暴雨期间污水厂的超越阀门该不该开？
全球的气候变化已经深刻的影响到我们每一个人的普通生活，特别是近期的河南极大暴雨，烟花的周末登陆都给我们带来了无法预测的气象灾害，在巨大的自然灾害面前，我们团结抗洪，八方支援的精神使每一个中国人为自己生在这个伟大的祖国土地上而自豪。除了自豪之外，各行各业仍要冷静的思考自身的工作。在大型的气象灾害天气的频繁出现的情况，或者仅仅是大量的降雨天气不断地出现，对污水厂的运行都会造成非常大的运行压力，关于雨季期间的污水厂的运行问题，在之前的公众号的文章中都有讨论，大家可以点击上述文章链接来进行阅读。
这一周公众号和大家讨论一个更为敏感的问题，那就是污水厂进水超越阀门在暴雨期间该不该开？这个问题涉及很多地方环境执法部门的执法力度问题，各地的执法都有不同的做法，本文不去讨论如何理解各地环境部门的执法，而是和大家从技术层面探讨暴雨期间的污水厂超越阀门的问题。
全球的气候变化问题越来越凸显，全球各个地区都不同程度出现了短时降雨达到甚至超过了往年的峰值降雨量的情况，普通民众都能够体验到越来越多的雨水降落到地面上来。这就带来一个重要的问题，各地的气象资料需要进行更新，但是这种更新需要更多的气象数据资料，特别是设计中常说的百年一遇，这需要大量的数据积累，进行正态分布来确定百年一遇的界限，但是由于气象积累资料不足，就带来一个滞后性的问题，设计采用的数据还是没有得到充足数据从而有效更新的气象资料，但是现实中已经不断的遭遇了更大更强的暴雨侵袭。
城镇化进程在一个相对封闭的区域大量的建设住宅、配套服务建筑、道路等，会造成大量的建筑路面硬化，屋面增多，绿化面积减少等问题的出现。区域内的降雨量被原有的土质绿化地面吸收数量大量减少，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网来进行排走。这部分雨水能否有效的排走，依赖于城市地下管网的体制选择、建设投入、维护清淤等等一系列的工作来实现，这对于一个城市的基础建设和维护是一个非常大的考验。
雨污合流的城市排水管网体系，是大部分城市在原有的气候条件干燥的气象数据下、原有的建筑覆盖面积下采取的设计方式，这种方式从建设资金投入，管网建设都适合当初的城市发展的情形。随着污水厂的大规模建设，雨污合流制的管网的管网末端接入到了污水厂内，污水和少量的雨水通过雨污合流管网流入污水厂进行处理后排放。但是随着城镇化进度的加快，中大型城市不断扩容发展，原有的雨污合流新变化的气候条件、城市建设条件都形成了严重的制约。而全球气候变化的影响，特别是频繁发生的暴雨极端天气的越来越多，作为雨污合流的末端的污水厂面临更为严峻的考验。
在污水厂的进水口处，一般的设计都会设置一个超越阀门，控制污水进入到溢流口，以便在在污水厂出现工艺异常或者进行停产检修时将污水通过溢流口引流到其他渠道内，但是近年来已经严格禁止这样使用，很多地区甚至采取把阀门进行封死等极端措施来进行管理。在上述的气候和城市建设的问题综合下，近年来污水厂的溢流口的问题更为凸显。
由于城市管网的雨污合流制，管网内日常主要以城市污水为主，在雨季期间大量的雨水涌入管网内，但是此时的城市污水并没有停止排放，此时在雨污合流的管网内流动的是经过稀释的雨污水。这一部分雨污水能否进行直接进行排放是决定污水厂溢流阀门能否开启的一个重要依据。
这部分混合雨污水，则又可以细分成初期降雨和中后期降雨。初期降雨主要对空气悬浮污染物；路面、屋面、绿植表面的各种城市灰尘和污染物；城市地下管网积累的油脂、泥沙等；以及雨水箅内随意倾倒的污水垃圾等进行冲刷，这部分雨水的污染严重，严格来说这部分雨水也属于污水，需要进行处理后排放；中后期的雨水经过初期雨水的冲洗，中后期雨水的污染程度已经不大，成为洁净的降水。不论在初期和中后期的降雨过程中，城市区域内的污水一直在管网中稳定排放汇集流动着。这样初期雨水就会形成一个污染物叠加的效应，而中后期雨水就对城市污水起到一个稀释的作用，稀释程度以降雨量大小来决定。
这个带来一个重要的问题这部分的雨污水能不能直排环境水体？在讨论这个问题前，先来了解环境水体的环境容量：环境容量是指在确保人类生存、发展不受危害、自然生态平衡不受破坏的前提下，某一环境所能容纳污染物的最大负荷值。一个特定的环境 (如一个自然区域、一个城市) 对污染物的容量是有限的。其容量的大小与环境空间的大小、各环境要素的特性、污染物本身的物理和化学性质有关。环境空间越大，环境对污染物的净化能力就越大，环境容量也就越大。对某种污染物而言，它们物理和化学性质越不稳定，环境对它的容量也就越大。城市建设污水厂进行污水处理也是为了将城市污水排入到环境水体内的污染物满足其越来越小的环境容量的，所以说从技术角度来说，污水厂能不能开启溢流阀门，是要根据污水厂的受纳水体的环境容量来决定的。
相对于某种环境标准，某环境单元所容许承纳的污染物的最大数量，同时认为环境容量是一个变量，且由基本环境容量( 差值容量) 和变动环境容量( 同化容量) 两部分组成，基本环境容量指拟定的环境标准与环境本底值之差，变动环境容量指该环境单元的自净能力。
水环境容量=稀释容量+自净容量+迁移容量表
水环境容量计算采用一般河流水功能区纳污能力计算的一维公式：
式中：
M——控制单元污染物最大允许入河速率，g/s；
Qr——设计流量，m³/s；
CS——控制断面污染物浓度，mg/L；
C0——起始断面污染物浓度，mg/L；
k——某污染物综合降解系数，1/s，用d－1换算成1/s；
x——为排污口距下游控制断面的距离（m），如把一个功能区内多个排污口概化为河段中点的一个排污口时，x=L/2，L为河段总长；
u——设计流速，m/s。
在良好的天气条件下，多数河流因为沿途取水等原因，径流量Qr都较小，计算出来的环境容量较小，但是在暴雨期间和中小雨的后期，径流量Qr开始增加，M值可以变大，也就是说环境容量在降雨期间是加大了。
从环境容量的计算角度上说，在降雨后期，经过稀释的污水在雨水造成的大地表径流的环境容量下，是可以进入到环境水体的，也就是说从技术角度，后期降雨是可以开启溢流阀门的。当然这个计算比较粗糙，考虑的问题也不够全面，希望能通过这个简单的探讨吸引更多的人来参与雨污合流问题的解决中来。
但是技术合理的问题并不能直接应用于实际，实际的操作中，还需要解决更多的现实的技术问题，雨污合流制的管网的智能化管理，初期雨水的冲刷量的界定，雨水泵站的适时开启，雨水溢流井的设计和建设，如何让判定和计算后期雨水对城市污水的稀释，污水的污染因子经过稀释是否都可以进入环境水体，环境容量能否考虑大地表径流的短时计算等等一系列的跨学科跨部门的技术问题都需要进行更深入的研究和分析，得出
确实可行的技术解决方案。也希望能有更多的业内人员进行这方面的探索，为污水厂的运行建立更可靠的运行方案和执行准则。
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