市政污水管網(wǎng)排查檢測與研究

文／王紹偉 沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司 遼寧沈陽 110015

1、研究區(qū)域概況

長白地區(qū)位于沈陽市渾河南岸，東西長度約4.2 公里，南北長度約3.7 公里，總面積約11 平方公里，該區(qū)域開發(fā)已成熟，用地性質(zhì)以居住區(qū)為主，人口約30 萬人，人口密度較大，現(xiàn)狀污水量約5 萬噸/日，通過長白污水干線收集排放至南部污水處理廠。

為貫徹落實三部委聯(lián)合發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019-2021年）》，進一步提高南部污水廠進水BOD 濃度，長白地區(qū)于2019年底開展了污水管網(wǎng)檢測與診斷。

2、管網(wǎng)排查目標(biāo)

對長白島內(nèi)排水管網(wǎng)及附屬設(shè)施進行系統(tǒng)排查，全面掌握排水管網(wǎng)的脈絡(luò)，摸清該區(qū)域排水設(shè)施結(jié)構(gòu)及功能狀況，為該區(qū)域制定“一廠一策”系統(tǒng)化整治方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（1）調(diào)查尚未鋪設(shè)污水管網(wǎng)或尚未完成市政污水管網(wǎng)接入服務(wù)的區(qū)域，指導(dǎo)實施空白區(qū)污水管網(wǎng)建設(shè)；

（2）調(diào)查旱季污水直排口情況，為直排口治理提供依據(jù)；

（3）調(diào)查市政排水管網(wǎng)集中外水侵入數(shù)據(jù)，指導(dǎo)實施清污分流；

（4）調(diào)查分流制市政排水管網(wǎng)雨污混接數(shù)據(jù)，指導(dǎo)實施管網(wǎng)混錯接改造；

（5）調(diào)查市政排水管網(wǎng)破損、淤堵數(shù)據(jù)，指導(dǎo)實施管網(wǎng)更新、清淤、破損修復(fù)改造等工程；

（6）調(diào)查區(qū)域排水管網(wǎng)水位、流速、充滿度等運行數(shù)據(jù)，為下一步優(yōu)化管網(wǎng)運行狀況提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

（7）調(diào)查識別區(qū)域內(nèi)水體沿線分流制雨水口、合流制溢流口降雨期間污染物排放情況。

3、管網(wǎng)排查方法介紹

管網(wǎng)排查是市政污水行業(yè)一項傳統(tǒng)工作，早些年一直采用開井目測發(fā)、試劑判斷法、抽水試驗法、流量及水質(zhì)測定法等方法對排水管網(wǎng)的運行狀況進行檢測及判斷，對于局部排水管網(wǎng)，極端情況下，也會雇傭有經(jīng)驗的潛水員下井進行實地檢測與判斷。

近些年，隨著技術(shù)的發(fā)展，一些新技術(shù)、新方法逐步應(yīng)用于管網(wǎng)排查檢測，例如，CCTV管道內(nèi)窺、聲吶掃描、潛望鏡檢測、紅外線溫度記錄分析技術(shù)、管道掃描與評價技術(shù)（SSET）、快速電子檢測側(cè)漏定位、管道檢測機器人[1][2]等等。

這些新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)，擴大了市政污水管網(wǎng)排查的工作范圍，使管網(wǎng)排查與檢測更加定量化和可視化。但是，由于這些新技術(shù)、新方法對管網(wǎng)水位、技術(shù)實力、資金情況等外部條件要求較高，因此，傳統(tǒng)的排查檢測方法仍有較大的應(yīng)用市場，實際工作中，往往是根據(jù)管網(wǎng)實際情況，酌情采取經(jīng)濟合理的組合式方法。

4、管網(wǎng)排查數(shù)據(jù)成果

4.1 混接點調(diào)查成果

本項目共排查長白島地區(qū)長白南路、長白二街等35條市政道路上的污水管網(wǎng)，總長度約44.5 公里，調(diào)查檢查井991 座，雨水口1605 座。調(diào)查發(fā)現(xiàn)混接點172 處。

4.2 水質(zhì)特征因子測定成果

（1）建筑小區(qū)

本項目共選取選取島內(nèi)華潤幸福里、圣水苑、萬科城和龍湖唐寧ONE 四個小區(qū)對化糞池進出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 進行了測定。

