城鎮(zhèn)生活污水處理是城市水系統(tǒng)污染物減排的重要手段，城鎮(zhèn)污水處理廠及配套管網(wǎng)系統(tǒng)，則是城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，對城市水污染控制和水環(huán)境改善發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。

近年來，我國污水處理設(shè)施建設(shè)步伐不斷加快，處置能力不斷提升。據(jù)《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒2015》數(shù)據(jù)顯示：截至2015年底，全國共建有城鎮(zhèn)污水處理廠1944座，日處理能力達(dá)到1.4億立方米，處理總量為428.8億立方米，年污水排放量466.6億立方米，全國城市污水處理率達(dá)到91.90%。

我國年生活污水排放量的統(tǒng)計(jì)方法是根據(jù)城市用水量、部分自備井用水合計(jì)乘以排污系數(shù)統(tǒng)計(jì)而得的。根據(jù)2015年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，仍有約33億立方米的污水未得到處理。而城鎮(zhèn)污水處理廠的溢流問題，也是導(dǎo)致城鎮(zhèn)水污染物排放未能得到根本控制的原因之一。

污水處理廠溢流問題除了與污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模和運(yùn)行管理狀況有關(guān)外，還與其所配套的管網(wǎng)排水體制、污水收集規(guī)模和管道漏損情況等因素有密切的關(guān)系。有很多地區(qū)是因?yàn)榈叵滤�位過高或地表水滲透，外部水通過管道漏損滲入污水管網(wǎng)而造成的溢流。所以，這一問題不能簡單認(rèn)為溢流就是污水廠“超負(fù)荷”運(yùn)行，必須先查清原因，采取相應(yīng)對策。

按成因分析，造成污水廠溢流的原因大致有4個(gè)因素：一是污水處理規(guī)模設(shè)計(jì)能力不足，超負(fù)荷運(yùn)行；二是污水管網(wǎng)外部水滲入（以下簡稱外滲水）；三是合流制管網(wǎng)降雨徑流排放導(dǎo)致的外排；四是由于突發(fā)事件造成實(shí)際上的污水溢流。本文重點(diǎn)對外滲水及合流制管網(wǎng)導(dǎo)致的溢流及其相應(yīng)工程技術(shù)對策進(jìn)行分析。

污水管網(wǎng)外滲水侵入

 

所謂外滲水，指地下水、地表水，通過管道破損處、非密封的接口處、與河道貫通處、檢查井壁、井蓋等通路，進(jìn)入到污水管道的非污水。

德國水協(xié)（DWA）資料顯示，德國污水處理廠年處理污水量約為100億立方米，其中純污水量52億立方米，外滲水量21億立方米，雨水27億立方米。也就是說，德國外滲水量占旱季污水表觀收集量（純污水量與外滲水量之和）的28.8%。據(jù)調(diào)查，我國許多地區(qū)該比率多超過30%，甚至接近100%。有資料顯示，有些城鎮(zhèn)的污水處理廠收集的表觀污水量甚至遠(yuǎn)超過其服務(wù)范圍內(nèi)的供水總量。

 

 

 

從進(jìn)廠水COD濃度的判斷也可以得出有清凈水進(jìn)入的結(jié)論。我國城鎮(zhèn)污水處理廠大多收集是生活源污水，通常情況下，工業(yè)廢水的占比不高，城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水COD濃度正常應(yīng)為300~500毫克/升。而我國一些城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水不足200毫克/升，有些甚至低于100毫克/升。按照外滲水與旱流（非雨季）表觀污水量比例計(jì)算，外滲水比例約在50%以上。

外滲水的大量進(jìn)入，不但增加了污水處理廠的處理水量，而且還降低了污水處理廠的進(jìn)水濃度，影響了污水處理廠的運(yùn)行效率、增加了處理成本，同時(shí)還占據(jù)了管道的容量，降低了管道的輸送效率。

   應(yīng)對外滲水引起的溢流問題，應(yīng)做好污水管網(wǎng)管道的維護(hù)，及時(shí)排查和檢修管道漏損，有效控制和杜絕外滲水的進(jìn)入。如提高管道、檢查井等設(shè)施設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，全面推行管道檢測制度，確保管道施工質(zhì)量，防止管網(wǎng)外部水滲入。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中采用合適材質(zhì)的管材、鋼筋混凝土檢查井，提高設(shè)施本身的防腐蝕和抗?jié)B漏能力等。

