目前中国正值多雨季节,“暴雨过后变黑臭”的现象时有发生,其中,城市污水合流制溢流污染问题是一个非常突出的掣肘问题,城市合流制管道溢流水体中含有多种病原微生物、氮磷营养物及有毒有害物质,若未经有效处理便直接排入水体,会严重地破坏水环境功能并危及人类健康,该问题能否有效及时地解决都深深影响着我国污水治理提质增效的进程。

城市污水合流制溢流污染问题并非中国独有,在美国、日本、德国等以合流制为主的排水系统国家均存在上述问题,早在20世纪六、七十年代,一些美国城市就开始了CSO控制,且持续到现今。我们先来看下国外积累的合流制管道溢流污染控制的方法和经验。
从上世纪六、七十年代开始,美国环境保护署(EPA)主导和推动CSO污染控制,从国家层面开展一系列工作,包括政策、法规、九项基本控制措施等技术导则以及长期专项规划,来全面推动各城市对CSO的控制。

旧金山CSO治理项目从六、七十年代美国重视合流制开始,到今天仍未做完,还在持续。为了这个新的规划,从2005年开始,利用五年时间进行建模分析研究,做不同实施方案的技术经济分析,又用了几年来做评估和筹资,可见在美国,重大决策一般时间较长,更为缜密。针对城市CSO的问题,美国前三十年做了很多工作,还在对未来三十年做规划,这方面值得国内决策上的重视和借鉴。

费城制定的规划目标:85%的溢流总量控制率、25年内实现合流制区域34%不透水下垫面25.4mm降雨的径流控制。为此,25年内要投资24亿美元,其中GI(绿色基础设施投资)比例69.5%,是美国同类项目中绿色投资占比最大的案例。
据统计,全日本采用合流制的城市共191个,约占日本国土面积的的14%,其溢流问题也非常突出。

针对CSO污染的情况,东京制定了合流制排水系统的环境目标改善方案,其基本思路是: ①削减污染负荷量; ②确保公共卫生;③清除漂浮物。针对上述目标,日本主要采用并推广了以下三类技术:
坝体使进水形成一个漩涡流,再把通过漩涡流流进去的水送到处理厂。统计数据表明,实际垃圾去除率达到了94.7%。在东京,经过了这么多年的实施后,油球减少了75%。目前,日本已经在1300个地方设置了这样的装置,效果非常好。


最下方的蓝色代表深度处理,中间的紫色部分通过简易的处理装置就可以排出去,上面红色的可以直接排放到河流。该设施建成以后,中间部分通过高速过滤装置处理,排入河水部分也有明显减少(见上图)。

把雨天多余的污水排入反应槽的最后一段里面,利用了活性污泥先吸附再分解的特点,晴天时把二次沉淀池沉淀下来的活性污泥慢慢地排入河流,然后再进行处理。活性污泥法的最大优点是经济。对调蓄池、深邃和活性污泥法处理方法进行比较后发现,采用活性污泥法的经济成本最低。


从上世纪80年代,德国开始开始重视城市雨水径流和CSO污染的控制,他们注重源头污染控制、CSO污染控制和雨水径流污染控制相结合的方法。德国最典型的措施案例是建造了很多的雨水池,用雨水池截流处理合流制管道的溢流污水和雨水,再采取分散式源头生态措施削减和净化雨水。到2002年时,德国已拥有38000座雨水池总容积达到4000×104 m³,平均每座污水厂拥有近4座雨水池。不管是在雨水调蓄池的溢水口(分流制),还是在各种类型的混合污水溢流装置(合流制)内,都可以快速简单地安装配置水平过滤装置,可以大量截留粗大物体杂质,COD截留最高可达25%。通过这些措施对初期雨水进行处理,一方面最大程度保证污水管网安全可靠,无故障运转,减轻污水处理厂在暴雨期间的工作负荷;另一方面可以改善河流湖泊的水质,提高整体环境质量。2015年国办发75号文件《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》中也提出,要控制合流制溢流污染。通过源头绿色措施,进行雨水减排、缓排,辅以管网截留,排放口改造,污水调蓄,加上污水处理厂设施改造等多种措施相结合,是控制合流制溢流污染的最佳方案。推动雨污分流排水系统的建设、改造,但绝不可一刀切地推行,要根据当地条件,通过对改造的必要性、可行性、经济性,以及实施的难度、时间、社会影响等方面进行综合分析和比选,科学确定方案。具备改造条件的,可以进行分流改造;分流无法实施或者不经济的,可以保持合流制,转而控制溢流污染。对于新建地区,尤其是年降雨量大于400mm的地区,应该坚定不移地推行雨污分流的排水体制。基础数据包括合流制排放口、一年溢流多少次、溢流污水多少量、什么情况下会溢流等,尽快尽早获取这些基础真实数据后,为以后解决合流制溢流污染控制做好准备。4、更改针对合流制排水系统的污水处理厂的设计方法和出水标准环保部门目前执行的污水处理厂的排放标准也是针对旱天的,并没有针对雨天合流制溢流污水的处理标准,即目前的监管,不支持采用日本东京那种模式,将一部分污水进入生化阶段处理,执行旱天污水排放标准;另一部分通过一级快速处理,削减大部分SS和部分COD、TP之后,直接排放,执行雨天的合流制污水排放标准。我国要解决合流制溢流污染问题,当前亟须出台雨天合流制污水处理排水的排放标准,允许通过快速处理技术处理截流的污水后排放。此外,还要尽早出台相关政策和技术指导文件,尽早启动监测以摸清底数。国内外的经验都证明,合流制溢流污染技术复杂,实施难度大,需要资金量大,加之我国城市排水管网标准低、基础差,应对合流制溢流污染问题必将是一个持久战。关于更多的合流制溢流污染问题,可参加由上海荷瑞会展有限公司等主办的第十三届上海国际水处理展览会(时间:2020年8月31日-9月2日;地点:上海 | 国家会展中心(虹桥)>>>了解详情),届时将有众多知名厂商展出新设备,多位行业大咖云集峰会分享行业新技术。