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​乐鱼,给水排水 |中美合流制溢流污染控制比较 原文标题:中美合流制溢流污染控制概要比较;作者:赵泽坤、车伍、赵杨、张伟;作者单位:北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室

发布时间:2024-05-04

焦点提醒:给水排水 |中美合流制溢流污染节制比力 原文题目:中美合流制溢流污染节制概要比力;作者:赵泽坤、车伍、赵杨、张伟;作者单元:北京建筑年夜学城市雨水系统与水情况教育部重点尝试室中国给水排水2024年污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第八届)邀请函暨征稿启事中国给水排水2024年污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第八届)邀请函暨征稿启事

给水排水 |中美合流制溢流污染节制比力

合流制溢流(CSO)污染持久以来严峻限制我国水情况质量改良,已成为现阶段海绵城市扶植与黑臭水体整治中不成躲避且亟待处理的严重困难。美国活着界规模内较早地展开CSO污染节制,全体上在CSO污染物削减、受损水体恢复等方面获得了杰出成效。扼要梳理中美两国合流制排水系统和溢流污染节制概况,对两国CSO污染节制的法令律例和政策、管控方式、尺度规范、相干计划等方面进行比力阐发,以期为我国CSO污染节制有序推动供给参考。

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媒介

合流制溢流(combined sewer overflow,CSO)污染节制是很多处所水情况管理中遍及面对的困难,说它是一个世界性困难生怕也不为过,特别是对相对掉队的成长中国度的年夜中型城市,CSO污染节制是一项持久而艰难的使命。

最近几年来,我国出台的《水污染防治步履打算》《关在推动海绵城市扶植的指点定见》等一系列主要文件增强了对合流制溢流所形成水体污染的正视,住建部发布的《城市黑臭水体整治工作指南》也将CSO作为点源污染之一纳入到整治方案的编制规模要求中。毫无疑问,CSO污染节制已成为我国现阶段黑臭水体整治与海绵城市扶植中一项需要火急处理的问题。

针对CSO污染节制,我国上海、昆明等很多城市已展开研究与实践,堆集了贵重经验。但整体来讲,我国CSO污染节制在法令律例和政策的支持与保障、尺度规范的束缚与指点、计划结构的科学公道性等方面还具有一些问题或贫乏必然共鸣。

美国是世界规模内较早系统性展开CSO污染节制的国度之一,环绕CSO污染节制的法令政策系统建立、根本研究与项目实践等已进行了数十年,整体上在溢流污染物的削减和受损水体恢复等方面获得了杰出成效。发财国度在该范畴的成长过程与所作所为,所获得的经验和教训,对成长中国度无疑是一个主要的参照,经由过程比力研究可熟悉不足、少走弯路。

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合流制排水系统和溢流污染节制概况

美国在19世纪中期最先普遍扶植管道排水系统,很多城市特别是年夜型城市多采取直排式合流制。到20世纪中期,年夜量城市最先扶植污水处置厂,并对原有排水系统进行截流和分流制革新,联邦和处所当局一般也不再倡导新建合流制管道。截止到2004年,美国共有32个州746个地域具有合流制管道,办事生齿超4 000万人,总长约22.5万km,大都位在东北部和五年夜湖区域,在亚特兰年夜、旧金山、西雅图等其他成长较早的城市中也有散布。除个体合流制区域面积和比例较小或革新相对简单的城市外,美国很少有城市特别是年夜城市进行完全或年夜范围的雨污分流革新,如纽约、费城至今仍有70%以上的合流制区域。

20世纪70~80年月,美国点源污染全体上获得有用节制,最先慢慢增强对雨水径流与CSO污染的整治力度。美国每一年约有32亿m³的溢流污水排放,据联邦环保局(EPA)2000年估算显示,若到达85%的溢流体积节制要求,最少需投资506亿美元,占排水举措措施总投资需求的27.9%。经数十年管理,美国CSO污染节制全体上获得较着成效,如2014年统计,五年夜湖区域7个州年溢流量的54%获得节制;一些典型城市如纽约、波特兰,今朝已别离能到达80%、96%以上的年溢流节制率。科罗拉马州丹佛市,连系本地天然和城市排水系统特殊与前提,跟着城市更新成长,经由过程持久的不懈尽力,根基实现了合流制的分流革新。但是时至本日,CSO污染仍然是美国没有完全处理的困难,分歧地域成长程度的差别性也较年夜,很多城市还在经由过程推行GI、制订持久计划等多种方式实现更加经济高效的污染节制。

