美國(guó)金縣合流制溢流控制案例之技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

摘要：美國(guó)金縣的合流制溢流控制經(jīng)過(guò)40多年的研究和實(shí)踐，已形成了較為完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和監(jiān)督管理體系，取得了良好的成效，很多方面在美國(guó)處于較領(lǐng)先水平。金縣將污水處理廠、合流制溢流調(diào)蓄與處理廠、合流制管網(wǎng)溢流排放口統(tǒng)一納入1個(gè)排放許可進(jìn)行管理，“廠-網(wǎng)”排放標(biāo)準(zhǔn)與工藝工況設(shè)計(jì)以受納水體環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，與雨季、旱季運(yùn)行條件相匹配，污染物減排“費(fèi)用-效果”較優(yōu)。著重介紹了金縣西點(diǎn)污水處理廠流域合流制溢流控制工程的實(shí)施與運(yùn)行情況、排放標(biāo)準(zhǔn)與達(dá)標(biāo)情況，以期為我國(guó)城市合流制溢流控制工程實(shí)踐提供借鑒。

01 基礎(chǔ)設(shè)施與受納水體基本情況

在西點(diǎn)污水處理廠流域范圍內(nèi)，由金縣管轄且納入國(guó)家污染物排放削減（NPDES）許可管理的排水設(shè)施包括38個(gè)CSO排放口、4座CSO處理廠及西點(diǎn)污水處理廠。需指出的是，由于最近一個(gè)許可期（2015年—2020年）內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)尚未匯總發(fā)布，故所引數(shù)據(jù)均來(lái)自2009年—2014年許可期。

1.1 排水管網(wǎng)

金縣污水收集系統(tǒng)分為東、西兩個(gè)分區(qū)，西點(diǎn)污水處理廠收集處理西區(qū)污水，覆蓋華盛頓湖以北、以西區(qū)域及西雅圖市區(qū)。其中，華盛頓湖以北區(qū)域?yàn)榉至髦?，西雅圖市區(qū)約75%的區(qū)域（約169.97km²）為合流制，合流污水通過(guò)泵站、截流干管最終由兩條隧道匯入西點(diǎn)污水處理廠。

金縣采用監(jiān)控與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（SCADA）自動(dòng)監(jiān)測(cè)并控制西區(qū)污水系統(tǒng)中的污水流量，可最大限度地利用管網(wǎng)的調(diào)蓄能力減少CSO，以及最大限度地降低管網(wǎng)流量激增，使盡量多的污水得到處理。

1.1.1 CSO排放口

金縣管轄的CSO排放口共38個(gè)，均分布在西雅圖市區(qū)內(nèi)，1983年的分析表明，這些排放口平均每年發(fā)生431次溢流，未經(jīng)處理直接排放的合流污水達(dá)量871×104m³/a。自1988年起，西雅圖市政局和金縣實(shí)施了一批項(xiàng)目，CSO頻次和水量得到一定控制，根據(jù)2006年—2012年的數(shù)據(jù)，金縣平均每年未經(jīng)處理直接排放的合流污水已減至307×10⁴m³。

1995年—2005年，金縣建設(shè)了Elliott West CSO 處理廠和Henderson/MLK CSO處理廠，并建設(shè)了CSO監(jiān)控網(wǎng)站，公眾可通過(guò)網(wǎng)站對(duì)CSO進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督評(píng)價(jià)。2008年發(fā)布《CSO削減計(jì)劃（2008年更新版）》，提出優(yōu)先在沿海區(qū)域?qū)嵤┎糠諧SO控制項(xiàng)目，并于2013年底開(kāi)工建設(shè)4 個(gè)CSO控制項(xiàng)目，包括3個(gè)調(diào)蓄池建設(shè)項(xiàng)目和1個(gè)社區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。2012年，金縣通過(guò)了《CSO長(zhǎng)期控制規(guī)劃（2012年修訂版）》，并于2013年與州環(huán)保局、國(guó)家環(huán)保局（EPA）及聯(lián)邦司法部達(dá)成協(xié)議，提出實(shí)施9項(xiàng)CSO控制要求，將每個(gè)CSO排放口的排放事件數(shù)控制在年均不超過(guò)1次，并在2030年前完成。2013年協(xié)議和長(zhǎng)期控制規(guī)劃中指出，38個(gè)CSO排放口已有16個(gè)達(dá)到“年均不超過(guò)1次”標(biāo)準(zhǔn)，并詳細(xì)給出了22個(gè)未達(dá)標(biāo)CSO排放口的編號(hào)、名稱(chēng)、排放受納水體、目前控制狀態(tài)、工程實(shí)施規(guī)劃與狀態(tài)等信息。

