城市雨水污染控制技術(shù)探討

城市雨水污染控制技術(shù)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(guó)國(guó)內(nèi)外的城市市雨水利用研研究成果基礎(chǔ)礎(chǔ)上，探討了了我國(guó)城市利利用雨水，控控制雨水污染染的措施。關(guān)鍵詞：溢流雨雨水水污染控控制雨水徑流調(diào)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(lái)來(lái)越受到人們們的關(guān)注。如如果放任自流流，不僅會(huì)造造成環(huán)境水體體的污染，而而且造成水資資源的浪費(fèi)。雨雨水經(jīng)過(guò)處理理后[1-33]，可以用用于廁所沖洗洗、綠地和樹(shù)樹(shù)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(zhì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的其他用用水。因此，自自從上個(gè)世紀(jì)紀(jì)80年代以來(lái)，美美日歐等發(fā)達(dá)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)經(jīng)改變了把雨雨水直接排放放水體的做法法，進(jìn)行了雨雨水資源化方方面的研究和和實(shí)踐[4-6]。但是雨水水徑流存在著著污染，必須須經(jīng)過(guò)處理后后才能夠資源源化利用。因因此，發(fā)達(dá)國(guó)國(guó)家的雨水徑徑流污染控制制經(jīng)驗(yàn)，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(lái)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(zhì)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(duì)較較高，水質(zhì)變變化大，水質(zhì)質(zhì)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(shí)，雨雨滴攜帶空氣氣中的污染物物質(zhì)，降落到到地面，沖刷刷地表，進(jìn)入入管道后沖刷刷管道內(nèi)旱流流期間的沉積積污染物，污污染特別嚴(yán)重重[1]。隨著降雨雨時(shí)間的延長(zhǎng)長(zhǎng)，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(dá)3000mmg/l左右，SS達(dá)到1000mmg/l左右[7]。同濟(jì)大學(xué)學(xué)在上海市江江蘇路合流制制泵站監(jiān)測(cè)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(yán)重，表1是2004年7月幾次暴雨初期監(jiān)測(cè)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(zhì)質(zhì)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(gè)方面著著手：一是對(duì)對(duì)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(duì)污染物擴(kuò)擴(kuò)散途徑的控控制，通過(guò)研研究雨水徑流流污染物輸送送和擴(kuò)散機(jī)理理，采取適當(dāng)當(dāng)?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(guò)技術(shù)手段段來(lái)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(lái)來(lái)自路面和建建筑物的屋面面。因此對(duì)于于徑流源頭的的控制，加強(qiáng)強(qiáng)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(qiáng)路面和屋面面的清潔管理理，清掃街道道，加強(qiáng)對(duì)施施工現(xiàn)場(chǎng)、機(jī)機(jī)修廠，停車車場(chǎng)廢棄物的的管理，控制制城市綠地肥肥料、農(nóng)藥的的使用等。清清掃街道、停停車場(chǎng)，對(duì)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(jìn)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?gòu)搅魑廴救?。根?jù)北京京建筑工程學(xué)學(xué)院車武等人人的研究顯示示[9]，匯水面面性質(zhì)對(duì)雨水水徑流水質(zhì)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(yán)重，經(jīng)經(jīng)測(cè)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(zhì)比較穩(wěn)穩(wěn)定[7,9]。雨水傳輸過(guò)程污污染控制通過(guò)研究雨水徑徑流污染物輸輸送和擴(kuò)散過(guò)過(guò)程，采取適適當(dāng)?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(jīng)經(jīng)過(guò)建筑屋面面，路面后，匯匯入雨水管道道，再進(jìn)入水水體或者污水水處理廠。因因此從傳輸過(guò)過(guò)程來(lái)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(shè)調(diào)蓄設(shè)施施，滲透設(shè)施施等。2.2.1屋面面雨水利用屋面雨水的利用用不僅達(dá)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(shè)計(jì)了收收集雨水的設(shè)設(shè)施，將收集集到的雨水用用于消防、植植樹(shù)、洗車、沖沖廁和冷卻水水補(bǔ)給等，經(jīng)經(jīng)處理后也可可以供居民飲飲用。據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)，日本目前前己擁有利用用雨水設(shè)施的的建筑物100多座，屋頂頂集水面積20多萬(wàn)m2。東京江東東區(qū)文化中心心修建的收集集雨水設(shè)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(guò)過(guò)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(guò)濾池池。為解決降降塵和酸雨，通通常采用分離離設(shè)置微濾網(wǎng)網(wǎng)，以清除雨雨水貯存池內(nèi)內(nèi)的泥沙。