城市高密度建成区合流制溢流污染系统研究-黄孝河机场河水环境综合治理项目实践

1、城市高密度建成区合流制溢流污染系统研究-黄孝河机场河水环境综合治理项目实践中建三局绿色产业投资有限公司汇报提纲二目标可达专项分析一项目背景四重难点及应对措施三五工艺技术简介黄机流域系统治理规划汉口民生路民生路下水道（1927-1938年）汉口片区第一条现代结构下水道，是武汉现代化排水体制的开端。建成区(合流排水体系)租界期至民国时期建设了大量的排水管涵，当时雨水污水合流，排入长江及黄孝河。1970-1980年，黄孝河承担130万汉口居民生活污水和400家工厂企业废水的排放。一、项目背景舟楫贸易明成化年间-清朝末期，四百余年，十八淌子黄孝河故道，水上交通便利了往来商贾。水利排洪市政排污1905年

2、，张之洞兴建张公堤、岱山闸，交通之利转为水利通道。黄孝河历史变迁机场河分流工程（1984-2008年）：建设机场河分流工程（机场河箱涵和河道），解决城市内黄孝河龙须沟及严重的内涝问题。非建成区建成区(合流排水体系)排水改造时期黄孝河改造工程（1983-1990年）：由武汉市政府进行，将黄孝河变成了地下河（盖板河），解决了局部水体黑臭及交通问题。一、项目背景老城区(合流排水体系)新建城区(分流排水体系)1999年,黄浦路污水综合治理深排入江工程，2015年提标升级2007年，三金潭污水厂一期工程（30万）2017年，二期工程（50万）2006年，汉西污水厂一期工程（40万）2016年，二期工程（

3、60万）2017年，提标改造工程污水系统建立时期汉口地区形成半合半分、从南至北的雨污骨干体系。2008-2009年，三闸连通工程：解决汉口旧城雨污通过新墩、黄家大湾、禁口三个通道排入金银湖的问题，建设三闸连通工程和常青排水泵站。新墩闸禁口闸黄家大湾闸一、项目背景水环境综合治理时期2017年，黄孝河、机场河水环境综合治理工程一期（已完成）：部分截污、铁路闸门的修建、补水工程、水质应急处理工程2019年，黄孝河、机场河水环境综合治理工程二期（正在实施）：集水质净化、排涝提升、湿地景观等多功能于一体的重大工程。解决污水治理系统历史欠账，改善市民生活环境，提高城市环境品质 。一、项目背景水环境问题：应

4、急处理水质标准低一、项目背景金 桥 大 道 黄孝河明渠起端铁路桥地下净水厂 （在建）黄孝河分散处理设施 （应急）一期工程建设的分散处理设施，水质标准低，不能满足明渠生态需水要求。钢坝闸截留了黄孝河暗涵旱季来水，雨天超量的雨污合流水溢流如明渠，经多年持续监测，溢流进入明渠的流量平均为42万m/d ，最大可达61万m/d ，远大于晴天溢流量，加剧明渠水环境污染。一、项目背景水环境问题：合流制溢流污染严重低排系统33.5平方公里高排系统17.9平方公里模型模拟-黄孝河汇水区总入流过程与现状泵站运行叠加图总排涝能力245m3/s总入流峰值368m3/s泵站排涝能力不足黄孝河排水系统模型模拟-黄孝河纵断

5、面最高水位线（50 年一遇24 小时设计降雨）明渠存在漫溢风险问题一、项目背景流域汇水面积大，排水调度模式复杂，河道排洪能力不能满足城市发展要求，外排泵站能力及潜力均未达到最优。水安全问题：河道行洪排涝能力不足流域内管理主体多，调度运行规则不明晰，外排泵站启闭、钢坝翻倒、憋水排水、水体排河与否需多单位协调管理。黄 孝 河建 设 渠一、项目背景水智慧问题：多头管理，综合调度不畅二、目标可达专项分析水安全：黄孝河明渠满足上游汇水区范围50年一遇（24小时降雨）降雨径流的行泄要求，机场河结合未来汉口深遂建设，远期综合达到上游汇水区50年一遇排涝要求。水环境：黄孝河明渠水质指标达到地表水V类水质标准，