其中華潤幸福里位于長白北路與南京街交匯處，于2014年建設(shè)，占地面積4.8 萬m2，建筑面積60 萬m2，共3000 戶；圣水苑位于長白中路18 號，于2006年建成，共1152 戶；萬科城位于長白西路58 號，于2006年建成，共5996 戶；龍湖唐寧ONE 位于星島路100 號，于2011 建成，共2960 戶。水質(zhì)測定成果見下表1。

表1 建筑小區(qū)水質(zhì)特征因子測定表

（2）市政污水管道

為了研究長白島內(nèi)市政污水管道水質(zhì)變化情況，本項目選取長白南路污水主干線和長白四街、長白三街和長白二街三條主要污水支線為研究對象，共選取16 個測點，分別對COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 指標(biāo)進行了多次取樣及測定。

長白南路污水主干線是一條輸送長白、渾南新區(qū)及滿融的污水總干線，污水管道起點為樹臺街，沿線經(jīng)過長白南路、長白一街、迎春街、中心湖北路，末端接至南部污水廠雙孔2.2mX2.7m 進水暗渠。該污水管線總設(shè)計流量為30.0 萬m3/d，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按沈陽市長白地區(qū)污水（5.0 萬m3/d）、渾南新區(qū)部分污水（20.0 萬m3/d）以及滿融經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水（5.0 萬m3/d）進行設(shè)計。新建污水干管管徑為d=2.0m，全長約8.4km，管材為鋼筋混凝土管/鋼筋混凝土管（內(nèi)襯PVC）/玻璃鋼管，最大縱坡為1‰，最小縱坡為0.36‰。水質(zhì)測定成果見下表2。

表2 市政污水管道水質(zhì)特征因子測定表

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5、排水管網(wǎng)診斷

5.1 混接錯接診斷

排水管道混接類型主要包括沿街商鋪私接錯接、企事業(yè)單位和住宅小區(qū)出口混接進入市政排水管道以及市政雨污水管道錯接混接。

污水混接錯接至雨水管網(wǎng)，致使未經(jīng)處理的污水經(jīng)雨水系統(tǒng)排入城市水體，對城市水環(huán)境質(zhì)量造成嚴(yán)重影響；雨水混接錯接進入污水系統(tǒng)，造成污水廠進水水量增加、濃度降低，在一定程度上影響污水處理廠的運行。

根據(jù)長白島地區(qū)雨水管網(wǎng)混接調(diào)查結(jié)果，共排查雨水檢查井991 座，雨水口1605 座，查出混接點172 個，混接點占比為17.3%，屬于重度混接。

沿街商鋪私接錯接主要是由于部分商鋪排污意識不強，在建設(shè)商鋪排水管道時不分管道屬性，以方便自己為原則進行接管，導(dǎo)致污水接入市政雨水管。

市政雨污水管道錯接混接大部分是市政雨水口接入污水管道的情況，對于這種情況絕大部分都是由于標(biāo)高等原因致使雨水管無法穿越馬路到達對面的雨水檢查井中，為了方便排水，就近接入污水檢查井造成的。

5.2 小區(qū)化糞池對水質(zhì)衰減的貢獻

建筑小區(qū)內(nèi)污水首先排入化糞池，在化糞池經(jīng)細菌分解后進入市政污水管道?；S池是將生活污水分格沉淀及對污泥進行厭氧消化的小型處理構(gòu)筑物。其原理是固化物在池底分解，上層的水化物體，進入管道流走，防止了管道堵塞，給固化物體（糞便等垃圾）有充足的時間水解。

污水進入化糞池后，大分子有機物水解，成為酸、醇等小分子有機物，沉淀下的污泥經(jīng)過厭氧發(fā)酵分解，使污泥中的有機物分解成穩(wěn)定的無機物，易腐敗的生污泥轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的熟污泥，改變了污泥的結(jié)構(gòu)，降低了污泥的含水率。定期將污泥清掏外運，填埋或用作肥料。

為了研究化糞池對污水中污染物的去除效果，本報告選取島內(nèi)華潤幸福里、圣水苑、萬科城和龍湖唐寧ONE四個小區(qū)對化糞池進出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 進行了測定。

根據(jù)對四個建筑小區(qū)的水質(zhì)測定結(jié)果，結(jié)合周邊市政污水管道的水質(zhì)情況，可以看出，化糞池對于污染物去除效果不大，其中COD 和BOD5 平均去除率在10%左右，不同小區(qū)受水溫和停留時間等因素影響有一定差別，但差別不大。