1.1.2 入流/入滲控制

金縣于1999年提出“地區(qū)入流/入滲（Inflow/Infiltration，I/I）控制項(xiàng)目”，旨在“費(fèi)用-效果”可行時(shí)，降低管網(wǎng)雨季峰值流量，控制分流制污水管網(wǎng)溢流，減少外水的輸送和處理費(fèi)用。為落實(shí)該項(xiàng)目，金縣與地方相關(guān)部門(mén)投入4 100萬(wàn)美元，歷時(shí)6年，實(shí)施了I/I研究項(xiàng)目。該研究項(xiàng)目始于2000年，主要開(kāi)展了以下工作：①采用大量流量監(jiān)測(cè)和模型分析，確定地方管網(wǎng)系統(tǒng)I/I對(duì)地區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)量；②在12個(gè)地方管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)選擇實(shí)施10個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，開(kāi)展I/I控制效果評(píng)價(jià)，進(jìn)行I/I控制技術(shù)測(cè)試并積累投資成本信息；③2004年提出I/I系列控制草案，包括模型標(biāo)準(zhǔn)、操作流程、政策、指南等；④2005年11月完成I/I控制“費(fèi)用-效果”分析；⑤提出地區(qū)I/I長(zhǎng)期控制規(guī)劃，并于2006年5月通過(guò)金縣批復(fù)；⑥2007年—2009年由金縣與各地方當(dāng)局一同開(kāi)展I/I控制可行性分析，并選擇3個(gè)區(qū)域開(kāi)展I/I控制先行先試；⑦實(shí)施“Skyway and sewer district”流域I/I控制項(xiàng)目，對(duì)350條支管進(jìn)行修復(fù)，目標(biāo)為管網(wǎng)I/I峰值流量削減不小于60%，約0.38×10⁴m³/d。受流域范圍估計(jì)不足及地下水位不穩(wěn)定等因素影響，該項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施效果并不理想，經(jīng)監(jiān)測(cè)和模型初步評(píng)估，I/I峰值流量削減值為19%。

1.2 CSO處理廠

1.2.1 處理能力與工藝工況

金縣4座CSO處理廠的設(shè)計(jì)能力見(jiàn)表1。

① Alki CSO處理廠

Alki CSO 處理廠建于1958年，具備污水一級(jí)處理能力，1998年被改造為一座接近全自動(dòng)化的CSO處理廠，并于1999年納入NPDES許可管理，工藝工況見(jiàn)圖1。旱天運(yùn)行時(shí)，污水送往西點(diǎn)污水處理廠進(jìn)行二級(jí)處理。雨天運(yùn)行時(shí)，當(dāng)管網(wǎng)流量超過(guò)下游調(diào)流構(gòu)筑物過(guò)流能力或下游調(diào)蓄隧道蓄滿時(shí)，Alki CSO處理廠通過(guò)格柵、沉淀及消毒處理合流制污水。此時(shí)，若進(jìn)水量較小，進(jìn)水在CSO處理廠自身調(diào)蓄空間內(nèi)消納，無(wú)出水排放；若進(jìn)水流量低于設(shè)計(jì)處理能力且水量超過(guò)處理廠調(diào)蓄能力，CSO處理廠出水經(jīng)排放口排放入海；若進(jìn)水流量超過(guò)設(shè)計(jì)處理能力，污水通過(guò)泵站經(jīng)CSO排放口直接溢流入海。雨后或降雨過(guò)程中，下游泵站能力有富余時(shí)，廠內(nèi)污水、泥砂均回流至管網(wǎng)送往西點(diǎn)污水處理廠處理。

