1、上海陈旧雨水系统改造效果的案例分析上海陈旧雨水系统改造效果的案例分析 同济大学同济大学 李李 田田 2010.6主要内容主要内容案例研究的参考意义案例研究的参考意义52监测合流制系统旱流水质调查监测合流制系统旱流水质调查3监测系统雨天溢流污染特性监测系统雨天溢流污染特性4研究案例的概况与研究目标研究案例的概况与研究目标1溢流污染负荷与出流规律溢流污染负荷与出流规律v 案例概况案例概况 A A 排水系统排水系统服务面积：服务面积：1.3 km1.3 km2 2用地类型：高密度居民区用地类型：高密度居民区 X X排水系统排水系统服务面积：服务面积：1.01km1.01km2 2用地类型：高密度居民
2、区用地类型：高密度居民区两系统隔河相望，所在区域开发始两系统隔河相望，所在区域开发始于自上世纪于自上世纪5050年代，多数建筑建成于年代，多数建筑建成于上世纪上世纪8080年代。区域内多数居住小区年代。区域内多数居住小区排水体制混乱，市政排水系统始建于排水体制混乱，市政排水系统始建于7070年代，多数道路有两套排水管道，年代，多数道路有两套排水管道，然而，多数小区内的管道不完备。然而，多数小区内的管道不完备。1 研究案例概况与研究目标研究案例概况与研究目标v研究案例的特点与代表性研究案例的特点与代表性 从市政排水管网角度看，还是接近规范要求的分流制；系从市政排水管网角度看，还是接近规范要求的分
3、流制；系统实际运行状况更接近合流制。统实际运行状况更接近合流制。90年代早期整合重力自流管年代早期整合重力自流管道建造水泵强制排水系统，市政泵站设计采用了合流制，只道建造水泵强制排水系统，市政泵站设计采用了合流制，只是截流倍数较低。是截流倍数较低。 随着污水截流处理能力提高，目前正逐步将区域内多数市随着污水截流处理能力提高，目前正逐步将区域内多数市政管道改造为合流制，同时大幅度提高了雨天截流能力。政管道改造为合流制，同时大幅度提高了雨天截流能力。 类似的因历史原因造成的系统组成、运行状况混乱的排水类似的因历史原因造成的系统组成、运行状况混乱的排水系统，在国内建设年代较早的大中城市中普遍存在。系
4、统，在国内建设年代较早的大中城市中普遍存在。1 研究案例概况与研究目标研究案例概况与研究目标v研究目标研究目标 评价早期建设的、自源头起雨污混接就十分严评价早期建设的、自源头起雨污混接就十分严重的雨水系统改造为合流制系统的运行效果，分重的雨水系统改造为合流制系统的运行效果，分析影响运行效率的因素，为城市排水系统建设改析影响运行效率的因素，为城市排水系统建设改造的决策管理提供参考。造的决策管理提供参考。1 研究案例概况与研究目标研究案例概况与研究目标一台截流泵间歇运行，夜间停泵一台截流泵间歇运行，夜间停泵前池水位：前池水位：1.5m1.5m，平均：，平均：0.33m日均旱流水量：日均旱流水量：1
5、.55万万 m3/d水量负荷：水量负荷：1.2万万m3/km2d，小于设计值，小于设计值1.4万万m3/km2d；实际截流倍数约为实际截流倍数约为3.6，大于，大于3.0的设计值。的设计值。夜间最小流量法估测其中地下水渗入量在夜间最小流量法估测其中地下水渗入量在30以上。以上。 A A系统旱流水量系统旱流水量2. 监测监测合流制系统旱流状况调查合流制系统旱流状况调查n 旱流水量旱流水量调查调查23截流泵台截流泵台24小时连续运行小时连续运行前池水位：前池水位：1.31.7m日均旱流水量：日均旱流水量：3.0万万 m3/d水量负荷：水量负荷：3.0万万m3/km2d实际截流能力实际截流能力0.8
6、倍，远小于倍，远小于3.0的的设计值。设计值。旱流污水量明显超过服务区域的用水量，是因为大量污水来自相邻的混接雨水系统2. 案例案例合流制系统旱流状况调查合流制系统旱流状况调查 X X系统旱流水量系统旱流水量n 旱流水量旱流水量调查调查X X系统系统测定了测定了6次次24h水质过程线水质过程线2. 监测监测合流制系统旱流状况调查合流制系统旱流状况调查A A系统测定了系统测定了5 5次次24h24h水质过程线水质过程线旱流水质调查旱流水质调查1 1、A A系统存在地下水渗入系统存在地下水渗入 2 2、旱流污水在输送过程中存在沉积、旱流污水在输送过程中存在沉积两个两个系统系统的的旱流水质旱流水质对
