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江南,清华大学环境学院刘艳臣：城市排水系统运行效能关键影响因素分析 城镇排水管网溢流所造成面源污染控制问题，也逐渐凸显为城市水环境质量达标的重要影响因素，管网溢流问题所导致的反复黑臭、治而不愈现象比较突出
时间：2024-01-09
焦点提醒：清华年夜学情况学院刘艳臣：城市排水系统运转效能要害影响身分阐发 城镇排水管网溢流所形成面源污染节制问题，也逐步凸显为城市水情况质量达标的主要影响身分，管网溢流问题所致使的频频黑臭、治而不愈现象比力凸起，管网溢流问题也是城市排水系统运转效能低的主要表示。
跟着城市黑臭水体管理使命的敏捷推动，最近几年我国城市排水管网扶植和污水管理举措措施慢慢获得完美，而城镇排水管网溢流所形成面源污染节制问题，也逐步凸显为城市水情况质量达标的主要影响身分，管网溢流问题所致使的频频黑臭、治而不愈现象比力凸起，管网溢流问题也是城市排水系统运转效能低的主要表示。
排水系统运转效能低还表示为污水厂进水浓度低，进而致使污水厂的有用污染物去除总量低，这也导致全部污水系统的污染物有用搜集处置率变低。从下图成果能够看出，污水厂进水浓度变低这一现象（南边某市）是从十多年前就已显现，而那时正处在排水管网与污水处置厂成长扶植的快速成长阶段，同时也是污水厂要求一级A提标革新的窗口期，那时污水厂工艺进级和污水厂出水达标更受存眷，而污水厂进水浓度的转变直到最近几年才逐步引发正视。进水浓度的转变既表现平均程度的逐年降落，也表示为旱季影响的季候性波动特点。
污水厂进水浓度低这一现象十分遍及，据2017年全国污水厂监视性查抄数据成果显示，我国50%以上污水厂具有进水COD浓度低在150mg/L的现象，且南北方分歧流域地域污水厂均具有这一现象，污水厂进水浓度低、排水系统污染物搜集率低，已成为影响城市排水系统实现高效力污染物去除的主要身分。
在排入管网的污染物总量未削减的条件下，污水厂进水浓度低的缘由年夜体上首要为外来水进入管网的稀释、污水输移进程的溢流排放和管网内部可能具有的污染物降解几个方面。
污水管网的入流入渗是致使外来水进入管网的首要路子，而排水管网的管道破损、错接和分歧种别的混接乱接是致使管网入流入渗产生的主要缘由。管网多源入流入渗（河水倒灌、山川渗透、地下水入渗等）进程起首致使进入管网外来水量增添，特别是降雨前提下的入流入渗进程会致使水量刹时增添几倍乃至几十倍，这个进程会间接形成污染物浓度的稀释，同时也致使污水管网液位刹时上升而形成溢流事务的产生。
多旱季节因入流入渗所致使水量增添使得污水厂处置能力严峻不足（年夜多仅能以旱流设想污水量运转），这就致使上游污水管网水����APP位长时候处在高水位运转，持久的高水位运转既会增添管网溢流的产生风险，同时还会致使全管网系统内的污水流速太低（乃至有倒流环境产生），太低流速前提下会使得污水中颗粒性无机物在管网内产生沉淀，同时因水力逗留时候耽误而进一步加重了碳源在管网内消耗。多源入流入渗水的间接稀释感化、和管网内水量超载进程加重无机物消耗的间接感化同步形成了旱季污水厂进水浓度的波动、污水厂进水污染物浓度下降和碳氮比掉调的现象。
管网入流入渗进程一般产生在糊口小区内管网和市政骨干管网两个泉源，首要包罗地下水致使入流入渗和降雨进程所致使入流入渗两部门构成，分歧来历入流入渗进程所表示特点也具有较显著的差别。
一般地下水入流入渗进程首要由管道破损、错接和查抄井裂痕而至，此中，地下水所致使入流入渗进程相对速度较慢，总量相对不年夜。管网入流入渗进程跟着时候和区域会有比力显著的不同，德国有些区域只要4%，年夜部门区域的入流入渗量在旱季污水量的40%以下。比拟之下，我国分歧地域的污水管网地下水入流入渗环境差别较年夜。
