0915中國(guó)給水排水2020年中國(guó)排水管網(wǎng)水環(huán)境大會(huì).docx
0915中國(guó)給水排水2020年中國(guó)污水處理廠提標(biāo)改造(污水處理提質(zhì)增效)高級(jí)研討會(huì).docx
題目:對(duì)我國(guó)城市排水防澇工程體系構(gòu)建的思考
報(bào)告人:中規(guī)院(北京)規(guī)劃設(shè)計(jì)公司生態(tài)市政院 王家卓 院長(zhǎng)/教授級(jí)高工
王家卓:東京的合流制溢流污染控制經(jīng)驗(yàn)及對(duì)中國(guó)的啟示
時(shí)間:2020-07-01
來(lái)源: JIEI創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
作者:王家卓
近期,針對(duì)城市黑臭水體治理推進(jìn)過(guò)程中遇到的掣肘——污水溢流導(dǎo)致的面源污染,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院及生態(tài)環(huán)境部水專項(xiàng)管理辦公室組織召開(kāi)了“促進(jìn)城市黑臭水體長(zhǎng)治久安推動(dòng)城市面源污染全面管控研討會(huì)”。會(huì)議邀請(qǐng)到北京建筑大學(xué)教授車伍、生態(tài)環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院水環(huán)境部主任王東、中規(guī)院北京公司生態(tài)市政院院長(zhǎng)王家卓、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王凱軍、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副研究員劉艷臣等業(yè)內(nèi)專家,及來(lái)自行業(yè)多家代表企業(yè)的決策力量,共話溢流污染的現(xiàn)狀問(wèn)題及控制思路。
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目前正值夏季雨水多發(fā)期,溢流污染主題系列研討稿件,本篇為系列第2篇。
我國(guó)城市排水體制的現(xiàn)狀排水體制是城市排水中不可避免的話題,不同的排水體制面臨不同的問(wèn)題,需要不同的解決方案。從雨污水管網(wǎng)是否用一根管,可以簡(jiǎn)單分為合流制和分流制排水系統(tǒng)。
中國(guó)設(shè)市城市分流制污水管網(wǎng)約26.5萬(wàn)公里,合流制排水管網(wǎng)約11萬(wàn)公里。中國(guó)不少大城市都有不同比例的合流制排水系統(tǒng),如北京、上海、武漢等。
按管網(wǎng)長(zhǎng)度計(jì)算,我國(guó)658個(gè)城市中合流制排水系統(tǒng)約占1/3,如果按照比例來(lái)說(shuō),我國(guó)排水系統(tǒng)合流制的比例比德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家要低。
目前我國(guó)合流制排水系統(tǒng)面臨的問(wèn)題一是對(duì)合流制排水系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)存在一些誤區(qū)。現(xiàn)在不少管理層人員片面地認(rèn)為合流制不好、分流制好,認(rèn)為必須把合流制改成分流制才能解決黑臭水體問(wèn)題,其實(shí)這是一個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)。
英國(guó)院士David Butler在他所著的《Urban Drainage》一書(shū)中,對(duì)合流制和分流制做了全面的比較。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),分流制有優(yōu)勢(shì),也有劣勢(shì),比如在管理上容易造成混錯(cuò)接,比如降雨徑流污染不好控制等。合流制也存在著很多優(yōu)勢(shì),比如不存在混錯(cuò)接,比如經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)的合流制排水系統(tǒng)可以在一定程度上解決城市面源污染的問(wèn)題。
二是城市規(guī)劃不到位。很多城市總體規(guī)劃中關(guān)于城市排水體制,都是同樣一句話:近期保持合流制,遠(yuǎn)期改為分流制。到底什么時(shí)候改為分流制?現(xiàn)在能不能改?均不明晰。但對(duì)合流制沒(méi)有實(shí)施雨污分流改造之前,我們?cè)谝?guī)劃設(shè)置污水處理廠等設(shè)施的時(shí)候,卻是將其當(dāng)成分流制來(lái)對(duì)待的。