5.3 市政污水管道水質(zhì)衰減分析

圖1

水質(zhì)實測數(shù)據(jù)顯示，污水主干線沿線BOD5 濃度位于63.2～150.4mg/L 之間，BOD5 變化幅度較大。其中長白島內(nèi)段BOD5 濃度在106.8～150.4mg/L 之間，BOD5 濃度變化不大，而長白島外段BOD5 濃度在63.2～129.6mg/L 之間，BOD5 濃度變化較大，在接入南部污水廠進水暗渠前端BOD5 濃度最低，為63.2mg/L。沿線TN 濃度位于70.7～89.4mg/L 之間，長白三街以東段TN 濃度隨水流方向逐漸降低，長白三街以西段TN 濃度隨水流方向逐漸升高。

圖2

5.4 管道運行狀況診斷

一般來說，造成管道或污水廠進水污染物濃度（BOD5）下降的原因有三方面：生物降解、自然沉淀、外水稀釋。

生物降解。污水在管道內(nèi)流動時，污水中的BOD5被微生物部分降解。此過程主要受污水停留時間限制，若進水管道較長，流行緩慢，BOD5 被微生物降解的較多，造成BOD5 濃度隨水流方向線性下降。

自然沉淀。若管道內(nèi)污水量較小，流速低，管道“上倒虹”，人為高水位運行或者溢流通水，易造成污染物在管道內(nèi)沉淀，部分BOD5 進入底泥中，造成BOD5 濃度隨水流方向線性下降。

外水稀釋。外水包括施工降水、地下水入滲、降雨、采暖循環(huán)水等形式，外水進入污水管道中，水量增加，污染物稀釋，造成進水BOD5 濃度下降。由于外水進入具有周期性，導(dǎo)致污水廠進水BOD5 濃度明顯呈周期性波動，波動幅度與外水侵入量呈正相關(guān)。

根據(jù)長白島內(nèi)污水BOD5 和TN 濃度變化情況可以看出，長白二街以東段TN 濃度隨水流方向逐漸降低，此段有外水侵入的可能性，而長白二街以西段TN 濃度隨水流方向逐漸升高，基本可以排除外水侵入的可能性。而島內(nèi)污水BOD5 濃度變化不大，平均BOD5 在130mg/L以上。而島外段BOD5 濃度隨水流方向線性下降，在接入南部污水廠進水暗渠前降到最低值63.2 mg/L，主要是長白污水干線末端未接入南部污水廠進水干線，管道長期處于高水位運行，管道流速較低，由于生物降解和自然沉淀雙重作用導(dǎo)致BOD5 濃度大幅下降。部分BOD5 進入底泥中，部分BOD5 在管道中被微生物部分降解，其中生物降解作用主要受污水停留時間限制，進水管道越長，流行越緩慢，BOD5 被微生物降解的越多。隨著南部污水廠二期工程的正式投入運行以及長白污水干線與南部污水廠進水干線的打通，管道內(nèi)水位逐步降低，水流速度逐漸增大，這種情況會大大緩解。

結(jié)語:

（1）依據(jù)對長白島地區(qū)雨水管網(wǎng)混接調(diào)查結(jié)果，島內(nèi)雨水管網(wǎng)屬于重度混接，共排查雨水檢查井991 座，雨水口1605 座，查出混接點172 個，混接點占比為17.3%；

（2）根據(jù)對島內(nèi)長白南路污水主干線和長白四街、長白三街和長白二街三條主要污水支線的水質(zhì)取樣檢測結(jié)果，TN 濃度位于64.5～85.8mg/L 之間，平均在75mg/L 左右，除長白南路（和安街～長白二街段）TN 濃度有一定下降外，其余區(qū)域變化不大。因此推測長白南路（和安街～長白二街段）有外水侵入的可能性，其余路段基本可以排除；

（3）建議對島內(nèi)污水管網(wǎng)進行排查，調(diào)查島內(nèi)是否存在市政污水管網(wǎng)未覆蓋區(qū)域，以及是否存在尚未納管的企事業(yè)單位、居住小區(qū)和沿街商鋪；

（4）建議按照源頭改造為本、末端截污為輔的原則，開展區(qū)域內(nèi)水體沿線污水直排口排查；

（5）建議按照設(shè)施權(quán)屬及運行維護職責(zé)分工，全面排查污水管網(wǎng)等設(shè)施功能狀況、錯接混接等基本情況和用戶接入情況；

（6）建議強化城市排水監(jiān)管，健全污水接入服務(wù)與管理制度和管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量管控機制，完善河湖水位與市政排口協(xié)調(diào)制度，健全管網(wǎng)專業(yè)運營維護管理機制。