收集系統(tǒng)方式導(dǎo)致的外排

 

目前，我國的污水處理系統(tǒng)按污水收集形式可分為雨污分流制、雨污合流制以及合流制和分流制并存的混流制等幾種形式。在新建污水處理廠或者擴(kuò)建污水處理廠在建設(shè)期間，如果溢流的污水得不到妥善處置，含有大量污染物的污水就會(huì)直接排入河道，造成污染。而導(dǎo)致污水直排和污水處理廠溢流的原因各有不同。

污水直排是指污水未經(jīng)過處理而直接排入河道等水體的情況。造成污水直接排放的原因，因管網(wǎng)收集方式的不同而各有不同：

在分流制系統(tǒng)中，由于污水管網(wǎng)的錯(cuò)接、混接或漏接、偷排等情況造成污水沒有進(jìn)入城市污水收集系統(tǒng)而直接或就近排入河道等水體；

在合流制系統(tǒng)中，由于沒有進(jìn)行污水收集處理，污水通過合流制管道直接排入河道；

在截流制系統(tǒng)中，因管理不善或降雨量或地表雨水徑流超過截流倍數(shù)時(shí)，混合污水的水量就會(huì)超出管網(wǎng)、泵站的輸送能力，導(dǎo)致混合污水就近直接排入河道等水體。

污水溢流是指水量超過污水設(shè)施的處理能力，污水系統(tǒng)運(yùn)行水位過高，污水通過系統(tǒng)溢流設(shè)計(jì)外溢排放。

在合流制系統(tǒng)中，初期雨水徑流加重污水處理廠負(fù)擔(dān)，造成溢流。我國最初的排水體系大都采用了合流制，污水和雨水采用同一管網(wǎng)，雨季會(huì)發(fā)生污水溢流。溢流的污水會(huì)直接排入城市水體。

在分流制系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)漏損預(yù)期的外滲水進(jìn)入，當(dāng)進(jìn)水總量超出污水處理廠接收能力時(shí)，污水通過溢流排出污水系統(tǒng)。

在截流制系統(tǒng)中，截流系統(tǒng)與污水系統(tǒng)采用重力式連接時(shí)，污水系統(tǒng)水位高于截流系統(tǒng)溢流標(biāo)高后，污水經(jīng)截流系統(tǒng)外溢。

除管網(wǎng)收集系統(tǒng)的原因，在污水收集處理設(shè)施的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，廠、站、網(wǎng)三項(xiàng)中一項(xiàng)或幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)偏低、能力不夠、或建設(shè)時(shí)序落后；廠網(wǎng)分離，職責(zé)不清、機(jī)制不順；突發(fā)事故，比如發(fā)生較大降雨、斷電、設(shè)備故障、檢修、設(shè)施受損等情況時(shí)，也會(huì)發(fā)生污水處理廠污水外溢。

實(shí)踐工程措施及建議

國內(nèi)外對溢流污水的處理已有一定的研究。如美國亞特蘭大興建了地下隧道、貯存池來與主干道相連，這樣可以在雨后將這部分污水輸送至污水廠，但這種系統(tǒng)維護(hù)成本較高。

我國也有很多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如通過建設(shè)調(diào)蓄池控制溢流污染，當(dāng)污水水量超過污水廠處理能力時(shí)，一部分污水溢出進(jìn)入到調(diào)蓄池進(jìn)行儲(chǔ)罐和儲(chǔ)存，等管道的排水能力恢復(fù)后輸送到污水處理廠進(jìn)行處理，以減少污水處理廠的強(qiáng)負(fù)荷，也避免了含有大量污染物的溢流污水直接排入水體中；或者采用移動(dòng)式的中小型就地處理工藝設(shè)施進(jìn)行“體外循環(huán)”，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排入水體。

