城區(qū)排水管網(wǎng)提升修復(fù)措施分析

譚偉浩

（佛山市高明區(qū)西坑水庫(kù)工程管理處,廣東 佛山 528500）

1 引言

污水管線作為城市內(nèi)的重要污水輸送通道,其排污能力對(duì)區(qū)域發(fā)展建設(shè)影響較大。為了提升污水排放能力,有較多城市采取了提升改造工程建設(shè),取得了良好的效果[1-2]。

佛山市高明區(qū)三洲片區(qū)排水管網(wǎng)建設(shè)相對(duì)滯后,水體污染現(xiàn)象及內(nèi)澇問(wèn)題嚴(yán)重,對(duì)高明區(qū)的高質(zhì)量發(fā)展形成嚴(yán)重制約。根據(jù)《佛山市高明區(qū)人民政府常務(wù)會(huì)議決定事項(xiàng)》（〔2019〕129 號(hào)）文件精神,實(shí)施三洲片區(qū)范圍內(nèi)雨污分流改造,從而解決三洲片區(qū)內(nèi)澇問(wèn)題及水體污染問(wèn)題。以佛山市片區(qū)為例,對(duì)城區(qū)排水管網(wǎng)提升修復(fù)方案進(jìn)行分析。

2 污水管線現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 現(xiàn)狀污水處理量

目前污水廠的處理規(guī)模無(wú)法滿足現(xiàn)有的污水量,導(dǎo)致片區(qū)水位過(guò)高,排水水位低于河涌水位時(shí),河涌水有逆流現(xiàn)象。

現(xiàn)狀排水及污水廠情況：三洲片區(qū)每天產(chǎn)出的污水量約為3.6 萬(wàn)t。現(xiàn)二污處理水量維持為3.6 萬(wàn)t,最高峰為3.9 萬(wàn)t,現(xiàn)超出設(shè)計(jì)3 萬(wàn)t 設(shè)計(jì)規(guī)模。在2010 年污水廠擴(kuò)建情況：2010 年二污處理規(guī)模由2 萬(wàn)t 擴(kuò)建至4 萬(wàn)t,因各種因素限制,僅對(duì)生化處理池進(jìn)行擴(kuò)容至4 萬(wàn)t/d（其中1 萬(wàn)t 沒(méi)有配套的設(shè)備）,前池以及水泵均沒(méi)有進(jìn)行改造,竣工驗(yàn)收規(guī)模只有3 萬(wàn)t,水泵仍然為2 萬(wàn)t 的規(guī)模,為了應(yīng)付日漸增加的污水量,二污的運(yùn)行水位已經(jīng)超出了設(shè)計(jì)要求,比原設(shè)計(jì)運(yùn)行水位提升了大概3.76 m,導(dǎo)致三洲片區(qū)的水位維持在2.0 m～2.2 m 的水位。（地面標(biāo)高2.6 m～3.0 m。）同時(shí)了解到,排水截止閘采用單側(cè)止水,當(dāng)排水水位低于河涌水位時(shí),河涌有逆流現(xiàn)象。（根據(jù)《高明區(qū)城市排水防澇設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》,該片區(qū)河涌最高運(yùn)行水位為1.944 m,最低運(yùn)行水位為0.744 m,正常水位一般為1.444 m）。

現(xiàn)二污前池地面標(biāo)高4.658 m,水池水深5 m,池底標(biāo)高-7.64 m,現(xiàn)狀常水位標(biāo)高2.04 m?；靖芫W(wǎng)水位持平

2.2 現(xiàn)狀管網(wǎng)水質(zhì)情況

近期對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)狀管網(wǎng)的水質(zhì)進(jìn)行采樣分析,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 現(xiàn)狀管網(wǎng)水質(zhì)情況

水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示：部分地方的水質(zhì)指標(biāo)高于常規(guī)生活污水設(shè)計(jì)濃度,如三洲涌、三錦南路（星華精密機(jī)械）兩處的COD 濃度較高,興洲路和三錦南路（星華精密機(jī)械）的氨氮濃度高于生活污水設(shè)計(jì)濃度,這些地方可能存在工業(yè)污水偷排的問(wèn)題；而部分采樣點(diǎn)的水質(zhì)污染物濃度則遠(yuǎn)低于生活污水設(shè)計(jì)指標(biāo),甚至部分水質(zhì)接近排放標(biāo)準(zhǔn),可能存在地下水或雨水匯入?？傮w而言,該片區(qū)水質(zhì)差異較大,水質(zhì)狀況比較復(fù)雜。

