摘要:選取長(zhǎng)期實(shí)施合流制溢流控制,并有一定區(qū)域代表性的發(fā)達(dá)國(guó)家——美國(guó)、日本、德國(guó),梳理其合流制排水系統(tǒng)改造及其溢流控制的發(fā)展歷程、主要管理政策與技術(shù)策略,剖析了美國(guó)、日本、德國(guó)在合流制溢流控制的長(zhǎng)期實(shí)踐與發(fā)展過(guò)程中,針對(duì)合流制系統(tǒng)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、施策手段與技術(shù)策略選擇等方面所呈現(xiàn)出的共性與差異,以期為我國(guó)不同區(qū)域合流制排水系統(tǒng)特征條件下的CSO控制提供借鑒。
從世界范圍看,合流制溢流(CSO)控制是國(guó)際上許多國(guó)家都長(zhǎng)期面臨的重大問(wèn)題,有些已經(jīng)較好地控制了溢流污染帶來(lái)的影響,有些仍然深受其困擾并還在摸索之中。其中,美國(guó)、日本、德國(guó)均較早系統(tǒng)性地開(kāi)展了合流制排水系統(tǒng)改造與溢流控制的相關(guān)工作,并已取得了一定成效,總體上代表了不同區(qū)域典型發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)CSO問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與控制水平。為此,梳理美國(guó)、日本、德國(guó)城市合流制溢流控制的主要發(fā)展歷程與策略,分析這3個(gè)國(guó)家在長(zhǎng)期實(shí)踐過(guò)程中所取得的共性經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),以及策略選擇的差異,對(duì)中國(guó)不同區(qū)域合流制排水系統(tǒng)特征條件下的CSO控制是重要的參照。
1. 美國(guó)合流制溢流控制的發(fā)展歷程與策略
美國(guó)大量城市合流制管網(wǎng)建設(shè)于19世紀(jì)后期與20世紀(jì)早期。從20世紀(jì)中后期開(kāi)始,美國(guó)各城市在開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中,合流制排水系統(tǒng)的溢流污染問(wèn)題逐漸突顯。隨即,美國(guó)國(guó)家層面提出CSO控制的相關(guān)要求,各城市根據(jù)地方特點(diǎn)長(zhǎng)期開(kāi)展溢流控制相關(guān)工作,至今已有50余年。聯(lián)邦政府和各地政府投入巨額資金,實(shí)施大量系統(tǒng)性改造工程,至今已經(jīng)有效減少了溢流污染的排放總量,大幅降低了溢流污染的危害,但針對(duì)大量保留城市合流制系統(tǒng)的區(qū)域,仍在持續(xù)開(kāi)展溢流控制的相關(guān)工作。
1.1 發(fā)展歷程
通過(guò)梳理美國(guó)聯(lián)邦政府多年來(lái)發(fā)布的CSO控制相關(guān)立法與政策、重要研究報(bào)告,以及各地在執(zhí)行過(guò)程中的實(shí)際響應(yīng)與反饋情況,分析美國(guó)合流制溢流控制的總體發(fā)展歷程。
美國(guó)EPA提交國(guó)會(huì)的CSO控制報(bào)告
1965年,美國(guó)聯(lián)邦水污染控制法(Federal Water Pollution Control Act)首次在聯(lián)邦法規(guī)層面提出控制合流制溢流污染,并要求各地推進(jìn)開(kāi)展CSO控制的相關(guān)研究與工程示范。1972年,美國(guó)聯(lián)邦水污染控制法的修正案即清潔水法(Clean Water Act)發(fā)布,逐步建立國(guó)家污染物排放(NPDES)許可證制度,并將CSO納入排放許可的點(diǎn)源污染管控要求。但在20世紀(jì)70年代,大量美國(guó)城市點(diǎn)源污染控制的重點(diǎn)工作在于城市污水處理廠(chǎng)的擴(kuò)建與二級(jí)處理工藝的提升改造,對(duì)CSO控制的重視程度仍不足。
20世紀(jì)80年代,合流制溢流污染帶來(lái)的危害愈發(fā)突出,美國(guó)環(huán)保署(EPA)開(kāi)展了多項(xiàng)針對(duì)合流制溢流污染特征的相關(guān)研究,發(fā)布系列研究報(bào)告,芝加哥、舊金山、明尼阿波利斯等城市也開(kāi)始實(shí)施CSO控制的相關(guān)工程。1989年,美國(guó)EPA發(fā)布國(guó)家CSO控制策略,重點(diǎn)提出了6項(xiàng)基本控制措施,包括:① 合規(guī)、合理的運(yùn)維管理策略;② 最大程度利用管網(wǎng)系統(tǒng)的能力;③ 評(píng)估和提升預(yù)處理能力;④ 最大限度地截流至污水廠(chǎng)處理;⑤ 嚴(yán)禁旱季溢流;⑥ 控制CSO中的懸浮物和顆粒物,以此作為各地申請(qǐng)CSO排放許可的基本技術(shù)要求。
