排水管網系統(tǒng)化提質增效策略研究

陳瑋 吳昌華 包波

摘要：在綜合考慮開發(fā)區(qū)進水水質現狀，結合對污水處理設施、污水收集管網的評估，提出了排水管網系統(tǒng)系統(tǒng)化提質增效策略。，首先應對有缺陷的管網進行系統(tǒng)化整治。然后，運用合適的排水管網缺陷修復技術進行管網修復。具體應優(yōu)化政策，調整工業(yè)廢水排放，應加強“污水零直排”建設。采用智能化軟、硬件，提高智慧化監(jiān)管水平，從而提高污水處理水平，提升污水處理達標率。

關鍵詞：排水管網;提質增效;污水處理;污水零直排

為響應《城鎮(zhèn)污水處理提質增效三年行動方案（2019-2021年）》污水管網全覆蓋、全收集、全處理的相關要求，浙江省提出基于分析城鎮(zhèn)污水收集處理系統(tǒng)現狀，統(tǒng)籌協(xié)調，著眼長遠，量力而行，盡力而為，做好頂層設計，強化系統(tǒng)推進，為高質量推進我省污水治理打好堅實基礎[1]。因此，在城鎮(zhèn)污水處理提質增效過程中，針對目標導向和問題導向，有必要開展區(qū)域排水管網系統(tǒng)化提質增效策略研究。

某開發(fā)區(qū)位于浙江省，地貌上屬于丘陵盆地，地形東北高，西南低，西部為河谷平原，東北部為黃土丘陵東部沿海平原。區(qū)內雨量豐富、水資源極其豐富，形成了庫區(qū)連綿帶，工業(yè)企業(yè)眾多，農村廣泛分布。近年來，污水管網長期高位運行、污水處理廠進水污染物濃度偏低、農村污水處理終端出水水質超標等問題嚴重影響江北區(qū)排水管網收集效率和處理質量。

1、排水系統(tǒng)現狀評估

1.1 污水處理設施評估

開發(fā)區(qū)污水處理廠服務范圍約30平方公里，服務人口約14萬人，包括三個建制鎮(zhèn)以及工業(yè)園區(qū)。主要進水來源為生活污水以及印染廢水、造紙廢水、化工廢水、食品廢水等工業(yè)廢水，生活污水約占總運行負荷30%，工業(yè)廢水約占總運行負荷70%。

污水處理廠工藝流程圖

工業(yè)廢水的組成相對復雜，其中印染紡織類約13500噸/天、造紙類3000噸/天、乳制品類6000噸/天、其他（化工制藥等）2500噸/天，且該部分污水出廠時均已經過一定程度的生化處理，污染物濃度相對較低。

現狀農村污水處理終端和沿河污水處理終端主要承擔臨時應急處理功能，由于運行維護未同步跟進以及處理工藝等限制，實際出水水質整體較差，超過一半達不到浙江省地方標準《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）二級標準要求。

根據2019～2020年污水處理廠進水濃度監(jiān)測數據，污水處理廠進水濃度（以COD計）偏低，晴雨季差別明顯，說明截污納管等工程的實施將很大一部分雨水納入污水收集系統(tǒng)，造成污染物稀釋。通過現場踏勘和部門訪談，發(fā)現污水處理廠進水COD濃度偏度與污水管網滲漏、地表水及地下水滲入等因素也有關系。由于污水出路受阻，截污后總體污水量增加，導致滲入地下污水量增加，一定程度上加劇了水體污染。

污水處理廠2019年1月至2020年10月進水五日生化需氧量平均含量為36.56mg/L，進水B/C比僅為0.165。進水的五日生化需氧量數值可能受到進水組成、管網路程、外水稀釋等原因影響，也對污水廠運營成本造成一定的壓力。

1.2 污水管網系統(tǒng)評估

開發(fā)區(qū)基本建立了雨污分流制為主的排水系統(tǒng)，現狀污水管道主干管長約165公里，現狀污水管網系統(tǒng)主干管建設相對較為完善，但承擔污水源頭收集和輸送的支管、次干管建設相對不足。