经由过程现实测试，我国北方某市污水管网上游区域地下水入流入渗量为旱季污水量的20%、而下流管网区域则上升到60%；南边某市污水管网上游区域的地下水入流入渗量便可高达50%（均以夜间最小流量法估算）。而降雨进程所致使入流入渗则则严峻很多，北方某市排水管网测试成果近20mm的降雨进程所致使管网最年夜入流入渗水量为旱流水量的7倍，管网液位短时候内上升近10米；南边某市某区域排水管网仅在10mm摆布降雨进程便可致使管网澭水乃至倒流环境产生，估测产生现实最高入流入渗水量高达旱流水量的近6倍。
高入流入渗率产生的管网区域，很轻易因管网倒坡、梗塞、下流输送处置能力不足等问题致使管网高水位运转，处在这类状况管网在降雨进程很轻易呈现澭水、倒流等管网非常运转现象，进而也会致使管网隐形溢流环境（暗管排口溢流、混接雨水管溢流）的产生。这部门被隐形溢流的污水量就会被进献为未能有用搜集的污水，这也是有些区域污水管网运转效能低、污水管网有用污染物搜集率低的主要缘由之一。
污水管网多源入流入渗进程间接致使管网水量水量变化和波动，除水量上升致使溢流事务产生外，管网的水质也遭到较年夜的波动影响。以下图所示，南边某市2008年-2015年时代代表性时候段分歧管网区域（糊口小区出口、污水泵站、污水厂进水）的持久水质监测成果（每次监测延续一周持续24小时多点同步采样），图中能够看出全体污水系统水质均较为严峻遭到管网入流入渗进程影响，不论是污水厂进水、泵站仍是上游管网区域旱季水质遍及显著低在旱季水质。
另外，从图中成果也能够发觉，管网泵站的平均水质环境根基与污水厂进水相当，而小区出水的平均水质环境较着高在污水泵站的平均水质环境，这申明该测试区域管网的污水泵站上游的市政主（支）干管网遍及具有较为显著的外水入流（山川、地下水入渗、河水、潮汐倒灌等）环境，而比拟较无机物的相差倍数要高在氨氮浓度差值，这也申明了骨干管内会具有必然水平的无机物颗粒堆积降解的问题，形成无机碳源的丧失。一样不雅察小区水量变化环境，旱季与旱季的水量变化也十分较着，除季候用水特点对水质浓度影响外，小区内混接收网由降雨所致使的管网入流入渗环境也比力较着，从无机物与氨氮的差别倍数也能够看出，小区管网内也具有较为显著的无机物颗粒沉淀降解耗损的问题。
市政污水干管的混接错接和溢流口治理不足等问题，均会致使降雨进程、河水倒灌、潮汐倒灌、山川入渗等入流入渗进程产生，污水管网水力负荷年夜幅提高，水质浓度被严峻稀释下降，加重潜伏的干管溢流风险。除市政骨干管网溢流口倒灌、破损漏渗、混接错解等致使的入流入渗外，建筑小区规模内的污水管网因为布局不公道、私接乱接严峻等问题，也会形成小区管网泉源的严峻入流入渗环境。
建筑小区污水支管与市政污水干管具有复杂的交互影响关系，降雨进程小区管网入流入渗会年夜幅提高低游市政骨干管网的水力负荷，下流干管排水能力不足环境下也会粉碎小区排水管网水力前提，小区管网排水流速下降，乃至会致使了小区管网严峻澭水现象，而建筑小区管网排水水力前提恶化，一方面致使小区管网呈现潜伏分离溢流问题（雨水口或污水口），另外一方面也会年夜幅加重小区管网内颗粒性碳源的堆积和消耗。
我国建筑小区污水管网相对扶植质量较差、管道布局紊乱、治理保护不足，也是致使污水排放泉源碳源消耗的主要缘由。在小区规模排水水量相对较少，且多为间歇性排水进程，而相对粗放的管网布局使得小区内管网水力前提较差，远远不克不及到达利用的冲洗前提要求，同时小区规模内排放泉源无机物的颗粒性比例较高，相对较差的水力前提进一步增进了小区规模内碳源无机物的堆积消耗，若小区同时具有化粪池或格栅类修建布局，则会更进一步加重碳源的消耗。某小区为例进行现实现场测试，小区规模内的碳源消耗乃至可达50%。
总而言之，建筑小区排水管道、市政排水管网的扶植治理粗放、混接乱接严峻等所致使的污水管网多源入流入渗进程，在提高污水管网水力负荷、稀释管网内水质浓度、提高管网溢流产生风险的同时，还会恶化管网运转水力前提、加重管网内颗粒性碳源堆积消耗，是致使我国某些地域污水管网污染物有用搜集率低、污水厂进水浓度低、污水厂进水碳氮比掉衡的主要影响身分。
原题目:JIEI｜刘艳臣：城市排水系统运转效能要害影响身分阐发
