2.3 小結
日本由國土交通省長期負責國家層面合流制溢流控制的研究、總體策略的制定,以及各城市合流制系統改善情況的跟蹤與評估。通過修訂《下水道法》將合流制系統納入國家法定管理要求,提出明確的控制目標,并通過要求各城市制定針對合流制系統改善的專項長期計劃,落實相關控制要求,并在過程中不斷進行修正和調整。日本在對合流制溢流問題的長期研究、納入法律進行管控、編制長期規劃/計劃等方面與美國合流制溢流控制有很多共通之處。
此外,由于日本國土面積較小,各城市發展水平、氣候條件、排水系統差異相比美國較小。而且,日本城市管理水平普遍更高,雨水徑流污染負荷較低。第三,日本人口密度極高,城市用地空間更為緊張。在充分吸收美國合流制溢流控制經驗的基礎上,日本基于自身特征對合流制溢流控制策略也做出調整:①日本針對各城市合流制溢流控制提出了更為具體且一致的控制要求;②更為普遍地建設大管徑截流與調蓄干管或深隧,綜合發揮截流、調蓄、調節、排放的綜合功能;③在技術策略中重視對溢流口的改造與就地處理技術的創新,以及對污水處理廠等“末端”處理設施雨季運行工藝的改進。
3. 德國合流制溢流控制的發展歷程與控制策略
3.1 發展歷程
德國現有合流制排水系統多分布于南部城市,且形成了德國特有的“合流制赤道線。據2016年的統計數據,德國合流制管網長度占全境管網總長(含合流制管道、分流制雨水及污水管道)的53.5%,而1990年左右該比例約為71.2%,合流制管網占比下降的主要原因并非大范圍實施了“合改分”,而是增加的所有新建區域均采用了分流制排水體制,原有城市的合流制區域仍基本保留,并對溢流污染進行綜合控制。德國多個城市在其排水總體規劃中提出利用50年左右的時間內實現全面“合改分”,但實際實施難度較大,進展緩慢,例如,北威州首府杜塞爾多夫市在過去20年左右的時間完成“合改分”的區域占比不足5%。
德國的合流制溢流控制主要開始于20世紀70年代,CSO調蓄池開始大量建設,據1987年統計資料,當時德國已有8000座CSO調蓄池投入運行,1992年,德國污水協會發布合流制系統控制設施的設計標準(ATV-128e),規定了不同類型調蓄設施的設計方法與參數。如今,德國已成為世界上雨水與合流制調蓄設施分布最為密集的國家之一,據2016年統計數據,德國不同類型雨水調蓄設施總量共計54069個,調蓄容積共計6078.9×104 m3,人均0.738 m3。
3.2 合流制溢流典型控制策略
德國合流制區域的污水排放需要依據相關要求申請排放許可,要求合流制排水系統排入水體的污染物負荷(即污水廠尾水與溢流排放雨污水年平均污染負荷的總和)不大于相同區域假定分流制排水系統排入水體的年平均污染物負荷(以COD計)。德國城市在其排水總體規劃中需要提出合流制區域的系統控制策略與實施計劃,且一般情況下,在規劃實施的中期,需對其實施情況進行評估并對相關內容進行更新修訂。
德國根據對污水處理廠污染處理效率及水力效能的長期分析,嚴格控制合流制區域截流干管的最大流量及污水廠處理量,盡量通過上游(特別是源頭)的雨水收集及處理設施對雨水進行分散控制,減少進入合流制系統的雨水量,同時,部分分散溢流排口主要通過設置格柵、過流凈化池(如調蓄池內懸空安裝水力顆粒分離器等設備)或生物濾池等就地處理設施,對雨季溢流的雨污水進行處理后排放,重點去除大型的顆粒物與漂浮物。
3.3 小結
德國大部分城市保留了其合流制排水系統,從20世紀70年代開始,大量不同類型雨水調蓄設施開始建設,在保障污水處理效能的情況下,對雨水及溢流污水的分散調蓄,以及過流凈化處理,成為德國合流制溢流控制的重要技術策略。
4. 結語
對比美國、日本、德國對城市合流制排水系統溢流控制的發展歷程和主要策略,其在對合流制系統特征的認識和總體治理思路上有一定的共性。但實施過程中,由于既存基礎系統完善程度、維護管理水平、城市間發展水平和改造條件及自然條件差異等原因,不同國家在目標設定、技術手段側重上也呈現出一定的差異。
① 充分認識合流制溢流控制的艱巨性
鑒于合流制溢流控制的復雜性,美國從20世紀60年代至今,經歷了50余年的長期發展,至今仍在開展大量相關工作。即便日本國土面積小,合流制區域總體面積比例相對更低,也經歷了近40年的時間,通過大量投資和系統性的重要工程建設,才比較有效地控制了合流制溢流污染。
② 專項研究和政策引導的重要性
合流制溢流控制勢必面臨對城市空間、建設投資、城市正常秩序以及城市居民日常生活的復雜影響。美國、日本、德國在其溢流控制發展過程中,也都曾經歷國家與城市政府、各職能部門之間對溢流控制的廣泛討論和意見反復。最終,上述國家都對合流制系統問題開展了大量專項的系統性研究,并通過多職能部門、多利益相關方的廣泛深度研討,就普遍達成的共識以政策法規、專項規劃、規范標準等多種途徑予以落實,逐步構建較為完善的控制體系。
③ 以污染物負荷削減為整體控制目標
從上述國家目標分析,CSO控制均圍繞削減合流制系統外排污染負荷作為基本目標和總體原則。其中,日本與德國國土面積較小,城市發展水平和自然條件相似度高,在國家層面都提出了比較具體的合流制系統外排污染負荷的控制要求;美國由于國土面積大,城市差異明顯,在國家層面提出了基于技術的“九項基本控制措施”,并要求各城市在CSO長期控制規劃中根據具體的水環境保護要求與可實現的溢流控制水平等,綜合提出近遠期控制目標。
④ “合改分”作為手段之一而非目標
美國、日本、德國有合流制排水系統的城市大部分選擇保留原有的合流制系統,并對溢流污染進行控制,對局部“合改分”改造條件相對較好的區域,結合城市更新改造進行局部分流,這往往是作為區域溢流控制系統方案中的一項技術措施,并需與其他措施進行統籌考慮。只有極少數合流制區域,由于城市大規模重建或合流制區域較小等原因,在對改造投資、污染負荷削減情況等系統評估后,選擇全面推行“合改分”,但通常也經歷了較長的實施周期,改造后也需要對雨水徑流污染進行單獨控制。
編輯:王媛媛
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