如下圖所示, 一般來說, 國內(nèi)的綜合用水量以及外來水量的平均值(即使在新建城區(qū))，均高于西歐地區(qū)，說明國內(nèi)污水低濃度不僅僅是由于污水管道外來水侵入造成的，，用水效率應(yīng)該也是不可忽視的因素。

　　污水管網(wǎng)系統(tǒng)質(zhì)量流和平衡概念模型

　　報告人提出，應(yīng)在整個流域的水環(huán)境范圍中綜合考量管網(wǎng)系統(tǒng)的更新改造，除了管道中的 COD,管網(wǎng)溢流量是另一個重要參數(shù)。

　　污水管網(wǎng)水力和污染物質(zhì)量流與平衡簡化模型

　　模型描述了五個不同的的場景，展示外來水入侵和含外來水混合污水的處理(污水處理廠的處理能力)、用水效率和污水收集率對管網(wǎng)里污水濃度和污染物溢流的影響。五個場景中，三個德國案例，兩個中國案例為長三角和珠三角兩個污水收集率均為85%的城市。對五個場景模型計算結(jié)果詳見下表。

　　五種不同場景下模型參數(shù)、輸入數(shù)據(jù)和計算污水COD濃度及溢流負荷

　　如表格中數(shù)據(jù)顯示，德國前兩個場景綜合用水量基本相當，污水收集率≈100%，主要差別在于外來水量，外來水量小的分流制地區(qū)COD濃度為808mg/L，外來水量大的合流制系統(tǒng)COD濃度均為506mg/L。表明當管網(wǎng)在用水效率很高的情況下，外來水往往是決定性因素。德國第二和第三合流制系統(tǒng)場景數(shù)據(jù)可以看出，在截流數(shù)分別為1.9及1的情況下，COD濃度是相同的。但是當截流數(shù)從 1.9減少到 1 時，COD 溢流負荷從幾乎沒有高達輸入量的 48%,顯示污水處理廠量對溢流排放量的顯著影響 。

　　從中國兩個城市數(shù)據(jù)上看，珠三角地區(qū)的報告COD濃度為164mg/L，低于長三角地區(qū)的272 mg/L，而數(shù)據(jù)顯示珠三角城市溢流到水環(huán)境中COD負荷卻少于長三角地區(qū)城市。因此報告人指出，從整個流域范圍考慮管網(wǎng)改造問題時，我們不能僅僅將管網(wǎng)中的COD濃度看做是唯一的指標，也要同時考慮流入水環(huán)境溢流負荷。

　　基于計算結(jié)果，報告人做了六點總結(jié)：

　　1、     德國北部分流制和其他地區(qū)合流制系統(tǒng)例子比較可以看出，外來水量的變化導致了cod濃度的變化，因此說明, 外來水入侵經(jīng)常是污水管網(wǎng)污水濃度的決定因素, 國內(nèi)相當部分污水管網(wǎng)系統(tǒng)"即使在旱季也充滿外來水, 減少外流水是目前國內(nèi)管網(wǎng)改造緊迫任務(wù)。

　　2、     德國合流制系統(tǒng)例子和長、珠三角城市例子說明, 偏小污水處理廠處理負荷將導致溢流排放增加。

　　3、     德國北部和新加坡、北京例子說明, 用水效率是影響管網(wǎng)污水濃度的另一個重要因素, 尤其是外來水入侵得到有效控制的情況下。

　　4、     收集率和污染物對水環(huán)境排放負荷存在明顯關(guān)系, 低收集率意味著高溢出率。

　　5、     以低成本實現(xiàn)水環(huán)境中污染負荷排放量最大程度削減應(yīng)成為城市水環(huán)境和流域治理的整體評估指標。

　　6、     各地情況不同, 四個因素的改進對污水管網(wǎng)和污水處理提質(zhì)增效產(chǎn)生的影響不同，要因地制宜采取行動。

　　污水處理廠如何應(yīng)對外來水？

　　下圖顯示了蘇黎世Werdh?lzli污水處理廠雨季一周（2018年8月25至31日）運行情況，水力負荷變化幾乎10倍 (從0.5 m3/s (43 200 m3/d)提升至6.5 m3/s(561 600 m3/d，雨季最大的水力負荷)。

　　在峰值流量期，活性污泥SRT約14 d，HRT僅2.8 h，出水氨氮始終低于2 mg/L, 硝酸鹽氮低于12 mg/L，且管網(wǎng)無溢流發(fā)生。國內(nèi)不少城鎮(zhèn)污水處理廠活性污泥工藝SRT 和HRT設(shè)計偏于保守，基于設(shè)計安全系數(shù)，現(xiàn)有相當部分生化處理單元應(yīng)能夠接受并處理外來水和雨季進水額外負荷，面臨主要挑戰(zhàn)是那些以水力負荷為設(shè)計依據(jù)的單元(主要是物理和化學處理單元)。為此，需要對現(xiàn)有污水處理廠的相關(guān)單元、設(shè)施和設(shè)備能力和運營數(shù)據(jù)進行評估和分析，確定有必要進行升級改造的單元。與此同時，應(yīng)充分利用調(diào)蓄池和污水管網(wǎng)系統(tǒng)(管網(wǎng)、及泵站等）的潛在存儲容積、錯峰及流量控制，緩解峰值流量沖擊從而減少CSO (和SSO) 溢流排放

　　瑞士蘇黎世Werdh?lzli污水處理廠雨季（2018年8月25至8月31日）進水流量、出水氨氮即硝態(tài)氮及調(diào)蓄池水位在線測量數(shù)據(jù)

　　使用四個因素可以快速幫助找出可能的改進方法并幫助比較不同的選擇. 報告人舉例，假設(shè)綜合用水量(Q)為260 L/(人·天)，管內(nèi)污水COD為150 mg/L，計算出CODMAX約為460 mg/L，稀釋倍數(shù)(DF)約為3，當污水廠處理設(shè)計的截流系數(shù)為1.2Q, 溢流污染物量就達到了1.8Q 。 顯然這是不合適的,或許有多個方案可以解決以上現(xiàn)狀，如：進行修復下水道增加COD濃度、增加現(xiàn)有污水處理廠容量、提高下水道收集率、水利用效率等等，需要對這些方案導致的結(jié)果、需要的投資、項目的執(zhí)行時間等等諸多因素進行多方面的比較與考量。如果調(diào)整污水廠的處理量，大的處理量帶來的是低溢流量，同時擴大處理量需要投資，以及可能造成較多的外來水侵入。而如果提高管內(nèi)污水COD濃度, 帶來的是可以降低污水廠成本以及控制外來水,但需要進行下水道修復投資。因此報告人提出，在規(guī)劃過程中能不能找出一個COD閾值，體現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)各方面的考量？同時他也指出，在當前污水處理廠或者水體治理項目投資規(guī)模都在幾十億甚至上百億的情況下，一份精心制定、考慮成本效益的中長期規(guī)劃是必不可少的。

　　最后，報告人總結(jié)以下四點：

編輯：王媛媛