合流制排水系统溢流调蓄技术是控制面源污染、削减污染负荷的一项关键工程技术,通过建设调蓄池可以明显减少排放污染负荷。在德国,根据池内是否配置排水溢流堰,可将这些调蓄池分成以下三种类型:截流型调蓄池 (Fangbecken, FB) 、穿流型调蓄池 (Durchlaufbecken, DB) 和联合型调蓄池 (Verbundbecken, VB) 。在各种雨水调蓄池中,堵储水渠(Stauraumkanal, SK) 是一种特殊类型的调蓄池。这里介绍了这些常用的调蓄池的类型和工作原理,可为合流制排水系统面源污染控制的设计工作提供技术支持。
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. i/ R. u- K+ M. [7 P: x1 ?随着城市规模增大,大气污染及地面污染加剧,雨水径流污染愈加严重,尤其是污染物较多的初期雨水。
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0 e, P1 q; I9 U$ Y. l. [' U- C这些城市落地雨水具有以下特点:
% `9 a1 R/ j8 v(1)雨水径流污染属于非点源污染,具有突发性和非连续性。这些雨水(包括雪融水)从以下构筑物流出:房顶和大院、弄堂小路和交通马路
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(2)初期雨水中的污染物含量高,随着径流的持续,雨水径流的表面被不断冲洗,污染物含量逐渐减小到相对稳定的浓度
9 P! q5 A; q" |. z(3)初期雨水的污染物指标最高值已远远高于典型城市生活污水,但组成成分和生活污水完全不一样。例如,含有来自交通道路的有害物质 (轮胎摩擦、刹车片摩擦、机油、洗涤剂)。
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随着人们对初期雨水认识的不断深入,在上海、北京等地已经开始考虑在沿河区域对初期雨水进行截流、收集和调蓄处理,在降雨事件过后重新返送回到污水管网,进入集中污水处理厂处理。
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通过初期雨水的截流、收集和调蓄处理,可将其中颗粒性污染物质去除,降低进入接纳水体的污染。件过后重新返送回到污水管网,进入集中污水处理厂处理。
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, X# c, Y4 R- C# P/ P9 M( u& w: H通过以下机械性处理方法,至少可以:
, x7 p; u3 C. F4 v3 e% O% [8 T: G(1)通过在截流干渠附近建造雨水调蓄池,可将污水中的细砂沉积物质分离去除
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(2)通过在雨水调蓄池配置水下隔墙或安装挡水板,可将漂浮物质分离去除
( D' S7 V" {7 x(3)通过在截流干渠的溢流井和雨水调蓄池的溢流口处安装水平过滤装置,可以安全去除水中的漂浮物质和悬浮物质。
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通过这些机械性处理措施,可以快速有效地降低溢流进入河流水系的污染,使得雨污混合污水中的厕所草纸、卫生用品、粪便物质不会沉积在河岸线上,明显改善环境卫生状况。
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另一方面,通过截留调蓄初期雨水,过滤取出溢流污水中的固体物质,可以明显减轻集中污水处理厂的冲击负荷,保证排水管网的安全运转。
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% q* e u; g; q6 K S5 B! X7 Y' \1 q6 [雨水调蓄池的种类
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: `2 A1 h. f' ?3 y+ Y在合流制或截流制排水系统内,污水和雨水合用下水道系统,最后流入污水处理厂。但在下雨时,排水流量有时甚至是旱季流量的100倍以上。
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因为污水处理费用和投资成本等原因, 按中国的污水厂设计规范,一般污水厂只能处理1.3倍的旱季污水流量,剩下的混合污水只能通过溢流构筑物流向受纳水体。此时,不能被接受处理的合流制混合污水必须先经过机械性过滤处理之后,才能排入受纳水体或河流。
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8 T% f) J5 F+ Z0 d4 f3 M根据溢流构筑物内是否配置蓄水池,可以进行以下分类(见图1)。
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图1 各种雨水截流调蓄池的类型
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4 H- h: ]: v' b9 e& e! X$ S雨水调蓄池的主要任务一方面是减低进入河流污染物质的浓度和总量, 另一方面是减轻排水管网和污水处理厂的水力负荷。
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0 q/ m" f( c1 |8 Z雨水调蓄池的主要功能描述如下:
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(1)在旱季流量和降雨量很小时,从居民区收集的污水通过排水管道直接运输至管网末端的污水处理厂。在暴雨期间,超过污水厂处理能力的混合污水首先灌满雨水调蓄池
7 X' X" [1 t2 q3 b h: h; B' U(2)截流型调蓄池(Fangbecken) 能够储存初期雨量所产生的污染负荷和流量冲击。不能接纳的流量则在调蓄池之前溢流进入河流水系
# q/ S% {- p$ e! d8 w(3)穿流型调蓄池(Durchlaufbecken) 能在调蓄池灌满之后仍然进水,并穿流水池。通过在池尾安装溢流堰,调蓄池具有沉淀池的功能。在超过设计负荷的情况下,大量含有较低浓度混合物的水在进入调蓄池之前便已溢流进入河流水系
3 d5 j2 }& T8 p2 z: K L(4)在降雨事件之后,调蓄池内的污水被运输至污水处理厂。
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# ~9 H* k+ G3 E; C为了加深理解,以下分别介绍在混合污水排水管网内最常见的几种溢流截污调蓄方式。
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