城市雨水污染控制技術探討

城市雨水污染控制技術探討摘要：雨水是城城市的一種重重要的水資源源，在借鑒國國內外的城市市雨水利用研研究成果基礎礎上，探討了了我國城市利利用雨水，控控制雨水污染染的措施。關鍵詞：溢流雨雨水水污染控控制雨水徑流調蓄滲透水處理工藝藝ResearcchonUrbannrainnwaterrpolllutionnconttrolAbstracct:Raainwatterissconssidereedanimporrtantwaterrresoource,,andthemmeasurrementtsofitsaappliccationnandcontrrolinnthecitieesofourccountrrywassdisccusseddintthisppaperonthhebassisoffusinngtheedomeesticandiinternnationnalreesearcchachhievemmentsinraainwatterussagefforreeferennce.Keywordds:CSSOs,rainwwaterpolluutioncontrrol,runofff,rrainwaaterrregulaate,infilltratiion,rrainwaaterttreatmmentpprocesss雨水是一種可以以利用的水資資源，在用水水日趨緊張的的今天已越來來越受到人們們的關注。如如果放任自流流，不僅會造造成環(huán)境水體體的污染，而而且造成水資資源的浪費。雨雨水經過處理理后[1-33]，可以用用于廁所沖洗洗、綠地和樹樹木澆灌、道道路清潔、車車輛沖洗、基基建施工、景景觀水以及接接受其水質標標準的其他用用水。因此，自自從上個世紀紀80年代以來，美美日歐等發(fā)達達國家就已經經改變了把雨雨水直接排放放水體的做法法，進行了雨雨水資源化方方面的研究和和實踐[4-6]。但是雨水水徑流存在著著污染，必須須經過處理后后才能夠資源源化利用。因因此，發(fā)達國國家的雨水徑徑流污染控制制經驗，可以以為我們控制制城市雨水污污染提供參考考和借鑒。隨隨著缺水城市市越來越多的的出現(xiàn)，雨水水資源化并加加以利用將大大有前景。1雨水徑流的的水質特征雨水不不同于一般的的生活污水，一一般溶解性的的COD濃度不高，SS濃度相對較較高，水質變變化大，水質質隨著降雨呈呈現(xiàn)一定的規(guī)規(guī)律。雨水徑徑流的污染主主要集中在降降雨初期，在在降雨時，雨雨滴攜帶空氣氣中的污染物物質，降落到到地面，沖刷刷地表，進入入管道后沖刷刷管道內旱流流期間的沉積積污染物，污污染特別嚴重重[1]。隨著降雨雨時間的延長長，雨水徑流流污染程度下下降并逐漸趨趨于穩(wěn)定[1]。有資料顯顯示，降雨初初期的雨水COD高達3000mmg/l左右，SS達到1000mmg/l左右[7]。同濟大學學在上海市江江蘇路合流制制泵站監(jiān)測到到的數(shù)據(jù)顯示示，在暴雨的的初期，雨水水徑流的污染染十分嚴重，表1是2004年7月幾次暴雨初期監(jiān)測到的雨水徑流污染物的濃度。表1上海市江江蘇路泵站溢溢流雨水水質質Table1..wateerquaalityofCSSOsinnRoaddJianngsuPPumpinngStaationinshhanghaai日期濁度（NTUU）SSTP（mg/LL）COD(mg//LL）7.3254.811804.887207.8222.210104.744327.12213.48604.565842城市雨水水污染控制城市雨水的污染染控制可以從從三個方面著著手：一是對對雨水源的控控制，將雨水水徑流污染物物從源頭上控控制在最低限限度；其二是是對污染物擴擴散途徑的控控制，通過研研究雨水徑流流污染物輸送送和擴散機理理，采取適當當?shù)拇胧?