排水管網(wǎng)排查中水質(zhì)檢測的實(shí)踐與作用
——以柳州市某污水分區(qū)為例

景 哲，吳巖杰，孫曉博，李 彤

（中規(guī)院（北京）規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司生態(tài)與市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100044）

近年來，隨著城市黑臭水體治理、污水處理提質(zhì)增效等工作的推進(jìn)，城市地下排水管網(wǎng)存在的問題越來越凸顯，并逐步得到重視，全國各地逐步開展排水管網(wǎng)整治工作。排水管網(wǎng)排查是排水管網(wǎng)整治工作的基礎(chǔ)，只有摸清排水管網(wǎng)及設(shè)施底數(shù)，以關(guān)鍵問題、影響大的問題為突破口，先重點(diǎn)，后全面，對(duì)癥下藥，才能高效完成排水管網(wǎng)整治，使污水處理提質(zhì)增效工作快速見效[1]。城市排水管網(wǎng)位于地下且分布廣，管網(wǎng)排查過程中，部分管段需要封堵、清淤、停水、導(dǎo)排水等，對(duì)城市居民正常生活有一定影響，且成本也高[2]。因此，可通過排水管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的水質(zhì)檢測，分析排水管網(wǎng)重大問題的分布區(qū)域，以求在節(jié)約時(shí)間、成本的前提下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)排查[3]，為污水處理提質(zhì)增效方案制定提供科學(xué)支撐。

1 污水分區(qū)概況

柳州市龍泉山污水分區(qū)位于柳江以南，總面積為102.97 km2，合流制區(qū)域面積約占74%，污水全部收集至分區(qū)東南部的龍泉山污水處理廠處理，根據(jù)2016年柳州市管線普查數(shù)據(jù)，分區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng)總長約為793 km。龍泉山污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為35萬t/d，2020年龍泉山污水分區(qū)常住人口約為822 126人，龍泉山污水處理廠日處理水量約為30.13萬t，進(jìn)水的年平均五日生化需氧量（BOD5）濃度約為64.36 mg/L，分區(qū)城市生活污水集中收集率約為52.41%，污水處理廠進(jìn)水濃度及城市生活污水集中收集率均偏低。

2 水質(zhì)檢測方案

結(jié)合龍泉山污水分區(qū)管網(wǎng)分布，選取污水主管接入干管節(jié)點(diǎn)下游點(diǎn)位或主要污水提升泵站釋放口下游點(diǎn)位12處，作為管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，具體分布如圖1所示，分析排水管網(wǎng)內(nèi)污水水質(zhì)沿程變化。同時(shí)，選取不同建設(shè)年代的源頭小區(qū)3個(gè)，分別對(duì)化糞池前、化糞池后、小區(qū)匯入市政管網(wǎng)前污水采樣，分析源頭小區(qū)污染物排放特征。

圖1 龍泉山污水分區(qū)管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)水質(zhì)檢測點(diǎn)位分布概化圖

水質(zhì)檢測指標(biāo)主要有化學(xué)需氧量（CODCr）、BOD5、氨氮（NH3-N）和酸堿度（pH）等。檢測時(shí)間距離區(qū)域上一次降水72 h以上，且采樣期間區(qū)域無降水，減少降雨對(duì)管網(wǎng)內(nèi)污水水質(zhì)的影響。其中，排水管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)連續(xù)檢測3 d，一天內(nèi)的用水高峰期（19:00—22:00）及低峰期（01:00—03:00）各檢測1次；源頭小區(qū)節(jié)點(diǎn)檢測1 d，每個(gè)點(diǎn)位在用水高峰期檢測3次，每次間隔30 min。

3 檢測結(jié)果

2021年8月1日至3日，對(duì)選取的管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及源頭小區(qū)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場采樣，并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測分析。

排水主干管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)污水BOD5平均濃度為44.22 mg/L，污染物濃度總體較低。其中，蓮花干渠截污管進(jìn)入龍泉山污水處理廠前點(diǎn)位污水污染物濃度最低。沿柳江截污干管分布的河西泵站前、竹鵝溪泵站后、河南截污管（水南泵站截污管匯入后）等點(diǎn)位污水污染物濃度總體上低于其他點(diǎn)位。竹鵝溪截污干管（康華小區(qū)干渠匯入前）至龍泉山污水處理廠約13 km的干管內(nèi)，污水污染物濃度下降趨勢明顯，起端至末端CODCr、BOD5、NH3-N分別下降43%、30%、66%。竹鵝溪截污干管（冷柜廠干渠匯入后）至竹鵝溪泵站的截污干管有可能受沿柳江截污干管上游污染物濃度較低的污水影響，CODCr、BOD5、NH3-N分別下降31%、27%、37%；竹鵝溪泵站至河南截污管（水南泵站截污管匯入后）的沿柳江截污干管在水南泵站以上片區(qū)污染物濃度較高的污水匯入時(shí)，CODCr、BOD5分別下降13%、20%。而截污干管自河南截污管點(diǎn)位沿柳江進(jìn)入城市建成區(qū)后，污水污染物濃度又有所升高。具體水質(zhì)檢測結(jié)果如圖2所示。

