全球的氣候變化已經深刻的影響到我們每一個人的普通生活，特別是近期的河南極大暴雨，煙花的周末登陸都給我們帶來了無法預測的氣象災害，在巨大的自然災害面前，我們團結抗洪，八方支援的精神使每一個中國人為自己生在這個偉大的祖國土地上而自豪。除了自豪之外，各行各業仍要冷靜的思考自身的工作。在大型的氣象災害天氣的頻繁出現的情況，或者僅僅是大量的降雨天氣不斷地出現，對污水廠的運行都會造成非常大的運行壓力，關于雨季期間的污水廠的運行問題，在之前的公眾號的文章中都有討論，大家可以點擊上述文章鏈接來進行閱讀。
這一周公眾號和大家討論一個更為敏感的問題，那就是污水廠進水超越閥門在暴雨期間該不該開？這個問題涉及很多地方環境執法部門的執法力度問題，各地的執法都有不同的做法，本文不去討論如何理解各地環境部門的執法，而是和大家從技術層面探討暴雨期間的污水廠超越閥門的問題。
全球的氣候變化問題越來越凸顯，全球各個地區都不同程度出現了短時降雨達到甚至超過了往年的峰值降雨量的情況，普通民眾都能夠體驗到越來越多的雨水降落到地面上來。這就帶來一個重要的問題，各地的氣象資料需要進行更新，但是這種更新需要更多的氣象數據資料，特別是設計中常說的百年一遇，這需要大量的數據積累，進行正態分布來確定百年一遇的界限，但是由于氣象積累資料不足，就帶來一個滯后性的問題，設計采用的數據還是沒有得到充足數據從而有效更新的氣象資料，但是現實中已經不斷的遭遇了更大更強的暴雨侵襲。
城鎮化進程在一個相對封閉的區域大量的建設住宅、配套服務建筑、道路等，會造成大量的建筑路面硬化，屋面增多，綠化面積減少等問題的出現。區域內的降雨量被原有的土質綠化地面吸收數量大量減少，落在硬化的地面和路面以及屋面的雨水，就需要依靠城市的下水管網來進行排走。這部分雨水能否有效的排走，依賴于城市地下管網的體制選擇、建設投入、維護清淤等等一系列的工作來實現，這對于一個城市的基礎建設和維護是一個非常大的考驗。
雨污合流的城市排水管網體系，是大部分城市在原有的氣候條件干燥的氣象數據下、原有的建筑覆蓋面積下采取的設計方式，這種方式從建設資金投入，管網建設都適合當初的城市發展的情形。隨著污水廠的大規模建設，雨污合流制的管網的管網末端接入到了污水廠內，污水和少量的雨水通過雨污合流管網流入污水廠進行處理后排放。但是隨著城鎮化進度的加快，中大型城市不斷擴容發展，原有的雨污合流新變化的氣候條件、城市建設條件都形成了嚴重的制約。而全球氣候變化的影響，特別是頻繁發生的暴雨極端天氣的越來越多，作為雨污合流的末端的污水廠面臨更為嚴峻的考驗。
在污水廠的進水口處，一般的設計都會設置一個超越閥門，控制污水進入到溢流口，以便在在污水廠出現工藝異常或者進行停產檢修時將污水通過溢流口引流到其他渠道內，但是近年來已經嚴格禁止這樣使用，很多地區甚至采取把閥門進行封死等極端措施來進行管理。在上述的氣候和城市建設的問題綜合下，近年來污水廠的溢流口的問題更為凸顯。
由于城市管網的雨污合流制，管網內日常主要以城市污水為主，在雨季期間大量的雨水涌入管網內，但是此時的城市污水并沒有停止排放，此時在雨污合流的管網內流動的是經過稀釋的雨污水。這一部分雨污水能否進行直接進行排放是決定污水廠溢流閥門能否開啟的一個重要依據。