，減減少污染物排排入地下或地地表水體的數(shù)數(shù)量；其三是是終端治理，通通過技術手段段來降解帶入入水體的徑流流污染物[8]。2.1源頭控制制城市雨水徑流的的污染主要來來自路面和建建筑物的屋面面。因此對于于徑流源頭的的控制，加強強屋面和路面面的清潔管理理，選擇合理理的屋面和路路面材料等。加強路面和屋面面的清潔管理理，清掃街道道，加強對施施工現(xiàn)場、機機修廠，停車車場廢棄物的的管理，控制制城市綠地肥肥料、農藥的的使用等。清清掃街道、停停車場，對去去除汽車尾氣氣中的重金屬屬顆粒物十分分有效。掃除除落葉和碎草草可減少進入入水體的磷總總量的30％—40％[1]。選擇合理的屋面面和路面材料料也可以在一一定程度上減減少徑流污染染。根據(jù)北京京建筑工程學學院車武等人人的研究顯示示[9]，匯水面面性質對雨水水徑流水質有有著最直接的的影響，油氈氈屋面明顯比比瓦屋屋面污污染嚴重，經經測試瓦制材材料屋面徑流流COD值只有瀝青青油氈屋面的的1/3，且瓦屋面面的雨水徑流流水質比較穩(wěn)穩(wěn)定[7,9]。雨水傳輸過程污污染控制通過研究雨水徑徑流污染物輸輸送和擴散過過程，采取適適當?shù)拇胧瑴p減少污染物排排入地下或地地表水體的數(shù)數(shù)量。通常，雨雨水在降落到到地面后，經經過建筑屋面面，路面后，匯匯入雨水管道道，再進入水水體或者污水水處理廠。因因此從傳輸過過程來看，控控制雨水徑流流污染的措施施主要有屋面面雨水利用，建建設調蓄設施施，滲透設施施等。2.2.1屋面面雨水利用屋面雨水的利用用不僅達到既既控制污染，而而且節(jié)約飲用用水的目的。日日本在一些城城市的建筑物物上設計了收收集雨水的設設施，將收集集到的雨水用用于消防、植植樹、洗車、沖沖廁和冷卻水水補給等，經經處理后也可可以供居民飲飲用。據(jù)統(tǒng)計計，日本目前前己擁有利用用雨水設施的的建筑物100多座，屋頂頂集水面積20多萬m2。東京江東東區(qū)文化中心心修建的收集集雨水設施集集雨面積5600mm2，雨水池容容積為400m3，每年作飲飲用水和雜用用的雨水占其其年用水量的的45％[11]。在建筑物上收集集雨水，多采采用沉淀和過過濾的方法，維維修管理很方方便，一般只只需清掃沉淀淀池和過濾池池。為解決降降塵和酸雨，通通常采用分離離設置微濾網網，以清除雨雨水貯存池內內的泥沙。部部分集雨設施施還備有注氯氯裝置，對雨雨水貯存池進進行定期消毒毒。2.2.2調蓄蓄設施雨水調蓄[122]設施在一一定程度上可可以調節(jié)洪峰峰，攔截進入入水體中的懸懸浮污染物質質，減輕收納納水體的污染染負荷。雨水水調蓄設施包包括地面調蓄蓄和地下調蓄蓄。地面調蓄充分利利用城市地表表條件，利用用城市的低洼洼溝道，河流流，蓄水池，水水庫等蓄水。地地面調蓄最直直接、最經濟濟的辦法是將將城市低洼地地進行優(yōu)化改改造，并配以以適當?shù)囊O施。城市市低洼地能很很好地蓄存雨雨水徑流，這這些洼地包括括下沉式廣場場、停車場、運運動場、露天天內庭院及景景觀池塘等，在在多雨季節(jié)它它們可作為臨臨時儲存雨水水的空間。雨雨水還是景觀觀水的重要補補充水源。在在公園湖水、居居住小區(qū)的人人工湖、公共共場所等的水水景中可考慮慮接納雨水作作為補充水，對對于景觀水體體系而言，雨雨水水質較好好，不需特別別處理，可直直接用于景觀觀水體。