三是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺失。合流制排水系統(tǒng)既然存在,我們就要承認(rèn)現(xiàn)實(shí),并明確這個(gè)系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)方法。當(dāng)前關(guān)于合流制溢流污染控制政策、標(biāo)準(zhǔn)都是缺乏的,合流制地區(qū)污水廠雨天排放應(yīng)該采用什么樣標(biāo)準(zhǔn),污水廠規(guī)模如何配置,都不明確。
四是合流制溢流污染總體缺乏控制。現(xiàn)在有些地方是一刀切改分流,改不了的就不去控制溢流,甚至一年溢流六七十次。由于合流制管網(wǎng)管徑較大,平時(shí)容易沉積,雨天沖刷出來(lái)的污染物較多,因而有些地方溢流到河道里的污染物濃度比污水廠進(jìn)水濃度還要高。
五是由于外水大量進(jìn)入,合流制系統(tǒng)截污效率不高。合流制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候是要考慮截流倍數(shù)的,這是要給雨天的雨水留出空間的。但是現(xiàn)在由于大量的河水、地下水的倒灌或入滲、施工降水排入等問(wèn)題,加之管網(wǎng)維護(hù)不善部分管段淤積嚴(yán)重,導(dǎo)致很多合流制系統(tǒng)旱天處于滿管狀態(tài),截流倍數(shù)失效。這種情況下,只要下一點(diǎn)雨就會(huì)出現(xiàn)溢流;即便不下雨,污水廠進(jìn)水濃度也很低下。我國(guó)南方很多城市污水廠進(jìn)水濃度都不高,總體來(lái)說(shuō),合流制地區(qū)這一問(wèn)題更為突出一些。
日本溢流污染控制經(jīng)驗(yàn)合流制排水系統(tǒng)在國(guó)外普遍存在。紐約、倫敦、巴黎、東京等大城市也都是以合流制為主的排水系統(tǒng)。
以東京為例,東京的年降雨量較多,約1540毫米,且地下水位比較高。東京都23區(qū)人口940萬(wàn)左右,合流制排水系統(tǒng)的比例占82%。但該區(qū)域的進(jìn)水濃度并不低,根據(jù)2018年的數(shù)據(jù),全年平均進(jìn)水BOD5達(dá)171mg/L,比國(guó)內(nèi)類似情況下進(jìn)水濃度高得多。東京應(yīng)對(duì)合流制排水系統(tǒng)溢流污染的經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)為幾條:
一是不折騰,合流制區(qū)域劃分相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)比東京近幾年的城市排水體制圖,可以看到,東京現(xiàn)在合流制的區(qū)域比較穩(wěn)定。對(duì)于這些區(qū)域,東京沒(méi)有簡(jiǎn)單地推行雨污分流改造,而是出臺(tái)了相關(guān)技術(shù)指南,日本較早就發(fā)布了《合流制下水道溢流對(duì)策與暫定指南》,提出合流制的溢流控制標(biāo)準(zhǔn)為等同于分流制的污染水平;之后又發(fā)布《下水道法施行令》,進(jìn)一步明確雨天合流制污水溢流排放的標(biāo)準(zhǔn)。
二是有明確的合流制溢流污染綜合控制對(duì)策。包括源頭雨水徑流控制(包括滲透和調(diào)蓄)、管網(wǎng)截流、排放口和泵站處設(shè)置的調(diào)蓄池、溢流口漂浮物控制措施和污水廠雨天處理能力等,通過(guò)這些綜合措施,確保合流制排水系統(tǒng)的污染能降低到分流制排水系統(tǒng)的效果。
對(duì)于雨水徑流管控,東京都23區(qū)有著完善的“雨水流出抑制”的要求(類似于中國(guó)海綿城市的源頭雨水管控),大于500平米的開(kāi)發(fā)建設(shè)行為,都需要有雨水徑流管控。每公頃控制容積從500立方米到950立方米不等,包括屋頂、樓棟間、公園等各個(gè)地方都有相應(yīng)設(shè)施。這一標(biāo)準(zhǔn)比中國(guó)目前在推行的降雨年徑流總量控制率的標(biāo)準(zhǔn)要高很多。除了有利于減緩城市內(nèi)澇之外,“雨水留出抑制”很大程度為了控制和減緩合流制溢流污染。
在23區(qū)中,目前有9個(gè)區(qū)目前可以享受雨水源頭控制補(bǔ)貼,一戶大概最多能補(bǔ)貼40萬(wàn)日元,大概相當(dāng)于2.5萬(wàn)人民幣,但是這僅僅是針對(duì)私人住宅的開(kāi)發(fā)建設(shè)行為,對(duì)于公共建筑,是必須無(wú)條件落實(shí)雨水流出抑制要求的。23區(qū)中其他的區(qū)在開(kāi)發(fā)建設(shè)中也必須要落實(shí)雨水管控措施。
在末端處理環(huán)節(jié),東京十幾個(gè)污水廠幾乎都引入了雨水處理改造工藝,引入了高速過(guò)濾系統(tǒng),對(duì)一級(jí)處理系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化,確保雨天能增加處理量。如芝浦污水廠,雨天能夠處理旱天的3倍流量,其中有1倍進(jìn)入生化系統(tǒng),2倍通過(guò)高速過(guò)濾系統(tǒng)處理后允許排放。
