表1 加砂沉淀池、磁混凝沉淀池、高密度沉淀池用于CSO处理的主要设计参数

注：表中只提供了主要参数的典型范围值，具体水力负荷、出水SS浓度等需要根据实际情况确定。

欧美地区已开展的中试和工程应用结果表明，投加微砂、污泥介质的高效沉淀对溢流污水TSS、COD、BOD5、TP和TKN的去除率分别为34%~92%、40%~82%、32%~75%、43%~86%和9%~34%，对进水的波动变化具有较好的适应性。目前，市场上的商业化产品主要有威立雅水务的Actiflo、得利满的Densadeg以及Parkson公司的Lemalla Plate，其中Actiflo微砂高效沉淀池已成功用于美国堪萨斯州、法国巴黎、比利时布鲁塞尔、法国里尔以及我国昆明等地区的CSO处理，运行效果稳定。相对来说，磁混凝沉淀的水力停留时间更短，对SS的去除率高达97%，但用于溢流污染的处理大多还处于探索阶段，国内中建环能科技股份有限公司的MagCS磁介质混凝沉淀、青岛洛克环保科技有限公司的SediMagTM技术已发展较为成熟，北京延庆县妫水河溢流污水处理工程采用超磁处理设备，实现了COD、SS、TP分别为53.8%、88.9%和82.7%的有效去除。

1.2 旋流分离

旋流分离是一种利用离心沉降原理从悬浮液中分离固体颗粒的技术工艺，根据动力来源不同可分为水力旋流分离和压力旋流分离。旋流分离器对大颗粒（>125 μm）污染物去除效果较好，易实现规模化和连续运行，具有占地面积小、建设费用低、操作简便等优点，通常作为溢流污水排放到水体之前的一种简易处理装置使用，是城市老旧城区和繁华地段等密集区域控制降雨污染的首选。已有研究结果表明，旋流分离的污染物去除效果往往受所处地区的气候和水文地质条件影响，包括降雨强度、两次降雨间的干旱天数、颗粒物粒径分布以及集水区的坡度和形状等，对SS、COD的去除范围分别为36%~90%、15%~80%。由于旋流分离器处理规模相对较小，通常仅适用于管径较小的管道。

自20世纪60年代初Bernard Smisson在英国布里斯托尔建造并测试了第一代水力旋流分离器以来，旋流分离技术在欧美地区得到快速发展。用于CSO和雨水处理的商业化产品主要有Storm King、Swirl Concentrator、FluidsepTM、Downstream Defender和VortechsTM旋流分离器，截至21世纪初已有1 500多套旋流分离产品用于雨水和污废水的处理，是旋流分离技术处理效果的有力证明。针对前期旋流分离器对卫生用品等中性浮力固体去除效果不理想的问题，目前用于CSO处理的旋流分离设施大多都增加了4 mm孔径的自清洁筛选系统，并在英国维甘污水处理厂CSO处理中验证了其可行性。此外，旋流分离器的流体力学特征使其还可用作化学消毒的混合接触设施，有利于进一步减小快速净化装置的容积和占地。

“十一五”以来，我国在旋流分离处理降雨污染方向也开展了很多试验研究，并在工程应用方面进行了有益探索。王云浩等开展的小试表明，旋流分离对降雨径流中140 μm的硅土颗粒的去除率可达70%，对80 μｍ颗粒的去除率也有40%。清华大学朱红生在实验室条件下研究了无压旋流分离对初期雨水的处理效果，SS去除率基本在20%~40%波动。李玲霞利用55m³/h的压力旋流分离中试装置处理合肥南淝河清Ⅰ/Ⅱ冲溢流污水，对COD、SS的平均去除率分别达35.2%和47.4%。储金宇等将水力旋流器安装于镇江市雨水管路中，实现了降雨径流污染中SS、COD和浊度的高效去除，SS去除效果随进水流速升高而提升，在流速较大时高达75％，但对TN、TP的去除作用不大。胡晓庆等结合北方某市护城河排河口改造项目研究了Downstream Defender旋流分离器对雨水径流的处理效果，结果表明，SS和COD的平均去除率分别为60%和31%，峰值去除率均超过90%。巢湖市小王庄中溢流污染末端控制中采用了旋流分离设施，实现雨季溢流COD负荷在已有基础上平均削减20%。