地下調蓄：當?shù)氐孛嫱恋鼐o缺缺時，就得考考慮利用地下下蓄水池，在在城市雨水管管道系統(tǒng)上設設置較大容積積的蓄水池，把把雨水徑流的的洪峰暫時存存在里面，待待洪峰流量將將下來以后，再再將貯存在池池內的水慢慢慢排出。這樣樣的調蓄池暫暫時調蓄了洪洪峰的流量，削削減了洪峰，極極大的降低了了下游雨水干干管的斷面尺尺寸[12-133]。歐美和日日本等發(fā)達國國家建立許多多地下蓄水池池，如名古屋屋的若宮大通通蓄水池(316mm×47m××10m)，建于城市市街道下面，與與地面僅有一一層混凝土板板相隔，最大大貯留量約為為1.0×1105m3[14]。目前上海市為了了有效利用雨雨水資源，設設置了暴雨洪洪水時候的匯匯集和調蓄設設施，既避免免了雨水初期期徑流對收納納水體的污染染，又提高了了雨水的利用用率。當合流流制管道中流流量很大的時時候，雨水泵泵站向河流排排放超過溢流流倍數(shù)的雨水水，通過在溢溢流口附近設設置線外貯存存設施，當雨雨水達到一定定流量后，通通過管線轉移移到管線系統(tǒng)統(tǒng)之外的水池池貯存，待流流量減少后，再再由重力流或或者泵抽升返返回到管網系系統(tǒng)送到污水水廠處理[15]。2.2.3滲滲透設施通過建設城市雨雨水徑流滲透透設施，可以以減少下游的的洪峰流量、流流速和徑流體體積，過濾污污染物，補充充地下水，減減少下游排水水系統(tǒng)的壓力力[16]。城市雨水徑徑流的滲透主主要是通過綠綠地滲透，管管道滲透，路路面滲透等多多種渠道對地地面滲透[17]。綠地滲透式最好好的滲透設施施，不僅滲透透能力強，而而且植物根系系還對雨水徑徑流中的懸浮浮物、雜質有有著一定的凈凈化作用[18]。在城區(qū)可可以多規(guī)劃建建設一些低于于附近地面、路路面的綠地和和花壇。宜將將城市公園、草草坪、苗圃、公公路綠化帶等等現(xiàn)有綠地改改造成良好的的入滲場地來來接納居民區(qū)區(qū)和道路上的的雨水徑流[[19]。雨水直接接匯入綠地、花花壇內，靠這這里的松軟土土壤滲雨水，這這樣可使花草草多獲得些水水分，減少人人為澆灑綠地地、花壇的用用水量。住宅宅區(qū)、廠區(qū)布布設大面積的的貯滲花木草草地，盡可能能減少封閉路路面，采用在在綠色植被與與土壤之間增增設貯水層、透透水層等辦法法可減緩雨水水地表徑流速速度，增加城城市土壤的相相對含水量[[13]。滲透路面：通過過多種途徑，將將城區(qū)有些不不透水地面改改造成透水地地面。諸如在在人行道上鋪鋪設透水方磚磚，草皮磚、步步行道以下設設置回填沙石石、礫料的滲滲溝等，可以以很好的增加加入滲量，同同時也可減低低暴雨徑流的的流速、流量量、延長滯留留時間。美國國、墨西哥等等國的有些地地方采用透水水性瀝青路面面、混凝土透透水路面，這這些技術極大大地增加了雨雨水滲透量[[14]。管道滲透：借鑒鑒透水性鋪裝裝的構造做法法，城市現(xiàn)有有的不透水雨雨水管溝通過過改造也能起起到類似透水水性鋪裝的作作用。日本等等發(fā)達國家80年代提出“滲透型雨水水管道”設想，采取取各種措施利利用滲透型雨雨水系統(tǒng)截流流滲透雨水，并并將此納入國國家下水道推推進計劃。他他們的研究顯顯示：采用滲滲透設施可使使雨水流出率率削減到1/6，而且經過過十多年的運運行，抑制效效果沒有下降降[10]。該做法是將將傳統(tǒng)的非透透水性排圖1德國管道滲滲透技術Fig.1PipellineiinfilttratioontecchnoloogyinnGermmany水管道或溝槽改改造成類似于于打孔PVC管的可透水水結構，雨水水通過滲透型型管道同樣可可以下滲到底底部土壤層。