城市高密度建成區(qū)合流制溢流污染系統(tǒng)研究

城市高密度建成區(qū)合流制溢流污染系統(tǒng)研究----黃孝河機場河水環(huán)境綜合治理項目實踐中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司匯報提綱二目標可達專項分析一項目背景四重難點及應對措施三五工藝技術簡介黃機流域系統(tǒng)治理規(guī)劃漢口民生路民生路下水道（1927-1938年）漢口片區(qū)第一條現(xiàn)代結(jié)構(gòu)下水道，是武漢現(xiàn)代化排水體制的開端。建成區(qū)(合流排水體系)租界期至民國時期建設了大量的排水管涵，當時雨水污水合流，排入長江及黃孝河。1970-1980年，黃孝河承擔130萬漢口居民生活污水和400家工廠企業(yè)廢水的排放。一、項目背景舟楫貿(mào)易明成化年間-清朝末期，四百余年，十八淌子——黃孝河故道，水上交通便利了往來商賈。水利排洪市政排污1905年，張之洞興建張公堤、岱山閘，交通之利轉(zhuǎn)為水利通道。黃孝河歷史變遷機場河分流工程（1984-2008年）：建設機場河分流工程（機場河箱涵和河道），解決城市內(nèi)黃孝河龍須溝及嚴重的內(nèi)澇問題。非建成區(qū)建成區(qū)(合流排水體系)排水改造時期黃孝河改造工程（1983-1990年）：由武漢市政府進行，將黃孝河變成了地下河（蓋板河），解決了局部水體黑臭及交通問題。一、項目背景老城區(qū)(合流排水體系)新建城區(qū)(分流排水體系)1999年,黃浦路污水綜合治理深排入江工程，2015年提標升級2007年，三金潭污水廠一期工程（30萬）2017年，二期工程（50萬）2006年，漢西污水廠一期工程（40萬）2016年，二期工程（60萬）2017年，提標改造工程污水系統(tǒng)建立時期漢口地區(qū)形成半合半分、從南至北的雨污骨干體系。2008-2009年，三閘連通工程：解決漢口舊城雨污通過新墩、黃家大灣、禁口三個通道排入金銀湖的問題，建設三閘連通工程和常青排水泵站。新墩閘禁口閘黃家大灣閘一、項目背景水環(huán)境綜合治理時期2017年，黃孝河、機場河水環(huán)境綜合治理工程一期（已完成）：部分截污、鐵路閘門的修建、補水工程、水質(zhì)應急處理工程2019年，黃孝河、機場河水環(huán)境綜合治理工程二期（正在實施）：集水質(zhì)凈化、排澇提升、濕地景觀等多功能于一體的重大工程。解決污水治理系統(tǒng)歷史欠賬，改善市民生活環(huán)境，提高城市環(huán)境品質(zhì)。一、項目背景水環(huán)境問題：應急處理水質(zhì)標準低一、項目背景金橋大道黃孝河明渠起端鐵路橋地下凈水廠