7、比对比2. 监测监测合流制系统旱流状况调查合流制系统旱流状况调查（1 1）A A系统雨天溢流污染特性系统雨天溢流污染特性长历时中到大雨溢流过程长历时中到大雨溢流过程3. .监测合流制系统雨天溢流特性监测合流制系统雨天溢流特性降雨量、溢流流量与污染物出流过程降雨量、溢流流量与污染物出流过程大暴雨排江过程大暴雨排江过程3. 监测合流制系统雨天溢流特性监测合流制系统雨天溢流特性（1 1）A A系统雨天溢流污染特性系统雨天溢流污染特性降雨量、溢流流量与污染物出流过程降雨量、溢流流量与污染物出流过程010203040506002004006008001000120014001600180013:3014
8、:4215:5417:06TN,TP浓度（mg/L)COD,SS,VSS浓度（mg/L)时间CODSSVSS3. 监测合流制系统雨天溢流特性监测合流制系统雨天溢流特性污染物监测次数平均值(mg/L)SS4856VSS3152COD4533TN422.7NH4+-N46.2TP46.3A系统的系统的EMC值比法国、美国等国家类似调查提供的数值高很多。值比法国、美国等国家类似调查提供的数值高很多。（1 1）A A系统雨天溢流污染特性系统雨天溢流污染特性溢流雨污水主要污染物溢流雨污水主要污染物EMC（2 2）X X系统系统雨天雨天溢流溢流污染特性污染特性长历时小到中雨溢流过程长历时小到中雨溢流过程溢
9、流水量过程溢流水量过程3. 监测合流制系统雨天溢流特性监测合流制系统雨天溢流特性大雨溢流过程大雨溢流过程3. 监测合流制系统雨天溢流特性监测合流制系统雨天溢流特性降雨量、溢流流量与污染物出流过程降雨量、溢流流量与污染物出流过程（2 2）X X系统雨天溢流污染特性系统雨天溢流污染特性20:00 20:20 20:40 21:00 21:20 21:4023:4024:0024:2001234排江量( (m3/s) )时 间(hh:mm)010203040506070809010011012020:0020:2020:4021:0021:2021:4023:4024:0024:2001000200
10、0300040005000TN,TP浓 度(mg/L) TN TPCOD，SS浓 度(mg/L)时 间 (hh:mm) SS COD20:0020:2020:4021:0021:2021:4023:4024:0024:2024:401.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.0152025303540 PO43-浓 度(mg/L)时 间(hh:mm) PO43-NH4+-N浓 度(mg/L) NH4+-N大暴雨溢流过程大暴雨溢流过程只有暴雨排江，才有明显的初只有暴雨排江，才有明显的初期效应，后期溢流水质较好。期效应，后期溢流水质较好。3. 监测合流制系统雨天溢流特性监测合流
11、制系统雨天溢流特性（2 2）X X系统雨天溢流污染特性系统雨天溢流污染特性010203040506002004006008001000120015:50 16:10 16:30 16:50 17:10 17:30 17:50 18:10 18:30CODSSVSS溢流主要污染物溢流主要污染物EMCEMC污染物监测次数平均值(mg/L)溢流水量加权平均值(mg/L)SS111130913VSS8449332COD11845692TN1148.140.1NH4+-N1120.116.3TP1113.311.4PO43-71.891.913. 监测合流制系统雨天溢流特性监测合流制系统雨天溢流特性（2
12、 2）X X系统雨天溢流污染特性系统雨天溢流污染特性A系统系统09年年逐逐月溢流水量统计月溢流水量统计（3 3）两个系统年溢流水量比较）两个系统年溢流水量比较4 监测合流制系统雨天溢流污染负荷监测合流制系统雨天溢流污染负荷X系统系统09年逐年逐月溢流水量月溢流水量n A系统2009年仅溢流7 7次，总水量27.8万m3 ，折合径流214mm n X系统2009年溢流约为3030次，溢流量高达129.5万m3 原因：原因：X系统与相邻混接雨水系统连通，造成：系统与相邻混接雨水系统连通，造成：1、实际截流倍数降低、实际截流倍数降低2、系统运行水位抬高、系统运行水位抬高两系统雨天溢流状况比较两系统雨
13、天溢流状况比较4 监测合流制系统雨天溢流污染负荷监测合流制系统雨天溢流污染负荷两监测系统溢流污染物负荷对比两监测系统溢流污染物负荷对比4 监测合流制系统雨天溢流污染负荷监测合流制系统雨天溢流污染负荷X系统年溢流污染负荷污染物年溢流总负荷单位面积年污染负荷(t/a)（kg/haa）SS193.81490VSS37.6290COD100.8780TN4.6736NH4+-N1.4211TP1.4511A系统年溢流污染负荷单位面积的溢流污染负荷比国外专业数据库报道结果低，这是溢流水量很少的结果污染物年溢流总负荷(t/a)单位面积年污染负荷（kg/haa）SS1183.16670VSS429.8242
