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随着合流制系统排出的混合污水对水体污染的加剧,很多城市开始对合流制管道系统进行改造,将合流制排水系统改建为截流式合流制为主的排水管道系统,对水体污染控制起了一定的作用。然而,这种截流式合流制管道系统带来的新问题是溢流污染,已成为我国许多城市水体污染的主要因素。如何有效地控制溢流污染已成为当前国内外研究热点之一。对此,本研究创新性的提出了一种溢流污染控制技术-错时分流减排技术,旨在从源头上消减合流制管网溢流污染问题。
本研究分别通过理论构建与工程实践,深入分析了错时分流减排技术的工作原理,建立了错时分流设计模型,检验了实际减排效果。取得的主要研究成果如下:
1.错时分流减排技术的构建及工作原理研究。研究提出了错时分流减排技术,将污水调蓄系统与无线控制相结合,形成一种新的溢流污染减排措施;从总体分析了污水调蓄池的工作原理和运行模式,系统介绍了该技术的基本原理和控制方法;介绍了无线控制系统的运行原理及其对错时分流减排技术的控制原理。构建了错时分流减排技术的理论基础,并具体分析了该技术的优点。
2.错时分流系统的设计和系统模块化研究。研究发现,截流系统、降雨强度及历时、服务人口及合流制管道等均对错时分流技术减排效果具有一定的影响作用,其影响主要体现在污水调蓄池的体积设计和系统的时间控制设计两方面。分析了无线控制阀门及潜污泵等的选择方法,并设计了系统的降雨汇流时间、阀门开关时间、联动中系统排放时间等。通过对技术模块的构成进行分类,选择了合适的污水模块、雨水模块及排放模块,分析了技术模型中各模块的相关参数并对其进行基本设置。
3.实际运行效果分析。结合镇江某小区污水特征及当地降雨情况,在小区开展了合流管网的错时分流改造工程,建设内容主要包括25套污水调蓄系统的设计与建设以及1套无线传感控制系统的建设。经过3个月的试运行和一年正式运行,该区域年降雨990.8mm,年总截流次数达43次、年增加截流污水量达5669吨、年削减污染物达2508kg(以COD计),事实证明措施分流减排系统表现出了良好的减排效果。
总之,和传统的“合改分”相比,错时分流技术具有建设时间短、改造简便、工程投资省、运行灵活、可实现无人值守等特点;在不需分流改造的前提下,即可实现城市老城区合流管网溢流污染的有效控制;其大规模的推广应用必将对我国城市合流管网溢流污染的控制起到积极作用,对城市水体水质的保持具有良好的意义。