《吕永鹏--超大城市雨天排水污染治理目标与策略.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吕永鹏--超大城市雨天排水污染治理目标与策略.pdf（33页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、超大城市雨天排水污染治理目标与策略研究吕永鹏正高 博士 研究院院长上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司2023年8月现状问题国内外经验治理目标治理策略1234总结与思考5一现状问题1.1 雨天排水污染问题雨天排水污染来源示意图 现状问题两轮中央环保督察指出全国范围内多地存在雨天排水污染现象我国城镇排水基础设施建设日趋完善，传统点源污染得到有效控制雨天排水污染已凸显成为城市水环境雨天排水污染已凸显成为城市水环境改善的瓶颈难题改善的瓶颈难题41.2 超大城市雨天排水污染案例分流制管网存在雨污混接和违规排放问题与挑战132456合流制管网溢流污染管道沉积物冲刷排放缺乏污染控制标准和管控目标城市雨

2、水径流面源污染部分区域末端处理能力不足 问题与挑战 合流制管网溢流污染、分流制雨污混接、管道沉积物、雨水径流污染等是超大城市雨天排水污染治理面临的主要问题 适用性雨天排水污染控制标准和管控目标的缺失是制约污染治理进程的关键因素之一超大城市雨天排水污染治理主要问题与挑战6二国内外经验美国西雅图金县合流制溢流污染（CSO）治理案例金县（King County）管辖范围内纳入美国国家污染物排放削减（NPDES）许可管理的排水设施包括：38个CSO排放口、4座CSO处理厂及西点污水处理厂。CSO排放纳入排污许可管理CSO处理厂和调蓄设施建设 工艺：一级处理+消毒 旱天：作为泵站，送至西点污水厂 小雨：

3、利用配套调蓄设施储存，待下游排水系统有富裕能力时，送至西点厂或南部厂 大雨：超出调蓄能力时经CSO厂处理后排放2.1 国外经验（美国）参考文献：王文亮,张昱,蔡然等.美国金县合流制溢流控制案例之技术与标准J.中国给水排水,2022,38(08):99-107.金县主要CSO控制设施分布图AlKi CSO处理厂工艺流程（峰值24.6万m3/d）基于技术的排放限值标准对CSO处理厂制定了基于处理技术的污染物排放限值主要包括SS、粪大肠杆菌、总余氯等指标8美国分流制雨水系统非法排污治理EPA非法排污定义非法排污（illicit discharge）：是指任何旱季进入分流制雨水管道的含有污染物或致病微

4、生物的可计量的流量。非法排污最常见的起因就是雨污混接。雨污混接以外特定点源的非法排污，其污染源被称为“污染发生点”（generating site）污染溯源技术对雨水系统中外水类型分类，并提出可以通过不同外水的“化学指纹”（水质特征指标）识别外水来源的污染溯源技术。非法排污排查整治美国在20世纪80-90年代进行了大量的非法排污治理研究与实践工作2004年EPA发布了非法排污检查和整治技术指南，该指南对非法排污问题排查、污染源溯诊断、整治实施方法、防治技术和手段等进行了较为详尽的阐述。美国的NPDES排污许可管理制度中，对于服务人口超10万人的分流制雨水系统提出了在排污许可周期内必须建立持续的

5、非法排污排查整治项目的要求。部分规定的分流制小型雨水系统也应开展非法排污方面的公众教育和排查整治工作。历史案例：80年代，密歇根州休伦河污染治理项目，对1000多家企业、住宅等排水户开展了染色实验排查，发现有60%的汽车服务类企业，67%的制造业企业，88%的批发/零售机构都存在非法排污现象；所有的电镀车间都发现了非法排污，19家居民住宅直接将排污设施接入雨水管网。2.1 国外经验（美国）10 2003年，日本修订下水道法，提出合流制对策指南要求各城市制定溢流污染控制长期计划 全日本170座城市需在10年内（20042013年），21座城市需在20年内（20042023年）完成如下治理目标：合

6、流制排水系统全年外排总污染负荷应等于或小于相同区域假设的分流制系统的外排污染负荷。具体要求为各排放口（包括所有溢流排放口和污水处理厂排口）全年外排的污染物（以BOD5计）平均浓度不超过40mg/L未经处理直接溢流的次数减半 所有溢流构筑物必须设置固体颗粒物拦截控制的措施制定合流制溢流中长期治理目标2.2 国外经验（日本）11溢流污染控制标准编制 发布（DB4201/T 652-2021）水环境保护溢流污染控制标准全国首个溢流污染控制工程技术标准用于指导武汉市新、改建溢流污染控制工程设计。发布（DB4201/T 666-2022）城市排水系统溢流污染控制技术规程对溢流污染处理设施的进出水水质、设