（在建）黃孝河分散處理設施

（應急）一期工程建設的分散處理設施，水質(zhì)標準低，不能滿足明渠生態(tài)需水要求。鋼壩閘截留了黃孝河暗涵旱季來水，雨天超量的雨污合流水溢流如明渠，經(jīng)多年持續(xù)監(jiān)測，溢流進入明渠的流量平均為42萬m3/d，最大可達61萬m3/d，遠大于晴天溢流量，加劇明渠水環(huán)境污染。一、項目背景水環(huán)境問題：合流制溢流污染嚴重低排系統(tǒng)33.5平方公里高排系統(tǒng)17.9平方公里模型模擬-黃孝河匯水區(qū)總?cè)肓鬟^程與現(xiàn)狀泵站運行疊加圖總排澇能力245m3/s總?cè)肓鞣逯?68m3/s＞泵站排澇能力不足黃孝河排水系統(tǒng)模型模擬-黃孝河縱斷面最高水位線（50年一遇24小時設計降雨）明渠存在漫溢風險問題一、項目背景流域匯水面積大，排水調(diào)度模式復雜，河道排洪能力不能滿足城市發(fā)展要求，外排泵站能力及潛力均未達到最優(yōu)。水安全問題：河道行洪排澇能力不足流域內(nèi)管理主體多，調(diào)度運行規(guī)則不明晰，外排泵站啟閉、鋼壩翻倒、憋水排水、水體排河與否需多單位協(xié)調(diào)管理。黃孝河建設渠一、項目背景水智慧問題：多頭管理，綜合調(diào)度不暢二、目標可達專項分析水安全：黃孝河明渠滿足上游匯水區(qū)范圍50年一遇（24小時降雨）降雨徑流的行泄要求，機場河結(jié)合未來漢口深遂建設，遠期綜合達到上游匯水區(qū)50年一遇排澇要求。水環(huán)境：黃孝河明渠水質(zhì)指標達到地表水V類水質(zhì)標準，力爭主要水質(zhì)指標達到地表水IV類標準。機場河明渠水質(zhì)基本達到地表水V類標準。（24.4mm，65min溢流頻次≤10次）溢流后3天恢復水質(zhì)。水生態(tài)：構(gòu)建良好的水生態(tài)自然生物群落，恢復生態(tài)自凈能力，遠期逐步恢復黃孝河、機場河明渠的生態(tài)廊道功能。水景觀：景觀布局和諧一致，營造良好的景觀效果，充分展現(xiàn)黃孝河悠久的歷史文化底蘊和未來的發(fā)展前景，構(gòu)筑人與自然和諧相處的城市生態(tài)河。水環(huán)境綜合治理二期工程目標：二、目標可達專項分析二、目標可達專項分析方案編號斷面及暗涵尺寸泵站調(diào)度方案1現(xiàn)狀工況規(guī)劃工況2規(guī)劃工況規(guī)劃工況3現(xiàn)狀工況4突發(fā)工況5箱涵不擴孔工況規(guī)劃工況6現(xiàn)狀工況7突發(fā)工況通過對斷面、水泵調(diào)度方式等邊界條件進行組合，模擬7種方案條件下河道行洪能力，明確現(xiàn)階段不擴孔的前提下，通過合理調(diào)配可滿足防洪排澇要求。方案2水位動態(tài)圖二、目標可達專項分析方案5水位動態(tài)圖二、目標可達專項分析二、目標可達專項分析通過管網(wǎng)數(shù)據(jù)、排口整理分析，選取2016年為代表年進行溢流頻次模擬，臨界降雨（24.4，65），并形成了分流區(qū)、合流區(qū)暗涵的流量過程線，為后續(xù)溢流頻次模擬提供支撐。二、目標可達專項分析年降雨強度及溢流量圖暗涵溢流量和暗涵出口水位圖全年模擬結(jié)果溢流8次。滿足目標要求。二、目標可達專項分析黃孝河暗涵入低位箱涵流量最大值32m3/s，而靠近調(diào)蓄池低位箱涵最大流量大于箱涵設計流量，實際運行過程中，水力坡度大于管道坡度，因此管道實際流量遠大于設計流量，且滿足溢流控制要求。低位箱涵起端和入調(diào)蓄池前箱涵流量二、目標可達專項分析當調(diào)蓄池水位到達最高允許水位即14.5m時，調(diào)蓄池進入排澇模式，即開始后端低位箱涵直接排入府河，可滿足全年溢流小于10次的控制目標。二、目標可達專項分析二期工程實施前污染負荷二期工程實施后污染負荷二、目標可達專項分析二期工程實施前污染負荷二期工程實施后污染負荷通過對工程實施前后污染負荷進行專項分析，綜合考慮污水處理設施、CSO調(diào)蓄設施、生態(tài)補水設施等，結(jié)合實測數(shù)據(jù)進行模型率定，結(jié)果顯示河道明渠水質(zhì)滿足項目要求。二、目標可達專項分析黃孝河機場河COD指標分布圖三、工藝技術簡介三、工藝技術簡介三、工藝技術簡介三、工藝技術簡介三、工藝技術簡介處理規(guī)模：10萬噸/天采用工藝：AAO+MBR出水指標：一級A，主要指標達到地表Ⅳ類水標準鐵路橋地下凈水廠華中地區(qū)首座完全地下的花園式凈水廠三、工藝技術簡介污泥脫水廠鼓風機房MBR膜處理間AAO生物池生物除臭曝氣沉砂格柵格柵曝氣沉砂生物除臭AAO生物池MBR膜處理間污泥脫水廠三、工藝技術簡介處理規(guī)模：（25萬+10萬+10萬m3）+（6+4）m3/s采用工藝：調(diào)蓄池+高效沉淀池+精密過濾+紫外消毒出水指標：COD≤100mg/LSS≤30（10）mg/L，TP≤1mg/L運行方式：間歇運行CSO調(diào)蓄及強化處理設施全國規(guī)模最大的CSO強化處理設施CSO調(diào)蓄池強化處理設施三、工藝技術簡介三、工藝技術簡介黃孝河CSO調(diào)蓄池調(diào)蓄規(guī)模：25萬m3/日建設形式：全地下式對上游約18.4km2合流區(qū)雨天溢流污染的控制三、工藝技術簡介黃孝河CSO強化處理設施處理能力：6m3/s物聯(lián)網(wǎng)與智慧水務系統(tǒng)工程“物聯(lián)網(wǎng)+智慧水務”設計理念：監(jiān)測監(jiān)控預測預警在線智能管控考核評估信息發(fā)布與公眾互動設計內(nèi)容主要分為（6個系統(tǒng)）：監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與指令傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)智慧水務平臺軟件系統(tǒng)調(diào)度指揮中心基礎軟件與機房系統(tǒng)三、工藝技術簡介智慧水務平臺軟件系統(tǒng)：增加預警+智能在線控制子系統(tǒng)，實現(xiàn)真正“智慧水務”基礎信息管理子系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控平臺子系統(tǒng)實時預測預警子系統(tǒng)實時動態(tài)管理子系統(tǒng)管理評估子系統(tǒng)運維管理工作子系統(tǒng)信息發(fā)布子系統(tǒng)公共服務子系統(tǒng)增項三、工藝技術簡介難點1：現(xiàn)有明渠斷面有限情況下如何提升排澇能力？老城區(qū)合流制高占比情況下如何控制雨天溢流污染？策略：模型搭建與模擬校核

