引言
水环境是自然环境中不可缺少的组成部分，由于城市化进程不断加快，大量污染物进入水体，水环境质量恶化。2015年，国务院发布《水污染防治行动计划》，要求整治城市水体黑臭的问题，综合采取垃圾清理、控源截污、疏浚清淤和生态修复等方式，对城市黑臭水体进行综合整治。近年来，随着黑臭水体治理的加速推进，城市点源污染逐步受到控制，以城镇径流污染为代表的面源污染对水环境质量的影响日益显现。面源污染是指污染物在非特定的地点，由于降雨径流冲刷进入受纳水体而造成的水体污染，污染物包括物理性、化学性和生物性的污染物。其中物理性的污染物进入水体，造成水体感官下降，是较为直观的污染物，需引起足够的重视。文中以物理性的垃圾为研究对象，探讨市政雨水排水系统中以垃圾为代表的面源污染控制的关键技术。雨天时，路面上的垃圾，诸如树叶、塑料袋、菜叶等随着雨水径流进入市政雨水排水系统，通过管道输送，最终随着泵站放江进入河道，进而对河道水质和环境造成不良影响。部分垃圾漂浮于水体表面，随着水流积聚在水面的角落或岸边，若没有及时得到清理，这些垃圾会加速水体污染，并影响感官，对社会影响较大。而传统的雨水排水系统中，无论是雨水收集的源头、输送的过程，还是排放的末端，均缺乏相关的控污措施，导致无法对进入雨水系统的垃圾进行拦截，导致垃圾放江。近年来，随着城市黑臭水体治理的推进，雨水排水系统中垃圾拦截的措施也日益受到关注。2019年，上海市水务局印发了《2019年上海市排水设施管理重点工作》，其中对物理性的污染物提出了控制要求。文件要求加强对雨水系统的垃圾进行拦截，对雨水口进行改造，新建、改建的雨水口必须同步加装截污挂篮，开展排水户雨水出门井的垃圾拦截和雨水泵站排口的垃圾拦截。本次研究以上海某区域雨水排水系统垃圾拦截设施新、改建工程为例，探讨市政雨水排水系统垃圾拦截的关键技术在实际工程中的应用
1雨水排水系统概况
1.1雨水排水系统现状
雨水排水系统垃圾拦截设施新、改建工程范围东至逸仙路，北至长江路，西至共和新路，南至保德路、安汾路，总面积约12.67km2。工程范围主要涉及4个市政雨水排水系统，分别为高境、民主、张庙和淞南排水系统，4个排水系统均为分流制的排水系统，其中高境为自排系统，民主、张庙和淞南为强排系统。研究范围内共有2条河道穿越，分别为西泗塘和南泗塘，工程范围内4座雨水泵站，分别为民主、共康新村、张庙（雨）和淞南雨水泵站，泵站排放口位于西泗塘和南泗塘。
1.2存在问题
西泗塘和南泗塘两条河道经过综合整治，河道水质和环境面貌已有了显著改善。但其所处的雨水排水系统，由于系统建设年代久远，雨水排水系统内缺乏垃圾拦截设施。雨天时路面上的垃圾被雨水冲刷进入雨水排水系统，雨水口、雨水井内无垃圾拦截设施，泵站内的格栅除污机也仅可对较大的垃圾进行拦截，雨水口、管道、泵站内部均无法对垃圾进行有效拦截，垃圾将随着雨水放江进入河道。在部分降雨天时，雨水泵站放江携带的垃圾对河道水质和环境面貌造成短时冲击，影响河道水环境。
2总体思路
在此次工程中，针对进入市政雨水排水系统中的垃圾拦截问题，进行源—网—站—河四个维度的全过程技术研究，从排水系统各个环节和设施出发，研究落地性强、可实施程度高、覆盖范围广的集成技术，全面解决雨水径流中的垃圾缺乏拦截的重难点问题，提升泵站放江水质，降低放江水对河道水质的影响。
