水業(yè)國(guó)際大講堂：黑臭水體整治——雨水管控與溢流污染治理，Dohmann教授帶來德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，以及深隧建設(shè)的觀點(diǎn)！
水業(yè)國(guó)際大講堂：黑臭水體整治——雨水管控與溢流污染治理，Dohmann教授帶來德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，以及深隧建設(shè)的觀點(diǎn)！
原創(chuàng)2017-05-12BJB中國(guó)給水排水
2017年5月4—5日，由中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)水工業(yè)分會(huì)、中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)排水專業(yè)委員會(huì)、隧道股份上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司聯(lián)合主辦，由上海城市雨洪管理工程技術(shù)研究中心、《中國(guó)給水排水》雜志社有限公司聯(lián)合承辦的“水業(yè)國(guó)際大講堂之二：黑臭水體整治——雨水管控與溢流污染治理技術(shù)與裝備”在上海大華錦繡假日酒店隆重開講。德國(guó)的Max Dohmann教授帶來哪些治水經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分流制和深隧等有哪些觀點(diǎn)？
通過雨水及合流制管網(wǎng)管理等措施減少對(duì)水體污染的德國(guó)經(jīng)驗(yàn)
Max Dohmann 簡(jiǎn)介：
德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)終身教授，德國(guó)水協(xié)會(huì)董事會(huì)主席，德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境顧問委員會(huì)顧問，德國(guó)水、污水及固廢管理聯(lián)合會(huì)（DWA）董事，重大水專項(xiàng)中德水合作項(xiàng)目發(fā)言人，德國(guó)“一級(jí)功勛十字勛章”獲得者。
五十年來致力于污水處理、雨水管理、垃圾處理等環(huán)保領(lǐng)域的科研、技術(shù)研發(fā)、污水處理脫氮除磷新技術(shù)、污水管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理、河流湖泊流域治理、雨洪綜合管理等領(lǐng)域。長(zhǎng)期參與中德政府、高校、企業(yè)間的環(huán)保專項(xiàng)科研、規(guī)劃設(shè)計(jì)及項(xiàng)目執(zhí)行。同時(shí)還是清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、四川大學(xué)的客座教授。
主持人（張悅）：Max Dohmann教授是我們的老朋友，他是德國(guó)亞琛大學(xué)的教授，實(shí)際上亞琛大學(xué)跟我們國(guó)家的合作關(guān)系可以回溯到20世紀(jì)80年代。德國(guó)亞琛大學(xué)在水處理方面，尤其是污水、雨洪控制方面有其獨(dú)特之處。Max Dohmann教授跟我們合作也有很長(zhǎng)的時(shí)間了，科技部和德國(guó)合作的清潔水行動(dòng)就是Max Dohmann教授參與的，在中國(guó)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間的研究。他對(duì)中國(guó)的情況比較熟悉，今天非常榮幸，他再次來到上海，跟我們講雨水管控和溢流污染治理的主題。他將要介紹他所了解和研究的這方面的成果。我相信也會(huì)給我們很多的啟迪和可以借鑒的一些經(jīng)驗(yàn)。今天由陳燦女士擔(dān)任翻譯。
Max Dohmann：今天應(yīng)邀就關(guān)于減少開放水體的污染主題，包括河流溢流污染控制這個(gè)問題進(jìn)行相關(guān)的探討。曾經(jīng)污水處理是我們關(guān)注的重點(diǎn)，但是隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在大家更多地去關(guān)注我們的自然界開放水體的污染到底來自哪里。當(dāng)然解決這個(gè)問題，不能光靠無限制地去擴(kuò)建或者新建污水處理廠，更多地是要跟我們的管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合起來。
