分流制雨水系统旱流污水截流效果及改善对策研究

论文摘要

分流制雨水系统旱流放江严重污染了上海市河道水质。为解决由于雨污混接所导致的分流制雨水系统旱流污水放江污染问题,上海市兴建了大量旱流污水截流设施,这些截流设施在有效削减了部分旱流污水放江污染的同时,增加了单次排江事件的污染物浓度,其为河道水体带来的冲击负荷不容忽视。本文选取浦东新区两座代表性分流制泵站,对其旱流污水水质及雨天放江水质进行采样分析。并结合本课题组前期调查研究数据,对比雨水系统早流截流前后排江水质污染特性的变化,考察截流对管道沉积物的影响,分析形成冲击负荷的原因。并分别研究了在截流及防汛两种不同运行模式之下分流制雨水系统出流的初期效应及沉降性能。在此基础上,采用概率分析方法对修建通过式调蓄-沉淀池对污染物去除效果的长期平均运行效率进行计算,提出优化分流制雨水系统管理及运行的建议与设想。本文对截流前后分流制系统出流污染物浓度特性的分析结果表明:①截流设施运行后,受管道沉积物的影响,旱流及雨天出流中的COD、SS、TP浓度明显高于防汛运行模式,且与混接程度呈正相关;NH3-N浓度变化情况受系统内混接原污水TN含量的影响。②受泵站开泵情况的影响,截流对管道沉积物及出流水质的影响在大到暴雨情况下尤为突出,造成一定的冲击负荷。对分流制系统出流初期效应的分析结果表明:①浦东新区代表性分流制泵站出流中各污染物指标基本不存在初期效应或仅存在微弱的初期效应。②截流后SS的b值均大于截流前,且都大于1,说明截流后受管道沉积物的影响,SS呈现更为显著的负初期效应。对分流制系统出流沉降性能的研究表明:①早流污水中TP、TN的沉降性能较差,而COD和SS的沉降性能相对较好。②雨天出流,无论在截流还是防汛运行模式下,两座代表性泵站出流的沉降性能都相当好,并且截流模式下泵站出流中SS、COD、TP的沉降性能明显优于防汛模式,以SS最为明显。③混接较为严重的泾东泵站在截流和防汛模式下SS沉降速度平均值分别为:12.2cm/min、8.87cm/min,混接较少的金桥2#的相关数据分别为:10.47cm/min和9.12cm/min,均接近国外合流制溢流的沉速,为通过式调蓄-沉淀池的应用创造了条件。对浦东新区分流制雨水系统旱流截流运行效果的研究表明:①旱流污水截流设施有效地削减了旱流排江水量及污染负荷。②存储-沉淀池是可行的选择,能有效控制旱流及雨天排江负荷。③加强管道沉积物的清理,尤其是对特殊缺陷管段的沉积物清理是改善截流运行模式下冲击负荷的有效手段。④雨污系统统一管理、完善截流配套设施、适当扩大截流量等都是今后值得研究和探讨的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 国内外排水系统现状
• 1.1.1 国外排水系统现状
• 1.1.2 国内排水系统现状
• 1.2 分流制、合流制系统的比较
• 1.2.1 污染负荷平衡测算
• 1.2.2 经济、生态指标评价
• 1.3 排水体制的选择
• 1.3.1 两种传统排水体制的选择
• 1.3.2 可持续排水系统（SuDS）
• 1.4 分流制雨水系统的管理
• 第二章 课题研究背景、内容、方法和技术路线
• 2.1 本课题研究背景
• 2.2 课题研究内容
• 2.3 课题研究方法
• 2.4 课题研究技术路线
• 第三章 分流制雨水系统旱流污水截流前后排江水质研究
• 3.1 代表性分流制泵站简介
• 3.2 代表性泵站旱流排江水质调查
• 3.3 雨天排江水质研究
• 3.3.1 截流前后排江水质过程线分析
• 3.3.2 截流前后排江水质EMC浓度对比
• 3.3.3 旱流截流后放江水质恶化的主要原因分析
• 3.4 代表性泵站雨天出流初期效应分析
• 3.4.1 初期效应评价方法简介
• 3.4.2 代表性泵站雨天出流初期效应分析
• 3.5 分流制雨水泵站出流的沉降性能研究
• 3.5.1 旱流排江水的沉降性能研究
• 3.5.2 代表性泵站放江雨水沉降性能
• 3.5.3 代表性泵站出流混合样颗粒物沉速分布范围研究
• 第四章 雨水泵站旱流截污的意义、效果及问题
• 4.1 旱流截流的重要性
• 4.2 旱流截流的效果
• 4.2.1 截流后排江水量的减少情况
• 4.2.2 截流后污染负荷的削减情况
• 4.3 旱流截流存在的问题
• 4.3.1 冲击负荷
• 4.3.2 截流容量受到限制
• 4.3.3 能耗和维护管理成本高
• 第五章 浦东新区排水系统优化建议
• 5.1 雨污混接的治理
• 5.1.1 雨污混接的来源
• 5.1.2 控制雨污混接的对策方法
• 5.2 调蓄池的应用
• 5.2.1 国内外调蓄池应用现状
• 5.2.2 调蓄池长期运行效率评价方法
• 5.2.3 应用调蓄池削减径流污染效果的实例分析
• 5.3 管道沉积物的清理
• 5.4 雨污系统统一管理，优化泵站运行
• 5.5 完善截流配套设施，适当扩大截流量
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果