② Carkeek CSO處理廠

Carkeek CSO處理廠建于1962年，1994年11月金縣新建泵站并將其改造為CSO處理廠，隨后納入NPDES許可管理，工藝工況如圖2所示。

旱天運(yùn)行時(shí)，Carkeek CSO處理廠僅作為泵站運(yùn)行，污水送往西點(diǎn)污水處理廠。雨天運(yùn)行時(shí)，設(shè)施開(kāi)啟至關(guān)閉的全過(guò)程始終有人員值守，并提供預(yù)防性的運(yùn)行檢查與維護(hù)，工藝工況與Alki CSO處理廠類(lèi)似。

③ Elliott West CSO處理廠

Elliott West CSO處理廠建于2005年5月，當(dāng)年納入NPDES許可管理，新建設(shè)的格柵、消毒設(shè)施、出水切換與脫氯設(shè)施及排放口等是對(duì)原有CSO控制設(shè)施的有效補(bǔ)充，工藝工況如圖3所示。

當(dāng)雨天流量超過(guò)分流/調(diào)流構(gòu)筑物能力時(shí)，合流污水溢流進(jìn)入調(diào)蓄隧道，超過(guò)隧道調(diào)蓄能力且下游截流構(gòu)筑物截流能力無(wú)富余時(shí)，CSO處理廠運(yùn)行，出水通過(guò)處理廠排放口排放入海；當(dāng)流量>94.6×10⁴m³/d時(shí)，污水通過(guò)CSO 排放口排放入海。雨后或降雨過(guò)程中，只要下游截流構(gòu)筑物有富余能力，隧道內(nèi)污水、沉積物均送往西點(diǎn)污水處理廠處理。

④ Henderson/MLK CSO處理廠

2005年，通過(guò)更新原有泵站并建設(shè)具備調(diào)蓄和處理能力的隧道，Henderson/MLK CSO處理廠建成并納入NPDES許可管理。工藝工況如圖4所示。

雨天運(yùn)行時(shí)，超過(guò)調(diào)流閘門(mén)能力的污水溢流進(jìn)入隧道進(jìn)行沉淀和消毒處理，隧道蓄滿時(shí)，污水溢流至出水口并經(jīng)格柵處理后由處理廠排放口排放入河。雨后或降雨過(guò)程中，當(dāng)下游干管水位降至一定高度時(shí)，隧道中存儲(chǔ)的污水、沉積物均經(jīng)干管送往西點(diǎn)污水處理廠或南部污水處理廠處理。

1.2.2 進(jìn)水與出水水質(zhì)

根據(jù)金縣2009年7月—2013年10月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，4座CSO處理廠進(jìn)、出水情況如表2所示，為與進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，出水僅列出BOD5和TSS兩個(gè)參數(shù)。

1.3 西點(diǎn)污水處理廠

1.3.1 處理能力與工藝工況

西點(diǎn)污水處理廠建于1965年，1995年被認(rèn)定為具備二級(jí)處理水平，來(lái)水包括家庭和商業(yè)污水以及西雅圖市工業(yè)廢水（約3.6×10⁴m³/d），1999年被納入NPDES許可管理。西點(diǎn)污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力見(jiàn)表3，工藝工況見(jiàn)圖5。當(dāng)雨天進(jìn)水流量>114×10⁴m³/d時(shí)，合流制溢流污水超越生物處理單元，經(jīng)消毒處理后與二級(jí)處理出水混合再排放。