1.3 快速过滤

CSO的过滤处理通常是指利用格栅、筛网、固体颗粒、滤布等介质的过滤截留作用实现固液物理分离的技术手段，在沿河截流干管或溢流口设置过滤装置是溢流污染末端控制的常用方法。德国、英国等欧洲发达国家通过在溢流构筑物排水堰上安装水平过滤格筛，用于截留去除4~6 mm以上的悬浮物和漂浮物，但仅可保证在受纳水体沿岸看不到明显的垃圾杂质，COD最 高截留率为25%。一般认为，适用于雨天溢流污染治理的快速过滤技术有滤布过滤、可压缩介质过滤和悬浮介质过滤，其中，滤布过滤、可压缩介质过滤可实现50%的COD去除和90%的TSS去除，而悬浮介质过滤对COD、TSS的去除率较低，分别为10%~50%和30%~70%。传统的颗粒介质过滤由于其较低的表面负荷和较大的占地面积，通常难以满足CSO快速净化处理的技术需求。

MARTIN、HUGHES等在美国辛辛那提、拉什维尔开展的滤布滤池处理降雨径流的试验结果表明，在265 L/min（15.86 m/h）、140~265 L/min（9~16 m/h）的负荷条件下，滤布过滤仍可实现COD和TSS的有效去除，适用于雨天溢流污染的快速处理。相对来说，可压缩介质过滤的处理能力更强，设计负荷可达到48.4~73.2 m/h，运行于Springfield污水处理厂内的中试装置出水SS可维持在30 mg/L以下，即使在低温环境（-13~-5℃）下也可正常运行，在堪萨斯州完成的中试对比测试表明，可压缩介质过滤器的出水水质优于传统CEPT和加砂沉淀，与滤布过滤的处理效果相当，似乎更适用于CSO的快速净化，但建设成本相对较高，市场上成熟的产品有WesTech WWETCO FlexFilterTM、Schreiber Fuzzy Filter。悬浮介质过滤在不添加化学药剂的情况下即可实现常规一级处理效果，虽然在美国仍被认为是一项新兴技术，但其作为日本“21世纪污水处理工程集成与创新技术项目”（SPIRIT 21）研发的技术之一，悬浮介质高速过滤系统已经陆续在日本东京、盛冈等地进行了工程应用，可去除70%的SS和50%的COD；在韩国首尔开展的高速过滤系统处理CSO的中试验证表明，滤速20 m/h且投加混凝剂的条件下，出水SS和BOD5均低于40 mg/L，为首尔2026年前完成建设总规模75万m³/d的CSO快速处理设施的规划目标奠定了基础。

然而，我国将过滤技术应用于CSO处理的大多还处于研究阶段，一些高校和科技公司研发了以物理过滤作用为主的CSO处理装置，但鲜有实际工程案例的报道。调研发现，国内大部分研究和工程更倾向于采用对溶解性有机物和氮磷去除效果较好的生物滤池或组合滤池，而这可能与需要满足较高的处理排放标准有关。

2 CSO快速净化处理工程案例

2.1 Seine Aval 污水处理厂加砂沉淀

Seine Aval污水处理厂位于法国巴黎下游的塞纳河畔，是欧洲最 大的的污水处理厂，承接了巴黎将近80%的生活污水，设计规模170万m³/d。该污水处理厂设计了旱季、雨季2种运行模式，加砂沉淀单元由9座Actiflo池组成，在旱季处理生物池出水，在雨季处理合流制雨污水与生物池出水的混合污水（混合比例由降雨强度决定），最 大的处理能力30~35 m³/s，工艺流程如图1所示。

表2 降雨数据及Seine Aval污水处理厂加砂沉淀单元运行参数

表3 Seine Aval污水处理厂加砂沉淀单元雨季处理效果

2.2 Springfield污水处理厂高速过滤系统

位于美国俄亥俄州的Springfield污水处理厂拥有目前世界上最 大的的高速过滤处理系统，在旱季用于市政污水的三级处理，在降雨期间用于CSO的快速处理，设计日处理规模1×104万加仑。该高速过滤系统采用WWETCO FlexFilterTM可压缩介质过滤设备，耗资3 350万美元于2014年建设完成，工程实景如图2所示。

表4 昆明第五水质净化厂2014年9月~11月CEPT处理效果