總體來(lái)看,日本,德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家對(duì)于合流制排水系統(tǒng)溢流污染治理,不是簡(jiǎn)單直接地要求分流改造,而是綜合考慮,能分則分,不能分的則綜合利用綠色與灰色設(shè)施,控制溢流污染。合流制溢流污染控制是非常系統(tǒng)的工程,不是通過(guò)一項(xiàng)調(diào)蓄池就能夠解決的問(wèn)題,還需要源頭、管網(wǎng)、泵站、調(diào)蓄等多方位的綜合管控。
對(duì)我國(guó)合流制溢流污染控制的思考針對(duì)我國(guó)合流制排水系統(tǒng)的的問(wèn)題,有以下幾個(gè)方面的思考和建議:
一是不應(yīng)一刀切,不顧實(shí)際情況地推雨污分流改造,因?yàn)橛幸恍┑胤酱_實(shí)不具備雨污分流改造的條件。而且應(yīng)正確認(rèn)識(shí)各種排水體制的優(yōu)劣,并根據(jù)各地實(shí)際情況施以相應(yīng)管控治理措施。對(duì)于能夠雨污分流的,還是盡量去分流,而且要分干凈分徹底,對(duì)于確實(shí)不具備條件的,也應(yīng)該允許合流制的存在?梢园押狭髦葡到y(tǒng)頻繁溢流、未加控制當(dāng)成問(wèn)題,但是不應(yīng)該把雨污沒(méi)分流當(dāng)成問(wèn)題要求地方整改。
二是應(yīng)盡快出臺(tái)合流制溢流污染控制政策和技術(shù)指南。目前,在國(guó)辦(2015)75號(hào)文中,明確提出“控制滲漏和合流制污水溢流污染”?梢砸源藶槠鯔C(jī),陸續(xù)推進(jìn)控制政策和技術(shù)措施。
三是用海綿城市的理念,采用綠色與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合的思路來(lái)治理溢流污染。不一定每個(gè)城市都要有深層隧道,很多城市如果按照海綿城市的思路,也可以將溢流次數(shù)控制在較低的水平。
四是加強(qiáng)地表清潔,管網(wǎng)清疏維護(hù)。在美國(guó)西雅圖市的合流制溢流污染控制措施里,有一條就是街道清掃,并列出需要截取清掃頻率的街道范圍。我國(guó)目前地表清潔、管網(wǎng)清疏不太到位,很多北方城市路面能看到飯館及洗垃圾桶直接流出來(lái)的水,這些做不到位也會(huì)加劇溢流時(shí)候的污染。
五是截流管網(wǎng)非常關(guān)鍵,截流倍數(shù)適當(dāng)。目前很多城市管網(wǎng),在旱天也處于高水位運(yùn)行的狀態(tài),原來(lái)設(shè)計(jì)的截流倍數(shù)失效,這種情況下再怎么治理也很難治好;必須有合理的截流倍數(shù),并且能夠防止外水入滲和倒灌,還要做好請(qǐng)疏養(yǎng)護(hù),確保截流倍數(shù)有效。
六是調(diào)蓄規(guī)模要合理,還要上智能和實(shí)時(shí)控制,而且還要和污水廠規(guī)模與處理能力匹配。采用調(diào)蓄是能夠有效削減峰值流量,減少溢流的有效方式。至于調(diào)蓄的形式和方式,可以結(jié)合用地條件等制約因素,建設(shè)調(diào)蓄池或者調(diào)蓄管,迫不得已的還可以論證深層調(diào)蓄的方案。
七是溢流口應(yīng)設(shè)置合理,達(dá)到“旱天關(guān)得死,雨天打得開(kāi),外水擋得住”的標(biāo)準(zhǔn),這樣能夠解決內(nèi)澇問(wèn)題,防治外水倒灌,確保污水廠進(jìn)水濃度的穩(wěn)定。
八是要盡快制訂合流制溢流污染控制的排放標(biāo)準(zhǔn),合流制在雨天接納大量污水,水量水質(zhì)與平時(shí)大不相同,對(duì)于合流制地區(qū)的污水處理廠,不應(yīng)該統(tǒng)一要求雨天、旱天都達(dá)到一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn),這樣不現(xiàn)實(shí)也不科學(xué)。這種管理方式就會(huì)出現(xiàn)不處理污水溢流排河可以,處理了沒(méi)達(dá)到一級(jí)A(或者一級(jí)B)就要被處罰的悖論。針對(duì)合流制的系統(tǒng),允許溢流多少、如何計(jì)量與考核、雨天執(zhí)行什么樣的排放標(biāo)準(zhǔn)等,都應(yīng)當(dāng)有明確標(biāo)準(zhǔn)。
九是盡早啟動(dòng)監(jiān)測(cè),摸清底數(shù)。目前我國(guó)很多城市合流制系統(tǒng)一年溢流多少次、溢流多大水量等數(shù)據(jù)均不明晰,為后續(xù)工作的開(kāi)展帶來(lái)不便,應(yīng)盡早啟動(dòng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。