1.3.2 進(jìn)水與出水水質(zhì)

根據(jù)金縣2009年7月—2013年10月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，西點(diǎn)污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)如表4所示，為與進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，出水僅列出CBOD5、TSS兩個(gè)參數(shù)。

此外，金縣分別于2012年1月、4月、7月、10月對(duì)西點(diǎn)污水處理廠排放水的急性毒性和慢性毒性進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，出水水質(zhì)達(dá)到了急性毒性排放標(biāo)準(zhǔn)，即測(cè)試水量100%為排放污水時(shí)，相應(yīng)濃度下暴露后水生生物的存活率中值不小于80%，且各獨(dú)立測(cè)試的存活率均不小于65%；同時(shí)，水質(zhì)也符合慢性毒性標(biāo)準(zhǔn)要求，即空白對(duì)照水樣與測(cè)試樣的毒性無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)差異，其中，測(cè)試樣中3.1%為排放污水，其余為未受排放污水污染的受納水體水，空白對(duì)照水樣中100%為未受排放污水污染的受納水體水。

1.4 受納水體法定功能與水質(zhì)基準(zhǔn)

1.4.1 水生生物保護(hù)功能

西點(diǎn)污水處理廠、Alki CSO處理廠、Carkeek CSO處理廠出水排放至Puget Sound海灣非凡等級(jí)的水域，Elliott West CSO處理廠出水排放至Puget Sound海灣杰出等級(jí)的水域，出水水質(zhì)需要滿足如表5所示的具有水生生物保護(hù)功能的水質(zhì)基準(zhǔn)。Henderson/MLK CSO處理廠出水排放至Duwamish河杰出等級(jí)的水域，由于河道受潮汐影響，所具有的水生生物保護(hù)功能的水質(zhì)基準(zhǔn)按照杰出等級(jí)海水水域基準(zhǔn)執(zhí)行。

1.4.2 貝類(lèi)捕撈功能與娛樂(lè)功能

西點(diǎn)污水處理廠、Alki CSO處理廠、Carkeek CSO處理廠、Elliott West CSO處理廠排放口周邊水域需具備貝類(lèi)捕撈功能與海水直接接觸類(lèi)娛樂(lè)功能，糞大腸桿菌菌群幾何平均值≤14個(gè)/100mL，且糞大腸桿菌菌群幾何平均值>43個(gè)/100mL的水質(zhì)樣品數(shù)量占比≤10%，或水質(zhì)樣品數(shù)量<10個(gè)時(shí)占比為0。

1.4.3 養(yǎng)殖功能與娛樂(lè)功能

Henderson/MLK CSO處理廠出水排放口周邊水域需具備水生生物養(yǎng)殖與遷移功能及淡水非直接接觸類(lèi)娛樂(lè)功能，糞大腸桿菌菌群幾何平均值≤200個(gè)/100mL，且糞大腸桿菌菌群幾何平均值>400個(gè)/100mL的水質(zhì)樣品數(shù)量占比≤10%，水質(zhì)樣品數(shù)量<10個(gè)時(shí)占比為0。

1.4.4 其他功能

受納水體還應(yīng)具備野生生物棲息、捕撈、貿(mào)易與航運(yùn)、帆船運(yùn)動(dòng)及美學(xué)功能。

02 排放標(biāo)準(zhǔn)

2.1 基于技術(shù)的排放限值與達(dá)標(biāo)情況

2.1.1 CSO排放口

作為基于技術(shù)的排放限值，聯(lián)邦CSO控制政策要求必須實(shí)施CSO“九項(xiàng)基本控制措施”?！熬彭?xiàng)基本控制措施”相關(guān)文章介紹較多，不再贅述。

2.1.2 CSO處理廠

CSO處理廠基于技術(shù)的排放限值如表6所示，所有水質(zhì)參數(shù)均以排放事件為單位進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。值得注意的是，TSS去除率包含CSO處理廠內(nèi)的去除量和回流至西點(diǎn)污水處理廠處理獲得的去除量；對(duì)于SS，考慮間歇進(jìn)水、流量變化劇烈的特點(diǎn)，州環(huán)保局采用年均值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