這部分混合雨污水，則又可以細分成初期降雨和中后期降雨。初期降雨主要對空氣懸浮污染物；路面、屋面、綠植表面的各種城市灰塵和污染物；城市地下管網積累的油脂、泥沙等；以及雨水箅內隨意傾倒的污水垃圾等進行沖刷，這部分雨水的污染嚴重，嚴格來說這部分雨水也屬于污水，需要進行處理后排放；中后期的雨水經過初期雨水的沖洗，中后期雨水的污染程度已經不大，成為潔凈的降水。不論在初期和中后期的降雨過程中，城市區域內的污水一直在管網中穩定排放匯集流動著。這樣初期雨水就會形成一個污染物疊加的效應，而中后期雨水就對城市污水起到一個稀釋的作用，稀釋程度以降雨量大小來決定。
這個帶來一個重要的問題這部分的雨污水能不能直排環境水體？在討論這個問題前，先來了解環境水體的環境容量：環境容量是指在確保人類生存、發展不受危害、自然生態平衡不受破壞的前提下，某一環境所能容納污染物的最大負荷值。一個特定的環境 (如一個自然區域、一個城市) 對污染物的容量是有限的。其容量的大小與環境空間的大小、各環境要素的特性、污染物本身的物理和化學性質有關。環境空間越大，環境對污染物的凈化能力就越大，環境容量也就越大。對某種污染物而言，它們物理和化學性質越不穩定，環境對它的容量也就越大。城市建設污水廠進行污水處理也是為了將城市污水排入到環境水體內的污染物滿足其越來越小的環境容量的，所以說從技術角度來說，污水廠能不能開啟溢流閥門，是要根據污水廠的受納水體的環境容量來決定的。
相對于某種環境標準，某環境單元所容許承納的污染物的最大數量，同時認為環境容量是一個變量，且由基本環境容量( 差值容量) 和變動環境容量( 同化容量) 兩部分組成，基本環境容量指擬定的環境標準與環境本底值之差，變動環境容量指該環境單元的自凈能力。
水環境容量=稀釋容量+自凈容量+遷移容量表
水環境容量計算采用一般河流水功能區納污能力計算的一維公式：
式中：
m——控制單元污染物最大允許入河速率，g/s；
qr——設計流量，m3/s；
cs——控制斷面污染物濃度，mg/l；
c0——起始斷面污染物濃度，mg/l；
k——某污染物綜合降解系數，1/s，用d－1換算成1/s；
x——為排污口距下游控制斷面的距離（m），如把一個功能區內多個排污口概化為河段中點的一個排污口時，x=l/2，l為河段總長；
u——設計流速，m/s。
在良好的天氣條件下，多數河流因為沿途取水等原因，徑流量qr都較小，計算出來的環境容量較小，但是在暴雨期間和中小雨的后期，徑流量qr開始增加，m值可以變大，也就是說環境容量在降雨期間是加大了。
從環境容量的計算角度上說，在降雨后期，經過稀釋的污水在雨水造成的大地表徑流的環境容量下，是可以進入到環境水體的，也就是說從技術角度，后期降雨是可以開啟溢流閥門的。當然這個計算比較粗糙，考慮的問題也不夠全面，希望能通過這個簡單的探討吸引更多的人來參與雨污合流問題的解決中來。
但是技術合理的問題并不能直接應用于實際，實際的操作中，還需要解決更多的現實的技術問題，雨污合流制的管網的智能化管理，初期雨水的沖刷量的界定，雨水泵站的適時開啟，雨水溢流井的設計和建設，如何讓判定和計算后期雨水對城市污水的稀釋，污水的污染因子經過稀釋是否都可以進入環境水體，環境容量能否考慮大地表徑流的短時計算等等一系列的跨學科跨部門的技術問題都需要進行更深入的研究和分析，得出
確實可行的技術解決方案。也希望能有更多的業內人員進行這方面的探索，為污水廠的運行建立更可靠的運行方案和執行準則。
來源：北極星水處理網
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