6、力争主要水质指标达到地表水IV类标准。机场河明渠水质基本达到地表水V类标准。（24.4mm，65min 溢流频次10次）溢流后3天恢复水质。水生态：构建良好的水生态自然生物群落，恢复生态自净能力，远期逐步恢复黄孝河、机场河明渠的生态廊道功能。水景观：景观布局和谐一致，营造良好的景观效果，充分展现黄孝河悠久的历史文化底蕴和未来的发展前景，构筑人与自然和谐相处的城市生态河。水环境综合治理二期工程目标：二、目标可达专项分析二、目标可达专项分析方案编号断面及暗涵尺寸泵站调度方案1现状工况规划工况2规划工况规划工况3现状工况4突发工况5箱涵不扩孔工况规划工况6现状工况7突发工况通过对断面、水泵调度方式等

7、边界条件进行组合，模拟7种方案条件下河道行洪能力，明确现阶段不扩孔的前提下，通过合理调配可满足防洪排涝要求。方案2 水位动态图二、目标可达专项分析方案5 水位动态图二、目标可达专项分析二、目标可达专项分析通过管网数据、排口整理分析，选取2016年为代表年进行溢流频次模拟，临界降雨（24.4，65），并形成了分流区、合流区暗涵的流量过程线，为后续溢流频次模拟提供支撑。二、目标可达专项分析年降雨强度及溢流量图暗涵溢流量和暗涵出口水位图全年模拟结果溢流8次。满足目标要求。二、目标可达专项分析黄孝河暗涵入低位箱涵流量最大值32m3/s，而靠近调蓄池低位箱涵最大流量大于箱涵设计流量，实际运行过程中，水力

8、坡度大于管道坡度，因此管道实际流量远大于设计流量，且满足溢流控制要求。低位箱涵起端和入调蓄池前箱涵流量二、目标可达专项分析当调蓄池水位到达最高允许水位即14.5m时，调蓄池进入排涝模式，即开始后端低位箱涵直接排入府河，可满足全年溢流小于10次的控制目标。二、目标可达专项分析二期工程实施前污染负荷二期工程实施后污染负荷二、目标可达专项分析二期工程实施前污染负荷二期工程实施后污染负荷通过对工程实施前后污染负荷进行专项分析，综合考虑污水处理设施、CSO调蓄设施、生态补水设施等，结合实测数据进行模型率定，结果显示河道明渠水质满足项目要求。二、目标可达专项分析黄孝河机场河COD指标分布图三、工艺技术简介

9、三、工艺技术简介三、工艺技术简介三、工艺技术简介三、工艺技术简介处理规模：10万吨/天采用工艺：AAO+MBR出水指标：一级A，主要指标达到地表类水标准铁路桥地下净水厂华中地区首座完全地下的花园式净水厂三、工艺技术简介污泥脱水厂鼓风机房MBR膜处理间AAO生物池生物除臭曝气沉砂格栅格栅曝气沉砂生物除臭AAO生物池MBR膜处理间污泥脱水厂三、工艺技术简介处理规模：（25万+10万+10万m3）+（6+4）m3/s采用工艺：调蓄池+高效沉淀池+精密过滤+紫外消毒出水指标：COD100mg/L SS30（10）mg/L，TP1mg/L运行方式：间歇运行CSO调蓄及强化处理设施全国规模最大的CSO强化

10、处理设施CSO调蓄池强化处理设施三、工艺技术简介三、工艺技术简介机场河CSO调蓄及强化处理设施设计规模：10万m3/日+4m3/s进水方式：重力式自流建设形式：地上建设 CSO 强化处理设施，地下建设 CSO 调蓄池占地面积：约3.6公顷三、工艺技术简介黄孝河CSO调蓄池调蓄规模：25万m3/日建设形式：全地下式对上游约18.4 km2合流区雨天溢流污染的控制三、工艺技术简介黄孝河CSO强化处理设施处理能力：6m3/s新建规模：88m3/s（7台12.6m3/s）排涝规模：由245m3/s提升至295m3/s排涝标准：50年一遇亚洲规模最大的城市排涝泵站后湖二期泵站重建工程CSO调蓄池亚洲规模

11、最大的城市排涝泵站三、工艺技术简介起排水位： 由18.15m降到15.65m 三、工艺技术简介拓宽范围：兴业路以北至张公堤南侧的后湖泵站拦污栅前，全长约 5 公里排涝标准：50年一遇设计参数：纵坡 i=0.02%，50年一遇水位19.643m黄孝河明渠拓宽工程黄孝河明渠鸟瞰图三、工艺技术简介王家墩污水泵站建设规模：2.5m3/s管线路由：进水管道起点位于常青污水泵站东侧的接管点；截污管道起点位于三环线南侧的园博园内的禁口箱涵，采用顶管施工；出水管道由王家墩污水泵站到张公堤北侧的汉西污水处理厂进水箱涵。三、工艺技术简介三、工艺技术简介机场河低位箱涵建设规模：15m3/s设计参数：尺寸43m，比降