近年來，中國(guó)政府和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)在管網(wǎng)系統(tǒng)的改善方面花費(fèi)了更多的精力。首先在污水方面，其中集中制和分散制都有自己的優(yōu)勢(shì)。除了我們剛才提到的集中制和分散制的污水處置以外，實(shí)際上在污水收集或者受到污染的雨水的收集以及運(yùn)輸過程當(dāng)中，我們還有很多可做的。大家看到的這張表格來自德國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)區(qū)，就是北威州。
這張表格主要展示的是來自不同功能區(qū)域的不同的污染物的比重。最左邊是污水總量，將近一半的污水實(shí)際上是由市政府污水處理廠來進(jìn)行處置的。中間14%來自工業(yè)排放，我們關(guān)注的是上面的三種，也就是通過管網(wǎng)排放的這些污染量。我到中國(guó)來最常聽到的一個(gè)問題是到底是合流制好還是分流制好，今天我們就這個(gè)報(bào)告的時(shí)間跟大家分享一下相關(guān)的德國(guó)經(jīng)驗(yàn)。
開放水體受到的重金屬污染主要是來自管網(wǎng)排放，而不是污水處理廠，因?yàn)槲鬯幚韽S的底泥已經(jīng)得到處置，而管網(wǎng)當(dāng)中的重金屬會(huì)直接排放到水體當(dāng)中去。這里是分流制以及合流制兩個(gè)系統(tǒng)的排水路徑，從這里大家可以看到基本污染物的流動(dòng)方向。在這里實(shí)際上我們要強(qiáng)調(diào)的就是在世界上沒有100%的合流制和100%的分流制，就像張悅和唐建國(guó)合編的黑臭水體指南當(dāng)中所指出的一樣，其實(shí)都是系統(tǒng)并不純粹的原因。在歐洲跟中國(guó)一樣，就是新建的管網(wǎng)絕對(duì)不允許存在合流制，而是應(yīng)該建立分流制。主要是在新建的管網(wǎng)當(dāng)中對(duì)合流制方面的污染物的控制沒有相關(guān)的嚴(yán)格規(guī)范，所以就像剛才那位日本專家講過的，實(shí)際上合流制當(dāng)中的雨水和污水更容易建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，所以會(huì)選擇在新區(qū)當(dāng)中建設(shè)分流制。但是在分流制當(dāng)中存在一個(gè)非常受到關(guān)注的問題，就是初期雨水的問題，初期雨水造成的污染不亞于污水的污染。在這里，關(guān)于初期雨水的污染，我會(huì)專門提到一個(gè)物質(zhì)，就是微塑料（micro-plastic）。這種物質(zhì)是來自像洗衣粉、汽油以及普通的日化用品當(dāng)中的污染物，其中大部分來自汽油。這種物質(zhì)顆粒非常小，一般的污水處理或者過濾裝置都沒辦法把它處理掉。這些物質(zhì)存在于牙膏、洗衣粉、化妝品以及一些日用品里面，一般的檢測(cè)實(shí)際上都會(huì)忽略掉這個(gè)化學(xué)物質(zhì)的存在，因?yàn)樗^微小，很難通過儀器檢測(cè)到。在德國(guó)實(shí)際上這個(gè)討論已經(jīng)存在很久，是否要在所有的日用品當(dāng)中去除這些難以檢測(cè)的物質(zhì)。這些物質(zhì)存在于我們每個(gè)人身上，包括我們現(xiàn)在穿的衣服，特別是在中國(guó)，大家習(xí)慣把洗衣機(jī)放置在陽(yáng)臺(tái)上，洗衣產(chǎn)生的這些很難檢測(cè)到的物質(zhì)通過雨水管道排入到了我們開放的水體。
那么我們?cè)诤狭髦坪头至髦飘?dāng)中要怎么去解決這些問題呢？這些物質(zhì)實(shí)際不會(huì)大量地進(jìn)入到污水處理廠，因?yàn)樗皇峭ㄟ^污水管道傳送的，而是通過雨水管道傳送的。我們很難在短時(shí)間內(nèi)去改變汽車工業(yè)、日用化妝品的生產(chǎn)流程或者工藝，我們只能要求給排水專業(yè)或者相關(guān)專業(yè)的工程師在我們分流制系統(tǒng)當(dāng)中去解決這些問題。這里我們展示的是在排水系統(tǒng)當(dāng)中不同的降雨，不同水源的污染物的含量。很多在座的專家可能在問，這怎么可能？如果一個(gè)污水處理廠的COD濃度能達(dá)到440mg/L，這是不可想象的，因?yàn)樵谥袊?guó)這個(gè)濃度要低得多。那么今天我們就揭開這個(gè)謎題。
