中国城市合流制溢流控制的系统衔接关系剖析-第2页-北极星水处理网

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近10年来，我国上海、昆明、广州、镇江、长春、常德、池州等城市也先后在水系治理、海绵城市建设、黑臭水体整治等相关工作中，开展了较多CSO调蓄池的工程实践。这些调蓄工程有些起到了预期效果，有些则因为系统关系和技术路线缺少深入分析和妥善处理，或规划设计阶段缺乏对管网和处理厂系统真实运行条件的评估，导致调蓄设施运行效率不高或引发新问题。例如，截流的合流污水因无法及时回送、污水厂处理能力不足或处理工艺不匹配而只能原位排放或长时间贮存；截流干管运行水位高，再加上进水、回流、溢流设计不合理，导致调蓄设施长时间处于满水状态；CSO调蓄设施建设时未经评估而大量封堵上游溢流排口，进而导致区域内涝风险提升。总而言之，CSO调蓄设施投资巨大、系统匹配性和空间要求高，工程决策时，应对系统衔接关系及真实运行工况进行全面评估，尽可能科学合理地进行规划设计或系统优化改造，减少低效投资项目。

4 基于溢流控制目标的系统优化组合

评估及分析CSO控制系统的衔接关系及不同技术措施的适用性、可行性和经济性，核心目的在于通过子系统优化配置有效实现溢流控制目标及溢流污染的削减，最终实现受纳水体的水质管理要求。

① 溢流控制目标的确定

CSO控制目标的制定，直接影响控制措施的选择及子系统优化组合，以及下一步详细方案的制定。我国CSO溢流控制目标的研究偏滞后，近年来逐渐开始在相关规范或规划中予以明确，主要包括溢流频次、溢流体积削减率、溢流污染物浓度及总量控制等指标，如《海绵城市建设评价标准（GB51345-2018）》中要求“CSO排放口的年溢流体积控制率不应小于50%，且处理设施悬浮物排放浓度的月平均值不应大于50mg/L”。但不得不提，在水质管理目标、水质排放标准及CSO控制目标之间欠缺科学合理的量化关系研究，CSO控制目标缺乏考量不同城市真实条件下的弹性要求等，是当前CSO控制系统及其它水污染防治工程合理性、有效性的重要阻碍之一，而这既需要务实的基础理论研究，也需要环保、城建、规划等部门共同作为。此外，我国不同城市受纳水体污染状况已然不容乐观，即使实现溢流控制目标，也并不一定能在短期内完全有效解决水质污染问题及达到相对严苛的水质标准，需要客观理性地对待。

② 方案的技术经济分析与系统的优化组合

有了明确的CSO控制目标后，应进一步确定采用哪些控制措施，以及这些措施的规模、布局、计划实施时间等，提出实现CSO控制目标可能的不同组合方案。组合方案的技术经济分析和优化比选，需要综合考虑系统衔接关系的合理性，衡量经济因素及其他制约因素，如：组合方案的投资、实施难度、有效性、真实运行条件下影响后期运行管理保障等。在此基础上，明确源头、截流、调蓄、处理等子系统最优组合方案，通过科学、合理的评估计算方法、设计工况与实际运行工况的严谨推敲等，对组合方案进一步细化要求，并结合非工程性保障措施，形成本地区CSO控制清晰的技术路线及实施计划。基于溢流控制目标的系统组合与优化关系详见图3。

从发达国家经验看，实现一个城市CSO控制系统的基本完善，往往需要10~50年，而这期间，水质管理目标可能愈发严格、适用技术措施也在发展，也面临城市规划及用地的调整，加上对现有系统的准确把握很难达到尽善尽美，因此，在把握系统衔接关系及CSO控制基本规律的基础上，也应根据未来可能出现的变化，给规划及方案在具体执行过程中留有调整和优化的余地。

不同开发强度的城市区域，源头海绵化改造、污水处理厂提升改造的大致比例及规模基本可确定，进而可对截流或调蓄的设施规模进行推测，但同时也可结合城市发展情况考虑大范围旧城改造或基础设施提升改造的可能。受类似基础建设条件、地理及气候特征、经济水平等方面真实存在的差异性影响，以及不同CSO控制子系统所存在的明显优势和局限，不同地区和城市在在进行CSO控制措施选择及系统组合时，具有一定倾向性或有一定规律可循。

有些城市人口规模及经济体量巨大，CSO污染情况及影响重大，开发密度又极高，城市污水处理厂规模大、相对完善，在一定程度源头控制的基础上，主要采用高截流倍数或大型CSO调蓄设施的倾向可能更明显，形成如图3中组合1、2形式的决策方案。截流或调蓄的超量合流污水通过污水处理厂一级处理或其他单独工艺处理，或通过截流到其它郊区污水处理厂全流程处理后排放。典型城市案例如芝加哥、西雅图、东京等，国内广州、上海等也在探索这种模式。

有些城市人口规模和经济体量适中，CSO污染情况及影响明显，具备一定的空间改造条件，出于最大限度利用城市既存设施的考量，侧重保留和利用现有截流系统的截流能力和处理系统的常规处理能力，不盲目提高截流倍数，倾向于适中比例的源头海绵化改造再加分散调蓄及处理，形成如图3中组合3形式的决策方案，典型如杜塞尔多夫、池州、常德等城市。

而在一些经济欠发达、规模小且城市建设密度相对较低的地区，既有系统的更新完善以及海绵化的持续改造效益更高也更为迫切；还有一些城市合流制区域较小、城市更新改造速度快、后期运维管理水平也较好，则高比例的海绵化改造以及完整的雨污分流改造可能更为适宜，分别形成如图3中组合4、5形式的决策方案。

当然，这种模式化的组合分析仅仅为一般性规律总结和方法论上的阐述，具体还应结合各城市实际情况因地制宜地进行系统分析。但总体而言，大城市、超大城市由于涉及更多的排水分区，空间条件复杂且多样，相对于中小城市，会更明显地呈现出多种模式或多种技术措施综合应用的特点，一般也具有更大的难度和需要更长的实施时间，做长期规划也显得更为重要和迫切。

5 结语

科学合理地制定CSO控制策略、长期规划及实施方案，必须深刻理解我国城市合流制及其相关系统中各子系统之间的相互联系和制约关系，把握各系统和子系统的本质特征、主要功能、适用场景，以及其在实施中所需要耗费的投资、时间、能产生的效果等不同方面的优势和劣势。在明确污染物控制目标与控制系统之间对应关系的基础上，结合城市更新改造、污水处理厂网的提质增效、流域水环境保护与治理等重大机遇，基于各城市合流制及其相关排水系统的现状及基本特征、真实运行工况、制约因素和其它相关条件，通过技术经济分析进行系统组合和实施方案的优化，统筹各种工程及非工程性措施。现阶段尤其应重视现状排水系统的调查与评估、污水处理厂雨天排放标准的研究与合理制定、污水处理厂雨天处理流程及工艺的技术探索与创新实践、建成区大型灰色调蓄设施和绿色基础设施的技术经济比较分析等方面重要工作。

延伸阅读：

典型发达国家合流制溢流控制的分析与比较

原标题：专栏（三）中国城市合流制溢流控制的系统衔接关系剖析

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