現狀收集系統(tǒng)可分為以下幾個排水分區(qū)：（1）A鎮(zhèn)片區(qū)污水管道系統(tǒng);（2）B鎮(zhèn)片區(qū)污水管道系統(tǒng);（3）工業(yè)園區(qū)污水管道系統(tǒng);（4）C鎮(zhèn)北片區(qū)污水管道系統(tǒng);（5）C鎮(zhèn)東片區(qū)污水管道系統(tǒng);（6）C鎮(zhèn)南片區(qū)污水管道系統(tǒng)。

現狀污水管網管材以塑料管和砼管為主，90%以上為近10年新建管網，但污水管網健康狀況堪憂，主要由于工程車輛碾壓導致管道破損、變形，地面沉降導致管道錯位、滲漏，污水管道運行養(yǎng)護困難導致管道淤積堵塞。

2、排水管網系統(tǒng)化整治策略

2.1 污水直排口和管道空白區(qū)修補

1）對近期規(guī)劃拆遷暫時保留的老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)結合部，可結合實際需求，建設臨時性污水收集或分散處理設施。

2）對于不在近期規(guī)劃拆遷范圍，或雖然在拆遷區(qū)域，但路網工程已經完成或基本保持不變的，宜規(guī)劃建設永久性污水收集設施。

3）對已在污水收集管網敷設范圍內，但尚未納管的企事業(yè)單位、住宅小區(qū)和沿街商鋪，應盡快將其生活污水納入污水收集管網。

4）對于城市水體沿線尚未接入污水管網，且不在拆遷范圍的沿河居民樓、餐飲業(yè)、商鋪等排水戶，應在盡快實施沿線臨時截污措施的同時，加快推進永久性入戶排水管道工程的實施。

5）以排口為核心，最后是分類梳理，統(tǒng)籌系統(tǒng)進行治理。

6）注意系統(tǒng)性，處理好截和處理的關系。

2.2 雨污分流系統(tǒng)改造

對于管道混接點，可采用封堵、敷設新管等方式，改變原有管道的非法連接方式，恢復雨污分流，鼓勵結合海綿城市建設統(tǒng)籌實施。主要治理要求是：

1）對于市政污水管道接入市政雨水管道，應封堵所接入的污水管道，并將污水管改接入污水排水系統(tǒng)，所封堵的污水管道應填實處理;

2）對于市政雨水管道接入市政污水管道，應封堵所接入的雨水管道，并將雨水管改接入雨水排水系統(tǒng)，所封堵的雨水管道應填實處理;

3）對于市政合流管道接入市政雨水管道，應在核實計算的基礎上，加設截流系統(tǒng)，或者實施雨污分流。

4）對于小區(qū)等雨水管道接入市政污水管道，應對小區(qū)所接入的雨水管道進行封堵，并將其接入市政雨水排水系統(tǒng)，所封堵的雨水管道應填實處理;

5）對于小區(qū)等污水管道接入市政雨水管道，應對小區(qū)所接入的污水管道進行封堵，并將其接入市政污水排水系統(tǒng)，所封堵的雨水管道應填實處理;

6）對于小區(qū)等合流管道接入市政雨水管道，應對小區(qū)進行雨污分流治理，分別接入市政雨水和污水管道。

2.3 工業(yè)企業(yè)分類清理與清退

1）優(yōu)先搬遷集中，工業(yè)廢水集中、單獨處理。

2）做好頂層設計，優(yōu)化產業(yè)用地布局，預留工業(yè)廢水處理設施用地。

3）將現狀城市建成區(qū)企業(yè)盡快搬遷到工業(yè)園區(qū)并建設集中工業(yè)廢水處理設施，強化工業(yè)園區(qū)廢水處理和雨水徑流污染監(jiān)管。

4）特定企業(yè)不能搬遷，就要依法關閉。

5）鋼鐵、有色金屬、造紙、印染、原料藥制造、化工等污染較重的企業(yè)，不能搬遷就要依法關閉。

6）其他不能搬遷企業(yè)，進行評估決定是否可以繼續(xù)排放。

7）應組織有關部門開展評估，經評估認定所排放工業(yè)廢水中的污染物不能被城鎮(zhèn)污水處理廠有效處理或可能影響城鎮(zhèn)污水處理廠出水穩(wěn)定達標的，工業(yè)企業(yè)應自建污水處理設施處理達標后排放，地方生態(tài)環(huán)境部門應加強對工業(yè)企業(yè)自建污水處理設施的排放監(jiān)管。