根據(jù)金縣2009年7月—2013年9月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，4座CSO處理廠達(dá)標(biāo)情況如下：

① Alki CSO處理廠：糞大腸桿菌、總余氯、pH排放限值不達(dá)標(biāo)事件共有9次。2009年—2012年逐年計(jì)算，共有27次進(jìn)水事件和19次排放事件，各年TSS和SS排放限值均達(dá)標(biāo)，共減少25.4×10⁴m³合流污水直接排放入海；按4年平均計(jì)算，出水排放量和排放事件次數(shù)限值分別為40.9×104m3和29次，實(shí)際分別為19.7×10⁴m³和5次。

② Carkeek CSO處理廠：糞大腸桿菌、總余氯、pH排放限值不達(dá)標(biāo)事件共有5次。2009年—2012年逐年計(jì)算，共有50次進(jìn)水事件和23次排放事件，各年TSS和SS排放限值均達(dá)標(biāo)，共減少6.4×10⁴m³合流污水直接排放入海；按4年平均計(jì)算，出水排放量和排放事件次數(shù)限值分別為17.4×10⁴m³和10次，實(shí)際分別為7.2×10⁴m³和6次。

③ Elliott West CSO處理廠：2009年—2012年逐年計(jì)算，共有158次進(jìn)水事件和45次排放事件，共減少337×10⁴m³合流污水直接排放入河。由于人為和設(shè)備故障，糞大腸桿菌、總余氯、pH排放限值、TSS、SS不達(dá)標(biāo)事件共有36次。

④ Henderson/MLK CSO處理廠：2009年—2012年逐年計(jì)算，共有12次進(jìn)水事件和4次排放事件，各年TSS和SS排放限值均達(dá)標(biāo)，共減少9.1×10⁴m³合流污水直接排放入河。

2.1.3 西點(diǎn)污水處理廠

西點(diǎn)污水處理廠基于技術(shù)的排放限值見(jiàn)表7。

按照聯(lián)邦政府CSO“九項(xiàng)基本控制措施”要求，金縣應(yīng)最大限度地將合流污水送往西點(diǎn)污水處理廠處理，以削減CSO。超時(shí)、超量徑流雨水進(jìn)入污水處理廠會(huì)影響CBOD5與TSS濃度削減效果，州環(huán)保局根據(jù)近4年月平均進(jìn)水濃度分析，提出旱季與雨季濃度削減率分別為85%和80%。2009年7月—2013年9月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，西點(diǎn)污水處理廠達(dá)到了許可規(guī)定的排放限值要求。

2.2 基于水質(zhì)的排放限值與達(dá)標(biāo)情況

2.2.1 CSO排放口

華盛頓州要求所有合流制溢流點(diǎn)位均不能影響受納水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)與法定功能，溢流形成的顆粒物沉積還應(yīng)滿足沉積物標(biāo)準(zhǔn)，且不能對(duì)生物有不利影響。為此，州環(huán)保局對(duì)CSO制定的標(biāo)準(zhǔn)為“未經(jīng)處理的CSO排放事件年均不超過(guò)1次”，金縣在每年的NPDES許可執(zhí)行情況總結(jié)及在CSO長(zhǎng)期控制規(guī)劃修訂時(shí)，需逐年計(jì)算包括該年與前19年在內(nèi)的共20年CSO次數(shù)的平均值，以評(píng)價(jià)各年、各CSO排放口是否達(dá)標(biāo)。如上所述，38個(gè)CSO排放口已有16個(gè)達(dá)到“年均不超過(guò)1次”的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 混合區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

