日本城市的合流制排水系統(tǒng)大多是20世紀(jì)60年代以前建設(shè)，70年代后期大規(guī)模城市化過程中，新建城市基本采用分流制系統(tǒng)。據(jù)日本下水道協(xié)會1999年的統(tǒng)計(jì)資料顯示，日本采用合流制排水系統(tǒng)的城市共195座，涉及城市類型分布詳見表2。其中，人口超過100萬人的城市有11個，例如，東京與大阪均保留有大范圍的合流制區(qū)域（占比均超過80%）。從20世紀(jì)80年代開始，日本推進(jìn)對合流制溢流的控制，至今也經(jīng)歷了近40年的發(fā)展。

　　2.1 發(fā)展歷程

　　1982年，日本國土交通省發(fā)布《合流制溢流對策暫定指南》，首次對合流制溢流控制的目標(biāo)和技術(shù)措施提出了相應(yīng)要求,基本與美國同期開始重視對合流制系統(tǒng)問題的控制。該指南重點(diǎn)針對旱季污水直排與降雨強(qiáng)度平均低于2mm/h條件下的降雨溢流進(jìn)行控制，要求全年旱季直排和低強(qiáng)度降雨下溢流產(chǎn)生的污染負(fù)荷削減95%（以BOD5計(jì)）。技術(shù)措施側(cè)重于完善管網(wǎng)系統(tǒng)，提高干管截流能力，兼顧溢流口、泵站、處理廠的雨季臨時處理。

　　2000年9月，東京臺場海濱公園合流制溢流排口周邊出現(xiàn)大量白色油脂污染物，對東京灣造成嚴(yán)重的水質(zhì)污染，引起社會的廣泛關(guān)注。該事件成為日本進(jìn)一步加強(qiáng)對合流制溢流污染控制的一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。2001年，日本國土交通省專門成立針對合流制溢流控制對策的研究委員會，成員由高校學(xué)者、地方政府官員、國土交通省工作人員等共同組成。2002年3月，該委員會發(fā)布針對日本合流制排水系統(tǒng)的總體研究報(bào)告，日本開始進(jìn)一步制定和完善對合流制溢流控制的相關(guān)政策及要求。

　　2003年9月，日本國土交通省對《下水道法》進(jìn)行修訂，正式將合流制問題納入法規(guī)體系，要求對合流制排水系統(tǒng)進(jìn)行“改善”，并要求各城市編制針對合流制系統(tǒng)改善的對策計(jì)劃。考慮到大城市、中小城市所面臨的改造范圍和實(shí)施難度不同，對大城市和中小城市進(jìn)行了分類要求，中小城市用10年以內(nèi)的時間完成改善，大城市在20年內(nèi)完成。

　　2008年，政府對各城市合流制系統(tǒng)改善的推進(jìn)情況進(jìn)行了階段評估，由于合流制系統(tǒng)改善所面臨的復(fù)雜條件，整體實(shí)施進(jìn)度并未達(dá)到預(yù)期，結(jié)合階段性工作成果及所暴露的問題，日本國土交通省于2008年發(fā)布了《合流制排水系統(tǒng)緊急改善計(jì)劃編制指南》，作為全國的重要指導(dǎo)性文件。進(jìn)一步明確了重點(diǎn)工作目標(biāo)與技術(shù)策略，加大新技術(shù)的應(yīng)用，以幫助有合流制排水系統(tǒng)的城市在規(guī)定期限內(nèi)完成改善要求。

　　2013年，以《下水道法》修訂10年為期進(jìn)行回顧，全日本有170個中小城市、21個大都市開展合流制改造工作，總體改善率達(dá)到65.9%。2017年，國土交通省更新了最近的評估數(shù)據(jù)，總體改善率達(dá)到78.9%。

　　2.2 合流制系統(tǒng)“改善”的目標(biāo)與策略

　　2.2.1 “改善”目標(biāo)