部部分集雨設(shè)施施還備有注氯氯裝置，對(duì)雨雨水貯存池進(jìn)進(jìn)行定期消毒毒。2.2.2調(diào)蓄蓄設(shè)施雨水調(diào)蓄[122]設(shè)施在一一定程度上可可以調(diào)節(jié)洪峰峰，攔截進(jìn)入入水體中的懸懸浮污染物質(zhì)質(zhì)，減輕收納納水體的污染染負(fù)荷。雨水水調(diào)蓄設(shè)施包包括地面調(diào)蓄蓄和地下調(diào)蓄蓄。地面調(diào)蓄充分利利用城市地表表?xiàng)l件，利用用城市的低洼洼溝道，河流流，蓄水池，水水庫(kù)等蓄水。地地面調(diào)蓄最直直接、最經(jīng)濟(jì)濟(jì)的辦法是將將城市低洼地地進(jìn)行優(yōu)化改改造，并配以以適當(dāng)?shù)囊O(shè)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(chǎng)場(chǎng)、停車場(chǎng)、運(yùn)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、露天天內(nèi)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(shí)儲(chǔ)存雨水水的空間。雨雨水還是景觀觀水的重要補(bǔ)補(bǔ)充水源。在在公園湖水、居居住小區(qū)的人人工湖、公共共場(chǎng)所等的水水景中可考慮慮接納雨水作作為補(bǔ)充水，對(duì)對(duì)于景觀水體體系而言，雨雨水水質(zhì)較好好，不需特別別處理，可直直接用于景觀觀水體。地下調(diào)蓄：當(dāng)?shù)氐孛嫱恋鼐o缺缺時(shí)，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(shè)設(shè)置較大容積積的蓄水池，把把雨水徑流的的洪峰暫時(shí)存存在里面，待待洪峰流量將將下來(lái)以后，再再將貯存在池池內(nèi)的水慢慢慢排出。這樣樣的調(diào)蓄池暫暫時(shí)調(diào)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(dá)國(guó)國(guó)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(shè)設(shè)置了暴雨洪洪水時(shí)候的匯匯集和調(diào)蓄設(shè)設(shè)施，既避免免了雨水初期期徑流對(duì)收納納水體的污染染，又提高了了雨水的利用用率。當(dāng)合流流制管道中流流量很大的時(shí)時(shí)候，雨水泵泵站向河流排排放超過(guò)溢流流倍數(shù)的雨水水，通過(guò)在溢溢流口附近設(shè)設(shè)置線外貯存存設(shè)施，當(dāng)雨雨水達(dá)到一定定流量后，通通過(guò)管線轉(zhuǎn)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(wǎng)系系統(tǒng)送到污水水廠處理[15]。2.2.3滲滲透設(shè)施通過(guò)建設(shè)城市雨雨水徑流滲透透設(shè)施，可以以減少下游的的洪峰流量、流流速和徑流體體積，過(guò)濾污污染物，補(bǔ)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(guò)綠綠地滲透，管管道滲透，路路面滲透等多多種渠道對(duì)地地面滲透[17]。綠地滲透式最好好的滲透設(shè)施施，不僅滲透透能力強(qiáng)，而而且植物根系系還對(duì)雨水徑徑流中的懸浮浮物、雜質(zhì)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(shè)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(chǎng)地來(lái)來(lái)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(nèi)，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(shè)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(shè)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(duì)含水量[[13]。滲透路面：通過(guò)過(guò)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(shè)透水方磚磚，草皮磚、步步行道以下設(shè)設(shè)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(shí)也可減低低暴雨徑流的的流速、流量量、延長(zhǎng)滯留留時(shí)間。美國(guó)國(guó)、墨西哥等等國(guó)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(shù)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(gòu)造做法法，城市現(xiàn)有有的不透水雨雨水管溝通過(guò)過(guò)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(dá)國(guó)家80年代提出“滲透型雨水水管道”設(shè)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(guó)國(guó)家下水道推推進(jìn)計(jì)劃。他他們的研究顯顯示：采用滲滲透設(shè)施可使使雨水流出率率削減到1/6，而且經(jīng)過(guò)過(guò)十多年的運(yùn)運(yùn)行，抑制效效果沒(méi)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(guó)管道滲滲透技術(shù)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(jié)構(gòu)，雨水水通過(guò)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(guó)的一種管道滲透技術(shù)，通過(guò)研究證明在停留池中增設(shè)土壤滲透過(guò)濾裝置可以不僅有效的實(shí)現(xiàn)雨水徑流的滲透，減少?gòu)搅鳟a(chǎn)生，而且對(duì)溶解性污染物質(zhì)特別是營(yíng)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(shè)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(jiàn)見(jiàn)，因此對(duì)于于污染較重的的初期雨水徑徑流應(yīng)該設(shè)置置棄流裝置或或者適當(dāng)?