)時間一般不超過30min。
　　3、改進型SWMM模型的構建
　?。?）利用人工降雨/徑流模型試驗結果、大氣降塵中污染物物理形態(tài)分布比例及研究區(qū)域實際地面覆蓋情況，得到研究區(qū)域COD、TN和TP的地表沖刷系數分別為0.47、0.48和0.45。
　?。?）在傳統(tǒng)的SWMM模型中耦合管底沖刷模塊，利用合流制排水系統(tǒng)雨天水質水量現場監(jiān)測數據對污染物管底沖刷模型參

6、數進行率定，得到COD、TN和TP的沖刷系數分別為0.36、0.15和0.33，沖刷指數均為1.1。耦合了管底底泥沖刷模型后的改進型SWMM模型，對合流制排水系統(tǒng)雨天的水質模擬精度得到了大幅度提高。
　　4、巢湖市舊城區(qū)截流倍數的優(yōu)選
　?。?）假定巢湖市舊城區(qū)未建截流干管、雨天多截流的污水經化學一級強化（CEPT）處理后排放，則不同截流倍數工程投資、污染物去除比不同，以最大單位投資環(huán)境效益為優(yōu)化目標，得到巢湖市環(huán)城河內合流

7、管道最佳截流倍數為n0=4.0，COD、TN和TP的去除比分別為11.7％、1.2%和13.7%。
　?。?）鑒于巢湖市舊城區(qū)截流干管按照n0=5.0設計施工、巢湖市污水廠目前欠負荷運行的狀況，以不增加工程投資為前提，目前舊城區(qū)截流倍數可取4.0，截污比大于20％；將來巢湖污水廠滿負荷運行時，舊城區(qū)截流倍數可取2.0，截污比大于10％。
　?。?）盡管環(huán)城河暫無納污能力，但當n0=4.0時，截流式合流制系統(tǒng)全年溢入環(huán)城河的污