7、计规模、处理技术等进行了规定。表5 受纳水体污染物控制标准 年污染物平均当量浓度：雨天经排水口直接排入受纳水体的污染物总量占排水口全部径流雨水量的比例 按照水功能区水质标准确定受纳水体污染物控制标准 条文6.3.1 溢流污水控制标准受纳水体分级A标B标C标受纳水体分级界定III类以上水质管理目标的湖泊或面积小于1km2的其他湖泊面积大于1km2的IV类和V类水质管理目标的湖泊河流港渠、外江和其他水体年污染物平均当量浓度（COD）2030402.3 国内经验（武汉）提出受纳水体的分级标准和不同级别受纳水体的年污染物平均当量浓度（COD）控制标准12合流制溢流污染控制工程案例黄孝河CSO调蓄及强化

8、处理工程 溢流污水截流后进入调蓄池，经强化处理设施处理后排放 调蓄池规模为25万m，强化处理设施规模为6m/s，相当于53万m/d，仅雨天运行 处理工艺：细格栅-曝气沉砂池-高效沉淀池-精密过滤-紫外消毒项目实施目标：控制黄孝河明渠起端CSO溢流次数10次/年;污染物削减量：COD：2556t/年，SS：4090t/年，TP：38t/年。黄孝河CSO强化处理设施平面图2.3 国内经验（武汉）132.4 国内经验（上海）雨天排水污染控制政策上海市城镇雨水排水规划（2020-2035年）强排系统初期雨水截流标准合流制11毫米，分流制5毫米 基于30年的降雨数据，合流制11毫米可截流85%的降雨场次

9、和55%的降雨量，调蓄设施具有最高的环境经济效益比环境容量分析降雨特征分析效益最优区 1015mm142.4 国内经验（上海）就地处理工程应用位置：蒙自泵站，有截流设施，16.8m3/s（北虹北、康健、田林泵站试行）设施规模：50m3/d（旱天），出水原位回用于绿化、道路冲洗；2000 m3/d（雨天），重新进入集水井蒙自泵站和一体化装置运行流程（蓝色为雨天运行模式）CODCrBOD5SSTPNH3-NTN雨天-进1501002.0雨天-出50100.5旱天-进3001402003.51525旱天-出5010100.551516雨天排水污染控制工作合流制溢流污染控制政策 2021年发布北京市城

10、市积水内涝防治及溢流污染控制实施方案(2021年2025年)工作任务四：提高溢流污染控制能力针对中心城区雨污合流溢流污染问题，以清河、凉水河、通惠河、坝河考核断面水质全天候稳定达标为约束条件，通过各流域排水系统及河流水质的模拟分析，明确雨污合流溢流污染控制措施分区域分类型对陶然亭公园等92处合流溢流口实施调蓄净化治理。合流制溢流污染控制工作 源头治理持续开展“清管行动”“清河行动”，在排河口建设垃圾拦截装置，建立排水管道、河道常态化维护工作机制。过程控制加强农业面源污染防治，重点加强对医疗机构、实验室及洗涤、等重点污染企业及农村地区企业、民宿、农家院等排水户污水收集、处理的监管，依法严厉查处违

11、法排水行为。末端调蓄已建设龙潭湖调蓄净化试点项目，在东城区龙潭湖公园湖底建设了6万立方米调蓄池，地上恢复为公园绿化和景观。未来将充分利用人防工程、河道两岸地下空间，加快首都功能核心区合流制溢流污水调蓄净化设施建设。中心城区将建设清河、坝河、凉水河、通惠河四大流域溢流污染控制工程体系，总溢流污水调蓄净化能力达到50万立方米北京龙潭湖公园排河口水力滚刷2.5 国内经验（北京）1718雨天排水污染控制政策深圳市 2021 年水污染治理工作方案 工作任务一：开展排水系统提质增效行动1.持续开展雨污分流，正本清源查漏补缺。2.持续开展排水管渠修复改造。9.有序推进调蓄池建设。提升雨天污水调配调蓄能力，科

12、学合理地落实调蓄调配设施空间布局，2021 年推进 22 座调蓄设施建设，建成 14 座，新增调蓄规模 50.86 万方。10.强化治污设施运行调度。编制各流域污水晴天、雨天、应急工况调度方案，提升污水处理效能。加强治污设施运行维护，加大联调联控力度，最大限度发挥系统效能。制定污水处理设施晴天雨天差异化功能定位、调度方案和排放标准，提升雨天污水处理能力。强化雨天溢流污染控制，实现小雨无溢流，中雨雨后2 天、大雨及以上 3 天河流水质达标。雨天排水污染控制工程龙岗河末端调蓄池建设亚洲第二大调蓄池服务范围和规模：调蓄范围为龙岗河干流区间及各子流域转输水量，总调蓄服务面积50.43km2，调蓄标准为