按照EPA的有關(guān)政策，在水體具有稀釋能力、點(diǎn)源排放口排放標(biāo)準(zhǔn)允許超出受納水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要求排放污水和受納水體實(shí)現(xiàn)快速和完全的混合，在一個(gè)體積有限的混合區(qū)內(nèi)達(dá)到水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即在混合區(qū)范圍內(nèi)，可以不達(dá)到受納水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，只滿足水體的法定功能即可，但在混合區(qū)的外邊界處及其外圍均應(yīng)達(dá)標(biāo)。對(duì)于排水綜合毒性（Whole Effluent Toxicity，WET）指標(biāo)，混合區(qū)可分為急性（毒性）混合區(qū)和慢性（毒性）混合區(qū)。

華盛頓州環(huán)保局要求采用模型方法分析排放污水與受納水體在一定水力臨界條件下的混合區(qū)邊界處的稀釋因子、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)情況及混合區(qū)范圍。稀釋因子表示污水量與受納水體水量的混合量，如稀釋因子為430，表示邊界處排放污水體積占1/430，受納水體體積占429/430?；旌蠀^(qū)范圍應(yīng)盡量小，金縣要求混合區(qū)寬度不得超過(guò)河道總寬度的25%，具備條件時(shí)可通過(guò)在排放口增設(shè)擴(kuò)散器等方式，使混合更迅速和更充分，進(jìn)而使混合區(qū)尺寸更小。

混合區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)包括水生生物標(biāo)準(zhǔn)和人體健康標(biāo)準(zhǔn)，前者可應(yīng)用在急性和慢性混合區(qū)邊界上，后者則僅用于慢性混合區(qū)邊界上。急性、慢性混合區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)毒性水質(zhì)基準(zhǔn)與毒性閾值確定。對(duì)于急性毒性閾值，可根據(jù)受試生物經(jīng)過(guò)48 h或96 h短期暴露后的存活率確定；對(duì)于慢性毒性閾值，可根據(jù)受試生物經(jīng)過(guò)7 d較長(zhǎng)時(shí)間暴露后的存活率與繁殖發(fā)育情況確定。根據(jù)毒性閾值，可進(jìn)一步計(jì)算得到急性毒性單位TUa和慢性毒性單位TUc，TU值越大，表示毒性越強(qiáng)。EPA建議將0.3TUa和1.0TUc分別作為受納水體的急性和慢性毒性水質(zhì)基準(zhǔn)，個(gè)別地區(qū)直接采用該值作為受納水體的毒性水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，阿拉斯加州要求慢性混合區(qū)邊界處和污水排放口處（若不存在混合區(qū)）的毒性水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為1.0TUc；明尼蘇達(dá)州某部落要求若存在混合區(qū)，急性和慢性混合區(qū)邊界處的毒性水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分別為0.3TUa和1.0TUc，若無(wú)混合區(qū)，污水排放口處的急性和慢性毒性標(biāo)準(zhǔn)值分別為1.0TUa和1.0TUc。

綜上，確定受納水體的混合區(qū)稀釋因子、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及混合區(qū)大小后，便可按照受納水體水質(zhì)基準(zhǔn)制定相應(yīng)的污水排放限值，即基于水質(zhì)的排放限值。NPDES許可（2015年—2020年）中給出了西點(diǎn)污水廠和4個(gè)CSO處理廠的混合區(qū)范圍和稀釋因子，具體如表8所示。根據(jù)這些數(shù)據(jù)及所述受納水體水質(zhì)基準(zhǔn)值，州環(huán)保局對(duì)各處理廠排放限值進(jìn)行了校核，表明受納水體溶解氧、pH、糞大腸桿菌、濁度、有毒物質(zhì)（氨、氯化物、金屬及其他優(yōu)先控制污染物）及溫度等水質(zhì)基準(zhǔn)達(dá)標(biāo)。