這個(gè)就像我們?cè)谥改袭?dāng)中其實(shí)已經(jīng)說得很明確，這就是在污水產(chǎn)生到污水運(yùn)輸?shù)轿鬯幚韽S這個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，被大大地稀釋了。在德國(guó)其實(shí)也存在外來水滲入的問題。那么，我們解決的方法其實(shí)也很簡(jiǎn)單，盡量地加強(qiáng)控制污水的濃度以及在降雨期的時(shí)候，對(duì)雨水進(jìn)行分類。大家可以想象，如果我們能夠控制住進(jìn)入到污水處理廠的污水濃度，污水處理廠的處理效能將大大提高，處理的費(fèi)用也會(huì)大大降低。今天上午有一些專家已經(jīng)提到了，關(guān)于管網(wǎng)的防滲的問題，這是今天另外一個(gè)主題。但這確確實(shí)實(shí)是一個(gè)非常重要的措施，我們今天主要是針對(duì)排水管道當(dāng)中的溢流污染的處置問題進(jìn)行展開。這幾個(gè)數(shù)據(jù)大家應(yīng)該都很熟悉，有COD、氨氮，還有金屬銅包括其他的化學(xué)物質(zhì)。這里需要大家注意的是數(shù)據(jù)當(dāng)中的地表徑流，來自道路、廣場(chǎng)等等開放的這些硬化路面的水質(zhì)的情況。COD含量超過100mg/L，特別是銅的數(shù)據(jù)，可以看到地表徑流的含銅量要大于管網(wǎng)當(dāng)中的量。
這張表格向大家展示的主要是在同樣的降雨條件下，合流制和分流制它的水的分布情況。這里很明顯地看到，合流制系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)際在降雨條件下對(duì)污水處理廠的負(fù)擔(dān)要明顯地加重。這張表格實(shí)際上對(duì)于我們進(jìn)行管網(wǎng)當(dāng)中的調(diào)蓄池建設(shè)也好，或者是一些排口設(shè)置也好也有很大的幫助。左邊是COD的含量變化，右邊是氨氮的含量變化，它是隨著降雨的持續(xù)時(shí)間在不同的位置演變的過程。藍(lán)色的線代表的是我們雨水的位置，紅色的線代表的是整個(gè)管網(wǎng)的流程過程當(dāng)中，黃色的線代表的是接近末端。
其實(shí)我們剛才提到的在合流制系統(tǒng)當(dāng)中，它對(duì)污水處理廠的壓力更大，但是從這張表格可以看出，實(shí)際上通過分流制系統(tǒng)排放出來的污染物的含量比合流制系統(tǒng)當(dāng)中的溢流的污染物含量更觸目驚心。那么，這就帶來一個(gè)問題，雖然我們?cè)谛聟^(qū)或者一直朝著建設(shè)分流制管網(wǎng)這個(gè)方向走，但是分流制管網(wǎng)不可避免地帶來污染物的問題，必須得到解決。我們通過這種模擬可以看出，實(shí)際上通過分流制管網(wǎng)系統(tǒng)（SSS）排出的污染物的含量跟我們?cè)认胂蟮牟灰粯�，它比合流�?CSS)要更多。比如說氨的總量差不多一致，但是COD是超出的。從這張表格可以看出，在分流制當(dāng)中，實(shí)際上金屬的排放污染量要大大超過合流制系統(tǒng)中的污染量，但是有些化學(xué)物質(zhì)的量在合流制當(dāng)中又多于分流制。現(xiàn)在我們來討論一下這些污染物當(dāng)中的粒徑關(guān)系。以前只把污染物分成可沉淀和不可沉淀的部分。不可沉淀的部分實(shí)際上非常復(fù)雜，它的污染物粒徑代表它能否被解除。有很多是我們看不見的，但是它又與水中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，或者對(duì)水體造成污染。這里提到的污染物全部來自地表徑流，實(shí)際上它也不是普通的污水，而是初期雨水當(dāng)中可能會(huì)富含的物質(zhì)，分成了三個(gè)等級(jí)。一個(gè)是6~60μm，另外一個(gè)60~600μm，另外一個(gè)是大于600μm。大家可以看到，在這些金屬污染物當(dāng)中，實(shí)際上絕大部分都是不可察覺的，也就是粒徑非常小的部分，像銅都是極小的，一般通過普通的物理處理或者是機(jī)械處理都很難去除。
