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随着城市化的发展,排水系统在社会可持续发展中起着越来越重要的作用。目前,我国很多城市污水处理收集率提高速度快,但是城市的水体环境质量却没有显著改善。合流制管道系统的溢流污染是城市水体污染的主要污染源之一。为此,我国众多城市正在新建或筹建合流管网改造工程来减少溢流污染的发生。本课题针对合流管网改造和溢流污染的问题,对国内合流制管网现状进行调研,分析目前合流管网存在的共性问题。并且在此基础上,以镇江市老城区为例,提出针对老城区合流制管网改造对策。研究表明:
(1)我国排水管道长度和密度年均增长率为10%和4%。截至2009年底,我国排水管道长度为34.4万公里,管道密度为9.0公里/平方公里。其中合流制在排水体制中所占比例为20%左右,合流制正逐步被分流制取代。我国西部地区合流制比例为40%,高于其他地区;小城市合流制比例为25%,高于大中城市合流制比例。而且,我国城市合流管网系统截流倍数取值普遍较低,其中59%的城市截流倍数取1,22%的城市截流倍数为1.5,其他为2-3。同时还发现,我国城市管道规划缺乏整体性,布局不合理;管网改造对策过于单一,侧重于合流制改为分流制。
(2)我国排水工程的管材选择中砼管和钢砼管使用率占58%,HEPE管使用率占33%,其他管材使用率占9%。经济因素在城市管材选择上占了主导因素。同时发现,我国城市截流井截流效率偏低,在80%左右,并且截流井设计缺乏依据,不能控制和调节污水的截流量。调蓄池侧重于“水量"调蓄,存在清淤困难的问题。合流制泵站选址缺少规划,水泵扬程设计不合理,且维修频繁。研究还发现,我国城市污水处理厂的数量和污水处理能力年均增长率分别为16%和14%。截至2010年底,全国有1443座城市污水处理厂,污水处理能力10435.7万立方米/日。全国污水平均处理率在82%左右,污水处理量增速高于污水排放量增速。其中东北地区污水处理率为68%,低于其他地区;中小城市处理率为78%,低于全国平均水平。而且我国污水处理负荷偏低,只有64%,其中华南地区污水处理负荷为47%,低于全国其他地区。
(3)我国城市管网资料管理环节薄弱,存在着管网数据分散不系统的问题,其中36%的城市管网资料基本齐全,40%的城市管网资料有缺少,24%的城市没有数据统计。同时发现,管网管理存在体制欠缺、机构重迭的问题。管网强化管理的手段不多,没有专门的排水法规。管道维护方式原始,机械化程度不高,监测手段落后。
(4)通过对我国不同城市现有的雨水径流污染数据进行研究分析,研究表明:我国的道路径流、屋面径流、排污口径流中大部分指标超出地表水环境V类标准。其中,COD、SS、TN、TP平均浓度在道路径流中为361.28mg/L、550.89mg/L、8.71mg/L、0.95mg/L,在屋面径流中为91.57mg/L、100.06mg/L、6.59mg/L、2.55mg/L,在排污口径流中为293.35mg/L、397.41mg/L、17.64mg/L、2.19mg/L,在天然雨水中为0.81mg/L、8.89mg/L、0.06mg/L、4.11mg/L。SS、COD的平均浓度在不同径流类型中的大小规律为,道路径流>排污口径流>屋面径流>天然雨水;TN和TP在四种不同径流类型中的大小规律为,排污口径流>道路径流>屋面径流>天然雨水。其中我国南方大城市的交通区道路雨水径流污染情况最严重,北方大城市中的沥青屋面径流污染情况最严重,合流制排污口的各污染物的浓度远远高于分流制排污口的各污染物浓度。
(5)以削减镇江老城区污染物总量为最终目的,分析老城区合流制管网现状及存在的问题,以清洁生产的“源-流-汇综合调控”理论为指导,介绍“源-流-汇综合调控”理论,研究“源-流-汇综合调控"技术,明确“源-流-汇综合调控"模式,进行基于“源-流-汇综合调控"理论的镇江老城区合流管网污染物减排对策的探讨。结合镇江市老城区实际情况,制定老城区合流管网污染控制初步方案。