編輯語

東京都政府排水局所擁有的下水道總長度是如此的長，以至于僅市區23個區內的下水道就長達1萬6000公里，幾乎相當于東京與悉尼之間的來回距離。東京有20座污水處理廠，每天處理多達556萬噸污水，其中13座位于市區、7座位于多摩川流域。盡管如此，有著130年歷史的下水道與污水處理廠已陳舊老化并需要不同程度的更新改造。與此同時，東京都政府還要不得不采取措施來控制與應對積水、合流制管道溢流與全球變暖問題。

因此，東京都政府已在各類設施維修上不斷取得進展；同時，已計劃開展為數眾多的預防性養護、節能與提高運營質量方面的管理工作。這一切的目的是保護東京居民安全、支持他們能過上安全、舒適的生活并創建優質的水環境。

基于此，《凈水技術》雜志社粗譯了《支持我們生活與創造未來環境的東京排水系統》報告，以連載形式陸續推出，為國內水司同行提供借鑒。翻譯不當之處，還望批評指正。

——阿三

支持我們生活與創造未來環境的東京排水系統

東京排水設施面臨的挑戰

——邵宏編譯

東京排水設施面臨著各種各樣的問題，包括下水道與污水處理廠陳舊老化。另外，在防汛、抗震、管控合流制系統溢流以及在全球變暖中的能源利用效率等方面都存在問題。

4.1 污水處理廠更新改造

就應對下水道、污水處理廠與泵站陳舊老化方面的措施而言，目前必須維持穩定的污水搜集與處理；而面對未來，還需要采取強化防汛排水能力、增強抗震性、提高能源利用效率與減少溫室氣體排放等其它措施。

4.1.1 當前情況與存在問題

超過合法使用壽命的下水道總長預計為1800公里。除此之外，預計那些在經濟高速增長時期建造的下水道不久也將達到它們的使用壽命。因此，預計在未來20年，陳舊老化下水道的總長度將達到8900公里。盡管如此，由于大都市的路面下往往埋設有各種各樣的基礎設施，因此開挖路面以替換陳舊老化的下水道是相當困難的；另外，有些下水道由于水位太高也無法更新改造。

4.1.2 解決方案

通過使用資產管理方法可高效率地翻新下水道，即將下水道的合法使用壽命延長30年。 為了攤平更新改造工作的年度支出，下水道支管通過3個階段進行更新改造。首先對東京最老的4個區內的下水道進行優先重建。需要優先重建的是那些通過檢測而確定的建于1955年之前的下水道總管。就更新改造的方法而言，東京經常采用非開挖式下水道翻新技術，這通常用于重建那些有著更高水位的下水道總管。在這種情況下，東京都政府需要在事先修建溢流或泄洪下水道以降低水位。

在陳舊老化的污水處理廠與泵站的重建過程中，人們也會計劃強化防汛排水能力、增強抗震性、提高能源利用效率與減少溫室氣體排放等。在有計劃的維修養護中，人們利用資產管理方法可將使用壽命延長到相當于合法使用壽命的兩倍；隨后，在經濟使用壽命期間，東京都政府還將有效地對它們開展更新改造。

4.2 防汛

通過推進防汛排水措施確保城市功能正常，使東京居民生活安寧。

4.2.1 當前情況與存在問題

近年來，東京市區各區經常會出現超過50毫米/小時的強降雨，這已達到當地防汛排水的設計標準了。除此之外，伴隨城市化進展，有些地區下水道排放暴雨徑流的能力已顯得過小了。

4.2.2 解決方案

根據東京雨量測定的基本政策，當地排水系統是根據50毫米/小時的特大暴雨而建造的，其目標是能在未來30年內勝任相關的防汛需要。為了確保東京居民的安全，我們采取了軟措施與硬措施以應對超過50毫米的特大暴雨。就硬措施而言，如果發生雨量達75毫米/小時的特大暴雨，我們將在那些擁有大型地下綜合商場的地區采取控制措施。就軟措施而言，東京都政府目前有測雨雷達在運行，這種雷達能提供東京及其周邊的雨情信息并實時顯示。

4.3 應對地震災害的措施

為了保護排水系統并確保應急救災道路的交通功能，東京都政府形成了應對大地震與海嘯的相關措施。

在萬一發生“以東京為震中”的大地震情況下，人們預計所造成的破壞為下水道與窨井之間的接頭斷裂以及由于淺表地層中的沙土液化而造成窨井拱起。同時，還可能出現大面積停電以及污水處理廠、泵站的設施設備受損。

因此，首先要有針對性地將那些接受來自交運終點站與災難管控中心污水的下水道與窨井之間的接頭做成柔性連接。其次，防止連接避難所或交運終點站的應急救災道路中間窨井拱起的技術正在進步。最后，在出現最強地震時必須有應對措施以維持最低程度的、必要的排水系統運轉。這樣，就需要確保應急發電設施能夠運轉以及燃料儲存。

4.4 污泥處置

來自東京市區各污水處理廠的污泥是集中起來進行處理的。就那些沒有污泥處理設施的污水處理廠所產生的污泥而言，先通過壓力流管道送往擁有污泥處理設施的污水處理廠進行處理。隨后，為了最大程度地減少污泥的體積，污泥將被焚燒并回收利用為制造水泥或混凝土制品的材料。

