简析城市合流制截污管网溢流污水防控技术

刘庆泉

摘 要：随着城市发展，污水排放量、建成区雨水径流量日渐增加，截污管网的污染问题也逐渐变得严重，特别是溢流污水问题对城市水环境质量影响深远，开展混合截污管网溢流污水防控技术研究，一定程度上能够为城市污水处理提供技术保障。

关键词：城市；合流制截污管网；污水防控

目前，城市排水系统主要分为两种模式，一种是合流制排水系统，即各种废水通过同一管渠混合收集和输送的排水方式。混合污水通过管网送往附近的污水处理厂进行净化处理，超出管网最大流量负荷部分污水直接排入附近水体。另一种是分流制排水系统，即雨水、生活污水和生产废水分别通过两种或以上的不同管道进行收集和输送的方式，污水部分通过管网进入附近的污水厂进行水质净化处理，雨水部分通过简单处理后直接排入附近水体。以下主要就城市合流制截污管网溢流污水作进一步分析。

1 合流制截污管网系统及其溢流现象的成因

1.1 合流制污水管网系统介绍

合流制排水系统主要分为三种，分别是直排式合流制、全处理式合流制和截流式合流制。其中，直排式合流制污水处理系统是对混合污水不进行处理直接排入水道；全处理式合流制是将污水全部进行处理然后再排放；最后一种污水处理系统是将前两种系统进行结合对污水实施处理的系统，在直排基础上修建沿河截流管道，在河道下游修建污水处理厂，并选择一定的位置设置溢流井。

1.2 合流制截污管网溢流现象成原因

1.2.1 原有截污管网截流倍数设计普遍较低

我国常用到的排水系统是截流式合流制排水系统，这种排水系统主要是在靠近河岸的地区建设截污管道，同时在合流干管与截污干管相交前或相交处设置截流井，并在截流干管下游设置污水厂。在旱季时所有污水都排水到污水厂处理，经处理后再排入附近水体。经了解，国外常用的截流倍数取值为2～5，我国最新的室外排水系统设计规范中规定截流倍数取值为1～5，现有合流制排水系统大多数建造时间较早，在设计过程中基于从排水系统建造成本角度考虑，一般采用0.5～1.0的低截流倍数，随着城市的发展，管网系统基本上处于满负荷运行状态，这样的低截流倍数设计未能满足雨天的排水需求。当降雨发生时，随着降雨量的增加，雨水径流也增加，雨水进入截污管网，当混合污水的流量超过截污管网的最大输水能力时，雨水通过截污管网及时排走，部分混合污水从溢流井溢出，直接排入附近水体中。通常情况下将溢流部分的混合污水称作合流制排水系统溢流污水（CSOS）。

1.2.2 没有完善的CSOS污染控制体系

我国对该系统的污染控制技术研究时间较短，研究起步较晚，而一些技术发达的国家已经配备了完善的污染控制体系。由于我国各个城市之间的基础设施和发展程度存在着较大的差异，外加自然条件的影响使得各地的水体污染控制系统不够完善，所以应该根据不同城市的溢流污染特点制定相应污染控制对策，加快完善CSOS污染控制的规范制定。

1.2.3 合流制向分流制的改造缺乏引导方向

我国在早期的截污管网建设中，主要采用是合流制的排水系统，为了使废水达到雨水和污水分离排放的效果，可以将合流制污水排放系统进行改建使其变成分流制排放系统。但是这种改建的方法在城市中是很难实现的，需要在设计过程中对接户管进行改进，通常会造成大量路面的破坏。此外，许多地区的管网建成年代久远，地上建筑物林立，路面相对狭窄，采用这种改建方法工作量相对较大，在改建过程中会耗费更多的人力和物力，还会给经济带来较大的损失，所以选择合适的排水系统应该根据城市具体情况进行确定。

1.2.4 管网养护体制不完善

大多数截污管网已投入使用多年，一直以来都未建立完善的管网养护制度，在日常生活污水排放和降雨过程中，污染物随水体进入管网当中，随着时间的推移，管内的沉积物会越来越厚，从而导致管网的截面面积减少，影响污水的正常排放，当降雨量超出截污管网的最大负荷时，沉积在管内的沉积物在雨水冲刷下溢出，是溢流污水的重要污染来源。另外，部分管网由于城市建设而引起管道塌陷、损坏，未能及时修复，一定程度上影响污水的正常排放。

2 合流制截污管网溢流污水防控技术

防控技术以减少污染物总量为目标，通过对溢流污水开展初始控制、后期处理的的工程技术措施，分两个步骤解决城市截污管网溢流污水问题。

2.1 溢流污水的初始控制技术

溢流污水的初始控制方式有三种，第一种方式是将合流制改为分流制，将合流制截污管网系统改为分流式截污管网系统是最直接，效果最显著的方式，能够从根本上消除合流制截污管网系统的溢流污染问题，但是工程造价高、施工难度大是我们面对的难题，特别是在老旧城区。第二种方式是提高原有合流制截污管网的截流倍数，提高截流倍数能有效解决雨季污水溢流污染现象，截流倍数取值越大，越有利于对雨季溢流污水进行收集，但同时，截流倍数越大，工程造价越高，基于经济适用的考虑，在设计中应充分考虑地区远期和近期用水量、历史最大降雨量的实际情况，选择合理的截流倍数。第三种方式是建造分散式初期雨水处理设施，通过改变地面径流条件，增加降雨向地下的渗透，减少地面径流量，结合城市的建设规划，将部分地面的铺砌材料进行优化，采用多孔材料替代水泥地面，增加雨水的渗入量和减少径流量。对普通渠沟内进行优化改造，可在渠内填充砾石，有利于雨水的快速下渗，且可祛除90%的SS、55%的TP、50%的TN。

2.2 溢流污水后期处理技术

合流制排水系统溢流污水后期处理技术主要有四种不同的设施，第一种是消毒设置，由于污水中含有大量的病原性细菌和肠道病毒等，这些病原体会通过水体传播较多的疾病，会影响到人们的身体健康。所以应该采用消毒剂或是其他的消毒手段去除水中的杂物，对水中存在的病毒性微生物适当进行消灭。第二种污水处理技术是沉淀池，这种技术主要是用来减少溢流污水对水体的污染，在大型沉淀池中投入少量混凝剂就会使悬浮的固体颗粒沉淀，初期雨水经过30min处理后，COD祛除率为88%，SS祛除率为85%，对污水处理效果较好。第三种设施是调蓄池，在合流制系统中设置调蓄设施，是国外解决解决雨季污水溢流的一种常用技术手段。通过在是有效应对降雨期间由于降雨量超过截流管网截流能力和污水处理厂处理能力导致污水溢流的工程措施，未能及时排走的雨水先进入调蓄设施作短暂停留，待雨后再输送到污水处理厂进行处理，调蓄池的容量设计应根据截污管网的截流能力和污水处理厂的污水处理能力进行合理建造。第四种设施是旋流分离器，这种装置主要作用是对溢流进行处理，当降雨量较大超过调蓄池的存储能力时，部分的污水就会进入旋流分离器，通过分流器后，溢流污水在高速旋转作用下会将部分的固体悬浮物沉入到分流器底部，形成固液分离，使得流入排水管道的杂物减少，一定程度上祛除水体中的COD和SS。

3 结束语

合流制截污管网溢流污水治理是目前我国水环境综合治理的难题，部分发达国家已对截污管网溢流防控技术进行了较深入的研究，已形成较为成熟的技术手段，取得了不错的治理效果。我们可以借鉴外国成功经验，结合我国的实际情况，采取相应的措施解决溢流污水污染问题。

参考文献

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