8）經評估可繼續(xù)納管的，工業(yè)企業(yè)應當依法取得排污和排水許可，地方生態(tài)環(huán)境等部門應加強對工業(yè)企業(yè)排水的日常監(jiān)管。

2.4 污水管道日常清通養(yǎng)護

1）建立隊伍是基礎：有責任心、有能力的城鎮(zhèn)排水管網專業(yè)維護隊伍;鼓勵企業(yè)化運行;人員配置和資金要保障。

2）市政小區(qū)統(tǒng)一管理是重點：避免小區(qū)小問題造成城市大問題;市政小區(qū)同一專業(yè)隊伍一體管理;資金合理分攤。

3）“廠-網-河（湖）”一體運行維護機制是破解目前問題的有效措施。

4）有效整合水環(huán)境治理、污水處理廠、排水管網等各運營方利益，避免各自為政。

5）綜合考慮污水處理廠進水生化需氧量（BOD）濃度提升、生活污水直排口整治、設施空白區(qū)消除的評估，建立以污染物集中收集效能和水環(huán)境質量提升為核心的績效評價體系。

6）邊界清晰、權責明確;目標合理、指標清晰;嚴格考核，按效付費。

2.5 污水管網缺陷修復

1）為盡量減少開挖對道路結構、交通及環(huán)境的不良影響，損壞的排水管道采用非開挖修復。

2）管道修復須確保修復后的管道滿足原有的排水能力及管道疏通養(yǎng)護要求。

3）原則上修復等級為2級的管段（腐蝕除外）不修復或局部修復;修復等級為3級及4級以上的管段，采用整體或局部修復，對同一管段出現多處（3處及3處以上）結構性損壞的或出現腐蝕現象的，進行非開挖整體修復。

4）對于局部明顯的受集中應力破壞的管道，即使管道本身結構狀況較好，也進行非開挖局部修復或翻排。

管道整體修復后的管道設計使用年限不小于20年。污水管網系統(tǒng)提升改造技術路線如下：

3、排水管網缺陷修復技術

3.1 局部非開挖修復技術

1.不銹鋼套筒法

外包止水材料的不銹鋼套筒膨脹后，在原有管道和不銹鋼套筒之間形成密封性的管道內襯，堵住滲漏點;主要用于脫節(jié)、滲漏等局部缺陷的修復。

2.點狀原位固化法

將浸漬常溫固化樹脂的纖維材料固定在破損部位，注入壓縮空氣，使纖維材料緊緊擠壓在管道內壁，經固化形成新的管道內襯;用于管道脫節(jié)、滲漏、破裂等缺陷的修復。

3.不銹鋼雙脹環(huán)修復法

采用環(huán)狀橡膠止水密封帶與不銹鋼套環(huán)，在管道接口或局部損壞部位安裝橡膠圈雙脹環(huán)，橡膠帶就位后用 2～3 道不銹鋼脹環(huán)固定，達到止水目的;用于變形、錯位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯位小于 3cm 等缺陷的修復，但是要求管道基礎結構基本穩(wěn)定、管道線形沒明顯變化、管道壁體堅實不酥化。

4.管道化學灌漿法

將多種化學漿液通過特定裝備注入（壓入）管道破損點外部的下墊面土壤和土壤空洞中，利用化學漿液的快速固化進行止水、止漏、固土、填補空洞;適用于各種類型管道內部已發(fā)現的滲漏點和破裂點的修復。

3.2 整體非開挖修復技術[2]

1.熱水原位固化法

采用水壓翻轉方式將浸漬熱固性樹脂的軟管置入原有管道內，加熱固化后，在管道內形成新的管道內襯;用于各種結構性缺陷的修復，適用于不同幾何形狀的排水管道。

2.紫外光原位固化法

漬光敏樹脂的軟管置入原有管道內，通過紫外光照射固化，在管道內形成新的管道內襯;用于各種結構性缺陷的修復，適用于不同幾何形狀的排水管道。

3.螺旋纏繞法

采用機械纏繞的方法將帶狀型材在原有管道內形成一條新的管道內襯;用于各種結構性缺陷的修復，適用于不同幾何形狀的排水管道，可帶水作業(yè)。

4.管片內襯法

將PVC片狀型材在原有管道內拼接成一條新管道，并對新管道與原有管道之間的間隙進行填充;用于破裂、脫節(jié)、滲漏等缺陷的修復，管道形狀不受限制，修復迅速、快捷。