2.2.3 定量、定性基準(zhǔn)及反惡化要求

為保護(hù)受納水體水生生物與娛樂(lè)功能，華盛頓州確定了定量的化學(xué)、物理水質(zhì)基準(zhǔn)，根據(jù)聯(lián)邦政府的相關(guān)政策，確定了水體中總的可回收重金屬水質(zhì)基準(zhǔn)。為保護(hù)人體健康，華盛頓州采用了EPA發(fā)布的91個(gè)定量的水質(zhì)基準(zhǔn)，以避免通過(guò)食用魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)或飲用受污染的地表水而使人體暴露于與癌癥等疾病有關(guān)的污染物質(zhì)中。此外，還有關(guān)于放射類(lèi)物質(zhì)的基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。

華盛頓州的限制還包含有毒或放射性污染物的污水排放行為，并通過(guò)定性的基準(zhǔn)防止排放行為對(duì)受納水體造成如下潛在危害：①對(duì)水體法定功能有不利影響；②對(duì)生物有急性或慢性毒性作用；③破壞美學(xué)價(jià)值；④對(duì)人體健康有不利影響。

華盛頓州還制定反惡化政策使水體不再因人為污染而進(jìn)一步惡化，具體包括如下規(guī)定：①對(duì)于所有地表水體，要維持和保護(hù)它們現(xiàn)有的法定功能以及為保護(hù)這些功能所必須達(dá)到的水質(zhì)水平；②即使水體的現(xiàn)有水質(zhì)有利于水生生物繁殖并優(yōu)于人類(lèi)在水中、水上娛樂(lè)所必需的水平，也要維持和保護(hù)現(xiàn)有水質(zhì)，不可使之惡化，對(duì)水質(zhì)的負(fù)面影響也只有在絕對(duì)必需的情況下且滿足一定的條件才允許發(fā)生；③國(guó)家和州一級(jí)的公園和野生動(dòng)物棲息地被認(rèn)為是重要的國(guó)家資源，要維持和保護(hù)這里的高水平水質(zhì)水體以及其他有重要休閑和生態(tài)意義的水體，不得使之惡化。

03 啟示與建議

3.1 啟示

① “污水處理廠-管網(wǎng)調(diào)蓄-CSO處理廠”是CSO控制的三道關(guān)卡。污水處理廠是CSO控制的首道關(guān)卡，道理非常簡(jiǎn)單，二級(jí)處理對(duì)合流污水的凈化效果最好，但前提是污水處理廠具備雨天處理合流污水的能力。如前所述，根據(jù)西點(diǎn)污水處理廠廠內(nèi)合流制溢流污水設(shè)計(jì)超越流量（114×104m3/d）和旱天平均流量（50.3×104m3/d）計(jì)算，其截流倍數(shù)僅為1.3，比國(guó)內(nèi)規(guī)范要求的截流倍數(shù)（2～5）還小，但真正做到截流倍數(shù)范圍內(nèi)合流污水的二級(jí)處理更為重要。此外，西點(diǎn)污水處理廠還具備處理合流制溢流污水的較大空間（設(shè)計(jì)超越流量114×104m3/d至瞬時(shí)峰值流量167×104m3/d）。

從CSO處理廠的運(yùn)行工況可以看出，在雨后和降雨過(guò)程中，只要下游管網(wǎng)能力出現(xiàn)富余，CSO處理廠或調(diào)蓄隧道內(nèi)的合流制溢流污水均會(huì)優(yōu)先回流至管網(wǎng)送往污水處理廠處理，實(shí)現(xiàn)污水處理廠二級(jí)處理能力的充分利用。而在Alki和Carkeek CSO處理廠的排放限值中，給出了出水排放體積和次數(shù)的要求，也表明應(yīng)首先利用CSO處理廠具有的調(diào)蓄空間，迫不得已才會(huì)排放。

