焦点提醒：给水排水 |CSO污染快速净化处置手艺进展与思虑 合流制溢流污染是城市水情况管理历程中需要持久应对的困难。以物理化学法为焦点的快速净化处置可有用削减入河污染物总量，下降水体雨后黑臭风险，合适我国政策要乞降行业成长需要。论述了一级强化、旋流分手和快速过滤手艺用在合流制溢流污染快速净化处置的进展环境，引见了国表里典型项目案例，并有针对性地提出了推动快速净化办法实行的建议。张维，孙永利，李家驹，等. 合流制溢流污染快速净化处置手艺进展与思虑［J］. 给水排水，2022，48（9）：157- 表1 加砂沉淀池、磁混凝沉淀池、高密度沉淀池用在CSO处置的首要设想参数 注：表中只供给了首要参数的典型规模值，具体水力负荷、出水SS浓度等需要按照现实环境肯定。 欧美地域已展开的中试和项目利用成果注解，投加微砂、污泥介质的高效沉淀对溢流污水TSS、COD、BOD5、TP和TKN的去除率别离为34%~92%、40%~82%、32%~75%、43%~86%和9%~34%，对进水的波动转变具有较好的顺应性。今朝，市场上的贸易化产物首要有威立雅水务的Actiflo、得利满的Densadeg和Parkson公司的Lemalla Plate，此中Actiflo微砂高效沉淀池已成功用在美国堪萨斯州、法国巴黎、比利时布鲁塞尔、法国里尔和我国昆明等地域的CSO处置，运转结果不变。相对来讲，磁混凝沉淀的水力逗留时候更短，对SS的去除率高达97%，但用在溢流污染的处置年夜多还处在摸索阶段，国内里建环能科技股分无限公司的MagCS磁介质混凝沉淀、青岛洛克环保科技无限公司的SediMagTM手艺已成长较为成熟，北京延庆县妫水河溢流污水处置项目采取超磁处置装备，实现了COD、SS、TP别离为53.8%、88.9%和82.7%的有用去除。1.2 旋流分手旋流分手是一种操纵离心沉降道理从悬浮液平分离固体颗粒的手艺工艺，按照动力来历分歧可分为水力旋流分手和压力旋流分手。旋流分手器对年夜颗粒（>125 μm）污染物去除结果较好，易实现范围化和持续运转，具有占地面积小、扶植费用低、操作简洁等长处，凡是作为溢流污水排放到水体之前的一种简略单纯处置装配利用，是城市老旧城区和富贵地段等稠密区域节制降雨污染的首选。已有研究成果注解，旋流分手的污染物去除结果常常受所处地域的天气和水文地质前提影响，包罗降雨强度、两次降雨间的干旱天数、颗粒物粒径散布和集水区的坡度和外形等，对SS、COD的去除规模别离为36%~90%、15%~80%。因为旋流分手器处置范围相对较小，凡是仅合用在管径较小的管道。自20世纪60年月初Bernard Smisson在英国布里斯托尔建筑并测试了第一代水力旋流分手器以来，旋流分手手艺在欧美地域获得快速成长。用在CSO和雨水处置的贸易化产物首要有Storm King、Swirl Concentrator、FluidsepTM、Downstream Defender和VortechsTM旋流分手器，截至21世纪初已有1 500多套旋流分手产物用在雨水和污废水的处置，是旋流分手手艺处置结果的无力证实。针对前期旋流分手器对卫生用品等中性浮力固体去除结果不睬想的问题，今朝用在CSO处置的旋流分手举措措施年夜多都增添了4 mm孔径的自洁净挑选系统，并在英国维甘污水处置厂CSO处置中验证了其可行性。另外，旋流分手器的流体力学特点使其还可用作化学消毒的夹杂接触举措措施，有益在进一步减小快速净扮装置的容积和占地。“十一五”以来，我国在旋流分手处置降雨污染标的目的也展开了良多实验研究，并在项目利用方面进行了无益摸索。王云浩等展开的小试注解，旋流分手对降雨径流中140 μm的硅土颗粒的去除率可达70%，对80 μｍ颗粒的去除率也有40%。清华年夜学朱红生在尝试室前提下研究了无压旋流分手对早期雨水的处置结果，SS去除率根基在20%~40%波动。李玲霞操纵55m³/h的压力旋流分手中试装配处置合肥南淝河清Ⅰ/Ⅱ冲溢流污水，对COD、SS的平均去除率别离达35.2%和47.4%。储金宇等将水力旋流器安装在镇江市雨水管路中，实现了降雨径流污染中SS、COD和浊度的高效去除，SS去除结果随进水流速升高而晋升，在流速较年夜时高达75％，但对TN、TP的去除感化不年夜。