在德國(guó)，有一個(gè)新的檢測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)（AFS63）�，F(xiàn)在AFS63已成為進(jìn)行初期雨水污染物處置的標(biāo)準(zhǔn)之一，那就是意味著≤63μm的這些污染物要通過別的方式進(jìn)行處理。那么，問題就來了，我們要怎么樣在管網(wǎng)當(dāng)中去對(duì)這些微小的物質(zhì)進(jìn)行攔截和處置呢？首先要把來水的不同污染物的量分成三個(gè)等級(jí)，280、560和760，這個(gè)是污染物負(fù)荷的總量，根據(jù)不同的分類可以對(duì)來水進(jìn)行處置，比如說在這里要注意的是在≤280時(shí)，實(shí)際是可以進(jìn)行直排的，其他兩個(gè)等級(jí)都是不允許直排到開放水體當(dāng)中去。必須強(qiáng)調(diào)一下，德國(guó)和中國(guó)、日本都不一樣，實(shí)際上我們對(duì)排口的溢流控制不是通過次數(shù)，也不是通過水量來控制，而是通過其中的污染物負(fù)荷總量來控制（中國(guó)稱溢流頻率、溢流比例，日本稱控制溢流次數(shù)）。如果你的污染物負(fù)荷總數(shù)很低的話，你排很多次水，排很多水都沒有關(guān)系！通過各種物理或者生物手段去達(dá)到污染物負(fù)荷總量控制目標(biāo)。在德國(guó)現(xiàn)在經(jīng)過二三十年的努力，實(shí)際在這兩個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的溢流節(jié)點(diǎn)的控制已經(jīng)取得了很大的成效。
剛才已經(jīng)看到了集中處置和分散處置，實(shí)際上所有的分散處置又可以拆得更細(xì)一點(diǎn)。舉個(gè)例子，任何一條街道的管網(wǎng)設(shè)置了一個(gè)小型分散式處置設(shè)置，這對(duì)于一棟房或者小的街區(qū)來說又是集中處置方式。如果拆得更細(xì)，一個(gè)住戶，一棟樓，要在源頭怎么處理我們來看一下。這里大家都很熟悉的一些圖片，這就是我們的源頭處理的方式，有屋頂綠化，有每家每戶自循環(huán)的雨水處置設(shè)施，包括下滲淺溝或者雨水花園。這在德國(guó)是非常普遍的，因?yàn)樵诘聡?guó)你如果把雨水排到雨水管網(wǎng)當(dāng)中去，是要付費(fèi)的。大家都盡量地自家處置，自家產(chǎn)生的都自己來收納。在座的各位對(duì)于城市建設(shè)都非常熟悉，中國(guó)在源頭治理的時(shí)候，有很多的困難。在老城區(qū)存在改建或者用地條件的限制，在新的城區(qū)居住密度非常大，很難找到合適的分散的雨水收納的場(chǎng)地。那么，也許就應(yīng)該更多地關(guān)注于把從源頭往下游開始移動(dòng)，我們的這些處置方式和措施更多地應(yīng)該放在中段和末端。
這是德國(guó)著名的波茨坦廣場(chǎng)，就是一個(gè)比較完整的城市內(nèi)部街區(qū)雨水自行消納系統(tǒng)。
可以看到，雨水通過屋頂和玻璃幕墻的收集以后，被存儲(chǔ)到地下的雨水罐中進(jìn)行初步處理，然后通到室外的水井再進(jìn)行處理，最后無法進(jìn)入的這部分才進(jìn)入雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。這種分散型的雨水收集裝置在中國(guó)其實(shí)也是很常見的，很多廠家都在生產(chǎn)。這種小型設(shè)施有可能收集到本地區(qū)住戶或者建筑大概95%的雨水。
剛才提到，實(shí)施源頭處置的場(chǎng)地和條件受限是非常嚴(yán)重的，我們主要關(guān)注管網(wǎng)系統(tǒng)怎樣優(yōu)化合流制和分流制系統(tǒng)。首先來看第二點(diǎn)，管網(wǎng)當(dāng)中的流量控制，實(shí)際上要對(duì)污水濃度進(jìn)行掌控，另外要提高管網(wǎng)當(dāng)中的調(diào)蓄容積。第三點(diǎn)是兩個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的集中機(jī)械處理，實(shí)際上它就發(fā)生在排口，發(fā)生在調(diào)蓄池。調(diào)蓄池管道不是污水處理廠，不可能處理所有的污染物，我們更進(jìn)一步地就是利用海綿城市設(shè)計(jì)的理念，通過生態(tài)濾池或者濕地，與調(diào)蓄池或者排口的結(jié)合來達(dá)到更好的處理效果。首先來看一下雨水的來源，通過不同功能的場(chǎng)地，雨水水質(zhì)是不一樣的。