圖2 龍泉山污水分區(qū)管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)水質(zhì)沿程變化

源頭小區(qū)污水匯入市政管網(wǎng)前，節(jié)點(diǎn)污水污染物濃度同樣較低。完成采樣的2個(gè)小區(qū)匯入市政管網(wǎng)前污水BOD5濃度分別為59.50 mg/L和61.50 mg/L。按照《第二次全國污染源普查生活污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊（試用版）》計(jì)算，柳州屬于第五區(qū)較發(fā)達(dá)城市，BOD5人均產(chǎn)污系數(shù)平均值為116 mg/L（計(jì)算折污系數(shù)后），實(shí)測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于理論水平。完成采樣的3個(gè)小區(qū)化糞池前污水BOD5濃度均低于化糞池后，與化糞池對(duì)污水BOD5具有顯著去除效果的相關(guān)研究[4]相左。具體水質(zhì)檢測結(jié)果如圖3所示。

圖3 源頭小區(qū)不同節(jié)點(diǎn)的污水BOD5濃度比較圖

根據(jù)水質(zhì)檢測結(jié)果，初步判斷沿江截污干管可能存在江、河水倒灌現(xiàn)象，造成污水管網(wǎng)系統(tǒng)存在外水侵入問題。源頭小區(qū)內(nèi)部管網(wǎng)可能存在破裂、滲漏等問題，造成小區(qū)匯入市政管網(wǎng)前污水污染物濃度偏低。同時(shí)，小區(qū)化糞池清掏不及時(shí)，可能造成化糞池后污水污染物濃度大于化糞池前。

4 基于檢測結(jié)果的排查方案優(yōu)化

鑒于排水管網(wǎng)的隱蔽性，龍泉山污水分區(qū)排水管網(wǎng)排查主要運(yùn)用的管網(wǎng)檢測手段包括管道潛望鏡（QV）、閉路電視檢測（CCTV）、聲吶檢測（SI）等。其中，CCTV與SI價(jià)格約為QV的3倍，因此，本污水分區(qū)排水管網(wǎng)排查以QV為主，重點(diǎn)區(qū)域及QV無法檢測管段輔助以CCTV或SI。

根據(jù)水質(zhì)檢測結(jié)果，按照問題的嚴(yán)重性，優(yōu)先開展市政排水管網(wǎng)排查，之后進(jìn)行源頭小區(qū)內(nèi)部排水管網(wǎng)排查。其中，市政排水管網(wǎng)排查按照先干管再支管的順序，并以主干管網(wǎng)內(nèi)污水污染物濃度最低及沿程變化最大的蓮花干渠和竹鵝溪截污干管（冷柜廠干渠匯入后）至河南截污管（水南泵站截污管匯入后）段的收水范圍為重點(diǎn)排查區(qū)域，優(yōu)先開展管網(wǎng)排查工作。

5 排查結(jié)果印證

根據(jù)龍泉山污水分區(qū)市政排水管網(wǎng)排查結(jié)果，沿河、沿江截污干管存在大量江河水倒灌問題，其中，竹鵝溪常水位高于截污干管溢流口，而竹鵝溪截污干管（冷柜廠干渠匯入后）至竹鵝溪泵站段截污干管中大量溢流口拍門密封不嚴(yán)，導(dǎo)致大量河水倒灌到截污干管；沿柳江截污干管的截流深井及其進(jìn)水管長期處于滿流狀態(tài)，且由于排水管渠埋深較大，明知部分管道破損或滲漏十分嚴(yán)重，目前還難以找到合適的施工方法對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)漏或者更換[5]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，蓮花干渠收水范圍內(nèi)管網(wǎng)缺陷密度約為55個(gè)/km，遠(yuǎn)大于整個(gè)污水分區(qū)的23個(gè)/km。排查結(jié)果表明，通過水質(zhì)檢測篩選的重點(diǎn)排查管段和區(qū)域正是排水管網(wǎng)問題較為集中的需要盡快開展管網(wǎng)整治的區(qū)域。

6 結(jié)語

排水管網(wǎng)排查是開展城市黑臭水體整治、污水處理提質(zhì)增效等工作的基礎(chǔ)。以排水管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)污水水質(zhì)分析為基礎(chǔ)，研究并制定排水管網(wǎng)排查方案具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過分析排水管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)污水水質(zhì)的沿程變化，可判斷出管網(wǎng)的重大問題，篩選出需要重點(diǎn)排查的區(qū)域，有效節(jié)約排水管網(wǎng)排查的時(shí)間與成本。各地可以采用“邊排查、邊建檔、邊整改”的方式開展排水管網(wǎng)整治，按照先易后難、先主后次的原則開展污水處理提質(zhì)增效工作。在未來此類項(xiàng)目的實(shí)踐中，可增加檢測點(diǎn)位布設(shè)密度，有條件的情況下可同時(shí)監(jiān)測各節(jié)點(diǎn)污水傳輸流量，作為管網(wǎng)問題分析的基礎(chǔ)。