5.短管內襯修復技術

將特制的高密度聚乙烯（HDPE）管短管在井內螺旋或承插連接，然后逐節(jié)向舊管內穿插推進，并在新舊管道的空隙間注入水泥漿固定，形成新的內襯管;用于破裂、脫節(jié)、滲漏等結構性缺陷的修復，形狀不受限制，修復迅速、快捷。

6.聚合物涂層法

將高分子聚合物乳液與無機粉料構成的雙組份復合型防水涂層材料，混合后均勻涂抹在原有管道內表面形成高強堅韌的防水膜內襯;用于破裂、脫節(jié)、滲漏等各種缺陷的修復。

7.脹管法

將一個錐形的脹管頭裝入到舊管道中，將舊管道破碎成片擠入周圍土層中，與此同時，新管道在脹管頭后部拉入，從而完成管道更換修復的過程;用于破裂、變形、錯位、脫節(jié)等各種缺陷的修復。

3.3 檢查井修復技術

1.檢查井原位固化法

將浸漬熱固樹脂的檢查井內膽裝置吊入原有檢查井內，加熱固化后形成檢查井內襯;適用于各種類型和尺寸檢查井的滲漏、破裂等缺陷修復，不適用檢查井整體沉降的修復。

2.檢查井光固化貼片法

將浸漬有光敏樹脂的片狀纖維材料拼貼在原有檢查井內，通過紫外光照射固化形成檢查井內襯;適用范圍同上。

3.檢查井離心噴涂法

采用離心噴射的方法將預先配置的膏狀漿液材料均勻噴涂在井壁上形成檢查井內襯;適用于各種材質、形狀和尺寸檢查井的破裂、滲漏等各種缺陷修復，可進行多次噴涂，直到噴涂形成的內襯層達到設計厚度。

4、開發(fā)區(qū)排水管網系統(tǒng)化提質增效策略

1）優(yōu)化政策、調整工業(yè)廢水排放：針對目前工業(yè)企業(yè)的排放廢水進行重點監(jiān)控并分析，在政策允許的情況，優(yōu)化調整排放廢水的濃度，適當提高污水處理廠進水的可生化性;

2）理清排污、適當引入濃污單位：在目前管網的關鍵節(jié)點，做好污水流量及濃度的監(jiān)測工作，根據排污清單厘清低濃度稀釋的問題點，在恰當的時機適當引入排放可生化性較好的生產企業(yè)，做好污水處理廠“提質增效”工作[3];

3）做好農污、終端納廠提高接戶：根據近期農污的規(guī)劃及改造要求，做好農污納廠終端的改造工作、進一步提高農村地區(qū)的污水收集率，增加生活污水在進水組成中的比例[3]。

4）雨污分流[4]、加快建設“污水零直排”：針對目前管網建設的不足，加快推進三個城鎮(zhèn)的生活污水納管工作，同時推進雨污分流改造和“污水零直排”建設，擠除外水、提高進水中生活污水的比例;

5）智慧監(jiān)管、搭建平臺實時監(jiān)測：針對目前管網信息不明、排污數據不清的情況，前期應組織開展管網排查和梳理工作，中期搭建智慧水務管理平臺并對重點點位進行監(jiān)測，后期通過該套系統(tǒng)進行實時且智能地監(jiān)管，做到真正長效的“提質增效”;

6）診斷薄弱、優(yōu)化處理流程：根據調整后的污水處理廠進水情況，深入分析目前污水處理廠處理流程存在的低效能點，合理調整處理流程，精準配比使用進水中的碳源，落實處理能耗的降低工作。

給排水管道系統(tǒng)是城市的心血管系統(tǒng)，污水處理廠是城市的心臟，污水管道系統(tǒng)能否正常有效運轉，直接關系到城市水環(huán)境的健康，影響人民群眾對美好生活的向往。要扭轉“重地上輕地下”、“重建設輕管理”觀念，切實加強城市排水管道市政基礎設施更新改造維護工作。在城鎮(zhèn)污水處理提質增效的目標指引下，針對排水管網的相關問題，補齊短板，提出開發(fā)區(qū)的排水管網系統(tǒng)化提質增效策略，可以為區(qū)域的排水管道系統(tǒng)建設起到良好的指導作用。

參考文獻：

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