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(yán)嚴(yán)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(guò)溢流倍倍數(shù)的雨水，在在泵站開(kāi)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(dāng)?shù)臈l條件下考慮采采用技術(shù)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(xué)、工工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)濟(jì)學(xué)原理，通通過(guò)人工設(shè)計(jì)計(jì)，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(shè)計(jì)相相結(jié)合，從而而實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效效益的和諧與與統(tǒng)一。柏林林Potsddamer廣場(chǎng)Daimllerchrryslerr區(qū)域城市水水體工程設(shè)計(jì)計(jì)是雨水生態(tài)態(tài)系統(tǒng)成功范范例。該區(qū)域域年產(chǎn)徑流雨雨水量2.3萬(wàn)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(jìn)入貯存存池，在貯存存池中，較大大顆粒的污染染物可經(jīng)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(guò)基基層、植物和和藻類等來(lái)凈凈化雨水。此此外，在這里里，水不斷循循環(huán)，鴨子、水水鳥(niǎo)、魚等動(dòng)動(dòng)物都可棲息息在水體中或或水體周圍，達(dá)達(dá)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(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家家，為了處理理降雨初期的的溢流雨水，進(jìn)進(jìn)行了人工凈凈化溢流雨水水技術(shù)的研究究，開(kāi)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(jīng)商業(yè)化并得到大大量應(yīng)用。法國(guó)Densaadeg是處理工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，易于封封閉，對(duì)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(yīng)池為一一個(gè)高能絮凝反反應(yīng)池和一個(gè)無(wú)攪攪拌絮凝反應(yīng)池并置。在在入口處投加絮凝劑，并通過(guò)調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速和循環(huán)污泥量來(lái)達(dá)到優(yōu)化絮絮凝反應(yīng)的目的。在在澄清區(qū)污水自下向向上流過(guò)斜管，實(shí)現(xiàn)泥水分離離，沉降下來(lái)來(lái)的污泥(濃縮區(qū)設(shè)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(jìn)了反應(yīng)池中的混凝凝和絮凝反應(yīng)應(yīng)，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(jìn)水量和回流流污泥濃度有關(guān)[18]。該工藝結(jié)構(gòu)緊湊，水力負(fù)荷較高；對(duì)流量與污染染物負(fù)荷的變化適應(yīng)性強(qiáng)；排泥濃度高(為30~550g／L)，無(wú)需濃縮，可直接接脫水；對(duì)SS的去除除率在85%%左右，對(duì)COD和BOD5的去除率可可達(dá)60%[18]。國(guó)外溢流污水處處理工藝有如下幾個(gè)特點(diǎn)：⑴均采用機(jī)械械混合方式；；⑵均采用混合合、絮凝反應(yīng)應(yīng)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(jì)大學(xué)在吸收收國(guó)外的溢流雨雨水處理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套溢溢流雨水處理工藝，圖3是處理工藝藝圖，在經(jīng)過(guò)過(guò)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，本工藝對(duì)對(duì)于初期雨水水，特別是合流管道道的溢流雨水水經(jīng)過(guò)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(jìn)水圖3高效溢流雨水處理工藝示意圖進(jìn)水混合池沉淀池沉淀池Fig.3TTreatmmentfflowcchartofCSSOs(PAFC）與與有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）復(fù)合合使用的條件下，沉淀淀池上升流速速可以達(dá)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(guó)外工藝相相比，具有結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shù)的發(fā)展展和處理效率率的提高，采采用先進(jìn)處理理工藝的一體體化設(shè)備將成成為今后的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)。3結(jié)束語(yǔ)雨水污染控制技技術(shù)是一個(gè)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(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)的規(guī)劃，協(xié)協(xié)調(diào)。需要因因地制宜，結(jié)結(jié)合各地具體體情況采用合合適的技術(shù)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(jīng)濟(jì)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)城市的可持持續(xù)發(fā)展。[參考文獻(xiàn)]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(xué)，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(guó)給水排排水，20001,17((2).661-64郭迎慶.我國(guó)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