与美国近似,我国初期扶植中也较多地采取直排式合流制排水系统,并随城市成长进行了排水体系体例的相干革新工作,此中不乏一些城市在持久实行进程中投入了极年夜的人力物力,但革新结果无限。2016年统计显示,我国仍有合流制管道10.9万km,占排水管道总长度的18.8%,且在31个省级行政区(港澳台地域未列入统计)均有散布。很多年夜城市特殊是此中心城区的合流制比例更高,如北京二环之内近对折的管道为合流制。另外,很多城市因为具有严峻的混接、错接等环境,现实管网状态可能更加复杂,合流制问题也更加凸起。

20世纪90年月,上海率先展开CSO污染节制手艺研究,并在随后的姑苏河管理二期项目项目中扶植了5 座合流制调蓄池;为减缓滇池污染,昆明在2010 年最先设想并扶植16座合流制调蓄池;广州已展开我国首个深层地道项目东濠涌实验段的项目扶植。跟着最近几年来黑臭水体整治与海绵城市扶植的推动,常德、池州等城市慢慢展开调蓄池、绿色根本举措措施(GI)等“灰绿连系”的实践摸索。虽然如斯,今朝我国仍有很多城市对采纳何种方式处理CSO污染问题还具有较年夜猜疑,还没有制订持久有用的策略或仅进行了初步的计划和局部的项目实行;部门先行城市在已完成的项目中也表露出溢流体积或污染负荷削减率偏低等问题。全体来看,我国现阶段溢流污染节制程度与美国比拟还具有较着差距。

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CSO污染节制的轨制保障

有序推动CSO污染节制离不开行之有用的轨制保障,此中法令律例和政策与管控方式是CSO污染节制轨制保障中的重点。

2.1 法令律例和政策

法令律例和政策是展开CSO污染节制的主要根本和根据。经由过程梳理相干汗青材料,对两国国度层面出台的部门主要法令律例和政策进行总结,当时间节点与相干的焦点内容如图1所示。

从成长过程看,美国联邦当局在20世纪60年月中期最先CSO污染节制的立法与配套律例政策的建立,同时连系相干研究与实践不竭弥补完美,慢慢明白了CSO节制的一般准绳,提出了制订持久节制计划等根基要求,并在21世纪今后重点鞭策节制策略的“绿色化”。比力而言,因为根本举措措施扶植等范畴相对滞后,和对合流制问题的持久轻忽,我国相干法令律例和政策的扶植晚了近三四十年,在进入21世纪后才逐步相关在排水体系体例计划与革新的政策发布。近3~5年来,国度在公布的排水防涝、污染防治、根本举措措施扶植等方面的律例和政策中,慢慢提高了对CSO污染节制的正视。

从首要内容看,美国没有同一性或年夜范围的雨污分流革新划定,而是要求各地实行较为经济高效的九项根基节制办法(NMC)、编制CSO持久节制计划、随机应变地肯定具体手艺办法和推行GI等,并经由过程CSO排放许可证落实具体管控要求。我国出台的法令律例和政策重点对实行雨污分流提出了要求,对截流、调蓄、处置等其他CSO节制办法有所说起,但整体来看,仍将“合改分”作为CSO污染节制的首要策略。

从法令保障看,美国在2000年点窜《洁净水法》,将CSO节制政策等内容写入该法案,联邦法令成为CSO污染节制的一项主要保障。对应而言,我国2017年新修订的《水污染防治法》中仍未明白触及CSO污染节制,相干内容今朝多分离在相关行政律例、部分规章或政策文件中,还缺少水污染防治范畴国度法令的强力保障。

在义务落实上,美国由国会进行联邦层面立法,EPA担任出台相干配套律例和政策。另外,州当局享有必然立法权,在包管不低在联邦要求的环境下,能够随机应变地出台一些处所法令律例和政策对CSO污染节制予以弥补完美,例如华盛顿州行政律例第173-245-020章节第22条划定:每一个排口平均每一年未处置的溢流排放事务不很多在1次。我国首要由住房和城乡扶植部和生态情况部进行国度层面CSO污染节制方面法令律例和政策的制订,处所层脸孔前相干的处所律例和政策相对较少,此后处所当局可否连系现实环境进行一些随机应变地摸索,值得等候。