圖2是德國的一種管道滲透技術，通過研究證明在停留池中增設土壤滲透過濾裝置可以不僅有效的實現(xiàn)雨水徑流的滲透，減少徑流產生，而且對溶解性污染物質特別是營養(yǎng)鹽和重金屬有著比較好的去處效果[6]。由于初期徑流的的污染，所以以在滲透設施施的選址要求求高，地表到到滲透表面距距離最高地下下水位或者不不透水巖石層層1.2m以上，這是是為了保證一一定土壤厚度度以凈化徑流流，控制地下下水的污染，為為了安全起見見，因此對于于污染較重的的初期雨水徑徑流應該設置置棄流裝置或或者適當?shù)膬魞艋胧20]。2.3末端治理理在現(xiàn)今排水體制制中，分流制制和合流制的的初期雨水污污染都比較嚴嚴重。在很多多城市中，管管道系統(tǒng)是采采用雨水泵站站向河道排放放超過溢流倍倍數(shù)的雨水，在在泵站開啟初初期把管道底底部沉積的淤淤泥被大量帶帶至河流中，造造成明顯的污污染。為了減減輕這部分的的污染，可以以在適當?shù)臈l條件下考慮采采用技術手段段凈化雨水。2.3.1生態(tài)態(tài)系統(tǒng)處理生態(tài)系統(tǒng)處理利利用生態(tài)學、工工程學、經濟濟學原理，通通過人工設計計，依賴水生生植物系統(tǒng)或或土壤的自然然凈化作用，將將雨水利用與與景雙設計相相結合，從而而實現(xiàn)環(huán)境、經經濟、社會效效益的和諧與與統(tǒng)一。柏林林Potsddamer廣場Daimllerchrryslerr區(qū)域城市水水體工程設計計是雨水生態(tài)態(tài)系統(tǒng)成功范范例。該區(qū)域域年產徑流雨雨水量2.3萬m3。采取的主主要管理措施施：建有屋頂頂花園4hm，雨水貯存存池3500mm3，主要用于于沖廁和澆灌灌綠地(包括屋頂花花園)；建有人工工湖12hm2，人工濕地1900mm2，雨水先收收集進入貯存存池，在貯存存池中，較大大顆粒的污染染物可經沉淀淀去除，之后后用泵將水輸輸送至人工濕濕地和人工水水體。通過基基層、植物和和藻類等來凈凈化雨水。此此外，在這里里，水不斷循循環(huán)，鴨子、水水鳥、魚等動動物都可棲息息在水體中或或水體周圍，達達到比較和諧諧統(tǒng)一的狀態(tài)態(tài)[17]。2.3.2高效效溢流雨水處處理工藝在當前發(fā)達國家家，為了處理理降雨初期的的溢流雨水，進進行了人工凈凈化溢流雨水水技術的研究究，開發(fā)出了了幾種高效溢溢流雨水處理理工藝，其中中Densaadeg、Actifflo等處理工藝已經商業(yè)化并得到大大量應用。法國Densaadeg是處理工藝，結構緊湊，易于封封閉，對環(huán)境影響小，是一種種高效靈活的處理工藝[21]，Densaadeg具體流程如如圖2所示。圖2Densaadeg工藝流程圖Fig.2CCSOsttreatmmetprrocesssofDDensaddeg絮凝反應池為一一個高能絮凝反反應池和一個無攪攪拌絮凝反應池并置。在在入口處投加絮凝劑，并通過調整攪拌器轉速和循環(huán)污泥量來達到優(yōu)化絮絮凝反應的目的。在在澄清區(qū)污水自下向向上流過斜管，實現(xiàn)泥水分離離，沉降下來來的污泥(濃縮區(qū)設有刮刮泥裝置)一部分(定比率)回流至絮凝凝池，剩余污污泥則被定期抽送送至污泥處理區(qū)。污泥的回回流促進了反應池中的混凝凝和絮凝反應應，可比常規(guī)沉淀池節(jié)省混凝劑10～20%。絮凝凝劑的投量與進水量和回流流污泥濃度有關[18]。該工藝結構緊湊，水力負荷較高；對流量與污染染物負荷的變化適應性強；排泥濃度高(為30~550g／L)，無需濃縮，可直接接脫水；對SS的去除除率在85%%左右，對COD和BOD5的去除率可可達60%[18]。