14、0COD897.25060TN52.0290NH4+-N21.1120TP14.783单位面积溢流污染负荷数倍于A系统溢流水量之比5SS负荷之比6VSS负荷之比11COD负荷之比9TP负荷之比10TN负荷之比10NH4+-N负荷之比15SO42-负荷之比6A系统与系统与X系统系统年溢流污染总负荷比较年溢流污染总负荷比较（6 6）两系统污染物负荷比较）两系统污染物负荷比较两系统溢流水量与污染物负荷的比值X系统的旱流浓度与沉积物含量更高，造成其污染负荷相对溢流水量更高4 监测合流制系统雨天溢流污染负荷监测合流制系统雨天溢流污染负荷A系统09-08-18X系统09-05-16X系统基本上没有初期效应
15、，系统基本上没有初期效应，A系统具有一定的初期效应。这与系统具有一定的初期效应。这与A系统仅在暴雨条件下才发生溢流有关。系统仅在暴雨条件下才发生溢流有关。 5 监测合流制系统雨天污染物出流规律监测合流制系统雨天污染物出流规律主要以颗粒态存在的污染物主要以颗粒态存在的污染物出流特性出流特性新凤城09-05-16鞍山09-07-30以溶解态存在污染物的出流特性以溶解态存在污染物的出流特性溶解态污染物总是具有明显初期效应，原因在于其在径流与溶解态污染物总是具有明显初期效应，原因在于其在径流与管道沉积物中含量均比较低，主要污染来源为旱流污水。管道沉积物中含量均比较低，主要污染来源为旱流污水。 5 监测
16、合流制系统雨天污染物出流规律监测合流制系统雨天污染物出流规律0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0累积体积分 数累积体积分 数累积负荷分 数累积负荷分 数 09-04-19 09-04-24 09-05-16（1） 09-05-16（2） 09-05-16（3） 09-05-20 09-06-05 09-06-20（1） 09-06-20（2） 09-08-18 09-09-17X系统溢流系统溢流SS的的M(V)曲线曲线0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0累积负荷分 数累积负荷分 数累积体积分 数累积体积分 数 09-04-
17、19 09-07-02 09-07-30 09-08-18A系统溢流系统溢流SS的的M(V)曲线曲线初期效应的质量体积分数曲线初期效应的质量体积分数曲线 5 监测合流制系统雨天污染物出流规律监测合流制系统雨天污染物出流规律6. 案例研究结果的参考意义案例研究结果的参考意义数据来源系统类型事件平均浓度范围(mg/L)负荷范围(kg/ha/a)CODBOD5SSCODBOD5SS法国QASTOR分流制80-32013-130160-460670-4500100-4501300-6700雨污混接180-47035-120240-4001250-5200240-10001800-4800合流制350-
18、57090-270240-6701550-4200810-14901700-4300上海市监测值A系统530/860780/1490X系统850/11305060/6670上海市运行正常的合流制系统污染负荷低于国外的统计结果。未能合上海市运行正常的合流制系统污染负荷低于国外的统计结果。未能合理改造的合流制系统污染严重。理改造的合流制系统污染严重。6 结语结语v混接严重的陈旧雨水系统改造为合流制系统可以混接严重的陈旧雨水系统改造为合流制系统可以达到良好的面源污染控制效果达到良好的面源污染控制效果 v虽然年降雨量较高，上海市运行状况良好的合流虽然年降雨量较高，上海市运行状况良好的合流制系统，相对发达国家的合流制系统污染负荷并制系统，相对发达国家的合流制系统污染负荷并不高。不高。v 严重混接的雨水系统进行旱流截污改造，即便作严重混接的雨水系统进行旱流截污改造，即便作为权宜之计也会遗留问题，可能形成对相邻排水为权宜之计也会遗留问题，可能形成对相邻排水系统的市政管道间混接污染。系统的市政管道间混接污染。v建议开展截流雨污水的输送存储、及其对污水厂建议开展截流雨污水的输送存储、及其对污水厂运行稳定性影响研究运行稳定性影响研究。 敬请敬请请各位批评指正请各位批评指正