首先來看合流制排水系統(tǒng)。合流制排水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是很明顯的。在非降雨期或者降雨初期，這些肯定都是輸入污水處理廠的。降雨比較大的情況下，更多地通過源頭或者是一些結(jié)點(diǎn)的控制來緩解污染。因?yàn)樗l(fā)生溢流，發(fā)生污染物外泄的情況是非常明顯的。剛才提到，合流制最大的優(yōu)點(diǎn)是污染點(diǎn)很容易找，所有的溢流口都容易發(fā)生污染，但是如果這個(gè)點(diǎn)控制了，實(shí)際上整個(gè)合流制的污染都基本上控制住了。如果發(fā)生了溢流，控制溢流口基本上能夠控制住合流制系統(tǒng)的污染。而分流制的關(guān)鍵就在于初期雨水的控制，這一部分水要么送到污水管道，要么必須設(shè)定特定的設(shè)施對(duì)進(jìn)行專門的處理。
把這兩個(gè)系統(tǒng)改進(jìn)以后，最大的優(yōu)勢(shì)有兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是可對(duì)污水處理廠的進(jìn)水濃度和進(jìn)水量進(jìn)行有效的控制和緩解，另外經(jīng)過初步處理的這部分比較干凈的雨水，可回用于地下水的補(bǔ)給或者河道的水源等用途。
接下來對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)控進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述。30年前開始研究的就是管網(wǎng)調(diào)控。我認(rèn)為從事這個(gè)行業(yè)，第一件事情就是考慮怎樣設(shè)置一個(gè)管道，怎樣去控制水。像上海、北京這樣大的城市，實(shí)際上每個(gè)區(qū)域的降雨情況不同，即便同一場(chǎng)雨，嘉定區(qū)和浦東新區(qū)的降雨量都不一樣，每個(gè)區(qū)域的空氣質(zhì)量、地表徑流污染都不同，整個(gè)管網(wǎng)輸送的路徑當(dāng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)、每一段的污染物負(fù)荷和水量都不一樣，所以怎樣有效地對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行水量和水質(zhì)管控是我們研究的重點(diǎn)�，F(xiàn)在進(jìn)行管網(wǎng)管控的主要目的，是把污染每個(gè)管段當(dāng)中污染物濃度比較高的，污染比較重的區(qū)域的來水送往污水處理廠，而其他的部分污染量并不大，污染負(fù)荷并不重的這部分水可以盡量通過其他方式進(jìn)行處置，把它輸送到其他的途徑當(dāng)中去。這是在德國(guó)一個(gè)中型城市的某一個(gè)集水區(qū)域的統(tǒng)計(jì)，左邊大家看到的是這個(gè)集水區(qū)當(dāng)中的8個(gè)調(diào)蓄池它的排名。中間是通過調(diào)蓄池排放的水量在沒有得到管控和進(jìn)行管控之間的一個(gè)比較。右邊是調(diào)蓄池內(nèi)所去除的或者所排除的污染物的總量在調(diào)控之前和調(diào)控之后的比較。
大家可以看到，實(shí)際上在調(diào)控之后，調(diào)蓄池可以排放的水量增加了，但是它控制的污染物的量也增加了。
通過紫外線和可見光的檢測(cè)，可以看到實(shí)際上各種污染物的含量得到了有效的控制。通過管網(wǎng)和調(diào)蓄池收集到的污染物的含量比重會(huì)明顯地增加，也就是減少了排入到河體或者開放水體當(dāng)中的污染物的量。通過這樣的管網(wǎng)管控，可以在污水處理廠進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速地監(jiān)測(cè)，看一下污水處理廠的濃度是否有提高。同樣在所有的排口進(jìn)行非常時(shí)期溢流的時(shí)候也要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)�，F(xiàn)在展示的是最完整的實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，有攝像頭，有水位監(jiān)測(cè)裝置，水質(zhì)的實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置等。
