基于質(zhì)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(jìn)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(dāng)中,在國內(nèi)率先把過程工業(yè)行業(yè)中已經(jīng)成熟的質(zhì)量集成方法應(yīng)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(zhì)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(jié)合的溢流污染控制質(zhì)量集成策略;對兩種質(zhì)量交換器進(jìn)行了設(shè)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(zhì)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(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,用數(shù)學(xué)模型對上述方案進(jìn)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(shù)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(zhì)量交換器,并對初期雨水棄流裝置和雙向旋流絮凝設(shè)備兩種典型的質(zhì)量交換器進(jìn)行了設(shè)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(dá)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(jié)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(zhì)量交換器處理效果穩(wěn)定,水質(zhì)波動適應(yīng)性較強(qiáng)。
　　 針對研究區(qū)域排水系統(tǒng)污染源進(jìn)行核查,通過采樣實測泵站水質(zhì)過程線,比較旱天與雨天的水質(zhì)差異

4、。結(jié)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(dá)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(yīng)明顯,與雨水徑流呈現(xiàn)明顯相關(guān)性,出流半小時左右,其污染物濃度達(dá)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(zhì)監(jiān)測研究,結(jié)合相關(guān)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(jié)合的排水系統(tǒng)溢流污染控制技術(shù):
　　 源消減主要對雨水徑流進(jìn)行控制,包括雨水徑流水量和水質(zhì)控制。措施包括進(jìn)一步加強(qiáng)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(shè)施,控制徑流系數(shù)。長期來看,初期雨水調(diào)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(fù)荷的沖擊。
　　 過程污染物減量化通過對排水系統(tǒng)構(gòu)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(zhuǎn)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(fù)荷。
　　 末端控制在源消減和過程污染物減量化的基礎(chǔ)上,提出調(diào)蓄與溢流污水快速處理相結(jié)合的控制技術(shù)。中試試驗表明,旋流分離+雙向旋流絮凝設(shè)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(dá)到了72.1%、90.3%、53.2%和75.1%。出水基本達(dá)到城鎮(zhèn)二級污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn),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(xué)規(guī)劃方法,建立研究區(qū)域的溢流污染控制模型,導(dǎo)出調(diào)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(shè)計的調(diào)蓄池容為16402m3,溢流污水處