2.1源头管控
对雨水收集口采取相应的拦截措施，从源头对垃圾进行拦截，减少进入雨水排水系统的垃圾。《上海市水务局关于进一步加强排水设施管理工作的通知》（沪水务［2016］1742号）文件规定，已建雨水口需进行更新改造，改造应符合DBJT08-120-2015《雨水口标准图》要求，而新建的雨水口需按图集进行设计建设。为此对研究范围内的雨水口进行翻新改造，并在雨水口设置截污挂篮拦截垃圾，从源头拦截进入排水系统的垃圾。
2.2过程控制
从排水单位雨水口进入雨水排水系统的垃圾，除了在排水单位内部的雨水口增设截污挂篮外，在其出门井安装垃圾拦截设施，减少进入市政雨水排水系统的垃圾。《上海市排水设施管理重点工作》要求排水单位雨水出门井安装拦截设施。在研究范围内的居民小区雨水出门井内，安装垃圾拦截设施，在过程中，对排水户流入市政雨水排水系统的垃圾进行拦截。
2.3末端拦截
在排水系统的末端，即雨水泵站进行改造，在集水井内的增设漂浮垃圾拦截设施，拦截集水井内的垃圾。雨水泵站的格栅栅条间距较大，部分体积较小漂浮垃圾无法被格栅拦截，会通过雨水泵站放江进入河道。本次研究范围的泵站内，在格栅截拦垃圾的基础上，集水井内安装漂浮垃圾拦截设施，将进入到排水系统末端的垃圾通过增加设施进行拦截，从排水系统末端对垃圾进行再次拦截。
2.4河道保障
通过系统的源头、过程和末端设立垃圾拦截设施对垃圾进行拦截，对仍然进入水体的垃圾，考虑在河道进行防扩散的保障措施。《上海市排水设施管理重点工作》要求在雨水泵站排口安装漂浮垃圾拦截装置。本次研究范围内的泵站，在其排口设置漂浮垃圾拦截装置，将随着雨水泵站放江的垃圾拦截在装置内，避免垃圾随着水流扩散进入河道。
3关键技术研究
3.1雨水口截污技术
通过现有雨水口增加截污挂篮或雨水口翻新改造两种方式，在雨水口内设置截污挂篮，有效拦截进入雨水口的垃圾。采用增设截污挂篮的方式时，增加托架和拦截篮，需要清理雨水口时，仅需将拦截蓝从托架上取出即可清理。采用雨水口翻新改造的方式时，雨水口的布置应按照汇水面积产生的流量、雨水口的泄水能力、道路形式等确定，采用平式排水篦子、立式排水篦子或联合式排水篦子，设计降雨重现期应按规划标准进行设计，并复核雨水连管的过流能力。原则上使用预制一体化成品雨水口，雨水口上方设置导流板，增强雨水口的进水效率，导流板下方设溢流区，保证径流量较大时雨水口的正常泄水能力，溢流区下方设栅条状过滤网，拦截进入雨水口的污染物。井筒可采用双壁缠绕HDPE材质，不可以添加任何的回用材料，物理性能中环刚度为SN8，环柔性满足压缩30%时，没有分层且焊缝无开裂。截污挂篮可采用玻璃钢材质，开孔率不小于50%，最大孔隙不大于40mm，最大的载重重量不大于45kg。合流制的排水系统，采用带水封形式的雨水口，水封挡板采用PE材质，厚0.5mm，焊接在井筒的井壁。平式雨水篦子应能够开启180°，采用弹簧锁关闭固定，以便于打开篦子进行养护。雨水口同时须配置防盗销钉和减震胶条，使得雨水口具备防盗和防震动的功能。
3.2雨水井垃圾拦截技术