在進(jìn)行三洲片區(qū)雨污分流改造過(guò)程中,管網(wǎng)高水位運(yùn)行提高了管網(wǎng)摸查情況及施工難度,會(huì)導(dǎo)致雨污分流不徹底,無(wú)法實(shí)現(xiàn)三洲片區(qū)徹底雨污分流的項(xiàng)目目標(biāo)。

3 提升改造方案分析

為解決管網(wǎng)降水問(wèn)題,首先必須通過(guò)改造泵房及其配套設(shè)施來(lái)提升污水廠的處理量,同時(shí),建議在片區(qū)周邊建立污水處理應(yīng)急保障設(shè)施,一方面分擔(dān)污水廠的處理壓力,另一方面能夠保障水量高峰時(shí)污水能夠及時(shí)處理,避免污水處理不及時(shí)從而外溢導(dǎo)致的環(huán)境污染。

3.1 提升污水處理廠的處理量

三洲片區(qū)作為一個(gè)整體片區(qū),對(duì)污水廠或8 號(hào)泵站進(jìn)行改造,把整個(gè)片區(qū)的管網(wǎng)水位降下來(lái)。

（1）方案一：改造第二污水處理廠進(jìn)水泵房

根據(jù)第二污水處理廠運(yùn)營(yíng)人員反饋,進(jìn)水泵房現(xiàn)狀提升泵為2 臺(tái)Q=1300 m3/h,H=12 m,N=55 kW,1 臺(tái)Q=1300 m3/h,H=10 m,N=45 kW 潛污泵。設(shè)計(jì)提升泵的靜揚(yáng)程約14m,現(xiàn)狀提升泵已無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。改造方案為按4 萬(wàn)t/d 設(shè)計(jì)規(guī)模選泵,Kz=1.62,選用Q=1700 m3/h,H=16 m,N=110 kW,2 臺(tái),一用一備,變頻；Q=1000 m3/d,H=16 m,N=75 kW 潛污泵1 臺(tái),變頻,同步改造進(jìn)水泵房電氣設(shè)施。投資約95 萬(wàn)元（國(guó)產(chǎn)材料設(shè)備費(fèi),未含安裝及土建）。

該方案的優(yōu)點(diǎn)如下：從根本上解決片區(qū)水位高的問(wèn)題,并為第二污水處理廠未來(lái)提標(biāo)擴(kuò)建提供條件。

需要解決的問(wèn)題如下：①需各主管部門協(xié)調(diào)改造工程,建議盡早啟動(dòng)第二污水處理廠的提標(biāo)擴(kuò)建工程。②改造前池涉及到污水廠停產(chǎn)的問(wèn)題。

（2）方案二：改造8 號(hào)泵站

8 號(hào)泵站現(xiàn)狀提升泵為Q=1200 m3/h,H=12 m,N=75 kW,2 臺(tái),一用一備,將三洲舊圩片區(qū)污水提升至第二污水處理廠前消能井,再由第二污水處理進(jìn)水泵房提升至細(xì)格柵進(jìn)行處理。改造方案為第二污水處理廠進(jìn)水泵房提升流量為2 萬(wàn)t/d,8 號(hào)泵站提升流量為1.6 萬(wàn)t/d。具體措施為更換8 號(hào)泵站水泵,按2 萬(wàn)t/d 設(shè)計(jì)規(guī)模選泵,Kz=1.62,選用Q=700 m3/h,H=16 m,N=45 kW 潛污泵3 臺(tái),并將泵站出水壓力管從消能井接至第二污水處理廠細(xì)格柵,新建DN1200 鋼管約90 m,架空或埋地敷設(shè)需與污水廠協(xié)調(diào)。投資：約80 萬(wàn)元（國(guó)產(chǎn)材料設(shè)備費(fèi),未含安裝及土建）。

該方案的優(yōu)點(diǎn)如下：暫不對(duì)第二污水處理廠進(jìn)行改造,改造完成后可降低第二污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用。