從CSO處理廠的運(yùn)行工況還可以看出，管網(wǎng)中泵站、分流/調(diào)流/截流構(gòu)筑物等關(guān)鍵瓶頸點(diǎn)的能力決定了調(diào)蓄隧道的啟動(dòng)與否，而隧道調(diào)蓄能力決定了CSO處理廠是否啟動(dòng)。這首先說(shuō)明了管網(wǎng)中的這些過(guò)流能力的“瓶頸點(diǎn)”至關(guān)重要，其次說(shuō)明了充分利用“廠-網(wǎng)”調(diào)蓄能力的重要性，CSO處理廠的一級(jí)處理能力僅是CSO控制的最后一關(guān)。

② CSO污水處理技術(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與CSO 特征相匹配。強(qiáng)降雨引發(fā)的合流制溢流最突出的特征就是流量和水質(zhì)變化的劇烈性，這與污水處理廠旱天污水進(jìn)水流量、水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定性明顯不同，再加上雨水的稀釋作用，這些足以影響污水處理廠的二級(jí)處理效果，也決定了污水處理廠超越處理合流制溢流污水及CSO處理廠出水水質(zhì)的不穩(wěn)定性。基于此，西點(diǎn)污水處理廠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，分別給出了雨季和旱季有區(qū)別性的排放標(biāo)準(zhǔn)，從水質(zhì)指標(biāo)的考核方式上，也采用月均值、周均值這種具有彈性的方式。

對(duì)于CSO處理廠，進(jìn)水流量、水質(zhì)不僅發(fā)生劇烈變化，而且還是間歇性的，1年進(jìn)水次數(shù)多的百余次，少的幾次，因此，處理工藝應(yīng)能適應(yīng)劇烈變化的水力負(fù)荷，4座CSO處理廠均采用了適應(yīng)性較強(qiáng)的“一級(jí)沉淀+消毒”工藝，水質(zhì)考核同樣采用月均值、年均值，并且以“排放事件”為單位進(jìn)行分析計(jì)算。此外，水質(zhì)指標(biāo)的選擇也與處理工藝相匹配，以TSS、SS、糞大腸桿菌為主。

③ 受納水體環(huán)境質(zhì)量是CSO控制效果的最終判別標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)污水排放標(biāo)準(zhǔn)分為基于技術(shù)的排放限值和基于水質(zhì)的排放限值，后者是按受納水體環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)倒推確定的，往往嚴(yán)于基于技術(shù)的排放限值，即水質(zhì)控制指標(biāo)的選擇和限值的確定應(yīng)根據(jù)受納水體法定功能及相應(yīng)的水質(zhì)基準(zhǔn)確定，并非越多越好、越嚴(yán)越好，從西點(diǎn)污水處理廠和4座CSO處理廠的排放限值及其制定方法便可以看出這一特點(diǎn)。此外，從“混合區(qū)”政策還可以看出，當(dāng)受納水體稀釋能力較大時(shí)，還可以在一定空間范圍內(nèi)給污水排放適當(dāng)?shù)摹盎砻鈾?quán)”，也值得我國(guó)借鑒。

3.2 建議

綜上可知，結(jié)合我國(guó)排水管網(wǎng)與城市水體建設(shè)和管理的現(xiàn)狀，借鑒美國(guó)金縣西點(diǎn)污水處理廠流域的CSO控制經(jīng)驗(yàn)，提出如下建議：

① 摸清“廠-網(wǎng)”本底條件，治理外水入侵等管網(wǎng)病害，評(píng)估管網(wǎng)過(guò)流能力和調(diào)蓄能力，識(shí)別關(guān)鍵“瓶頸點(diǎn)”；恢復(fù)管網(wǎng)“截流倍數(shù)”，調(diào)整污水處理廠的運(yùn)行策略，確保污水廠的雨天處理能力。

② 對(duì)CSO水量、頻次、污染特征進(jìn)行充分評(píng)估，總結(jié)CSO控制項(xiàng)目建設(shè)管理方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，評(píng)估“費(fèi)用-效果”關(guān)系，盡快出臺(tái)控制標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)工藝、運(yùn)行工況等方面的政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。