目前對溢流污水處理采用比較普遍的是超磁分離處理技術(shù)。在成都市武侯區(qū)黃堰河溢流污水應(yīng)急處理過程中，就是采用了環(huán)能德美科技公司第五代超磁分離水體凈化設(shè)備，取得了良好的處理效果。再比如在北京市延慶縣媯水河下游段的超磁分離應(yīng)急治理項(xiàng)目工程，一是處理雨季時(shí)縉陽污水處理廠的溢流雨污水；二是處理非雨季排污口處的溢流。處理后的凈化水引至媯水河農(nóng)場橡膠壩附近。采用撬裝式超磁分離設(shè)備，SS去除率大于80%，TP去除率大于80%，CODcr去除率大于50%。

一、合理協(xié)調(diào)污水處理廠處理能力與配套管網(wǎng)的收集規(guī)模，使之相匹配。因處理能力不足時(shí)，需進(jìn)一步提高污水收集和處理設(shè)施的建設(shè)水平。如在規(guī)劃時(shí)，在原有的廠站網(wǎng)處理規(guī)模能力上，在充分考慮城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生量的基礎(chǔ)上，考慮雨天截流污水量、初期雨水污染水量等對污水系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊影響，在此基礎(chǔ)上，確定污水處理廠的合理處理規(guī)模。

二、提高管網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量和維護(hù)管理水平，避免和減少外滲水的進(jìn)入。參照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《城市黑臭水體整治—排水口、管道及檢查井治理技術(shù)指南》（2016年8月），排查和分析管網(wǎng)存在的問題，加強(qiáng)管網(wǎng)的改造、優(yōu)化和維護(hù)。特別是要加大溢流污染控制技術(shù)和防河水倒灌技術(shù)等的應(yīng)用，增加防止污水外滲操作的便利性和準(zhǔn)確性�？梢悦鞔_的是，我國排水管道檢測技術(shù)手段日趨成熟，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部最新頒布了《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》，為推進(jìn)采用電視攝像、聲吶等手段的檢測提出了技術(shù)要求。

三、增設(shè)溢流調(diào)蓄設(shè)施，提高污水處理廠應(yīng)對“超負(fù)荷”水量的消納應(yīng)對能力。國內(nèi)外的工程經(jīng)驗(yàn)表明，在污水處理廠前端設(shè)置適宜容量的調(diào)蓄設(shè)施，可以有效應(yīng)對合流制管網(wǎng)超截流倍數(shù)的溢流和突發(fā)事件的溢流問題，減少溢流次數(shù)和溢流量。合理的調(diào)蓄容量設(shè)計(jì)是該方法的技術(shù)核心。

四、建立污水處理廠和配套管網(wǎng)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，挖掘現(xiàn)有設(shè)施的聯(lián)防調(diào)控和處理潛力，提高涉水基礎(chǔ)設(shè)施對進(jìn)水水量變化的消納能力。通過建立污水處理廠對配套管網(wǎng)進(jìn)水的水量水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化的反饋應(yīng)對機(jī)制，挖掘污水處理廠應(yīng)對進(jìn)水水量波動(dòng)的適應(yīng)消納潛力。在有條件的地方，可以建立多個(gè)污水處理廠及配套管網(wǎng)的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制，通過排水泵站調(diào)度，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)廠網(wǎng)（污水處理廠-排水管網(wǎng)）的聯(lián)調(diào)聯(lián)動(dòng)，充分利用區(qū)域內(nèi)廠網(wǎng)對水量變化的總體容量，提升整體基礎(chǔ)設(shè)體系對水量變化的消納能力，減少溢流發(fā)生。

五、設(shè)置溢流污染控制措施，減輕溢流雨污水的污染負(fù)荷及其對受納水體的影響。在管網(wǎng)的溢流口采取工程措施，例如采用新技術(shù)和新設(shè)備對溢流口進(jìn)行生態(tài)化改造，或增加溢流口凈化設(shè)施（快速凈化裝置、生態(tài)處理措施等），加強(qiáng)對溢流雨污水的處理，從而達(dá)到減輕溢流污染、保護(hù)受納水體水質(zhì)的目的。比如，采用移動(dòng)應(yīng)急超磁水體凈化站等中小型處理工藝設(shè)施，對直排污水進(jìn)行就地處理。這種設(shè)施占地面積小，處理水量大，能快速有效實(shí)現(xiàn)對溢流污水污染總量削減。

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