基于質量集成的合流制排水系統(tǒng)溢流污染控制初步研究.pdf

1、隨著我國城市化進程的加快,城市合流制排水系統(tǒng)的雨天溢流污染問題也日益凸現(xiàn)。本研究把清潔生產(chǎn)的理論引入到排水系統(tǒng)當中,在國內(nèi)率先把過程工業(yè)行業(yè)中已經(jīng)成熟的質量集成方法應用于排水系統(tǒng),體現(xiàn)了從排水系統(tǒng)的源頭收集直到最后排入受納水體整個過程中污染物減量化的思路。提出了排水系統(tǒng)的質量集成概念和排水系統(tǒng)源消減、過程污染物減量化和末端控制相結合的溢流污染控制質量集成策略;對兩種質量交換器進行了設計和試驗研究;分析了研究區(qū)域雨水徑流、旱流污水、溢流污

2、水水質特性,提出了研究區(qū)域合流制排水系統(tǒng)集成優(yōu)化方案;根據(jù)鎮(zhèn)江地區(qū)的降雨特征等統(tǒng)計資料,建立超結構數(shù)學模型,用數(shù)學模型對上述方案進行整體優(yōu)化,提出適宜鎮(zhèn)江市的合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染防治技術方案。該方案也可為國內(nèi)其它城市的溢流污染控制提供參考。
　　 定義了排水系統(tǒng)的質量交換器,并對初期雨水棄流裝置和雙向旋流絮凝設備兩種典型的質量交換器進行了設計和截污性能試驗研究。研究表明,6mm初期雨水棄流量,初期雨水棄流裝置可截留雨水中5

3、0%～70%污染物,其中SS、濁度、COD的去除效果最為明顯,最高去除率分別達到了74.95%,50%,60.9%,NH4+-N、TN和TP的去除率相對較低。雙向旋流絮凝裝置試驗結果表明,該裝置對溢流污水中COD、SS、TN、TP的平均去除率分別為71.4%、97.8%、69.8%、77%。質量交換器處理效果穩(wěn)定,水質波動適應性較強。
　　 針對研究區(qū)域排水系統(tǒng)污染源進行核查,通過采樣實測泵站水質過程線,比較旱天與雨天的水質差異

4、。結果表明,鎮(zhèn)江地表徑流中污染物濃度較高,其中路面徑流高于屋面徑流,路面徑流中COD、SS、TN和TP的最高濃度分別達到1126mg/l、1683mg/l、60mg/l和13mg/l;旱流污水污染物濃度變化較大,中午和晚上用水高峰時污水濃度較高。溢流污水初期沖刷效應明顯,與雨水徑流呈現(xiàn)明顯相關性,出流半小時左右,其污染物濃度達到峰值,COD、SS、TN和TP的峰值分別為483.7mg/l、673.7mg/l、38.72mg/l、8.04

5、mg/l。
　　 根據(jù)排水系統(tǒng)污染源水質監(jiān)測研究,結合相關城市溢流污染控制方法優(yōu)缺點和適用條件的分析,針對鎮(zhèn)江市實際情況,提出了適用的源消減、過程污染物減量化和末端控制相結合的排水系統(tǒng)溢流污染控制技術:
　　 源消減主要對雨水徑流進行控制,包括雨水徑流水量和水質控制。措施包括進一步加強城區(qū)街道衛(wèi)生管理,控制源頭污染物;推廣使用人工透水地面及多種滲透設施,控制徑流系數(shù)。長期來看,初期雨水調蓄棄流和后期雨水處理回用能有效控制

6、鎮(zhèn)江市雨水徑流對雨天溢流污染的影響,降低其對溢流污染負荷的沖擊。
　　 過程污染物減量化通過對排水系統(tǒng)構筑物如檢查井、溢流井等的功能提升,開發(fā)排水系統(tǒng)的在線存儲和處理功能,使其具有一定的截污能力;同時協(xié)同生物轉化作用,實現(xiàn)合流污水在排水管網(wǎng)中污染物減量化,降低末端溢流污染負荷。
　　 末端控制在源消減和過程污染物減量化的基礎上,提出調蓄與溢流污水快速處理相結合的控制技術。中試試驗表明,旋流分離+雙向旋流絮凝設備+多級吸附

7、床溢流污水快速處理工藝對溢流污水中COD、SS、TP和氨氮平均去除率分別達到了72.1%、90.3%、53.2%和75.1%。出水基本達到城鎮(zhèn)二級污水處理廠排放標準,可有效控制溢流污染。
　　 根據(jù)研究區(qū)域降雨統(tǒng)計概率統(tǒng)計,運用數(shù)學規(guī)劃方法,建立研究區(qū)域的溢流污染控制模型,導出調蓄池容積模型、所需溢流污水快速處理量模型和成本模型。
　　 為了實現(xiàn)溢流污染控制和成本節(jié)約,在研究區(qū)域設計的調蓄池容為16402m3,溢流污水處