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泵閥展

第十三屆
上海國際泵管閥展覽會(huì)

FLOWTECH CHINA 2025

2025年6月3-5日

上海 | 國家會(huì)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(jìn)入5月,我國汛期已宣告來臨。除了自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)需要防范外,各地城市或許還面臨一個(gè)令人頭疼的問題——強(qiáng)降雨后,河道“脆弱”,黑臭現(xiàn)象反彈。怎樣使經(jīng)過整治的河道經(jīng)受住暴雨“考驗(yàn)”,是當(dāng)前城市黑臭水體治理急需面對(duì)的問題。

  繼2018年《城市黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》、2019年《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案(2019-2021年)》和2021年《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》印發(fā)后,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部等4部委今年聯(lián)合印發(fā)《深入打好城市黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》,再次強(qiáng)調(diào)“采取增設(shè)調(diào)蓄設(shè)施、快速凈化設(shè)施等措施,降低合流制管網(wǎng)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(bào)記者專訪中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司城市環(huán)境研究院院長、國家城市給水排水工程技術(shù)研究中心副主任,教授級(jí)高級(jí)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(xù)推進(jìn),全國各地雷厲風(fēng)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(jié)合生態(tài)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(cuò)的“答卷”,那雨季呢?

  現(xiàn)實(shí)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(duì)水體質(zhì)量維持形成了新的重大挑戰(zhàn)?!半S著城市黑臭水體治理和污水處理提質(zhì)增效的系統(tǒng)推進(jìn),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(yīng)對(duì)排口截污,管網(wǎng)接納水量超過輸送能力或污水處理廠處理能力所引發(fā)的異地溢流和管網(wǎng)高水位低流速問題,不得不面對(duì)分流制管網(wǎng)錯(cuò)接混接及小散亂排污引發(fā)的雨水管網(wǎng)降雨污染問題,以及合流制管網(wǎng)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(yè)新的關(guān)注點(diǎn)和未來工作方向。”

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  凡是討論城市黑臭水體治理,管網(wǎng)必定是離不開的話題。都知道城市排水管網(wǎng)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(guān)鍵要素。

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

  管網(wǎng)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求污水管網(wǎng)按0.6 m/s的流速設(shè)計(jì),雨水管網(wǎng)和合流管網(wǎng)按0.75 m/s的流速設(shè)計(jì),這實(shí)際上是避免污水管網(wǎng)顆粒物沉降淤積的關(guān)鍵指標(biāo)之一。但我國很多城市污水管網(wǎng)和合流制管網(wǎng)的旱季流速只有0.1~0.3m/s甚至更低,管網(wǎng)沉積問題比較突出。

  這樣一來,旱季沉積在管網(wǎng)內(nèi)的污染物會(huì)在強(qiáng)降雨時(shí)隨雨水沖刷進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠或排入城市河湖,導(dǎo)致污水處理廠旱季進(jìn)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(xiàn)象。“這是我國排水管網(wǎng)的獨(dú)有特征,是需要引起行業(yè)關(guān)注的問題。”孫永利補(bǔ)充。

  那當(dāng)下把管網(wǎng)流速升上來不就行了嗎?

  但大多數(shù)城市短期內(nèi)難以做到。孫永利解釋,“拋開復(fù)雜專業(yè)的計(jì)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?dāng)嗝婷娣e,也就是降低管網(wǎng)運(yùn)行水位。但是由于排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)須兼顧降雨期間的排水安全,要在沿河鋪設(shè)雨污水管網(wǎng)并預(yù)留‘雨水排口’,這些排口易成為污水管網(wǎng)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(biāo)高時(shí),管網(wǎng)水位必須與河湖水位持平。這也意味著污水管網(wǎng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水位降低的目標(biāo),也就難以達(dá)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(wǎng)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(jì)劃也明確推廣復(fù)式斷面設(shè)計(jì)形式,旱季水位相對(duì)較低。這種設(shè)計(jì)模式不僅有助于解決污水管網(wǎng)長期高水位運(yùn)行導(dǎo)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(nèi)難以解決管網(wǎng)底泥沉積物的沖刷污染問題,還有沒有其他方法?

  孫永利認(rèn)為,降雨污染凈化是目前最便捷有效的途徑。工程層面可以采取的措施主要有調(diào)蓄、污水處理廠超量處理、沿河設(shè)置凈化設(shè)施等形式,但孫永利對(duì)前兩種處理方式的應(yīng)用前景持保守態(tài)度。

  他解釋,“雨水調(diào)蓄池可以調(diào)蓄水量、截留污染物,其實(shí)本身是一種不錯(cuò)的選擇。但是我國大部分調(diào)蓄池接納的是攜帶有管網(wǎng)沉積物的雨污混合水,這些沉積物會(huì)在調(diào)蓄池內(nèi)再次沉淀,加大調(diào)蓄池的運(yùn)維難度,甚至可能出現(xiàn)沉積物厭氧產(chǎn)氣的風(fēng)險(xiǎn)。另外,這種方法通常要求調(diào)蓄池3天內(nèi)排空,這也就意味著需要配套相對(duì)較完善的污水處理設(shè)施,涉及污水處理設(shè)施建設(shè)審批、非雨季運(yùn)行保障等一系列問題。多地采取的調(diào)蓄池+一級(jí)強(qiáng)化處理模式存在雨后處理不達(dá)標(biāo)的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)?!?/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(jīng)常采用的方式,但這種方法是否適用于國內(nèi),就需要具體問題具體分析。國外的污水管網(wǎng)系統(tǒng)多數(shù)并沒有污染物沉積問題,降雨期間管網(wǎng)內(nèi)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(huì)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(tǒng)普遍存在旱季沉積問題,管網(wǎng)沉積物雨季沖刷成為最大的污染物增量,降雨期間管網(wǎng)內(nèi)的污染物總量和濃度會(huì)成倍增長,這個(gè)階段增大處理水量的同時(shí)也就意味著污染物處理總量的增加。另外污水管網(wǎng)中沉積的大量無機(jī)泥砂也會(huì)隨降雨沖刷進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠,進(jìn)一步拉低生物系統(tǒng)的mlvss/mlss,降低污水處理廠的運(yùn)行效能?!霸诠芫W(wǎng)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(huì)導(dǎo)致污水處理廠長時(shí)間‘帶病作業(yè)’,因此必須配套研究新工藝技術(shù)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。”孫永利說。

  那么汛期已至,短期內(nèi)該如何做?

  孫永利認(rèn)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(shè)物理沉淀或過濾、化學(xué)混凝沉淀等一級(jí)強(qiáng)化工藝設(shè)施,快速去除雨污混合水中的顆粒物,協(xié)同吸附去除有機(jī)污染物、磷酸鹽等,避免顆粒物在城市水體內(nèi)再次沉積并導(dǎo)致水體黑臭的技術(shù)措施。

  他介紹,這些措施通常具有停留時(shí)間短、占地面積小、啟動(dòng)快速簡便等特點(diǎn),可以有效解決傳統(tǒng)生物處理技術(shù)需要提前培養(yǎng)微生物并在降雨間歇持續(xù)維持的難題。雖然一級(jí)強(qiáng)化設(shè)施無法將雨污混合水處理至相對(duì)較高的排放標(biāo)準(zhǔn),但仍不失為現(xiàn)階段城市水體降雨污染總量削減的一種最經(jīng)濟(jì)有效的措施。

(來源:中國水星網(wǎng))

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