12、0.5三、工艺技术简介物联网与智慧水务系统工程“物联网+智慧水务”设计理念：监测监控预测预警在线智能管控考核评估信息发布与公众互动设计内容主要分为（6个系统）：监测监控系统数据通信与指令传输系统数据资源与数据库系统智慧水务平台软件系统调度指挥中心基础软件与机房系统三、工艺技术简介智慧水务平台软件系统：增加预警 + 智能在线控制子系统，实现真正“智慧水务”基础信息管理子系统监测监控平台子系统实时预测预警子系统实时动态管理子系统管理评估子系统运维管理工作子系统信息发布子系统公共服务子系统增项三、工艺技术简介难点1：现有明渠断面有限情况下如何提升排涝能力？ 老城区合流制高占比情况下如何控制雨天溢流污

13、染？策略：模型搭建与模拟校核 （1）明渠拓宽、后湖泵站抽排能力提升 （2）上游调蓄、中途箱涵转输、末端调蓄及强化处理地表产流模型地表汇流模型水动力模型搭建管网水利模型明渠、箱涵断面尺寸泵站、调蓄池规模模型模拟及校核四、重难点及应对措施后湖泵站建设前机场河溢流污染控制方案难点2：城市建成区用地紧张情况下如何破除邻避效应？策略：实地考察、借鉴优化 铁路桥地下式净化水厂（生物除臭） 常青地下式CSO调蓄池（离子除臭）铁路桥地下净化水厂效果图常青地下CSO调蓄池效果图三面环路，距居民楼一墙之隔A2O+MBR工艺+生物滤池除臭四、重难点及应对措施难点3：旱季无天然补给水源情况下如何解决水资源短缺问题？策

14、略：统筹设计，中水回用 机场河（汉西污水厂尾水提质回用） 黄孝河（铁路桥污水厂尾水回用）机场河补水示意图黄孝河补水示意图四、重难点及应对措施难点4：如何提升深基坑施工进度降低汛期影响？策略：型钢组合内支撑施工 常青CSO调蓄池（深14.7m、跨度53.7m）预期成果及效益：深基坑大跨度型钢组合内支撑施工工法（预计节省工期20天左右）型钢立柱图型钢内支撑整体平面图（中部支撑+边角斜撑，受力实时监测 ）四、重难点及应对措施难点5：流域子项多，在复杂工况条件下如何迅速调度？四、重难点及应对措施水环境数学模型构建研究基于水环境数学模型的目标可达性研究基于水环境数学模型的智慧水务运营管理研究智慧水务运营

15、管理系统监测、预警、动态管理模块策略：预期成果：搭建智慧水务运营管理系统，服务于运营调度难点6：如何保证老城区合流制排水溢流污染水质处理达标？四、重难点及应对措施CSO排放标准研究CSO处理工艺包研究策略：预期成果：发布CSO排放地方标准及基于排放目标可达的溢流污染控制技术机场河CSO处理工艺（预处理+化学絮凝强化一级处理+紫外消毒+污泥浓缩、机械脱水及外运）快速沉沙槽、粗格栅、调蓄池细格栅曝气沉砂池高效沉淀池（加介质）快速过滤滤池（预留）紫外线消毒渠污泥浓缩池储泥池污泥脱水车间难点7：全地下式污水处理运行管控经验不足，如何提升运营效益？四、重难点及应对措施基于Biowin系统的精准曝气工艺研

16、究基于防止膜堵塞与相膜腐蚀的高效精准除磷系统研究基于合流制污水的改良释氮循环生物脱氮工艺研究基于多工艺组合的全过程臭气控制系统研究策略：预期成果：通过技术优化，降低运行成本，提升项目运营收益PO4-P设定加药泵化学除磷反应池PO4-P水量QXPQ污水厂排口TPTP设定PLC药池精准除磷投药控制系统（过程+排口反馈）四、重难点及应对措施五、黄机流域系统治理规划三闸联通箱涵三闸联通箱涵黄孝河明渠黄孝河暗渠有免责达标无免责达标提质增效补短强弱五、黄机流域系统治理规划处理提标中水回用雨污统筹水质提升科学分区源末共治五、黄机流域系统治理规划2022年水质明显改善，主要指标达地表水环境质量标准（GB3838-2002）V类2025年至2025年底，水质稳定达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）V类，部分水质指标达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）IV类标准；2035年至2035年底，水质达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）IV类标准,恢复河道水生态系统，健全河道生态服务功能，打造“蓝绿交织，清新明亮”的健康水系格局，打造国际城市