13、10mm/场,降雨历时为1.5h的初(小)雨，占地面积约7.5万平方米，设计容积达到27.5万立方米。调蓄池功能：近期与沿河截污系统衔接，主要控制片区合流制溢流污染;中期在实现雨污分流后,主要用以收集初小雨下的面源污染;远期在片区面源污染得到控制后,可作为雨水收集资源化利用。2.6 国内经验（深圳）三治理目标合流制溢流频次描述合流制溢流发生频率的指标，用年均值来表示。溢流频次标准制定的主要依据是本底条件和受纳水体敏感度。管网类型及养护水平、降雨量、城市化程度等因素导致不同城市的本底溢流频次数值有较大差异。合流制溢流体积控制率通过截流、调蓄、处理等措施削减或收集处理的雨天溢流的合流污水体积与总溢

14、流污水体积的百分比。是美国、加拿大等国家合流制溢流污染控制的主要指标之一。美国各州针对溢流体积控制率提出了具体的指标值。合流制溢流控制效率不产生溢流的径流雨水占雨水径流总量的百分比，又称CSO效率。利用水文模型进行 10 年以上的降雨连续模拟；并将溢流量或径流量的体积单位换算为深度单位。奥地利、德国等欧洲国家将CSO效率作为CSO处理、储蓄设施的设计指标3.1 国外雨天排水污染主要控制指标参考文献：李俊奇,周金成,杨正等.合流制溢流控制指标与标准制定研究J.水资源保护,2021,37(01):124-131.20 国外主要采用合流制溢流频次、溢流体积控制率、溢流控制效率以及污染物排放浓度限值等

15、指标污染物排放浓度限值对污染物排放浓度进行限制，常采用年均值、月均值、周均值等。基于技术的限值：指根据现有技术的污染物处理能力并考虑对受纳水体的影响确定的排放限值。例如，美国对于BOD、TSS等传统污染物，采用基于最佳传统污染物控制技术得到排放限值（BCT法）；非传统污染物和有毒污染物的排放限值采用最佳技术经济可行法(BAT法)确定。基于受纳水体水质保障的限值：通常包括常规污染物、急性氨中毒、溶解氧、细菌标准等。急性氨中毒指标：在欧洲国家应用较 广，例如，英国的标准中对鲤鱼科与鲑鱼科为主的水体的CSO 污水 1 h平均氨浓度进行了规定，鲤鱼科水体不应 高于5 mg/L，鲑鱼科水体不应高于 2.

16、5 mg/L。溶解氧指标：美国各州对不同用途水体的溶解氧浓度制定了不同的标准。类比分流制系统的限值：日本规定雨季各 CSO 排口全年外排的污染物(以 BOD5计)平均浓度不高于40 mg/L，该限值根据相同情况下分流制排水系统的水质情况确定。3.1 国外雨天排水污染主要控制指标参考文献：李俊奇,周金成,杨正等.合流制溢流控制指标与标准制定研究J.水资源保护,2021,37(01):124-131.21223.2 我国现行国家标准主要相关国家标准主要相关国家标准GB 55027-2022城乡排水工程项目规范GB 50014-2021室外排水设计标准GB 50513-2009城市水系规划规范（20

17、16版）GB/T 51345-2018海绵城市建设评价标准关于污染控制措施的规定关于污染控制措施的规定合流制截流：合流制截流：制定截流倍数，减少溢流调蓄设施调蓄设施：雨后错峰送入污水处理厂就地处理就地处理：下游设施不能接纳时采用；需考虑水环境容量，但没有明确的排放标准关于雨天排水控制标准的规定关于雨天排水控制标准的规定影响因素影响因素：受纳水体水环境容量、降雨、现有设施条件具体指标具体指标：年均溢流频次、年均溢流污染控制率/年溢流体积控制率、处理后污染物排放浓度3.3 雨天排水污染管控目标探索建议 建议针对合流制和分流制系统分别提出污染排放控制目标合流制排水系统应根据当地降雨特征、受纳水体水质

18、目标和水环境容量、下游污水处理厂规模和服务范围内源头减排设施规模等因素合理确定合流制溢流污染控制标准；并可采用年均溢流频次、年均溢流体积控制率或溢流排放污染物浓度限值等指标；当采用年均径流体积控制率时，应明确对应设计降雨量。分流制排水系统应根据当地降雨特征、受纳水体水质目标和水环境容量、现状排放水质水量特征，制定雨水泵站排水污染管控目标，可采用排放污染物浓度限值指标，并针对不同季节（如旱季、雨季或汛期、非汛期）提出差异化管控目标。23四治理策略4.1 总体思路综合施策建管 并 重根据雨水出水口或雨水/合流泵站的服务范围划分排水分区，以排水分区为单元进行溢流污染管控和系统治理。系 统 治 理从源