本次工程中对居民小区出门井安装垃圾拦截器，对一般企事业单位的雨水出门井同样可安装垃圾拦截器，安装垃圾拦截器后，对排水户内部出流携带的垃圾进行拦截。垃圾拦截器为球形，球形拦截器的一端连接于检查井井壁，安装时，球体中心对准出水管道的中心，通过重力的作用，球形拦截器将出水管口全覆盖，有效拦截水流中的垃圾。球形垃圾拦截器中球的直径应大于出水管直径约30%，并且保证管口的全覆盖，由于球形拦截器大于出水管，其在拦截垃圾的同时，不会堵塞出水管。球形拦截器有塑料和毛刺两种形式，塑料球形拦截器由塑料板和固定片拼装而成，耐腐蚀、不易变形，能有效拦截拦垃圾且无需频繁清理，设计时优先选用塑料型。毛刺球形垃圾拦截器由铁丝或钢丝缠绕而成，毛刺易缠绕垃圾，需要频繁清理或更换，因而仅在雨水井井口小于球形拦截器直径，安装条件较差时，采用毛刺型球形垃圾拦截器。球形拦截器表面的开孔率在50%~70%，孔径在5~40mm，以保证雨水的过流能力，在拦截到垃圾后，仍能保证雨水通过，避免由于安装拦截器后，排水单位产生排水不畅的情况。雨水井垃圾拦截器充分利用现状排水设施，仅在现状雨水井加装设施，无需过多的土建费用，操作性较强，且可进行大范围推广。雨水井垃圾拦截器的安装和拆卸较为便捷，且无需特制的操作工具，使用过程中的养护工作也较为简便。
3.3泵站集水井垃圾拦截技术
在雨水泵站集水井增设漂浮垃圾拦截设施，对进入泵站集水井的漂浮垃圾进行捕捉，在雨水和垃圾分离后，将漂浮垃圾提升至地面垃圾桶。漂浮垃圾拦截设施主要由水力旋流装置、垃圾收集装置、提升装置等组成。泵站漂浮垃圾拦截设施的原理，通过水力旋流装置在集水井的水面形成旋流，漂浮垃圾随着旋流进入垃圾拦截桶内，拦截桶通过滤网实现雨水和垃圾的分离，分离后的干垃圾通过升降梯输送至地面，并倒入垃圾桶，进而实现对漂浮垃圾的拦截。升降梯采用与水面垂直的方式输送，避免螺旋输送安装角度的问题，在各种大小的泵站集水井内均可进行安装。漂浮垃圾收集设施收集、滤水流量为统一型号，设备数量原则上按照泵站内格栅组的数确定，每组独立的格栅前池设置一台漂浮垃圾收集设备，即可满足漂浮垃圾拦截的需求，漂浮垃圾收集设备长度根据集水井高度设计。漂浮垃圾拦截设施可通过手动控制或远程自动控制，并可通过设置自控程序对每日运行次数及拦截垃圾重量进行统计。
3.4泵站排口漂浮垃圾拦截技术
在雨水泵站排口增设漂浮垃圾拦截设施，对泵站放江的漂浮垃圾进行拦截，避免漂浮垃圾扩散至河面。漂浮垃圾拦截设施由浮筒串联而成，设置于雨水泵站排口周围拦截漂浮垃圾，同时在排口设置拦污网，避免漂浮垃圾穿越浮筒扩散入河面。在漂浮垃圾拦截设施的外侧，还可增加滤解带耦合生物基拦网设施，该设施由生物基拦网和活性滤解带组成，微生物可在生物基拦网上挂膜，活性滤解带可种植挺水植物，两者均能够净化水体，并且在不影响河道水利功能的情况下，增加直立硬质驳岸滨水带的生物活性。
结语
市政雨水排水系统由于系统建设年代久远，系统内缺乏垃圾拦截设施，雨水径流中的垃圾进入雨水排水系统，并且随着雨水放江进入河道，影响河道水质和环境。在垃圾拦截设施新、改建项目中，针对进入市政雨水排水系统中垃圾问题，进行源—网—站—河四个维度的全过程技术研究，提出了雨水口截污挂篮—雨水井垃圾拦截设施—泵站集水井拦截设施—泵站排口拦截装置全过程垃圾拦截技术，有利于减少随着泵站放江进入河道的垃圾，提升泵站放江水质，降低放江水对河道水质的影响。
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