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王家卓:东京的合流制溢流污染控制经验及对中国的启示

时间:2020-07-01 09:20

来源: JIEI创新实验室

作者:王家卓

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  近期,针对城市黑臭水体治理推进过程中遇到的掣肘——污水溢流导致的面源污染,清华大学环境学院及生态环境部水专项管理办公室组织召开了“促进城市黑臭水体长治久安推动城市面源污染全面管控研讨会”。会议邀请到北京建筑大学教授车伍、生态环保部环境规划院水环境部主任王东、中规院北京公司生态市政院院长王家卓、清华大学环境学院教授王凯军、清华大学环境学院副研究员刘艳臣等业内专家,及来自行业多家代表企业的决策力量,共话溢流污染的现状问题及控制思路。

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  王家卓:合流制并不落后,如何做好溢流污染控制

  目前正值夏季雨水多发期,溢流污染主题系列研讨稿件,本篇为系列第2篇。

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  我国城市排水体制的现状排水体制是城市排水中不可避免的话题,不同的排水体制面临不同的问题,需要不同的解决方案。从雨污水管网是否用一根管,可以简单分为合流制和分流制排水系统。

  中国设市城市分流制污水管网约26.5万公里,合流制排水管网约11万公里。中国不少大城市都有不同比例的合流制排水系统,如北京、上海、武汉等。

  按管网长度计算,我国658个城市中合流制排水系统约占1/3,如果按照比例来说,我国排水系统合流制的比例比德国、英国、法国等国家要低。

  目前我国合流制排水系统面临的问题一是对合流制排水系统的认识存在一些误区。现在不少管理层人员片面地认为合流制不好、分流制好,认为必须把合流制改成分流制才能解决黑臭水体问题,其实这是一个认识误区。

  英国院士David Butler在他所著的《Urban Drainage》一书中,对合流制和分流制做了全面的比较。根据实际经验,分流制有优势,也有劣势,比如在管理上容易造成混错接,比如降雨径流污染不好控制等。合流制也存在着很多优势,比如不存在混错接,比如经过合理设计的合流制排水系统可以在一定程度上解决城市面源污染的问题。

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  二是城市规划不到位。很多城市总体规划中关于城市排水体制,都是同样一句话:近期保持合流制,远期改为分流制。到底什么时候改为分流制?现在能不能改?均不明晰。但对合流制没有实施雨污分流改造之前,我们在规划设置污水处理厂等设施的时候,却是将其当成分流制来对待的。

  三是相关标准规范缺失。合流制排水系统既然存在,我们就要承认现实,并明确这个系统的正确设计方法。当前关于合流制溢流污染控制政策、标准都是缺乏的,合流制地区污水厂雨天排放应该采用什么样标准,污水厂规模如何配置,都不明确。

  四是合流制溢流污染总体缺乏控制。现在有些地方是一刀切改分流,改不了的就不去控制溢流,甚至一年溢流六七十次。由于合流制管网管径较大,平时容易沉积,雨天冲刷出来的污染物较多,因而有些地方溢流到河道里的污染物浓度比污水厂进水浓度还要高。

  五是由于外水大量进入,合流制系统截污效率不高。合流制系统设计的时候是要考虑截流倍数的,这是要给雨天的雨水留出空间的。但是现在由于大量的河水、地下水的倒灌或入渗、施工降水排入等问题,加之管网维护不善部分管段淤积严重,导致很多合流制系统旱天处于满管状态,截流倍数失效。这种情况下,只要下一点雨就会出现溢流;即便不下雨,污水厂进水浓度也很低下。我国南方很多城市污水厂进水浓度都不高,总体来说,合流制地区这一问题更为突出一些。

  日本溢流污染控制经验合流制排水系统在国外普遍存在。纽约、伦敦、巴黎、东京等大城市也都是以合流制为主的排水系统。

  以东京为例,东京的年降雨量较多,约1540毫米,且地下水位比较高。东京都23区人口940万左右,合流制排水系统的比例占82%。但该区域的进水浓度并不低,根据2018年的数据,全年平均进水BOD5达171mg/L,比国内类似情况下进水浓度高得多。东京应对合流制排水系统溢流污染的经验可以总结为几条:

  一是不折腾,合流制区域划分相对稳定。对比东京近几年的城市排水体制图,可以看到,东京现在合流制的区域比较稳定。对于这些区域,东京没有简单地推行雨污分流改造,而是出台了相关技术指南,日本较早就发布了《合流制下水道溢流对策与暂定指南》,提出合流制的溢流控制标准为等同于分流制的污染水平;之后又发布《下水道法施行令》,进一步明确雨天合流制污水溢流排放的标准。

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  二是有明确的合流制溢流污染综合控制对策。包括源头雨水径流控制(包括渗透和调蓄)、管网截流、排放口和泵站处设置的调蓄池、溢流口漂浮物控制措施和污水厂雨天处理能力等,通过这些综合措施,确保合流制排水系统的污染能降低到分流制排水系统的效果。

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  对于雨水径流管控,东京都23区有着完善的“雨水流出抑制”的要求(类似于中国海绵城市的源头雨水管控),大于500平米的开发建设行为,都需要有雨水径流管控。每公顷控制容积从500立方米到950立方米不等,包括屋顶、楼栋间、公园等各个地方都有相应设施。这一标准比中国目前在推行的降雨年径流总量控制率的标准要高很多。除了有利于减缓城市内涝之外,“雨水留出抑制”很大程度为了控制和减缓合流制溢流污染。

  在23区中,目前有9个区目前可以享受雨水源头控制补贴,一户大概最多能补贴40万日元,大概相当于2.5万人民币,但是这仅仅是针对私人住宅的开发建设行为,对于公共建筑,是必须无条件落实雨水流出抑制要求的。23区中其他的区在开发建设中也必须要落实雨水管控措施。

  在末端处理环节,东京十几个污水厂几乎都引入了雨水处理改造工艺,引入了高速过滤系统,对一级处理系统进行强化,确保雨天能增加处理量。如芝浦污水厂,雨天能够处理旱天的3倍流量,其中有1倍进入生化系统,2倍通过高速过滤系统处理后允许排放。

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编辑:王媛媛

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