7 分流制排水系统雨水管网混接识别与改造技术
适用范围
城市分流制地区排水系统雨水管网混接改造。
基本原理
为解决分流制地区排水系统雨水管网中由于旱天污水接入等造成的混接污染直接排放问题,需要采取混接改造的工程措施,但是全面的调查和分流改造投资很大,需要建立一种有针对性的雨污混接改造技术方法。该技术的基本原理是通过建立基于水质特征因子的雨水管网混接识别方法,确定雨水管网中混接来源及其对应的混接水量,确定与主要混接成因相关联的重点分流改造区域;并通过有针对性的现场调查和混接改造经济评估,优化确定雨污分流改造的点位和末端截流相结合的改造工程技术方案。实现以较低的成本对混接管网
系统的综合改造。
工艺流程
1. 基于水量和水质特征因子调查的雨水管网混接成因解析对区域污水产生量、污水收集量和旱天雨水管网排放水量开展平衡分析,确定雨水管网混接水量排放特点。其次,采用表征不同混接类型的水质特征因子,通过入流和出流的化学质量平衡,进一步明确雨水管网混接来源(生活污水、工业废水、地下水等)及对应的混接水量。
2. 雨水管网混接源现场检测
开展混接点现场检测,重点核实确定与雨污混接成因相关联的大流量混接点位。对经判断存在河水倒灌的系统,调查河水倒灌点位。
3. 雨水管网混接改造优化论证
综合采用管网水力模型、管网 GIS 系统和混接改造技术经济评价方法,确定雨污分流改造的点位,以及末端截流改造相结合的工程技术方案。
关键技术或设计特征
基于水质特征因子调查的雨水管网混接改造工程技术方法
综合采用水质特征因子、管网水力模型和管网 GIS 系统,建立混接改造的工程技术方法。其中:水质特征因子解析方法结合混接改造技术经济评估方法,对分流改造的必要性及其规模进行评估;管网水力模型结合管网 GIS 系统对污水管网在混接改造前后的水力效能进行评估,确定局部分流改造的可行性和必要的末端截流改造措施。
典型规模
适用于进行改造的城区排水系统服务范围,既适用于单个排水系统,也适用于成片进行改造的混接分流制排水系统。
推广情况
该技术已推广应用于上海市中心城区分流制排水系统的混接改造。
典型案例
(一)项目概况
上海市漕河泾排水系统服务面积 3.74km 2 ,1986 年兴建,为分流制排水系统。但是自兴建以来,雨水管网混接排放问题严重,导致周边河道水质达不到V 类水功能区目标,甚至旱季河道黑臭。 “十一五”期间,采用本项技术,对该系统的雨水管网混接成因进行了分析,确定该系统雨水管网中接入的污水量占该区域污水产生量的 50%以上,其主要混接来源是旧式居住区生活污水的混接以及半导体工业废水的接入,并存在河水倒灌问题。对此上海市徐汇区实施了漕河泾排水系统混接改造。
(二)技术指标
进一步通过现场调查,3 个大流量的生活和工业混接点源约 6250 m 3 /d,占雨水管网混接污水排放量的 35%,主要来自于某成片小区的生活污水管道直接接入雨水管道,以及两家半导体企业。通过管网 GIS 系统和管网水力模型分析,对 3 个大流量的点源实施了雨污分流改造。对其余的潜在的量小面广分散源,实施了末端市政泵站旱流污水截流(设计截流能力 21600m 3 /d) 。对与雨水管网连通的 40多个河水倒灌点实施封堵或者修复。
根据国家城市给水排水工程技术研究中心出具的评估报告,示范工程实施后,雨水管网旱流和雨天溢流污染负荷较大幅度削减,年削减 COD 溢流负荷1200 吨、TN 溢流负荷 188 吨、TP 溢流负荷 24 吨;周边河道水质改善,基本消除了旱季黑臭。
(三)投资费用
该改造项目投资 890 万元(包括截流泵站和分流改造等的费用,基建部分由甲方建成) ,折合每平方公里改造费用 238 万元。截流管网设施主体寿命 50年以上。
