2019年至今，國家相繼發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案(2019—2021年)》、《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補短板強弱項實施方案》，當(dāng)前，水環(huán)境中所面臨的問題，早已不僅是污水處理廠等點源排放的問題，而是廠-網(wǎng)-河整個系統(tǒng)的問題。
9月17日，在2020(第十二屆)上海水業(yè)熱點論壇上，上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司黨委書記、總工全國工程勘察設(shè)計大師張辰提到，排水工程是一項系統(tǒng)工程，需要系統(tǒng)思維，從全局和戰(zhàn)略的高度進(jìn)行頂層設(shè)計和謀劃，并以“城鎮(zhèn)污水‘廠網(wǎng)河源’系統(tǒng)治理技術(shù)研究”為題做了主題分享。
張辰
2019年4月29日住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案(2019—2021年)》，明確提出加快補齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板，盡快實現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理的總體要求。
今年7月31日，國家發(fā)改委與住建部聯(lián)合印發(fā)《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補短板強弱項實施方案》，要求提升城鎮(zhèn)生活污水收集處理能力，加大生活污水收集管網(wǎng)配套建設(shè)和改造力度，促進(jìn)污水資源化利用，推進(jìn)污泥無害化資源化處理處置。
張辰認(rèn)為，國家出臺的一系列文件越來越符合技術(shù)專家所能表達(dá)的意圖，希望業(yè)界同仁可以好好去領(lǐng)會學(xué)習(xí)這些政策文件，并將其應(yīng)用到工程實踐中去。
排水工程的系統(tǒng)構(gòu)成
張辰介紹，排水工程是一項系統(tǒng)工程，需要系統(tǒng)思維，從全局和戰(zhàn)略的高度進(jìn)行頂層設(shè)計和謀劃。同時，他還強調(diào)，無論是國家排水工程項目規(guī)范還是室外排水標(biāo)準(zhǔn)全文修訂，都把排水工程嚴(yán)格區(qū)分成了雨水系統(tǒng)和污水系統(tǒng)。
污水系統(tǒng)從管道、污水和再生水處理到污泥處理，均要在一個系統(tǒng)思維之上進(jìn)行治理，否則，即便污水處理廠的污水處理做到了滿分，而污水管道和污泥處理做的不及格，那么該污水處理系統(tǒng)也是不及格的。只有污水管道、污水和再生水處理、污泥處理都是90分時，整個系統(tǒng)才是優(yōu)秀的。
張辰強調(diào)，應(yīng)該按照“廠、網(wǎng)、河、源”一體化提質(zhì)增效理念，采取源頭、過程、末端相結(jié)合的系統(tǒng)治理思路，落實源頭污染控制、管網(wǎng)效能提升、污水處理經(jīng)濟(jì)高效、河湖水體容量恢復(fù)等關(guān)鍵節(jié)點，實現(xiàn)全覆蓋、全收集、全處理目標(biāo)
源頭治理關(guān)鍵技術(shù)
小區(qū)海綿化改造技術(shù)1
張辰介紹，上圖所示的小區(qū)于 2008年建成，占地面積9.4公頃，存在居住環(huán)境較差、雨污混接等問題。三層樓的污水管排水不暢，自行接入了外面的雨水管道，一半樓層的污水都進(jìn)入雨水管道，直排河道。如果有疫情，這些污水直接進(jìn)入雨水管，一下雨就會排污到水體，污水處理廠再怎么消毒也沒有意義。
小區(qū)海綿化改造技術(shù)2
對于如何實現(xiàn)小區(qū)的海綿化改造，張辰認(rèn)為，必須要進(jìn)行雨污分流的改造。對原有錯接雨污水管網(wǎng)分流改造，將陽臺污水改接入污水管，達(dá)到污水零排放;通過雨水立管斷接、透水路面等，有效下滲收集雨水;通過雨水花園等綠色設(shè)施，實現(xiàn)雨水滯蓄，實現(xiàn)環(huán)境景觀效益的提升。
雨水立管改造技術(shù)
張辰認(rèn)為，源頭問題不解決，末端再怎么治理，都沒有意義。包括分流泵里面加污水泵;包括管道清淤，管道垃圾，河道淤泥，因為這些淤泥沉積在管道中間，一下雨就進(jìn)入到水體，不下雨就淤積在管道里面。應(yīng)該通過一系列的措施，在管道中間做一些開啟，讓它有一定的水力沖刷，保證把污染物送到污水處理廠，而不是降雨排入水體。
