随着城市化进程的加速,北京市中心城区面临的水环境压力日益凸显。其中,合流制排水系统在雨季产生的溢流污染问题,已成为影响城市水环境质量与供水安全的关键挑战。本文旨在探讨北京市中心城区合流制溢流污染控制的研究进展与实践成果,并分析其对城市供水安全的深远意义。
一、 合流制溢流污染:挑战与成因
北京市中心城区部分区域仍沿用历史遗留的合流制排水系统,即生活污水、工业废水与雨水共用一套管道收集。在非雨季,所有污水均被输送至污水处理厂。当遭遇强降雨时,混合雨污水量远超管道与污水处理厂的设计处理能力,导致未经充分处理的雨污水通过溢流口直接排入河道,形成合流制溢流污染。这不仅造成受纳水体瞬间水质恶化,威胁水生生态系统,其中携带的病原体、耗氧有机物、营养盐及重金属等污染物,也可能通过水文循环间接影响地下水水质,对以地表水和地下水为主要水源的北京市供水安全构成潜在风险。
二、 控制策略:从源头到末端的系统治理
为应对这一挑战,北京市开展了系统性研究,并逐步形成了“源头削减、过程控制、末端处理”的综合控制策略。
- 源头削减与系统改造:大力推进海绵城市建设,通过建设透水铺装、绿色屋顶、雨水花园等设施,增强地面渗透与滞蓄能力,从源头减少进入管网的径流量与污染负荷。有计划地对合流制区域进行分流制改造,将雨水与污水分开收集、输送,这是解决溢流问题的根本途径。
- 过程调蓄与优化调度:在排水系统中建设大型地下调蓄池、隧道或利用现有设施进行改造,在降雨期间临时储存部分溢流混合污水,待雨峰过后再将其缓慢输送至污水处理厂处理,从而显著削减直接排放的污染总量。结合智慧水务技术,实现对管网流量、水质和水位的实时监控与智能化调度,提升系统应对能力。
- 末端处理与应急措施:对污水处理厂进行提标改造,增强其处理能力与抗冲击负荷能力。研究并应用针对溢流污水的高效快速处理技术,如旋流分离、化学强化一级处理、高效沉淀等,作为溢流发生时的应急或补充处理手段。
- 生态修复与水体维护:对受溢流影响的河道进行生态修复,提升水体的自净能力与生态韧性,形成最后一道屏障。
三、 实践成效与供水安全关联
通过多年的持续投入与实践,北京市中心城区合流制溢流污染控制取得了显著成效。溢流频次与污染负荷得到有效控制,主要受纳河道的水质指标,尤其是雨后水质恢复速度明显改善。这不仅直接美化了城市水景观,更重要的是,通过削减进入水体的污染物,降低了对下游水源地(如密云水库、南水北调来水等)的污染风险,保障了原水水质,为自来水厂的稳定、安全供水奠定了坚实基础。清洁的原水意味着水厂处理工艺负荷相对减轻,出水水质更易保障,最终确保了流向千家万户的自来水安全可靠。
四、 未来展望
北京市中心城区合流制溢流污染控制仍需在精细化、智能化方向上深化。进一步推进管网改造与修复,彻底解决雨污混接问题;深化海绵城市建设,提升城市整体的雨水管理能力;利用大数据、模型模拟等技术实现更精准的预测与调度;并探索资源化利用溢流处理后的出水。这些持续的努力,将系统性地提升城市水环境的韧性与健康度,从而为首都的供水安全与可持续发展提供长期、稳固的支撑。
北京市中心城区合流制溢流污染的控制,是一项关乎城市水环境健康与供水安全的系统工程。从科学研究到工程实践,从灰色基础设施到绿色生态措施,北京的经验表明,只有坚持系统治理、多措并举,才能有效应对这一复杂挑战,守护好城市的“生命线”,实现人水和谐的可持续发展。