20世紀(jì)90年代開(kāi)始,美國(guó)各城市依據(jù)國(guó)家CSO控制策略要求,開(kāi)展CSO控制工作,但在執(zhí)行過(guò)程中卻引發(fā)了諸多爭(zhēng)議。一方面國(guó)家層面聯(lián)邦政府高度關(guān)注CSO污染的危害,推進(jìn)對(duì)CSO的控制;另一方面,由于不同城市合流制系統(tǒng)本身及其改造條件差異較大,各城市具體負(fù)責(zé)CSO控制的市政職能部門(mén)又普遍認(rèn)為國(guó)家層面CSO控制策略的可實(shí)施性與指導(dǎo)性仍不足?;诖耍绹?guó)EPA于1992年又專(zhuān)門(mén)組建了咨詢(xún)委員會(huì)(MAG),以協(xié)助EPA完善國(guó)家層面CSO控制的總體策略,并進(jìn)一步討論CSO控制的實(shí)施周期與投資等問(wèn)題。委員會(huì)成員不僅包括EPA工作人員,還包括不同城市的管理者,以及相關(guān)技術(shù)協(xié)會(huì)的技術(shù)人員等。通過(guò)反復(fù)討論,1992年,國(guó)家CSO控制策略在原6項(xiàng)基本控制措施的基礎(chǔ)上又增加了CSO污染問(wèn)題的現(xiàn)場(chǎng)探查與監(jiān)測(cè)、污染的預(yù)防、CSO重點(diǎn)影響區(qū)域的劃定3項(xiàng)要求。同時(shí),考慮到CSO控制的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性,提出在國(guó)家層面建立CSO控制的統(tǒng)一框架,給予各城市一定的靈活性來(lái)制定適用于當(dāng)?shù)刈罱?jīng)濟(jì)有效的控制策略。隨即在1994年,EPA在1989年CSO控制策略基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)布國(guó)家層面的CSO控制政策,該政策成為美國(guó)CSO控制的一項(xiàng)重要綱領(lǐng)性文件,沿用至今。
2000年,美國(guó)國(guó)會(huì)發(fā)布了清潔水法的修正案,即雨季水污染控制法,要求各地合流制排水系統(tǒng)排放許可的申請(qǐng)要遵循CSO控制政策的相關(guān)要求。制定9項(xiàng)基本控制措施(取代CSO控制策略中的6項(xiàng)基本措施),并需結(jié)合各地具體條件編制CSO長(zhǎng)期控制規(guī)劃(LTCP)??紤]CSO控制系統(tǒng)構(gòu)建的復(fù)雜性,各地編制的CSO長(zhǎng)期控制規(guī)劃的實(shí)施期限一般為10~20年,并定期進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化調(diào)整。
進(jìn)入21世紀(jì)后,綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施受到廣泛關(guān)注,2007年美國(guó)EPA正式發(fā)布聲明推廣綠色基礎(chǔ)設(shè)施緩解CSO問(wèn)題,并鼓勵(lì)將綠色基礎(chǔ)設(shè)施納入CSO長(zhǎng)期控制規(guī)劃,“灰綠結(jié)合”逐漸取代傳統(tǒng)的灰色基礎(chǔ)設(shè)施控制理念。
1.2 合流制系統(tǒng)改造與溢流控制策略
1.2.1 “合改分”的決策選擇
根據(jù)美國(guó)環(huán)保署2004年提交國(guó)會(huì)的針對(duì)合流制排水系統(tǒng)的研究報(bào)告,美國(guó)現(xiàn)存合流制排水系統(tǒng)的城市分布在32個(gè)州,主要位于美國(guó)東北部的五大湖區(qū),以及西部發(fā)展較早的部分地區(qū),總服務(wù)人口約4000萬(wàn)人,合流制管網(wǎng)總長(zhǎng)約22.5×104 km。通過(guò)從污染物總量削減效果、投資金額、建設(shè)周期、改造難度與可行性等多方面綜合比較,這些城市大部分沒(méi)有選擇進(jìn)行大范圍的“合改分”工程,而是轉(zhuǎn)向?qū)狭髦埔缌魑廴具M(jìn)行有效控制。
其中,紐約、芝加哥、費(fèi)城等大型城市合流制排水系統(tǒng)服務(wù)范圍占排水系統(tǒng)總服務(wù)范圍的比例均超過(guò)60%,舊金山等城市甚至超過(guò)90%,這些城市若要實(shí)施全面的“合改分”投資巨大,耗時(shí)極長(zhǎng),從技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)和可行性的角度,通常選擇保留大部分區(qū)域的合流制排水系統(tǒng),通過(guò)綜合措施控制溢流污染問(wèn)題,部分區(qū)域可結(jié)合區(qū)域更新改造實(shí)現(xiàn)局部的“合改分”。
編輯:王媛媛
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