2.2 管控方式

在法令律例和政策的框架下,还需要经由过程具体的管控方式以实现对CSO污染的有用节制。美国首要是经由过程将CSO污染纳入NPDES排放许可轨制的体例进行具体管控。1989年,EPA公布《CSO节制策略》,划定CSO排放必需获得排放许可证,不然视为背法。美国CSO排放许可证的颁布需遵守《洁净水法》中基在手艺与水质的尺度。基在手艺的尺度要求合流制地域实行九项根基办法,并在1997年1月1日前完成。基在水质的尺度要求合流制地域制订持久节制计划并与本地水质尺度相调和,实行CSO节制办法后不得故障本地水质尺度达标。

CSO排放许可证首要分2个阶段实行,第一阶段要求各地进行合流制系统特点阐发和模子建立、实行九项根基节制办法、采纳实证路子或猜测路子肯定CSO节制方针、制订持久节制计划、消弭旱天溢流等;第二阶段要求实行持久节制计划中的手艺办法、监测评估CSO对水体水质影响、批改水质尺度等。截止到2015年,美国32个州的746个合流制地域,以流域或区域的情势,共经由过程859个排放许可证进行管控。

在CSO排放许可证的义务落实上,美国重点经由过程联邦—州—城市的层级治理模式鞭策。由EPA进行整体治理与推动,担任制订CSO污染节制相干的指点性文件、供给手艺东西、组织人员培训、颁布和点窜部门CSO排放许可证等,享有对各州的监视审查与法律权利,并能够将部门权柄授与州级环保机构。州当局首要担任点窜、调和本地水质尺度,取得EPA授权的州可自力进行CSO排放许可证的发放与治理等工作。城市层面上首要由许可证持有者担任CSO污染节制工作落实,实行许可证相干要求,制订CSO节制计划,进行举措措施扶植和运转保护等,并承当扶植后监测与按期陈述等权利,多为处所环保局、公用事业局等机构。

我法律王法公法律律例和政策条则中对CSO污染节制提出了必然要求,但一些具体监视治理内容等还需要采纳恰当机制或方式进行明白,而现行的排污许可制、水污染物排放尺度等对此还贫乏有用跟尾。生态情况部2018年发布的《排污许可治理法子(试行)》划定,纳入固定污染源排污许可分类治理名录的排污单元该当申请并获得排污许可证。而在现行治理名录中,并未包罗合流制溢流排口或CSO污染的相干内容,也就是CSO的排放和污染本色上还没有纳入到我国现行排污许可制的管控规模内。别的,我国水污染物排放需要遵守响应的污染物排放尺度,但今朝我国暂无明白的CSO污染排放尺度,而现行的城镇污水处置厂排放尺度与《污水分析排放尺度》(GB 8978-1996)中划定的其他排污单元的排放尺度等,都不克不及很好地合适CSO水质、水量排放特点,难以进行有用束缚。

与现阶段不甚了了的管控方式相对应的是,国内一些实测和研究注解,CSO污染已成为部门城市水体的首要污染源,很多城市也面对着严重的水情况查抄与查核压力。是以,完美响应管控系统,无疑是展开溢流污染节制和相干督查监督工作的一项主要条件。对此,是不是应明白将CSO这一污染类型纳入我国排污许可制,同时公道跟尾重点水污染物总量节制等其他轨制,并连系现有的治理架构,对相干部分的CSO污染管控职责进行明白;若何在排放许可证的发放与治理中落实CSO污染节制相关的法令律例和政策、尺度规范等要求;采取何种体例划定CSO污染排放或节制尺度等问题还需重点研究与深切切磋,并火急需要获得严重冲破。

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CSO污染节制的尺度规范

在轨制保障的根本上,还需要相干尺度规范为CSO污染节制供给坚实的手艺支持。总结相干材料发觉,美国EPA或其他当局部分、协会组织发布的一些指南(Guideline)和手册(Manual、Handbook)为CSO污染节制推动供给了主要参照与指点,其内容和感化与我国的“尺度规范”有一些类似的地方,本文以国度层面发布的指南、手册或尺度规范为重点阐发对象,虽在部门方面难以逐一对等,但仍具有必然的比力研究意义。EPA在20世纪90年月起发布了一系列针对CSO污染节制的指南或手册,此中部门有代表性的和其重点内容如表1所示。