國外溢流污水處處理工藝有如下幾個特點：⑴均采用機械械混合方式；；⑵均采用混合合、絮凝反應應兩段分段工工藝；⑶工藝上均采用上上流式斜板斜斜管沉淀池；；⑷部分工藝采用沉淀后后的“活性污泥回回流”。同濟大學在吸收收國外的溢流雨雨水處理經驗的基礎上，設計了一套溢溢流雨水處理工藝，圖3是處理工藝藝圖，在經過過試驗后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，本工藝對對于初期雨水水，特別是合流管道道的溢流雨水水經過處理后，取取得很好的處處理效果。在在混凝劑聚合氯化鋁鐵鐵圖3高效溢流雨水處理工藝示意圖進水圖3高效溢流雨水處理工藝示意圖進水混合池沉淀池沉淀池Fig.3TTreatmmentfflowcchartofCSSOs(PAFC）與與有機絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）復合合使用的條件下，沉淀淀池上升流速速可以達到50m/hh左右，處理各種污染染物的效率分分別為：COD去除率率為85%，SS去除率大大于90%，TP去除率大大于85%。而且且藥劑投加濃度較低，每噸雨雨水藥劑處理成本本不足0.11元。由于與與國外工藝相相比，具有結結構簡單，操操作方便，這這套工藝在雨雨水處理方面面具有比較好好的前景。由由于雨水利用用技術的發(fā)展展和處理效率率的提高，采采用先進處理理工藝的一體體化設備將成成為今后的發(fā)發(fā)展趨勢。3結束語雨水污染控制技技術是一個綜綜合的體系，它它需要從雨水水的收集，傳傳輸與貯存和和處理等多方方面進行系統(tǒng)統(tǒng)的規(guī)劃，協(xié)協(xié)調。需要因因地制宜，結結合各地具體體情況采用合合適的技術手手段，收集和和有效地利用用雨水資源，不不但節(jié)約水資資源，還大大大提高了經濟濟效益，實現(xiàn)現(xiàn)城市的可持持續(xù)發(fā)展。[參考文獻]王祖琴李田吳今明.上海市雨水水污染控制初初探[J].上海環(huán)境境科學，2002，21（5）：305-3307徐航，何品晶，宗宗兵年.城市雨水的“防洪、減污污、回用”系統(tǒng)[J]..中國給水排排水，20001,17((2).661-64郭迎慶.我國城城市雨水資源源化利用的途途徑[J]..西南給排水.20022,24(22):31--32VictoriiaPluum,ClaausP..Dahl,,LeifBentssen,CaarstennR.Peeterseen,LissNapsstjerttandN.B.TThomseen.ThheActtilommethodd[J].Wat.SSci,TTech11998,331(1)：269-2275ChristiianDeesjarddins,BBonifaaceKooudjonnou,RaaymonddDesjjardinns.Labboratoorysttudyoofballlasteedflooccutaation[[J].WaaterRResearrch366(20022),7444-754H.SiekeeranddM.Kllein.Bestmanaggementtpraccticessforstormmwaterr-runooffwiithallternaativemethoodsinnalaargeuurbancatchhmentinBeerlin,,Germaany[J]].Wat..Sci.TTech.1998,,38(100),91--97.汪慧貞李憲法法．北京城區(qū)區(qū)雨水徑流的的污染及控制制