城市黑臭水体的治理应遵循“控源截污、内源治理;活水循环、清水补给;水质净化、生态恢复”的基本技术路线。其中控源截污、内源治理是基础与前提,水动力改善和生态恢复是长效保障措施。从源头控制污水向城市水体排放是黑臭水体整治最有效的工程措施,也是其他技术措施的前提,截污纳管设施设置不合理及存在缺陷,会导致在降雨时河道溢流污染较大,逢雨即黑现象较为普遍,直接影响到黑臭河道的治理效果,同时会影响到整个污水管网的运行,导致水厂进水水质偏低,影响到污水处理厂的正常运行及处理效果。下面笔者根据在实际工程中,调查发现截污纳管过程中存在的突出问题及改进措施进行简要分析。

　　 黑臭水体多处于老城区,地下管线基本成型,地面建筑拥挤,路面狭窄,如若采用分流制,存在上游雨污水分离不彻底、投资大、施工困难等诸多现实问题,因此在排水体制选择时,不能过分依赖分流制来解决,考虎到现实的因素,一般很多城市,在相当长的一段时间内,多数老城区排水体制仍将是处于合流制和分流制并存的状态。

　　 对老旧城区,多采用截流式合流制的方式,即一般采用应沿河岸或湖岸布置溢流控制装置,利用原有合流管并沿河道两侧敷设污水截流管的形式收集污水,具体作法是在污水截流干管前设置截流井,截流干管的管径根据旱流污水量和截流倍数确定,理论上是使旱季污水及初期雨水进入污水截流干管,当雨水量的增加超过了截流干管的输水能力时,多余的水包括部分污水与雨水溢流进入河道。这种排水体制在各地老城区截流污水的具体实施中已取得了一定的成效,它充分利用原有的合流管,避免了大量复杂、艰难的政策处理工作,既减少了在城市道路上敷设污水管对道路交通及周围居民生活的影响,又节约了大量投资,解决了初期雨水的污染问题,并且易于实施,在一定时期内和一些地区不失为一种污水收集形式。

　　 截流式合流制排水系统改造看似简单,其实远非如此,考虑到不同地方差异较大,且对截流井的设置方面重视程度不够,有些地方照抄照搬,截流系统设置不合理,往往影响到整个污水管网系统和处理设施的运行,影响到黑臭水体的治理效果,并且降低污水处理厂进水水质。下面就比较突出的常见问题简要介绍。

　　 传统的截流系统主要由若干个截流井串联而成,具体如图1所示,很多地方普遍采用这种截流方式,在雨天时,从前一个截流井截流的污水在后一个截流井与混合污水稀释,上游截流的污水在截流井被一级一级反复混合、稀释,导致大部污水已溢流进入到水体,能够进入到污水处理厂的大部分为最末端的那部分初期雨水,特别是合流制与分流制并存的区域,即使在上游地区改造成有分流制区域,收集到的污水也被截流井不断稀释,达不到分流制的预期效果,特别是在雨季较长的地区,溢流频次增加,严重影响到水体的治理。

　　 改进措施:截流污水总管与截流井分开,截流污水总管连接方法如图2所示。截流污水总管与截流井采用管道相连,与传统的截流模式相比,上游截流污水不再经过下游的截流井,可消除上游截流污水经过下游截流井时又一次被截流井内的合流污水稀释,通过控制连接管的大小控制截流量,并可减少不同合流管道雨水排放之间的干扰。

　　 在平原河网地区,内河水位相对较高,由于现状合流制排水管渠标高大多数在洪水位之下,导致截流井的出水管多处于淹没出流状态。由于现状的限制,大多数城市截流井改造难以达到溢流堰标高高于洪水位的要求,在调查中发现,经常在洪水位时出现河水倒灌至截流井的情况,影响正常污水的收集。而且在内河水位较高的情况下,如溢流堰抬高到洪水位以上,会影响雨水的正常排放。

　　 改进措施:合理设置防倒流措施,截流井溢流堰高度应设在洪水位或受纳管道设计水位以上,当不能满足要求时,应设置闸门等防倒灌设施,实际应用中,可采用溢流堰+电动阀式截污井,当水位超过设定时,浮球液位计发出指令关闭电动阀,从而防止河水倒灌。或者在出口加装鸭嘴阀、拍门等装置,但应防止拍门出现渗漏或阻力增大,具体如图3所示。