胡晓庆等连系北方某市护城河排河口革新项目研究了Downstream Defender旋流分手器对雨水径流的处置结果，成果注解，SS和COD的平均去除率别离为60%和31%，峰值去除率均跨越90%。巢湖市小王庄中溢流污染结尾节制中采取了旋流分手举措措施，实现旱季溢流COD负荷在已有根本上平均削减20%。1.3 快速过滤CSO的过滤处置凡是是指操纵格栅、筛网、固体颗粒、滤布等介质的过滤截留感化实现固液物理分手的手艺手段，在沿河截流干管或溢流口设置过滤装配是溢流污染结尾节制的经常使用方式。德国、英国等欧洲发财国度经由过程在溢流修建物排水堰上安装程度过滤格筛，用在截留去除4~6 mm以上的悬浮物和漂浮物，但仅可包管在受纳水体沿岸看不到较着的垃圾杂质，COD最 高截留率为25%。一般认为，合用在雨天溢流污染管理的快速过滤手艺有滤布过滤、可紧缩介质过滤和悬浮介质过滤，此中，滤布过滤、可紧缩介质过滤可实现50%的COD去除和90%的TSS去除，而悬浮介质过滤对COD、TSS的去除率较低，别离为10%~50%和30%~70%。保守的颗粒介质过滤因为其较低的概况负荷和较年夜的占地面积，凡是难以知足CSO快速净化处置的手艺需求。MARTIN、HUGHES等在美国辛辛那提、拉什维尔展开的滤布滤池处置降雨径流的实验成果注解，在265 L/min（15.86 m/h）、140~265 L/min（9~16 m/h）的负荷前提下，滤布过滤仍可实现COD和TSS的有用去除，合用在雨天溢流污染的快速处置。相对来讲，可紧缩介质过滤的处置能力更强，设想负荷可到达48.4~73.2 m/h，运转在Springfield污水处置厂内的中试装配出水SS可保持在30 mg/L以下，即便在低温情况（-13~-5℃）下也可一般运转，在堪萨斯州完成的中试对照测试注解，可紧缩介质过滤器的出水水质优在保守CEPT和加砂沉淀，与滤布过滤的处置结果相当，仿佛更合用在CSO的快速净化，但扶植本钱相对较高，市场上成熟的产物有WesTech WWETCO FlexFilterTM、Schreiber Fuzzy Filter。悬浮介质过滤在不添加化学药剂的环境下便可实现常规一级处置结果，固然在美国仍被认为是一项新兴手艺，但其作为日本“21世纪污水处置项目集成与立异手艺项目”（SPIRIT 21）研发的手艺之一，悬浮介质高速过滤系统已连续在日本东京、盛冈等地进行了项目利用，可去除70%的SS和50%的COD；在韩国首尔展开的高速过滤系统处置CSO的中实验证注解，滤速20 m/h且投加混凝剂的前提下，出水SS和BOD5均低在40 mg/L，为首尔2026年前完成扶植总范围75万m³/d的CSO快速处置举措措施的计划方针奠基了根本。但是，我国将过滤手艺利用在CSO处置的年夜多还处在研究阶段，一些高校和科技公司研发了以物理过滤感化为主的CSO处置装配，但鲜有现实项目案例的报导。调研发觉，国内年夜部门研究和项目更偏向在采取对消融性无机物和氮磷去除结果较好的生物滤池或组合滤池，而这可能与需要知足较高的处置排放尺度相关。2 CSO快速净化处置项目案例2.1 Seine Aval 污水处置厂加砂沉淀Seine Aval污水处置厂位在法国巴黎下流的塞纳河畔，是欧洲最 年夜的的污水处置厂，衔接了巴黎快要80%的糊口污水，设想范围170万m³/d。该污水处置厂设想了旱季、旱季2种运转模式，加砂沉淀单位由9座Actiflo池构成，在旱季处置生物池出水，在旱季处置合流制雨污水与生物池出水的夹杂污水（夹杂比例由降雨强度决议），最 年夜的处置能力30~35 m³/s，工艺流程如图1所示。 表2 降雨数据和Seine Aval污水处置厂加砂沉淀单位运转参数 表3 Seine Aval污水处置厂加砂沉淀单位旱季处置结果 2.2 Springfield污水处置厂高速过滤系统位在美国俄亥俄州的Springfield污水处置厂具有今朝世界上最 年夜的的高速过滤处置系统，在旱季用在市政污水的三级处置，在降雨时代用在CSO的快速处置，设想日处置范围1×104万加仑。该高速过滤系统采取WWETCO FlexFilterTM可紧缩介质过滤装备，耗资3 350万美元在2014年扶植完成，项目实景如图2所示。 