　　日本在2003年《下水道法》的修訂版中提出了全國范圍內(nèi)比較明確的合流制排水系統(tǒng)“改善”目標(biāo)，包括三部分：①合流制排水系統(tǒng)全年外排總污染負(fù)荷應(yīng)等于或小于相同區(qū)域假設(shè)為分流制系統(tǒng)的外排污染負(fù)荷。具體評價(jià)要求為各排放口（包括所有溢流排放口和污水處理廠排口）全年外排的污染物（以BOD5計(jì)）平均濃度不超過40mg/L，如圖1所示。②所有排放口的合流制溢流次數(shù)減半；③所有溢流構(gòu)筑物需要有控制固體顆粒物的相應(yīng)措施。

　　2.2.2 “改善”策略與實(shí)施情況

　　① 總體策略

　　在《合流制排水系統(tǒng)緊急改善計(jì)劃編制指南》中，將改善技術(shù)措施主要分為“減流類”（源頭滲透設(shè)施、完全或部分雨污分流改造等）、“送流類”（管網(wǎng)收集與截流能力提升、污水廠處理能力提升與工藝改造、溢流排放口就地處理等）、“貯流類”（調(diào)蓄池、隧道等）三部分，在城市合流制系統(tǒng)改善計(jì)劃編制過程中，需要基于具體城市條件，對不同技術(shù)策略的適用性、優(yōu)缺點(diǎn)，及綜合效益進(jìn)行分析，從流域整體分析不同對策措施的控制效率，進(jìn)行系統(tǒng)決策，如圖2所示。

　　受臺風(fēng)等極端天氣的影響，日本對城市排水防澇的要求較高，同時大量城市合流制區(qū)域空間極為密集，地面空間緊張，部分城市采用了大規(guī)模的深層調(diào)蓄隧道或修建大管徑截流干管的方式，兼顧區(qū)域排水防澇與合流制溢流控制。東京預(yù)計(jì)至2020年達(dá)到150×104m3的調(diào)蓄容積，大阪、京都、仙臺等城市也都采用了大管徑調(diào)蓄干管的方式控制合流制溢流。

　　由于合流制系統(tǒng)改造涉及對居民生活、交通與城市環(huán)境等多重影響，需要較長的建設(shè)周期。為快速提高合流制溢流污染控制效率，日本很多城市在其合流制排水系統(tǒng)改善策略中加強(qiáng)了對溢流排口就地處理創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，以及合流制區(qū)域污水處理廠雨季處理能力的匹配與工藝改造。2001年，日本國土交通省便發(fā)起了合流制溢流污染控制的技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目（SPIRIT 21），主要分為四大類，即顆粒物去除、高速過濾、混凝/分離、監(jiān)測與消毒，在隨后3年內(nèi)主要研發(fā)了24項(xiàng)技術(shù)，并在多個城市進(jìn)行了示范應(yīng)用。大阪等城市對合流制區(qū)域污水處理廠傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行改造，發(fā)展出“雨天活性污泥工藝（3W技術(shù)）”，即雨季2倍旱季流量的污水通過一級處理后進(jìn)入活性污泥法二級處理后段，合流污水中 COD 等污染物經(jīng)活性污泥吸附，在二沉池中沉淀并隨回流污泥回流至二級處理單元反應(yīng)池凈化。從出水水質(zhì)結(jié)果分析看，與傳統(tǒng)工藝相比，雨天活性污泥法大大減少了雨季污染物的排放，SS平均減少了73%，BOD5減少了71%。

　　② 實(shí)施情況

　　日本制定了全國范圍較為統(tǒng)一、明確的合流制系統(tǒng)控制目標(biāo)與策略，但由于大城市與中小城市面臨的改造規(guī)模、城市實(shí)施難度、經(jīng)濟(jì)代價(jià)不同，京都、東京、大阪等城市還面臨特殊的建筑與街區(qū)遺產(chǎn)保護(hù)問題，因此實(shí)際建設(shè)過程中，即便給予了大城市更長的改造時間，但總體推進(jìn)情況仍然不容樂觀。

　　根據(jù)2013年合流制改善率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在投入大量資金并實(shí)施重大工程措施后，大阪市、京都市、東京都合流制改善率分別為51.2%、40%、65.4%，仙臺市、名古屋市、廣島市等區(qū)域性中心城市改善率只有30%左右，也間接反映了各城市在不同的排水系統(tǒng)特征、經(jīng)濟(jì)水平、實(shí)施空間等條件下，合流制系統(tǒng)綜合改造面臨的難度差異較大。

編輯：王媛媛