　　 大多数城市往往存在合流制与分流制并存的状态,在截污纳管时,往往简单化地把截流井后截污管直接接入原有分流制的污水管网,如图4所示,上游泵站为分流制污水泵站,在截污纳管改造过程时,把1#、2#截污管接入污水管。实际运行过程中,一旦标高设置不当,雨季时,2#截流井因雨水进入,下游泵站往往来不及抽吸,造成污水管道水位抬高,在排水不畅的情况下,从上游收集的污水倒流,会通过1#截污管排入河道,存在分流制收集来的污水直排河道现象,影响原有整个管网的正常运行。

　　 改进措施:合流制与分流制管道之间连接需要谨慎,一般情况下,合流制排水系统的截流污水不宜直接采用重力管道接入分流制排水系统,宜有防止分流制污水倒流进合流制系统的措施,必要时应采用污水提升泵进行提升和隔断,同时分流制收集好的污水进入合流制系统截流管时,应有防止雨水在合流制系统中进一步稀释的措施。

　　 在实际过程中发现,由于历史原因,原有大多数河道支流原为地表河流,考虑到两岸污水和雨水汇入,加上河道较小,自流量不大,后经市政建设改造为地下暗渠(见图5)。在下游河道治理过程中,通常的做法是把该地下暗渠作为合流总管进行截流,但是由于原有上游地区雨水汇入及地下水位的渗入,非雨季存在一定的自流量,即使在旱季时污水也被大量稀释,导致截污污水浓度较低,对污水处理厂运行产生冲击影响,雨季时由于上游来水等因素,水量更是超过一般合流管道的流量,且渠道内沉积冲刷且溢流量增大,严重影响到下游河道控源截污的效果。

　　 改进措施:考虑到河道支流具有上游来水、地下水渗入等因素,为提高截流效果,不应把河道支流直接作为合流管进行截流。

　　 除进一步规范合流制排水系统外,在实施过程中,可通过以下途径进一步提升控源截污效果:

　　 (1)在分流制条件下,考虑到不可避免存在雨污混接现象,末端设雨水泵房的情况下,可在雨水泵房内增设旱流污水泵,在旱季时,可通过启动污水泵提升到污水管,消除雨水系统旱天排江现象。

　　 (2)设置初期雨水调节池。原有合流制系统全部改造为分流制系统难度较大时,可适当提高截流倍数,或设置初期雨水调蓄池,如苏州河污染沿线设置调蓄池,具体如表1所示,对减少排江溢流量及排江污染具有较好的效果。

　　 (3)城市低影响开发(如海绵城市)技术。城市面源污染主要来源于雨水径流中含有的污染物,通过渗透设施、滞留设施,可对暴雨径流进行有效控制以减少CSOs的发生,同时水体周边垃圾的清理是面源污染控制的重要措施。

　　 (4)积极采用污水收集新技术。针对于传统重力管道收集较为困难的老城区,可考虑室外负压抽吸污水收集技术等新技术,该收集系统利用负压抽吸原理,一个或若干个住户或区域设置一个污水收集井,在收集井底部与水封抽吸管相连,在水封抽吸管下部形成水封,在负压站内负压驱动下,污水从水封管抽吸管进入负压收集管道。采用该技术管道可以采用浅埋方式,减少施工工程量,经过实践验证,对老旧城区的污水收集具有较好的效果。

　　 (5)加强管网的运行状态监测和控制,特别是对主干管截流井的水位、流量及溢流水质进行实时监测,及时了解截流井内的运行状态,同时通过截流井阀门的调节等措施控制初期雨水截流量。

　　 控源截污是黑臭水体治理的基础与前提,基于我国城市排水现状,合流制在一定时期内还会存在,在目前合流制和分流制并存的状态下,当务之急是,对截流系统的规范设置应给予充分的重视,工程实际中弥补其不足,完善设计,这关系到整个污水管网系统和处理设施的运行,直接影响到黑臭水体的治理效果。