我国今朝暂无特地针对CSO污染节制的专项国度尺度规范,响应内容在部门相干尺度中有所触及。《城镇给水排水手艺规范》(GB 50788-2012)中划定合流制排水系统应设置污水截流举措措施、合流污水泵站应设置备用泵、合流制污水处置厂应具有处置截流早期雨水的能力等,全数为强迫性条则,要求必需严酷履行。《室外排水设想规范》(GB 50014-2006,2016年版) 明白了排水体系体例的选择准绳,给出了合流水量、合流制污水泵站设想流量和合流制调蓄池容积的计较方式,点窜了截流倍数的取值规模,并对合流制处置修建物的设想提出了一些要求。《城镇雨水调蓄项目手艺规范》(GB 51221-2017)给出了用在CSO污染节制的调蓄举措措施的调蓄量计较方式。《城市排水项目计划规范》(GB 50318-2017)指出了合流制排水系统的分区与结构方式,明白了合流水量、合流制泵站和合流制污水处置厂的一些计划设想要点,并初次在国度尺度规范层面插手“CSO污染节制”章节,提出优先建立泉源减排系统削减溢流污染的主要准绳。上述尺度规范在合流制举措措施设想计较和溢流污染节制等方面进行了弥补或明白,全体上是一项很猛进步,但此中有些内容还值得商议或有待完美。

从系统性和内容的广度与深度看,环绕CSO污染节制,美国经由过程编制专项指南、手册的情势,对排放许可、手艺办法、计划编制、模子摹拟、监测评估、融资体例等多方面的问题别离予以手艺指点,有较强针对性和可操作性,内容较为详实。我国并没有CSO污染节制专项尺度,内容分离在多部相干尺度中,缺少系统性,对CSO污染节制的很多主要问题还未有触及或回覆不敷,内容的广度和深度亟待扩大与增强。

从根本研究范畴看,美国自20世纪六七十年月以来展开的年夜量CSO污染节制研究与项目项目等为指南、手册的编制供给了结实的理论和实践根本。我国相干研究范畴全体较为亏弱,明显,作为后发国度,若想快速成长或获得年夜幅提高,还需要不竭深切的研究和实践。

从与法令律例和政策的联系看,连系2.1节内容能够发觉,美国在一些主要法令律例和政策内容出台后,根基都有响应的指南、手册予以注释和指点,两者联系极其紧密亲密,互为支持。连系我国现实环境,一方面,法令律例和政策成长相对滞后,对尺度规范编制的保障还所欠缺;另外一方面,对法令律例和政策中明白的一些要求,如雨污分流革新、截流和处置办法实行等,若何有用地鞭策与落实这些内容,现有尺度规范中还贫乏足够联系与手艺撑持。

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CSO污染节制的相干计划

4.1 整体概况

美国CSO污染节制相干计划的展开已稀有十年汗青,除在一些排水系统或举措措施计划中触及合流制管道的修复与革新等内容外,纽约、西雅图等部门城市在20世纪七八十年月就已最先特地针对合流制区域编制节制计划。基在处所上的摸索和短时间内难以高效处理CSO污染的实际窘境,1994年EPA出台《CSO节制政策》,明白要求各合流制地域展开CSO持久节制计划,确保经由过程公道计划实行手艺办法等可在此后的二三十年时候里到达CSO节制的相干要求。整体来看,美国21世纪之前编制的计划多以雨污分流革新、调蓄举措措施扶植、污水处置厂新建与进级等灰色策略为主,在污染节制获得必然进展的同时,其本钱昂扬、施工坚苦等问题也带来极年夜挑战。

2007年EPA发布政策鼎力推行GI并鼓动勉励将其纳入到CSO持久节制计划的编制中,正视阐扬GI分析效益高的劣势。多地纷纭对原有计划进行修编或从头编制,插手GI相干的内容,一些城市还特地制订绿色根本举措措施计划以更有用地增进GI的公道利用和有序实行。2012年EPA发布《市政雨污水分析计划方式框架》,提倡以“分析计划”的情势将CSO与雨水、污水等问题兼顾调和。“分析计划”并没有联邦层面的强迫性编制要求,且今朝展开的城市和计划数目相对较少,其全体结果和成长趋向还待进一步不雅察。

我国一些城市编制的排水项目专业或专项计划中,对合流制管道的截流或分流制革新有所明白,但很少触及溢流污染节制。2013年国务院办公厅发布第23号文件,要求各地编制排水防涝举措措施扶植计划,合流制革新作为此中一项主要内容,出台的编制纲领中提出了加速雨污分流革新、加年夜暂不具有革新地域截流倍数的计划准绳。从多地的现实编制环境看,很多城市的排水防涝计划对CSO问题是贫乏足够正视和深切评估的,很多城市仍简单或单一的采纳“合改分”策略,且很少有城市将GI利用在CSO污染节制。2016年住建部发布《海绵城市专项计划编制暂行划定》要求各地编制海绵城市专项计划。与排水防涝计划比拟,海绵城市专项计划对CSO污染的节制使命加倍明白,一些城市在CSO污染节制的计划理念、系统建立等方面也有所提高,但全体上在CSO节制计划方案的制订、决议计划、实行等方面还具有较着不足。

