随着我国城市化进程的加快,城市合流制排水系统的雨天溢流污染问题也日益凸现。本研究把清洁生产的理论引入到排水系统当中,在国内率先把过程工业行业中已经成熟的质量集成方法应用于排水系统,体现了从排水系统的源头收集直到最后排入受纳水体整个过程中污染物减量化的思路。提出了排水系统的质量集成概念和排水系统源消减、过程污染物减量化和末端控制相结合的溢流污染控制质量集成策略;对两种质量交换器进行了设计和试验研究;分析了研究区域雨水径流、旱流污水、溢流污水水质特性,提出了研究区域合流制排水系统集成优化方案;根据镇江地区的降雨特征等统计资料,建立超结构数学模型,用数学模型对上述方案进行整体优化,提出适宜镇江市的合流制排水系统雨天溢流污染防治技术方案。该方案也可为国内其它城市的溢流污染控制提供参考。　　 定义了排水系统的质量交换器,并对初期雨水弃流装置和双向旋流絮凝设备两种典型的质量交换器进行了设计和截污性能试验研究。研究表明,6mm初期雨水弃流量,初期雨水弃流装置可截留雨水中50%～70%污染物,其中SS、浊度、COD的去除效果最为明显,最高去除率分别达到了74.95%,50%,60.9%,NH4+-N、TN和TP的去除率相对较低。双向旋流絮凝装置试验结果表明,该装置对溢流污水中COD、SS、TN、TP的平均去除率分别为71.4%、97.8%、69.8%、77%。质量交换器处理效果稳定,水质波动适应性较强。　　 针对研究区域排水系统污染源进行核查,通过采样实测泵站水质过程线,比较旱天与雨天的水质差异。结果表明,镇江地表径流中污染物浓度较高,其中路面径流高于屋面径流,路面径流中COD、SS、TN和TP的最高浓度分别达到1126mg/l、1683mg/l、60mg/l和13mg/l;旱流污水污染物浓度变化较大,中午和晚上用水高峰时污水浓度较高。溢流污水初期冲刷效应明显,与雨水径流呈现明显相关性,出流半小时左右,其污染物浓度达到峰值,COD、SS、TN和TP的峰值分别为483.7mg/l、673.7mg/l、38.72mg/l、8.04mg/l。　　 根据排水系统污染源水质监测研究,结合相关城市溢流污染控制方法优缺点和适用条件的分析,针对镇江市实际情况,提出了适用的源消减、过程污染物减量化和末端控制相结合的排水系统溢流污染控制技术:　　 源消减主要对雨水径流进行控制,包括雨水径流水量和水质控制。措施包括进一步加强城区街道卫生管理,控制源头污染物;推广使用人工透水地面及多种渗透设施,控制径流系数。长期来看,初期雨水调蓄弃流和后期雨水处理回用能有效控制镇江市雨水径流对雨天溢流污染的影响,降低其对溢流污染负荷的冲击。　　 过程污染物减量化通过对排水系统构筑物如检查井、溢流井等的功能提升,开发排水系统的在线存储和处理功能,使其具有一定的截污能力;同时协同生物转化作用,实现合流污水在排水管网中污染物减量化,降低末端溢流污染负荷。　　 末端控制在源消减和过程污染物减量化的基础上,提出调蓄与溢流污水快速处理相结合的控制技术。中试试验表明,旋流分离+双向旋流絮凝设备+多级吸附床溢流污水快速处理工艺对溢流污水中COD、SS、TP和氨氮平均去除率分别达到了72.1%、90.3%、53.2%和75.1%。出水基本达到城镇二级污水处理厂排放标准,可有效控制溢流污染。　　 根据研究区域降雨统计概率统计,运用数学规划方法,建立研究区域的溢流污染控制模型,导出调蓄池容积模型、所需溢流污水快速处理量模型和成本模型。　　 为了实现溢流污染控制和成本节约,在研究区域设计的调蓄池容为16402m3,溢流污水处理设施处理量为1.25m3/s。由此所控制的溢流污水污染物负荷为FCOD=0.257kg/s,FSS=0.395kg/s,FTP=0.0027kg/s,F氨氮=0.0092kg/s。