需要解決的問(wèn)題如下：（1）運(yùn)行時(shí)需考慮污水廠廠內(nèi)進(jìn)水泵房及8 號(hào)泵站水泵調(diào)度問(wèn)題（水質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),需要暫停8 號(hào)泵站的水泵運(yùn)行）。

綜合對(duì)比分析,建議實(shí)施方案二,此方案能解決片區(qū)水位高的問(wèn)題,減輕二污前池的水泵的壓力。

3.2 應(yīng)急保障措施

分片區(qū)實(shí)施：三洲片區(qū)分成3 個(gè)片區(qū),三洲舊圩片區(qū),海天大道東側(cè)片區(qū),海天大道西側(cè)片區(qū)。

三洲舊圩片區(qū)雨污水管網(wǎng)完善,可將三洲舊圩片區(qū)單獨(dú)獨(dú)立起來(lái),先封堵高明大道北側(cè)和三洲舊圩的連通管后,可利用8 號(hào)污水提升泵站進(jìn)行抽排可將整個(gè)三洲舊圩片區(qū)水位進(jìn)行降低。具體施工措施：①封堵高明大道北側(cè)合流管流入三洲舊圩片區(qū)的連通管。②封堵百靈路和碧桂路的市政雨污水混接點(diǎn)。③封堵碧桂路雨水管接入大楠渠出水口。

海天大道西側(cè)片區(qū)均屬于7 號(hào)泵站服務(wù)范圍,待7 號(hào)泵站改造完成后,可將西側(cè)片區(qū)管網(wǎng)水位降下來(lái)進(jìn)行摸查及改造。

海天大道東側(cè)片區(qū)：由于8 號(hào)泵站以及7 號(hào)泵站將兩片區(qū)的污水轉(zhuǎn)輸至海天大道東側(cè)片區(qū),出現(xiàn)污水冒出地面時(shí)需要增設(shè)臨時(shí)處理設(shè)施。海天大道東側(cè)片區(qū)如何降水位可提出三個(gè)方案

（1）方案一：碧桂路A 處增設(shè)污水處理設(shè)施

可在碧桂路A 處（碧桂園1 期）旁邊新增3000 t/d 的污水處理設(shè)施（用地限制）,作為二污臨時(shí)水處理的擴(kuò)建,分擔(dān)二污的處理水量,可將三洲片區(qū)高明大道北側(cè)水位標(biāo)高降低1 m。

圖1 方案一

推薦污水處理工藝：一體化處理設(shè)備（格柵+調(diào)節(jié)池+AO（接觸氧化）+沉淀+消毒）

占地面積：約1600 m2。

投資：600 萬(wàn)元（包含全套設(shè)備及安裝、15 個(gè)月的運(yùn)營(yíng)管理費(fèi),不含設(shè)備基礎(chǔ)、場(chǎng)地圍蔽和廠棚建設(shè)）。

優(yōu)點(diǎn)：①三洲舊圩可單獨(dú)作為一個(gè)分區(qū),率先完成完全雨污分流的項(xiàng)目目標(biāo)。同時(shí)可作為二污臨時(shí)水處理規(guī)模的擴(kuò)建,分擔(dān)一部分污水處理。②該處理工藝對(duì)水質(zhì)、水量的驟變有較強(qiáng)的適用能力,污泥產(chǎn)量較低,運(yùn)行管理較為方便。

缺點(diǎn)：①現(xiàn)場(chǎng)用地范圍限制,無(wú)法做到污水分散式處理設(shè)施+生態(tài)塘模式,造價(jià)貴。②高明大道北側(cè)管網(wǎng)標(biāo)高僅能降低1 m,無(wú)法降太多,與三洲北涌常水位基本持平。③需要協(xié)調(diào)排放口問(wèn)題。④著時(shí)間流逝,設(shè)備有老化的情況出現(xiàn),5 年后就需要更換。⑤場(chǎng)地離居民樓太近,產(chǎn)生的臭氣以及設(shè)備啟用的噪聲會(huì)影響周邊環(huán)境,可能導(dǎo)致居民投訴等糾紛。很大程度限制方案的實(shí)施。