3 推动CSO快速净化处置的建议3.1 出台雨天溢流净化处置排放尺度，支持快速净化项目落地欧美等发财国度大都以污染物总量、溢流口溢流频次或最 年夜的日负荷总量（Total Maximum Daily Load，T M DL）节制作为CSO管理的首要根据，部门国度还出台了相干节制尺度或设置了污染物排放限值。今朝，我国国度政策尺度系统中还没有明白雨天溢流污染净化处置的排放尺度和查核体例，也就是说年夜部门城市在水情况管理项目设想和监管中没法撑持CSO快速净化处置的模式。全国政协“推动城镇污水处置提质增效”双周协商座谈会明白提出，“建议国度层面进一步明白政策，催促各地随机应变尽快出台合流制溢流污水快速净化举措措施排放尺度”，雨天溢流净化排放尺度的缺位已成为我国CSO管理的首要瓶颈。建议连系我国典型区域合流制溢流污染特点和手艺可行性阐发，制订公道可行的雨天溢流净化排放尺度，同时从国度层面明白政策要乞降查核评估法子，支持快速净化办法落地实行。3.2 强化降雨溢流污染监测与特点阐发，科学计划举措措施扶植与发财国度分歧，我国排水管道通俗具有扶植不完美、项目质量差、运转治理不到位等问题，旱季合流制管道高液位低流速运转的环境触目皆是，致使污水污染物不竭在管道内沉淀堆积，遇强降雨冲洗后再次悬浮，成为溢流污水中颗粒物和无机污染物的首要来历。这也是今朝年夜部门城市降雨污染没有表示出较着&ld����APPquo;早期冲洗效应”的要害地点，是我国CSO污染的独有特点。今朝，良多城市的合流制溢流环境仅依托典型降雨事务或模子来估算，而现实的年溢流频次、溢流产生的鸿沟前提和溢流水质水量等底数环境其实不清晰，对降雨污染的科学管理构成了必然障碍。建议进一步增强降雨时代典型地块、泵站、雨水口、溢流口、合流制污水处置厂/站的水质水量监测和特点阐发，并纳入同一治理，为CSO快速净化举措措施的计划扶植和源-网-厂-河/湖一体化系统管理供给科技支持。3.3 研发CSO快速净化要害手艺与设备，摸索扶植运转新模式因为没有排放尺度作为查核根据，国内年夜部门降雨污染管理项目被要求到达《城镇污水处置厂污染物排放尺度》（GB 18918-2002）一级A乃至更高尺度，良多举措措施不能不选用以活性污泥或生物膜手艺为焦点的生物处置工艺，而一级强化、旋流分手等快速净化手艺因为难以到达较高的排放尺度常常不被承认和采用。因为降雨具有短时迸发性和季候性特点，生物处置不但需要处理旱季的负荷冲击影响和旱季的微生物活性保持问题，凡是还具有投资高、占地面积年夜、旱季“晒太阳”的搅扰。在已有科研功效根本上，冲破启动反映时候、污染物去除效能、举措措施占地等手艺瓶颈，研发合适我国现实溢流污染特点的快速净化处置要害手艺和成套扮装备，积极摸索可推行可复制的扶植运转模式，是科学推动降雨污染节制的有用路子之一。3.4 简化快速净化举措措施征地审批手续，优化扶植审批流程现阶段我国年夜部门城镇污水处置厂已处在饱和或超负荷状况，污水处置厂内凡是不具有扩建或新建一级强化等快速处置举措措施的前提，即便处理了污水处置厂内占地问题，良多城市可能还触及打点污水处置厂新增入河排污口的审批和许可，或对原有入河排污口进行调剂变动等法式。如拟在城市水体沿线增设快速净化举措措施，不但需要打点举措措施占地、排污许可申请，还需要斟酌邻避效益的影响。为处理上述问题，建议各地公道规定城市水体蓝线，并将快速净化举措措施的征地和排污许可审批手续纳入处所行政办事联审联办轨制，进一步优化举措措施扶植审批流程，削减审批时候，从治理层面赐与更多指导和撑持。4 结 语跟着水污染防治工作由周全治污转向精 准治污、科学治污，CSO污染节制已成为现阶段我国城市水情况管理的工作重点和难点。发财国度实践证实，以一级强化、旋流分手或快速过滤为主的单一或组合手艺可有用削减入河SS、COD和TP的污染负荷，具有水力负荷高、占地面积小、启动快、抗冲击能力强等长处，是合适我国现实国情的CSO污染节制体例。我国要想进一步推动CSO快速净化处置，亟待研究出台雨天溢流净化排放尺度和查核法子，同时强化溢流污染根本数据监测和科研投入，摸索切实可行的扶植运转模式，建议处所主管部分进一步优化项目扶植审批法式，撑持快速净化处置举措措施落地。