19、头-过程-末端全过程着手，针对影响溢流污染的多个环节，综合施策。设施建设与养护管理并重，注重长效运维管理。264.2 系统分析 排水分区管控单元可根据雨水出水口或雨水/合流泵站的服务范围划分排水分区，以排水分区为单元进行污染管控。系统问题分析针对排水分区单元开展系统问题分析，基于分区内排水设施建设情况、雨天排水污染控制措施、雨水出水口水质水量特征、分区内泵站运行数据等资料，开展排水分区雨天排水污染情况和成因分析。基于系统性问题采取“源头-过程-末端”全过程技术措施开展治理274.3 源头管控源头海绵设施削峰控污通过源头海绵设施建设，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化和利用能力，可以起到减少雨天径

20、流总量和峰值流量，减轻径流面源污染的作用。典型削峰控污技术措施：生物滞留设施、雨水湿地、透水铺装、下凹式绿地、绿色屋顶、雨水收集罐、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带等。源头强化调蓄净化生物滞留技术中试实验SS、CODCr和TP的去除率分别达85.0%、58.0%和42.0%源头地块雨水湿地调蓄净化284.3 源头管控源头排水户雨污混接和违法排污整治市政管网为分流制的地区，源头雨污混接和违法排污是雨天排水污染的重要来源。源头排水户混接包括接户管纳管混接和排水户内部混接。建议针对沿街餐饮企业、洗车修车店、住宅小区（特别是阳台排水问题）、高校企事业单位等重点排水户分类开展混接排查和改造。阳台雨污混接餐饮

21、污水混接洗涤污水倾倒路边洗车污水294.4 过程控制市政管网雨污混接整治针对分流制系统，以排水分区为单元，开展市政管网系统性混接排查整治市政管网混接排查应优先通过雨水出水口污染物浓度较高的排水分区开展排查；一般可采用溯源调查法，从雨水泵站或雨水出水口开始向上游溯源，先干管后支管雨污混接整治是一个长期任务，存在整改不彻底、返潮等现象；建议通过智慧监管平台建设、执法监督等方式建立并完善雨污混接长效管理机制304.4 过程控制市政管网清淤养护 典型分流制排水系统污染溯源研究发现，管道蓄存污染物是雨天排水污染的主要来源之一 对于污染较为严重的区域，应加强管道清淤养护，减轻管道沉积物带来的污染问题314

22、.5 末端治理合流制系统截流调蓄 合流制溢流污染控制推荐采用蓄排结合方式，根据旱流污水特征、受纳水体水质目标和水环境容量、排水区域大小等因素综合确定截流倍数（一般宜采用25），并应统筹截流调蓄设施和下游污水系统负荷。超出截流设施能力的雨天水量，可通过调蓄设施收集调蓄，雨后错峰排放至污水厂处理。用于合流制溢流污染控制的调蓄设施的规模应根据当地降雨特征、合流制溢流污染控制标准、汇水面积、场地空间条件等因素确定，并可采用数学模型法进行复核。324.5 末端治理就地处理设施建设 对于有条件的排水分区，可结合调蓄池或泵站，建设就地处理设施，雨天处理后排放。旱天可结合河道生态补水和雨水回用等资源化利用途径

23、，水质达标后进行回用。就地处理应优先选用反应时间短、可沉淀颗粒污染物去除效率高、设施占地小的技术装备。建议根据受纳水体水环境质量要求和资源化利用要求，制定调蓄池和泵站就地处理设施标准。334.5 末端治理泵站和排口污染拦截 漂浮垃圾的治理方面，可在末端设置垃圾拦截装置增设泵站集水井漂浮垃圾清理装置 和 排口垃圾拦截装置拦截漂浮垃圾，并及时养护清理排口塑料拦网可结合生物填料构建生物膜屏障，实现污染物的原位净化34五总结与思考5 总结与思考 雨天排水污染治理是我国城市水环境持续改善的必经之路，也是世界各国城市面临的共同难题 雨天排水污染排放管控目标的制定非常有必要，应区分合流制分流制分别提出 雨天排水污染问题应系统分析系统治理，采取源头-过程-末端全过程治理措施 合流制溢流污染治理推荐采用蓄排结合方式，制定合理的截流倍数，末端结合调蓄设施建设和就地处理 分流制更要重视源头污染治理，提高管网质量，清污分离36感谢各位专家，敬请批评指正！