4.4.1 當前情況與存在問題

位于東京市區的有些污泥輸送管道已使用了超過50年并相應地陳舊老化了。另外，有些地區的雙線污泥輸送管道也并不完整。假如污泥處理設施由于地震等災害原因而停運或損壞，那么，其它污水處理廠的污泥處理功能也將受到嚴重影響。

4.4.2 解決方案

將各污水處理廠連接起來就能增強抵御地震等災害時停運或損壞的可靠性。隨后，將污泥處理控制中心維持良好狀態并提高污泥處理效率將體現在為支持備份功能而做了準備。與此同時，東京都政府將繼續推進重建那些陳舊老化的污泥輸送管道。

4.5 改進合流制排水系統（合流制下水道系統）

東京市區80%的地區采用合流制排水系統（合流制下水道系統）。由于合流制排水系統（合流制下水道系統）在雨天無法處理所有的污水，因此，這一排水系統被設計成能排放部分來自泵站與下水道溢流設施的污水。為了創建優質的水環境，必須減少通過合流制排水系統（合流制下水道系統）排入河道與海洋的污染負荷。

4.5.1 當前情況與存在問題

從2024年開始，雨天出水水質標準將被大大收緊。必須采取控制措施將14條滯水河道改造為感潮河道。盡管建造貯存來自合流制系統初期雨水溢流的調蓄池是必要的，但是在相關河道沿岸如何確保調蓄設施選址卻是困難的。

4.5.2 解決方案

東京都政府應當趕緊在14條滯水河道沿岸建造合流制系統溢流調蓄池。另外，東京都政府還計劃為2020年東京奧運會與殘奧會建造總容量為150萬立方米的合流制系統溢流調蓄池。東京都政府計劃通過這些措施將溢流減少到與未來采用分流制排水系統（分流制下水道系統）同樣的程度。

4.6 深度處理

東京13座污水處理廠每天大約處理462萬立方米污水并通過河道排入東京灣。為了給東京灣創建更好的水環境，必須進一步提高出水水質，同時還要在實現這一目標時節約能源。

4.6.1 當前情況與存在問題

每年東京灣發生赤潮的時間大約為80天。為了減少赤潮發生率，必須進一步減少出水中的氨氮濃度。盡管如此，還是需要大量的時間與很高的成本安裝深度處理系統（諸如厭氧/缺氧/好氧處理法、A2O處理法）。此外，維持深度處理系統運轉所需電耗是常規處理系統的三倍。

4.6.2 解決方案

東京都政府將安裝半深度處理系統以提高出水水質。經過半深度處理系統處理過的水質只比使用A2O處理法稍差一些，但這一系統可以通過對現有構筑物予以一定的更改而在短時間內予以實施，而且它的初期引進成本與電耗低于A2O處理法。另外，與A2O處理法相比，具有相似出水水質且電耗更低的新型先進處理系統應當予以開發并引進到可應用的設施上。 這一系統包括脫氮除磷與去除有機物兩項功能，安裝有反應池、硝酸與氨傳感器以及算法單元。

4.7 合適的養護

適當地維持下水道與污水處理廠功能以及節約養護成本是很重要的。

4.7.1 當前情況與存在問題

將現有的連接住宅與市政下水道的老舊剛性支管更換成柔性PVC（聚氯乙烯）管是十分必要的，因為70%的下水道沉陷案例是由前者引起的。由于將更換多達114萬根老舊支管，因此需要花費很長時間才能完成。

檢測污水處理廠內初沉池與溝渠流槽混凝土腐蝕情況也是十分重要的。由于東日本大地震造成核電站事故，電網供電量中來自熱電廠的占比增加而造成電費增加，因此節省電力開支也是十分必要的。

4.7.2 解決方案

應當采取預防性養護措施，例如優先考慮在那些已出現很多路面沉降的地區更換現有管道。另外，在達到經濟使用壽命之前開展常態化巡視與系統性維修是十分重要的。同時，還要通過引進節能設備與操作方法減少電力與燃料消耗。

4.8 提升節能與應對全球變暖的措施

目前，污水處理與污泥處理處置年用電量為9.8億度電，大約相當于東京年用電量860億度的1%。東京都政府應當為減少正日益成為世界性問題的溫室氣體排放做出貢獻，同時要減少能源總消耗量。

4.8.1 當前情況與存在問題

在改進、提高排水系統服務的同時，預計能源消耗也將增加。除了擴大可再生能源的使用范圍之外，在每一道處理流程改進節能措施以及提高整個系統設施的能源管理水平也是十分必要的。

4.8.2 解決方案

東京都政府已著手開展其第一項全球變暖防止計劃“地球計劃2010”與基礎能源計劃“聰明計劃2014”，這些計劃正在被穩定實施。

目前，諸如太陽能與利用污泥焚燒爐自身熱能發電等可再生能源正在被進一步利用。已引進了節能型污泥濃縮與脫水裝置（即僅需少量電力就能產生超低含水量污泥的脫水裝置），同時還設計了進一步的節能型設備。東京都政府將引進新開發的依靠自身就能獨立供能的污泥焚燒爐（即該焚燒爐僅依靠自身的熱能發電就可以滿足運行用電而不需要添加任何輔助燃料）以在污泥處理流程中節約能源。

4.9 排水服務運營

東京都排水設施由東京都政府（具體為東京都下水道局）、東京都下水道服務公司與幾家私人公司共同運作，即可以利用各自特色并提高效率。

未完待續，下一篇：國際發展與東京都政府的貢獻

本篇翻譯編輯：邵宏