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王凯军:城市水环境管理与考核方式变化下的新型排水系统构建

时间:2018-11-29 10:31

作者:王凯军

1 我国城市水环境管理与考核方式的变化

我国面临城市水环境管理重大战略转折期,王凯军教授认为其具体表现为四大趋势:一是从追求工程结果到关注工程效果的转变,即从重点污染源检测转变到检测河流断面;二是主控污染物类型从过去主要关注有机污染物转变为关注氮、磷等营养元素控制;三是从点源控制到面源控制的转变,水污染控制主战场将由点源控制转向流域综合整治;四是从被动防治到主动修复的转变。这是最为重要的转变,由被动防治转变为主动生态修复和建设,特别是特殊地区主动追求与其经济、社会发展相适应的更高的环境质量。

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在北方缺水城市,排放标准与地表水质量之间存在着巨大的差距。新的“水污染防治法”规定了省、市、县、乡要建立河长制,习总书记在2017年新年贺词中也提到每条河流都要有新的河长,加上湖长制的公布,导致了城市水环境管理从追求建设结果到关注环境质量效果转变。

北京采用了准IV类水的标准后,北京、天津、合肥、太湖、浙江以及四川的两江流域等越来越多的地方政府也加入了这个行列。王凯军教授说,特殊地区主动追求与其经济、社会发展相适应的更高的环境质量将成为一种趋势,为什么不断有地方政府加入到提标的行列中?这是法律赋予地方政府的责任和义务!今后,加入的地方政府肯定会越来越多。水质改善的需求与地表水质量的标准是刚性的、不可逾越的红线。

他还通过一张图来展示纽约市地表水质量标准的划分,其中最差的水体标准,也是要求鱼类可以生存,事实上美国1973年颁布的清洁水法有两条最基本的原则是可游、可渔,而随着我国不断改变水环境的质量,我国人民也应该有权利且也应该追求更高的水环境质量。

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与2007对比,2017年北京出境断面的COD和氨氮显著降低。其中,COD已经基本达到了IV类水标准,氨氮差距还很大。据水务部门预测,除去雨水对北运河水质的短期影响,全部采用工艺和工程措施,三年内可达到“水十条”中氨氮等于4的考核目标。

通过对北运河模拟发现,一场25毫米的降雨将会导致北运河水质20天达不到地表水的标准。雨水截流、湿地处理等虽然能明显抑制污染物,河流仍会有10天左右达不到地表水的质量标准。从而可以看出主控污染物由有机污染控制为主转变为氮、磷营养元素控制成为主要趋势。这也进一步说明了今后相当长时期内,城市面源污染控制是今后的重点方向之一。

2 我国现有排水体制与水环境目标管理的不适应性

《室外排水设计规范》(2016年版)中鼓励分流制,在截流制里也鼓励截流式,基本不鼓励合流制。而我国现阶段的排水体制遗留了大量截留式的合流制。王凯军教授分析,合流制的主导思想是“截”,以控制径流总量为目标,各国的径流截留率一般在80-95%;而截留式合流制虽名曰“截”其实质是“排”,只以能截留的n倍为目标。

近20年前北建工的车武教授就对初期雨水污染进行了研究。从分析数据可以看出,初期雨水的浓度甚至高于污水的浓度,而相当时长的降雨时间后,排放雨水浓度仍然不能满足水环境的要求。

国外一般是采用合流制,雨季流量是旱季流量的3-5倍。合流制溢流污水(控制污染物一般是大肠杆菌或悬浮物)一般采用几种形式处理:一是一级或一级强化处理,在生化段旁路直接排河;二是建立存储池先截留,雨后再到污水处理厂处理;三是单独建立一级或强化一级处理。

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我国的截留式合流制溢流污染问题究竟有多大?按浓度大小将之分为三个等级,并指出十倍的雨水跟污水混合后其浓度仍然高于现在的地表水水环境质量标准。

3 污水管网建设存在短板并导致严重后果

全国几个重点城市的污水浓度,并与雨污分流比较彻底的国家——新加坡进行对比,通过用水量、处理水量、人口排污当量和进水浓度分析发现,上海、广州的COD有40%-60%损失,新加坡损失只有10%,北京则与新加坡相当,而全国整体污水浓度损失将近70%。这些损失事实上是截污不完全,是造成黑臭水体的主要原因。

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我国的管网存在重大问题,通过全国监督性检查各流域污水处理厂进水浓度情况对比发现,全国4000多个污水处理厂中COD低于150mg/L的占到50%以上。这种情况下,按水量区分,如果一个城市的污水处理厂收集的水量远远低于其用水量,说明其管道建设是不充分的;如果水量和用水量相当却浓度又低,说明其有一半以上的污水没有收集,同时管道渗漏严重;如果水量超过了用水量,则说明管道破损严重,地下水渗入,且还有一部分污水量没有收集到。

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王凯军教授说,针对低浓度污水现在有四种可能的解决方案:一是尽快建立雨污分流系统;二是建立海绵城市解决雨水问题;三是扩大合流制处理雨污水问题;四是建立新型污水排放体系。通过对全国管网建设情况数据统计发现,2017年形成管网55万公里,固定资产在10-15万亿之间,而全国建设有污水处理厂将近5000多座,日处理量不到一吨,总资产不到1万亿。由此可见,建分流制和建污水处理厂的投资比例达10:1以上。因此,他指出现在一些城区已经很发达了,再建设分流制管网投资太大。

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