現(xiàn)在展示的是排水總量的變化，在進(jìn)行管控和管控之后的總量發(fā)生了比較明顯的變化。在德國(guó)降雨量的總量是分成三個(gè)類型。我們大家可以看到，實(shí)際上在德國(guó)也存在如果不對(duì)排口進(jìn)行控制的話，直接通過簡(jiǎn)單的格柵或者直排的方式，會(huì)對(duì)相關(guān)的渠道或者水體造成嚴(yán)重的污染。這里展示的是三種安裝格柵的方式。格柵實(shí)際上是有非常多的類型，國(guó)內(nèi)外都有很多新型的產(chǎn)品，它這里只是挑選了幾種進(jìn)行展示�，F(xiàn)在這種也是通過水力旋流的方式通過篩網(wǎng)的方式對(duì)較為細(xì)小的懸浮物進(jìn)行篩除。
現(xiàn)在要花一點(diǎn)時(shí)間來講述很多人都關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)，就是調(diào)蓄池的問題。德國(guó)建了相當(dāng)多的雨水調(diào)蓄池。德國(guó)的面積只有一個(gè)半廣東省大，但是有6~7萬個(gè)調(diào)蓄池。在中國(guó)，現(xiàn)在調(diào)蓄池的建設(shè)也成為一個(gè)熱點(diǎn)，一個(gè)是調(diào)蓄池容量的界定，一個(gè)是調(diào)蓄池功能的界定。調(diào)蓄池主要分成兩個(gè)類型，一個(gè)是只有沉淀功能或者是錯(cuò)峰的，只是短時(shí)間地收集和消納雨水，之后都進(jìn)到污水處理廠去。另外一種是過流調(diào)蓄池或者溢流調(diào)蓄池，它必須具備一定的處置功能。從這類調(diào)蓄池出去的水不是只經(jīng)過了短暫的沉淀或者粗格柵攔截，必須進(jìn)行有效的物理處理。所有的調(diào)蓄池不應(yīng)該只具備沉淀功能，實(shí)際上也許大家對(duì)沉淀功能有一定的誤解。我們所有的雨水調(diào)蓄池所謂的沉淀功能都是不完善的，都是假的。那么，調(diào)蓄池本身通過物理處理只能對(duì)一些不溶水的懸浮物、漂浮物進(jìn)行處置，像氮磷或者重金屬是沒辦法處置的。
這是最簡(jiǎn)單的兩種示意，左邊的只有調(diào)蓄功能，所有水在降雨結(jié)束以后全部回到管網(wǎng)當(dāng)中去，進(jìn)行污水處理廠中進(jìn)行處置。另外一種不一定所有的水都要進(jìn)入污水處理廠，有一部分濃度比較小的這部分水可以通過物理的處置方式處置以后進(jìn)行排放。
這種溢流調(diào)蓄池的設(shè)置非常簡(jiǎn)單。通過設(shè)置一定的機(jī)械處理處置方式，可以對(duì)污水處理廠處置不了的這部分持續(xù)來水進(jìn)行實(shí)時(shí)的、在線的處置，達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。大家可以看到第三張圖，展示了和沒有這種處理功能的調(diào)蓄池之間的最大區(qū)別。它在持續(xù)降雨發(fā)生的時(shí)候，能夠?qū)ξ廴緷舛入m然不是很高，但是依舊可能會(huì)造成水體黑臭的這部分污染物進(jìn)行持續(xù)的處理，這就比我們常見的只有調(diào)蓄功能的調(diào)蓄池要更加先進(jìn)。在這個(gè)時(shí)候只有調(diào)蓄功能的調(diào)蓄池已經(jīng)發(fā)生直排了，右邊這張圖就是在在線處理能力已經(jīng)在飽和的情況下允許發(fā)生溢流。這時(shí)候?qū)嶋H上溢流水濃度已經(jīng)相當(dāng)?shù)土�，可以允許排放到水體當(dāng)中去。所有調(diào)蓄池內(nèi)沒有經(jīng)過處置的這部分水在降雨結(jié)束后全部送到污水處理廠去。很高興給大家展示是在30年前設(shè)計(jì)的調(diào)蓄池。像這樣大型的地下調(diào)蓄池在中國(guó)也是非常常見的。
這張圖表顯示的是進(jìn)水的流量和流速對(duì)沉淀效率的影響。也就是說實(shí)際上當(dāng)你的來水量達(dá)到10m/h時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)沒有了沉淀效果。這張圖表顯示的是設(shè)置了物理處理裝置的調(diào)蓄池里面，在進(jìn)水處置以及排水這三個(gè)階段當(dāng)中不同的粒徑的污染物的減少程度，大家可以看到通過這種簡(jiǎn)單的裝置實(shí)際上對(duì)污染物的去除有明顯的控制效果。通過增加這樣的功能以后，可以看到這種特別細(xì)小的＜63μm的污染物的去除率能夠達(dá)到54%，而這種大粒徑的污染物去除率能達(dá)到80%。這些是通過對(duì)4個(gè)不同的調(diào)蓄池長(zhǎng)期跟蹤檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到的結(jié)果。