给水排水 |CSO污染快速净化处置手艺进展与思虑合流制溢流污染是城市水情况管理历程中需要持久应对的困难。以物理化学法为焦点的快速净化处置可有用削减入河污染物总量，下降水体雨后黑臭风险，合适我国政策要乞降行业成长需要。论述了一级强化、旋流分手和快速过滤手艺用在合流制溢流污染快速净化处置的进展环境，引见了国表里典型项目案例，并有针对性地提出了推动快速净化办法实行的建议。张维，孙永利，李家驹，等. 合流制溢流污染快速净化处置手艺进展与思虑［J］. 给水排水，2022，48（9）：157-164.作为城市排水管网的设想扶植模式之一，合流制排水系统在我国和其他国度遍及具有，合流制溢流（Combined Sewer Overflow，CSO）污染是国际公认的需要持久应对的严重项目和手艺困难。相对发财国度，我国污水搜集管道持久低流速运转致使的管道堆积问题较为凸起，挟带年夜量管道堆积物的CSO污染是良多城市水体雨后黑臭的主要本源。采纳快速净化办法对合流制溢流污染进行处置后排放，是现阶段国度政策要乞降行业成长需要。与糊口污水和工业废水分歧，CSO污水因为夹杂了旱季污水、降雨径流和从管道内冲洗出的堆积物，颗粒物、悬浮物含量更高，水质水量波动更年夜，具有间歇性、迸发性特点，对排水系统的短时冲击影响更强，是以，对处置举措措施的启动反映时候、颗粒污染物去除结果、抗冲击能力和旱季时代的运维治理都提出较高要求。以物理化学法为主的快速净化处置具有启动快、逗留时候短、可间歇运转、保护简洁等劣势，可有用削减入河污染物总量，是欧美等发财国度实行CSO污染管理的首要体例。我国针对CSO污染节制的研究和实践展开较晚，固然“十一五”以来国度层面也设立了降雨径流、溢流污染节制相干的科研项目和课题，并展开了项目示范，但因为贫乏国度层面的雨天溢流净化处置排放尺度作为根据和支持，致使手艺功效转化和财产化不足，项目利用难以推动。经由过程梳理CSO快速净化处置经常使用手艺和其进展环境，总结国表里典型项目案例，并有针对性提出推动CSO快速净化处置的建议，以期为各地快速净化办法落地实行供给鉴戒和参考，为我国排水系统长效管理和城镇高质量成长供给保障。1CSO快速净化处置手艺进展1.1 一级强化沉淀池作为保守污水处置工艺链条中主要的低级处置单位，对可沉淀颗粒污染物具有较好的去除结果，是最早用在合流制溢流污染节制的手艺办法之一。1998年德国建成的40 000多个CSO处置系统中，约有17 000个建有沉淀池，可去除溢流污水中55%~75%的SS，对CSO污染总量削减阐扬了主要感化。絮凝剂行业的成长有用增进了化学一级强化（Chemically Enhanced Primary Treatment，CEPT）工艺的利用，使SS、BOD、TP的去除结果从常规一沉池的50%~60%、25%~40%、10%晋升至90%、50%~70%、80%~90%。在污水处置厂内扶植CEPT举措措施为首要情势的CSO快速净化处置在美国多个地域获得利用，美国情况庇护署EPA在2001年提交国会的研究陈述指出，全美439个地域中有69个地域采取了CEPT节制CSO污染，占比16%。国内张善发、盛铭军等的中试成果注解，溢流污水经CEPT处置出水SS、COD、TP的平均去除率可到达84%~95%、68%~89%和78%~80%，沉淀池概况水力负荷别离为56 m³/（m²·h）、25 m³/（m²·h），均在通俗沉淀池水力负荷的10倍以上。最近几年来，投加微砂、磁粉或回流污泥作为絮凝焦点，以实现更优的絮凝沉淀结果的加砂沉淀、磁混凝沉淀、高密度沉淀等高效沉淀工艺逐步成长成熟并成功用在CSO处置。与保守CEPT工艺比拟，污染物在絮凝剂感化下与絮凝焦点聚合成更容易在沉淀的年夜颗粒絮体，加速了污染物的沉淀速度，同时采取上流式斜管或斜板作为沉淀单位，可有用缩短水力逗留时候，改良出水水质，削减举措措施占地和药剂利用量，可作为CSO快速净化处置的首选手艺。加砂沉淀池、磁混凝沉淀池和高密度沉淀池用在CSO快速净化的首要设想参数可参考表1。
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