8 合流管网的源- 流- 汇综合降污集成技术
适用范围
城市合流制管网改造。
基本原理
这是一项由多种单项技术组成的集成技术,主要针对城市合流管网溢流污水污染消减;本集成技术系统地进行从源头收集、过程输运以及末端溢流汇流进入水体这一合流管网污水的全流程产流过程,系统的开展针对性的技术应用,从而解决污染物在合流制管网系统中源-流-汇净化链中的负荷匹配与功能耦合、解决管网中污染物输运规律及对管网系统运行参数的响应过程等科学问题,提高合流制管网的截污效率。通过系统总结,从规划、管理和工程三个方面提出了城市合流管网溢流污染控制的系统解决方案。
工艺流程
“源头减污”:利用错时分流技术、源头减量控污、分质调蓄等技术对合流管网系统中在降雨时产生的地表径流进行源头控制,实现雨天时的调蓄减排。“过程控污”:在溢流污染物质迁移的过程中,利用拦截、阻断、调蓄、分质截留等技术,阻碍污染物质的运移或延长污染物质的迁移路径,从而实现污染物质迁移与扩散量的最小化。“末端治污”:包括两部分内容,其一为管网系统末端的污染物深度净化系统;主要内容包括构建溢流口生物、生态、物化净化措施;进一步控制排入水体的污染物质。其二是指最终实现受纳水体系统自我修复能力的提高和自我净化能力的强化,由损伤状态向健康稳定状态转化。
关键技术或设计特征
错时分流技术:利用错时分流调蓄池调蓄污水,使降雨时污水不进入合流管网,一方面减少了污水溢流进入水体造成污染;另一方面为管网节省出了一定的输送能力,有利于更多的初期雨水截流进入污水厂。在降雨后期或停止后在把错时分流调蓄池内的污水送入合流管网,最终进入污水厂。
分质截留技术:本技术根据城市不同汇水区域水质的差别,进而分别设置不同截流倍数的截流系统,实现污染物最小化排入水体。
典型规模
该技术可广泛适用于我国各类城市合流制管网系统的改造,不受管网系统规模大小的影响。
推广情况
目前,本技术已在镇江市进行推广应用,主要包括镇江市京岘山区域合流管网改造工程(14km 2 ),镇江市中山路排水管网改造工程(7.9km)等。
典型案例
(一)项目概况
镇江市古运河中段综合整治工程由两部分组成,其一为老城区雨污水管网源-流-汇综合降污改造技术示范工程;其二为古运河中段合流管网运行调控与污染控制示范工程。包括 2600m 3 /h 处理能力的截流式溢流污染负荷削减工程和100m 3 /h 泵站溢流污染消减工程各一项;由 4.5 公里污水管道、0.5 公里雨水管道、各类污水井 138 座和各类雨水井 30 座组成的古运河中段污水截流工程一项,以及 2.5万 m 3 /d谷阳路污水提升泵站一座。2009年 1月开工建设,于 2012年 1 月完成。
(二)技术指标
工 程实现消减旱流污水:8278m 3 /d ,新增溢流污染负荷消减量:4730m 3 /h,老小区合流管网错时分流改造工程 2.5 万 m 2 ;老城区雨污分流改造工程 18.4 万 m 2 ;居民楼雨污水混接乱接改造工程,3.3 万 m 2 ;污水截流管维修改造工程,835m;老城区雨污水管道维修改造工程,1290m;开发区雨污混接诊断及改造工程,17.6 万 m 2 ;工程的建设每年可减少入河污染物 320 吨(以COD计) ,氨氮近 22吨。
(三)投资费用
本工程投资约 2000 万元,其中合流管道改造工程投资约 820 万元,截污泵站约 440 万元,溢流污染控制工程约 660万元,其他约 80万元。
(四)运行费用
根据 2012 年 1 月-2012 年 7 月实际运行情况,工程运行稳定,实现减排旱流 30%,溢流削减 20%以上的目标,其中溢流污水处理系统运行费用 0.26 元/m 3 。