（2）方案二：海天大道東側(cè)增設(shè)污水處理設(shè)施

新建6000 t/d 的污水處理設(shè)施,由于B 處面積充足,可選擇造價(jià)較低的生態(tài)塘+ 污水處理設(shè)備相結(jié)合的方式, 在7 號(hào)泵站出水末端新建500 管專管進(jìn)入分散式污水設(shè)施生態(tài)塘進(jìn)行處理,現(xiàn)狀解決海天大道東側(cè)區(qū)域排水管網(wǎng)水位高的問(wèn)題。

圖2 方案二

推薦工藝：格柵+調(diào)節(jié)池+厭氧池+生態(tài)塘+消毒（或者一體化處理設(shè)備）

占地面積：15400 m2（1400 m2設(shè)備占地+21 畝生態(tài)塘）（一體化設(shè)備占地1200 m2）。

投資：600 萬(wàn)元（包含設(shè)備及安裝,15 個(gè)月運(yùn)營(yíng)管理,不含生態(tài)塘和專管的開(kāi)挖等土建工程）（一體化設(shè)備租賃期間含運(yùn)營(yíng)費(fèi)：售賣904 萬(wàn)元,租賃1 年894 萬(wàn)元,租賃2 年1042 萬(wàn)元）。

優(yōu)點(diǎn)：①每天大容量的污水處理可降低2.7 m 水位標(biāo)高,同時(shí)也可以解決三洲片區(qū)未來(lái)5 年內(nèi)發(fā)展的污水處理需要。②處理工藝簡(jiǎn)單,運(yùn)行管理方便,運(yùn)行管理費(fèi)用較低。③周邊居民較少,極大避免了居民投訴問(wèn)題[3-5]。

缺點(diǎn)：①因?yàn)樾枰陆ㄉ鷳B(tài)塘,占用的面積大,需要協(xié)調(diào)用地。②需要協(xié)調(diào)排放口問(wèn)題。（出水口大于500 t/d 需要報(bào)備。）③隨著時(shí)間過(guò)去,設(shè)備有老化的情況出現(xiàn),5 年后就需要更換[6-8]。

（3）方案三

海天大道西側(cè)片區(qū)經(jīng)7 號(hào)泵站啟用,水位下降后經(jīng)一系列摸查及企業(yè)改造后海天大道西側(cè)片區(qū)可完成雨污分流改造。在興創(chuàng)路（海天廠的出水口）新建兩條管,一條接雨水,一條接污水,先將海天處理后的水接入雨水管直接排入三洲北涌（時(shí)間大概30 天,20 天二污處理水量降低水位,10 天排查）,東側(cè)片區(qū)摸查完成后進(jìn)行雨污分流。封堵海天廠排入雨水管的連通管,重新接入現(xiàn)狀污水管供二污處理。

優(yōu)點(diǎn)：需花費(fèi)15 萬(wàn)元封堵費(fèi)用,可降低三洲片區(qū)運(yùn)行水位進(jìn)行摸查及雨污分流改造。

缺點(diǎn)：①因海天廠出水水質(zhì)不穩(wěn)定,需要協(xié)調(diào)海天污水直排三洲北涌的問(wèn)題。②隨著高明高速發(fā)展,地塊開(kāi)發(fā)會(huì)增加污水量,海天大道東側(cè)污水管網(wǎng)水位必然會(huì)上升。

綜上所述,建議選擇方案二（海天大道東側(cè)增設(shè)污水處理設(shè)施）,此方案污水可新建污水處理設(shè)施規(guī)模較大,投資相對(duì)較省,運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用較低,而且此處周邊居民較少,對(duì)周邊環(huán)境的影響較小。此外,建議把二污提標(biāo)擴(kuò)建提上日程。

4 結(jié)語(yǔ)

三洲片區(qū)是高明區(qū)的重要發(fā)展建設(shè)區(qū)域,根據(jù)調(diào)查目前存在污水排水能力不足,管網(wǎng)水質(zhì)差等問(wèn)題。為了提高三洲片區(qū)的排水能力,促進(jìn)當(dāng)?shù)匕l(fā)展,選取改造8 號(hào)泵站的方案提升片區(qū)污水排放能力,選擇在海天大道東側(cè)增設(shè)污水處理設(shè)施方案,以解決海天大道東側(cè)區(qū)域排水管網(wǎng)水位高的問(wèn)題?？蔀轭愃茀^(qū)域污水提升改造工程實(shí)施提供參考。