（1）明渠拓寬、后湖泵站抽排能力提升（2）上游調(diào)蓄、中途箱涵轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄及強化處理地表產(chǎn)流模型地表匯流模型水動力模型搭建管網(wǎng)水利模型明渠、箱涵斷面尺寸泵站、調(diào)蓄池規(guī)模模型模擬及校核四、重難點及應對措施后湖泵站建設前機場河溢流污染控制方案難點2：城市建成區(qū)用地緊張情況下如何破除鄰避效應？策略：實地考察、借鑒優(yōu)化鐵路橋地下式凈化水廠（生物除臭）常青地下式CSO調(diào)蓄池（離子除臭）鐵路橋地下凈化水廠效果圖常青地下CSO調(diào)蓄池效果圖三面環(huán)路，距居民樓一墻之隔A2O+MBR工藝+生物濾池除臭四、重難點及應對措施難點3：旱季無天然補給水源情況下如何解決水資源短缺問題？策略：統(tǒng)籌設計，中水回用機場河（漢西污水廠尾水提質(zhì)回用）

黃孝河（鐵路橋污水廠尾水回用）機場河補水示意圖黃孝河補水示意圖四、重難點及應對措施難點4：如何提升深基坑施工進度降低汛期影響？策略：型鋼組合內(nèi)支撐施工常青CSO調(diào)蓄池（深14.7m、跨度53.7m）預期成果及效益：深基坑大跨度型鋼組合內(nèi)支撐施工工法（預計節(jié)省工期20天左右）型鋼立柱圖型鋼內(nèi)支撐整體平面圖（中部支撐+邊角斜撐，受力實時監(jiān)測）四、重難點及應對措施難點5：流域子項多，在復雜工況條件下如何迅速調(diào)度？四、重難點及應對措施水環(huán)境數(shù)學模型構(gòu)建研究基于水環(huán)境數(shù)學模型的目標可達性研究基于水環(huán)境數(shù)學模型的智慧水務運營管理研究智慧水務運營管理系統(tǒng)監(jiān)測、預警、動態(tài)管理模塊策略：預期成果：搭建智慧水務運營管理系統(tǒng)，服務于運營調(diào)度難點6：如何保證老城區(qū)合流制排水溢流污染水質(zhì)處理達標？四、重難點及應對措施CSO排放標準研究CSO處理工藝包研究策略：預期成果：發(fā)布CSO排放地方標準及基于排放目標可達的溢流污染控制技術機場河CSO處理工藝（預處理+化學絮凝強化一級處理+紫外消毒+污泥濃縮、機械脫水及外運）快速沉沙槽、粗格柵、調(diào)蓄池細格柵曝氣沉砂池高效沉淀池（加介質(zhì)）快速過濾濾池（預留）紫外線消毒渠污泥濃縮池儲泥池污泥脫水車間難點7：全地下式污水處理運行管控經(jīng)驗不足，如何提升運營效益？四、重難點及應對措施基于Biowin系統(tǒng)的精準曝氣工藝研究基于防止膜堵塞與相膜腐蝕的高效精準除磷系統(tǒng)研究基于合流制污水的改良釋氮循環(huán)生物脫氮工藝研究基于多工藝組合的全過程臭氣控制系統(tǒng)研究策略：預期成果：通過技術優(yōu)化，降低運行成本，提升項目運營收益PO4-P設定加藥泵化學除磷反應池PO4-P水量QXPQ污水廠排口TPTP設定PLC藥池精準除磷投藥控制系統(tǒng)（過程+排口反饋）四、重難點及應對措施五、黃機流域系統(tǒng)治理規(guī)劃三閘聯(lián)通箱涵三閘聯(lián)通箱涵黃孝河明渠黃孝河暗渠有免責達標無免責達標提質(zhì)增效補短強弱五、黃機流域系統(tǒng)治理規(guī)劃處理提標中水回用雨污統(tǒng)籌水質(zhì)提升科學分區(qū)源末共治五、黃機流域系統(tǒng)治理規(guī)劃2022年水質(zhì)明顯改善，主要指標達地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）V類2025年至2025年底，水質(zhì)穩(wěn)定達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）V類，部分水質(zhì)指標達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）IV類標準；2035年至2035年底，水質(zhì)達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）IV類標準,恢復河道水生態(tài)系統(tǒng)，健全河道生態(tài)服務功能，打造“藍綠交織，清新