剛才其實(shí)已經(jīng)談到了調(diào)蓄池進(jìn)水的速度和水位上升的速度以及進(jìn)水是否均勻?qū)嶋H上都對(duì)處理效果有很大的影響。這里展示的是進(jìn)水端控制的一些可能性。這些設(shè)置都是為了調(diào)蓄池進(jìn)水的均勻度。這是普通的溢流堰�，F(xiàn)在要介紹的是一種在德國(guó)非常流行的所謂的帶分離隔板的，很像污水處理廠的格柵的概念，這個(gè)在德國(guó)應(yīng)用得越來越廣泛，它能夠?qū)崿F(xiàn)最大的在線處理的能力，同時(shí)能夠促進(jìn)調(diào)蓄池本身的沉淀效果。
這里展示的主要是進(jìn)水的水力方面的演示。
這里是亞琛大學(xué)附近的由亞琛大學(xué)自行設(shè)計(jì)和監(jiān)控的安裝了分離隔板的調(diào)蓄池。這也是我設(shè)計(jì)的，大家有更詳細(xì)的問題可以發(fā)問。
這是其中一個(gè)調(diào)蓄池處理效果的演示。
一般進(jìn)水流速要＜4m/h，這樣才能保證良好的處理效果以及沉淀效果。從進(jìn)水SS和COD的濃度和出水的比較可以看出，其實(shí)已經(jīng)得到了比較有效的控制。當(dāng)然具體效果取決于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的因素，還有新型材料的使用。這里展示了AFS這種＜63μm的微小物質(zhì)，以及COD處置前和處置后的濃度的變化。
大家可以看到隨著進(jìn)水的流速的增加，實(shí)際上處理效果當(dāng)然會(huì)下降，但是即便達(dá)到了10m/h這樣很大的流速，處理效果依舊能夠達(dá)到50%左右。
由于時(shí)間的限制，僅對(duì)生態(tài)設(shè)施相關(guān)聯(lián)的調(diào)蓄池或者處理設(shè)施做簡(jiǎn)單介紹。這里展示的是幾種采用不同的處置措施以后對(duì)于雨水合流制系統(tǒng)來水總量控制的效果比較。也許對(duì)大家進(jìn)行今后的設(shè)計(jì)或者考慮的時(shí)候能有所幫助�？梢悦黠@地看到，采用單純的綠色屋頂設(shè)計(jì)，大概能降低所有的來水15%的水量。然后如果采用普通的只對(duì)流量進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的監(jiān)控和配合調(diào)蓄池的話，大概能減少30%左右。如果對(duì)管網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)從源頭到中段到末端進(jìn)行整體調(diào)控，包括采用在線處理方式的調(diào)蓄池，它的處理效果幾乎達(dá)到50%。
1
END
1
現(xiàn)場(chǎng)精彩問答
提問一
中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)水工業(yè)分會(huì) 張悅
第一個(gè)問題，排口溢流水的處理在德國(guó)加不加化學(xué)藥劑？第二個(gè)問題，對(duì)中國(guó)風(fēng)起云涌的采用深隧作為排水通道或調(diào)蓄設(shè)施怎么看？
Max Dohmann：對(duì)增加混凝劑這樣的化學(xué)物質(zhì)要看你的目的是什么。比如說我看過昆明的調(diào)蓄池，通過18個(gè)、20個(gè)調(diào)蓄池排入到滇池當(dāng)中，磷的污染是非常大的。如果你通過混凝劑對(duì)磷進(jìn)行集中地收集或者收納的話，我是不持反對(duì)意見的。
關(guān)于深隧的事情，首先它的優(yōu)點(diǎn)非常明確，深隧在地下跟其他所有東西都沒有關(guān)系。如果地面發(fā)生任何的變化，你地面上造高樓也好，建綠地也好，都對(duì)深隧沒有影響，這對(duì)政府來講是非常容易解決的。當(dāng)然，可以隨便建多大，這是它最大的優(yōu)點(diǎn)。另外需要提醒大家的是，不要認(rèn)為越大越好，我不要做世界上最大的深隧，不要沖著這個(gè)目標(biāo)去。中國(guó)已經(jīng)有很多世界之最了，沒必要在這個(gè)方面一定要去爭(zhēng)取。因?yàn)樯钏淼慕ㄔO(shè)費(fèi)用是巨大的，帶來的問題也非常明顯。所以我的建議是可以建，但是不要建得特別夸張，可以進(jìn)行分散地處理，不同的點(diǎn)進(jìn)行一些大體量的調(diào)蓄的空間，但是不要建一個(gè)特別巨大的很難管控的。
