王明阳
中国市政工程中南设计研究总院有限公司, 湖北省武汉市
摘要：随着人民生活水平的提高，城市水环境质量也倍受重视。合流制排水系统的入河排口，在雨季时将对水环境造成巨大冲击，当入河污染负荷超过水环境容量时，将形成黑臭水体，严重影响居民的生活质量。
关键词：合流制；排水系统；溢流污染；溢流频次
引言
近年来，较多学者针对合流制排水系统的溢流污染控制方法、评估目标作出探讨，以城市水环境质量为导向的溢流污染控制理论与体系正逐步完善。
1、合流制溢流污染的概念与特点
1.1合流制溢流污染的概念
城市排水系统分为排水和排水两种类型。其中，混合流排水系统排除了生产污水、工业污水和同一管道内雨水的混合，目前采用封闭流排水系统。此排水系统会在河流停止处建立污水坑，并在河流中建立污水管时建立污水处理设施。一些混合污水排放后，直接排放和采集，成为水中的污染源，污染水严重不足。暴雨条件下，封闭排水系统流入大型雨水排水系统，超出污水处理厂或污水收集系统的设计能力，直接部分排放。这部分溢出的混合污水称为排出混合排水系统的废水。
1.2溢流污染的污染源及特点
雨季，由于工业废水、城市生活污水、地表径流废水和地表径流造成的未使用污染，CSO也流入CSO。因此，CSO的主要污染物包括有机物质、氮和磷、悬浮固体、致病微生物、重金属等有害物质。CSO具有不连续性、突然性和高污染性等特点，较难管理城市污水。CSO污染具有以下特点。(1)降水过程中，降水的变化引起了水流的巨大变化。(2)根据当地气候和降水，浓度将发生显着变化。(3)在一些河流系统中，暴雨过程中，地表径流在短时间内积聚在沟渠中，在CSO过程开始时造成废水流量峰值，初始暴雨导致地表和沟渠中污染物的侵蚀，形成污染物浓度峰值。随着污染物浓度的增加这种现象被称为第一次洗涤，是雨天严重水污染的主要原因。目前，我国大多数旧城区仍采用的是截流式合流的排水体制，在各地区全面实现分类系统改造之前，混流排水系统将存在很长时间。封闭排水系统雨水过多污染问题是造成水环境恶化和城市臭水体形成的主要原因。雨季防洪的主要困难是在防洪与排水和水环境管理之间求得平衡。应根据排放的具体情况和当地条件确定过量污染控制措施。
2、溢流污染控制标准与思路
2.1溢流污染控制标准
总的来说，溢流污染控制标准可分为三类：即年溢流污染总量控制率、年均溢流频次控制率、年溢流体积控制率。三类标准以全流域水环境容量及水质目标为基础，以污染物总量控制为核心，在全流域统筹的原则下，布置全流域水污染防治的总体方案。具体来看，年溢流污染总量削减率这一标准适用于流域内水环境容量已明确的情况，在小流域溢流污染控制方面较为适用，应用在大流域溢流污染控制时，将面临很大的污染调查、水量平衡计算工作。年均溢流平次控制率这一标准，适用于流域内降雨资料齐全，且管道资料详实，管道过流能力确定的情况。年溢流体积控制率法，即从调蓄控制入手，解决污染问题。
2.2溢流污染控制思路
总的来说，结合国内外中心城区合流制排水区域溢流污染控制相关工程的工程实践及解决方式，CSO污染控制主要通过源头削减+过程控制+末端治理相结合的方式解决。(1)源头削减：由远期结合片区海绵城市改造及因地制宜的雨污分流改造实现，达到海绵城市专项规划中污染物削减率需求。(2)过程控制：调整现有截污模式，采取多点、分散截污模式，沿现有渠系新建截污干管、溢流污染调蓄池进行收集控制、处理。过程控制主要有3种方式：①提高排水系统污水截流倍数，增大污水处理厂的处理规模。
②合流制区域实行雨污分流改造，系统范围内小区及市政道路新增污水收集及输送管网。③采取新增截污干管+溢流污染控制调蓄池的方式。
3、合流制排水系统溢流污染控制措施
3.1截流式合流制排水系统被认为是较合理可行的改进措施
保留中心城市的一些衔接管道，沿城市周边水域阻断河流，阻断水流，根据城市发展逐步完善管网，并转向分类系统。该方法得到广泛应用，由于工程量少、投资节约、施工方便、效果快等原因取得了良好的效果。混合流污水储存结构设置在停河主干线的适当位置，超过暗流主干线输送能力和污水处理能力的混合流污水暂时保存在赵队。大雨过后，将脏水泵推广到水库的主干线，最终进入污水处理厂处理，基本上确保了水不被污染或污染。对于污水量大、浓度低的特点，可以选择一级处理、屏面、混凝沉淀工艺、氯消毒工艺，经混合性废水处理后，污染物浓度显着降低，污水污染显着
3.2加强市政污水支管的建设力度，提高支管与总管收集程度的配备度
从水管状况来看，可以提供工程解决方案，改善管网系统，整顿市中心主要地区的组合流量管道，提高市中心循环系统的污水排放率。支撑管网新建并完成管道维护后，定期进行采样监测。雨天排水污染状况、可能的控制措施、减少或改善综合排水系统超载污染、改善雨水利用、缓解城市水资源短缺。在分析混流管网现状的基础上，规划所需的相关预测主要是水和水质。必须分别估算生活水平、工业废水量和雨水径流，研究污水处理和利用方法以及管网、排水系统、泵站和污水处理设施的最佳改造方案，减少生活用水环境恶化造成的人口压力。
4、溢流频次控制率法在工程中的应用
溢流频次控制标准的确定根据《城市黑臭水体治理-排水口、管道、检查井治理技术指南规定》：旱天，确保各类排水口无污水排放，雨天，有效降低排水口溢流，各地结合雨型、雨量、收纳水体情况和“海绵城市”建设，具体制定溢流控制标准，原则上治理后溢流频次应降低50%以上。在缺少以湘江为研究对象的水环境治理规划的条件下，目前收纳水体湘江无法对小西门排口提出具体的溢流频次控制需求，本方案结合现有建设条件，通过经济、技术、可行性等各方面比较，确定将排口溢流频次控制在50%以下。溢流污染频次控制法技术路线总的来说，溢流污染频次控制法分为以下几个步骤。(1)调查与资料收集：首先是要获取工程区的现状管网资料，包括管径、坡度、淤堵情况等；其次，需获取当地的地形、地势、不渗透率等资料；最重要的是排口出流量与降雨量的时间序列关系及典型年全年降雨量、溢流次数。(2)水质水量模型构建：通过基础资料，构建工程区的水质、水量模型，模型建立后，需进行场次降雨情况下的出流情况率定，以及全年降雨情况下的溢流频次分析。(3)方案制定：根据模型及实际情况，制定源头控制、截流、调蓄等方案，对单一方案及组合方案进行工况模拟，并从经济性、适用性角度进行论证。(4)实施与反馈：根据方案进行项目实施，项目建设完毕后，根据运行情况，总结方案制定、模型构建等经验。
结束语
合流制排水系统溢流污染控制是一个比较棘手的难题，有条件的情况下，可采纳年溢流污染总量控制率、年均溢流频次控制率、年溢流体积控制率三类标准对其进行综合论证。其中，若水环境容量无法确定，采用溢流频次控制率法也能起到较好效果。建议在制定溢流污染控制方案时，将水质、水量模型作为评估工具。
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