管道防沉積水力沖刷技術(shù)
通過氣封壓力調(diào)節(jié)實現(xiàn)前后管道水力控制，有效防止管道沉積物直排河道及河水倒灌，結(jié)合人工濕地，系統(tǒng)少量混接污水和初期雨水得到有效控制，排河氨氮可削減50%以上，總磷可削減40%以上。
管網(wǎng)提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)
目前，我國排水管道普遍存在破損、塌陷、淤堵和倒灌等各類功能性問題和結(jié)構(gòu)性質(zhì)量問題。張辰認(rèn)為，管道的溯源診斷，可以很好的進(jìn)行演繹，偵破許多“案件”。污染物的溯源，可以分析這個污染來自于哪一個工廠。通過一些指標(biāo)體系，完全可以做到溯源，把管道做的更好。
排水管網(wǎng)溯源診斷的數(shù)值化解析技術(shù)
排水管網(wǎng)溯源診斷的數(shù)值化解析技術(shù)是建立基于水質(zhì)特征因子和化學(xué)質(zhì)量平衡的分區(qū)診斷技術(shù)，定量解析各網(wǎng)格區(qū)域的不同類型水量(生活污水、工業(yè)污水、地下水等)，識別高風(fēng)險區(qū)域，實現(xiàn)低成本、精準(zhǔn)診斷。
管網(wǎng)原位修復(fù)技術(shù)
管網(wǎng)原位修復(fù)技術(shù)是利用不開挖或少開挖地表的方法進(jìn)行管道修復(fù)或更新，恢復(fù)管道原有功能。按修復(fù)范圍可分為輔助修復(fù)、局部修復(fù)和整體修復(fù)。
管網(wǎng)智慧管控技術(shù)
管網(wǎng)智慧管控技術(shù)結(jié)合現(xiàn)場條件調(diào)研，對管網(wǎng)關(guān)健節(jié)點、排水接入點、排放口、海綿設(shè)施進(jìn)出口和溢流口、受納水體等進(jìn)行在線監(jiān)測，并與降雨信息、污水處理設(shè)施納入統(tǒng)一平臺管控。
張辰強調(diào)，智慧水務(wù)是行業(yè)最新的發(fā)展方向。要想把管道的數(shù)據(jù)摸清，必須通過數(shù)據(jù)平臺去做。過去的數(shù)據(jù)往往是碎片化的，放在某一個平臺，就沒用了，如何建立一個統(tǒng)一的管控平臺，是行業(yè)現(xiàn)在需要做的。
通溝污泥處理處置技術(shù)包括了污泥抽吸技術(shù)、污泥沖刷技術(shù)以及多級分離技術(shù)，不僅吸程高，污泥高速沖刷的壓力也大，同時能夠?qū)崿F(xiàn)通溝污泥多級有機物、無機物的清洗、分離、壓濾。
排水系統(tǒng)截流-調(diào)蓄-處理集成技術(shù)
排水系統(tǒng)截流-調(diào)蓄-處理集成技術(shù)優(yōu)化了不同排水體制的截流系統(tǒng)規(guī)模和截流方式，提出適用于不同排水體制的調(diào)蓄規(guī)模計算方法，開發(fā)無動力集成式新型雨水旋流處理技術(shù)。
京臺高速處初期雨水調(diào)蓄處理工程
張辰表示，源頭治理、雨污分流是久久為功才可以做的，雨污混接的地方來不及久久為功的地方，應(yīng)采取一些雷厲風(fēng)行的措施，京臺高速處初期雨水調(diào)蓄處理工程就是初期雨水調(diào)蓄加處理。該項目為國內(nèi)首個高標(biāo)準(zhǔn)就地處理初期雨水項目，年平均可調(diào)蓄總量約300萬立方米，削減污染負(fù)荷COD約390.4噸，氨氮約31.72噸，總磷約7.81噸。
污水處理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
污水流量分配技術(shù)
張辰介紹，雨水處理重要的不只是達(dá)標(biāo)，還有流量分配、均勻分配，使每一個水池能夠發(fā)揮它的作用。污水流量分配技術(shù)是建立配水井物理模型，提出折線堰堰口高度和角度的最優(yōu)組合參數(shù)，減少水流擠壓、收縮及回流現(xiàn)象，實現(xiàn)低能耗水力精準(zhǔn)分流。
污水處理的另一個關(guān)鍵就是污泥的處理處置。對于污泥的處理處置張辰提出了幾種技術(shù)路線：好氧發(fā)酵、污泥(熱水解)+厭氧消化+土地利用、污泥干化+焚燒+灰渣建材利用/填埋技術(shù)，對于好氧發(fā)酵，既可作為土地利用前處理手段，又可作為降低污泥含水率的預(yù)處理手段，然后再結(jié)合其他的技術(shù)，進(jìn)行資源化利用。
河湖水環(huán)境提升關(guān)鍵技術(shù)
蘇四期底泥處置工程