除国度要求编制的计划外,我国有些城市还制订了与CSO污染节制相干的其他计划,如广州、上海、成都等制订并论证了深层排水地道系统计划;南京市将“合改分&r����APPdquo;作为CSO污染节制首要策略,印发了《南京市雨污分流攻坚打算(2017—2019年)》。

4.2 要点阐发

从计划类型看,美国首要经由过程编制CSO持久节制计划这一专项计划的情势,对CSO计划方针、手艺办法等进行明白;一些城市针对合流制问题编制的绿色根本举措措施计划,可视为对原有计划中“绿色化”不足的弥补与完美,其焦点是调和已有或打算中的灰色举措措施以实现更有用的溢流污染节制。我国国度层脸孔前暂无编制CSO污染节制专项计划的要求,排水防涝计划与海绵城市专项计划固然均触及合流制问题,但定位和要求较为恍惚,这也致使一些计划思绪不清、内容过简、落地性不强等。一些城市制订的深层排水地道系统计划、雨污分流打算等,以单一或具体的手艺办法为计划重点,但缺少连系例如GI等其他手艺办法的全体性计划与系统性斟酌。

从计划策略看,美国整体上由 “灰色主导”慢慢改变为 “灰绿连系”,并在将来可能更加正视连系雨水、污水等问题的兼顾计划。对雨污分流革新,美国常常是将其作为CSO节制手艺办法之一,连系泉源节制、截流、调蓄、处置举措措施等系统决议计划,选择部门经济高效的区域针对性实行。我国很多城市以“合改分”作为CSO污染节制的首要计划策略,一方面受法令律例和政策要求的影响,另外一方面也与对“合改分”的可实行性和价格和溢流污染节制的系统性缺少充实熟悉与深切阐发相关。因为实际推动中的一系列坚苦,一些城市也逐步抛却了年夜范围“合改分”的打算,转而进行泉源节制、调蓄等举措措施的计划扶植。

从首要计划内容看,美国的CSO持久节制计划的编制以EPA发布的指南为参照,首要包罗合流制系统的近况阐发、节制方案的建立与评估比选、本钱/效益阐发、项目实行与运转打算、建成后结果监测和公家介入等内容。绿色根本举措措施计划凡是对GI的具体实行方针、手艺办法、项目放置等进行明白。我国相干计划的“编制纲领”或“暂行划定”中对CSO污染节制并没有过量具体要求,是以分歧地域的计划内容和深度也截然不同。一些城市的计划中明白了CSO节制目标和手艺办法选用与结构等,但对计划方案的评估比选、手艺经济阐发等一些主要内容还未有触及或不敷深切,与美国比拟,全体上还具有较年夜差距。

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结论

国表里的研究和实践已注解,CSO污染节制是一项十分复杂且持久的艰难使命,也是我国海绵城市扶植和黑臭水体管理中亟待处理的困难。

美国经由过程几十年研究与实践构成的一套相对完美的机制体系体例和所获得的经验,值得后发国度正视。毫无疑问,CSO污染节制的轨制保障、尺度规范和相干计划环环相扣,某一环节缺掉或缝隙,分歧条理之间的脱节,必将城市影响或限制全体的推动结果。

CSO污染节制的有序推动,需要分歧层面的配合尽力。国度层面若何完美CSO污染节制相干法令律例和政策以供给有用保障,增强相干尺度系统的系统性扶植以强化手艺支持,提高相干计划的针对性编制以增进有序实行;针对各地之间的庞大差别,处所层面如何连系现实环境,随机应变地自立摸索适合的CSO污染节制策略等,还需要深切的研究与不竭的实践摸索来获得冲破。

原文题目:中美合流制溢流污染节制概要比力;作者:赵泽坤、车伍、赵杨、张伟;作者单元:北京建筑年夜学城市雨水系统与水情况教育部重点尝试室;北京建筑年夜学 北京市可延续城市排水系统建立与风险防控项目手艺研究中间;北京将来城市设想高精尖立异中间;北京雨人润科生态手艺无限义务公司;登载在《给水排水》第11期。


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