深隧存在的問題有兩大類，第一是工程問題，比如說在地下100米或者五六十米的深度，要進(jìn)行開挖或者施工的話，難度非常大。包括涉及到的水泵，還有通風(fēng)裝置、除臭裝置，這些設(shè)施的安全性能一定要非常高。另外，要考慮到是什么水進(jìn)到了深隧，深隧里面存的是不那么干凈的雨水。如果這些不太干凈的雨水進(jìn)入深隧，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的沉淀或者發(fā)酵，它會(huì)產(chǎn)生一定的有機(jī)物或者產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體危害包括腐蝕，對(duì)這么大型的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行侵蝕，這種影響是非常大的。它又不可能很簡(jiǎn)單地進(jìn)行清潔維護(hù)，所以一定要考慮這個(gè)問題。如果往源頭看，就要保證進(jìn)到深隧的水比較干凈，那么就必須在進(jìn)入深隧之前的關(guān)口進(jìn)行嚴(yán)格把控，這個(gè)進(jìn)水口的設(shè)置要比我剛才提到的這些所有的都要復(fù)雜得多，都要精細(xì)得多。這可能也是深隧成功與否，是否能夠長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵。
提問二
《給水排水》雜志社 關(guān)興旺
德國(guó)雨水怎么收費(fèi)？
Max Dohmann：這不是一個(gè)直接的收費(fèi)，而是一個(gè)間接的收費(fèi)。所有的收費(fèi)跟你們交自來水費(fèi)是一樣的。自來水有很多用途，除了喝還洗了衣服，還澆灌了花園。通過對(duì)雨水進(jìn)行處置，澆灌花園、普通的沖廁所都可以用這部分水，這樣就節(jié)省了自來水，可以降低一部分自來水的費(fèi)用。剛才提到的方式是15年前都執(zhí)行的，但是到后來發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上污水處理廠處理的水不光是自來水產(chǎn)生的部分，還有一部分是雨水。所以污水處理廠處理的總量要大于自來水廠生產(chǎn)的水量，那么這部分水由誰(shuí)來付費(fèi)？這部分也要加到每家每戶，你的屋子有多少平方米，你如果不解決掉，你就要付費(fèi)。實(shí)際上污水處理廠有20%、30%的費(fèi)用來自于雨水這部分收費(fèi)。
提問三
北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院 宋文波
第一個(gè)問題，德國(guó)的下水道往地下水的入滲率有多少？第二個(gè)問題現(xiàn)狀德國(guó)的合流制管網(wǎng)運(yùn)行狀況是否是完好的，是否滿足剛才介紹的污染控制的標(biāo)準(zhǔn)的要求?同時(shí)在未來這些合流制管網(wǎng)，是否準(zhǔn)備進(jìn)行改造？
Max Dohmann：首先是外滲水的量，在德國(guó)根據(jù)地形條件，比如說低洼地和山區(qū)平地都是不一樣的。有一個(gè)極限值，滲入量最大的是50%。第二個(gè)問題關(guān)于COD濃度的問題，剛才展示的400mg/L是整個(gè)歐洲區(qū)域的平均濃度，在德國(guó)是300~500mg/L，可以做到，沒有任何問題。這里再次提醒一下，事實(shí)上大家關(guān)注的是開放水體的所謂COD濃度、SS濃度是多少，這只是其中一個(gè)指標(biāo)，剛才談了很多其他的細(xì)小的難以檢測(cè)的污染物的量對(duì)開放水體的污染也是很嚴(yán)重的。只不過大家現(xiàn)在的重點(diǎn)是在很容易監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)上面，很難檢測(cè)的污染物上面大家都忽略掉了。第三個(gè)問題，關(guān)于合流制變分流制，答案是否定的�，F(xiàn)在德國(guó)還鼓勵(lì)在合流制地區(qū)不斷地改善和改造，但是方向不是變成分流制，而是在濃度管控和溢流管控方面進(jìn)行更多的更新。因?yàn)楹狭髦破鋵?shí)在占地、投資等方面有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)，所以不能簡(jiǎn)單地去比較哪個(gè)更好，而是說系統(tǒng)功能是否得到了更充分的發(fā)揮。