張辰以蘇州河綜合治理四期工程為例，強調(diào)底泥一定要進(jìn)行無害化處理，不能把污染物轉(zhuǎn)嫁。該工程一共有41.9萬平方米，考慮垃圾去除(按平均值10%計)及生態(tài)土管袋工藝減容處理后(15%減容率)土方總量約為32.05萬m3(處置后)。
底泥處理工藝流程
通過專用管道，借助分離固體與液體的藥劑和管道本身的滲濾功能，底泥中的水分被“逼”走，進(jìn)入尾水收集處置設(shè)施，留下的固化穩(wěn)定泥土。蘇四期對污染治理的要求更上一層樓：到2020年，蘇州河干流消除劣Ⅴ類水體，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率不低于78%;到2021年，支流全面消除劣Ⅴ類水體。在治理污染的同時，相比前三期，蘇四期更加強調(diào)因地制宜與生態(tài)發(fā)展的理念。
智慧水務(wù)一體化管控構(gòu)架
張辰還介紹了智慧水務(wù)一體化管控技術(shù)，該技術(shù)以治理效果評估考核標(biāo)準(zhǔn)為抓手，以區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)為依據(jù)，以流域水力水質(zhì)分析模型為支撐，以全局統(tǒng)籌優(yōu)化調(diào)控策略為手段，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)和霧運算技術(shù)相結(jié)合的智慧水務(wù)，實現(xiàn)智慧監(jiān)控、智慧調(diào)度、智慧管理，達(dá)到真正意義上的全生命周期應(yīng)用。
雨水三段論
張辰表示，雨水三段論就是內(nèi)澇防治體系，它包括：源頭減排、排水管渠、排澇除險。
源頭減排
附錄A
源頭減排就是根據(jù)凈流總量控制率，凈流污染控制率的指標(biāo)確定源頭減排的目標(biāo)，明確相應(yīng)的降雨量，進(jìn)行源頭控制。源頭減排設(shè)施的設(shè)計水量應(yīng)根據(jù)年徑流總量控制率確定，并應(yīng)明確相應(yīng)的設(shè)計降雨量(可按附錄A進(jìn)行計算)。同時，根據(jù)年徑流總量控制率所對應(yīng)的設(shè)計降雨量和匯水面積，采用容積法進(jìn)行計算以確定源頭減排設(shè)施的規(guī)模。
排水管渠
上海市雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期對應(yīng)的設(shè)計降雨強度
排水管渠的設(shè)計流量應(yīng)根據(jù)雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期確定，并應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、城鎮(zhèn)類型、地形特點和氣候特征等因素，明確相應(yīng)的設(shè)計降雨強度。張辰強調(diào)各地應(yīng)根據(jù)年最大值法確定的暴雨強度公式計算對應(yīng)雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期下的小時設(shè)計降雨強度。
排澇除險
張辰提到，在調(diào)研國外內(nèi)澇防治構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，研究了國內(nèi)道路情況，提出我國的內(nèi)澇防治設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：
在內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期下，最大允許退水時間(雨停后的地面積水的最大允許排干時間)應(yīng)滿足以下要求：
人口密集、內(nèi)澇易發(fā)、特別重要且經(jīng)濟(jì)條件較好的城區(qū)，最大允許退水時間應(yīng)采用規(guī)定的下限，交通樞紐的最大允許退水時間應(yīng)為0.5h。
在國家高度強調(diào)人民感知和社會滿意度的背景下，防治城市內(nèi)澇問題，也成為重中之重。張辰介紹，在日本，會設(shè)定一個量值，讓百姓有感知，在這個量值內(nèi)的降雨，城市不應(yīng)該出現(xiàn)積水。如設(shè)定如果每小時50毫米的降雨量下，城市不允許有積水。當(dāng)然中國因為南北東西地區(qū)差異較大，不易統(tǒng)一規(guī)定，但我們應(yīng)該有一個退水時間的標(biāo)準(zhǔn)，從百年一遇到幾十年一遇不等。
