南方某縣污水處理廠“一廠一策”案例分析

王宗瑩 盧偲梅

摘要：本研究針對南方某縣污水處理系統(tǒng)進(jìn)水濃度低、收集率底的現(xiàn)狀，從廠站能力、排水體制、外水入侵、管網(wǎng)錯混接、管道缺陷五大方面進(jìn)行系統(tǒng)分析，采用外水排查、地下管網(wǎng)專項普查、排水口溯源、管道檢測等多種分析摸查手段，提出針對性強、系統(tǒng)完備的污水處理提質(zhì)增效實施方案，按“一廠一策”的模式，補齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板，實現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理。

關(guān)鍵詞：“一廠一策”；地下管網(wǎng)；管網(wǎng)檢測；提質(zhì)增效

DOI：10.12433/zgkjtz.20232431

一、污水系統(tǒng)概況

（一）現(xiàn)狀排水體制及河流水系

1.現(xiàn)狀排水體制

該縣污水處理廠服務(wù)范圍主要分為老城綜合組團(tuán)、城西新區(qū)組團(tuán)、商務(wù)物流組團(tuán)、高鐵聚合組團(tuán)，其中商貿(mào)物流組團(tuán)與高鐵聚合組團(tuán)為新建設(shè)區(qū)域，市政道路基本按照雨污分流要求進(jìn)行建設(shè)，老城綜合組團(tuán)為老城區(qū)域，部分為合流制或截流式合流制系統(tǒng)，城西新區(qū)組團(tuán)是管網(wǎng)空白區(qū)，待開發(fā)建設(shè)。

2.河流水系

該縣地表水有A江和B江，通過城鎮(zhèn)最大的地表河是A江，流向由南至北；B江位于該縣西北部，最終流入紅河。

（二）污水收集處理設(shè)施現(xiàn)狀

1.污水處理廠現(xiàn)狀

污水處理廠一期工程設(shè)計污水處理能力為6000m3/d，服務(wù)面積約257.22公頃，主要收集處理該縣城的生活污水。采用CAST工藝，出水執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)。尾水排放至A江。

根據(jù)污水廠在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，核算了污水處理廠日均處理量及運行負(fù)荷率（圖1）。

污水處理廠在2021年1月～2022年9月運行負(fù)荷基本在120%以上，均值為8100t/d，最高約9000t/d，最低約7235t/d。

根據(jù)規(guī)定，各項污染指標(biāo)進(jìn)水濃度均低于設(shè)計濃度，污染物濃度全年變化較為穩(wěn)定，污水處理廠出水水質(zhì)基本達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。

由于污水處理廠處理超負(fù)荷運行，該廠水質(zhì)提標(biāo)及二期工程啟動建設(shè)，采用CAST工藝，待項目建成后，污水處理廠污水處理能力從6000m3/d提高至16000m3/d，出廠水水質(zhì)執(zhí)行國家一級A標(biāo)準(zhǔn)。

2.污水泵站現(xiàn)狀

污水處理廠配套污水泵站有3個：1#一體化提升泵站遠(yuǎn)期設(shè)計處理規(guī)模1.2萬m?/d，裝機規(guī)模0.36萬m?/d，現(xiàn)狀未啟動；2#一體化提升泵站遠(yuǎn)期設(shè)計處理規(guī)模1.2萬m?/d，裝機規(guī)模1.2萬m?/d，現(xiàn)狀未啟動；3#鋼筋混凝土提升泵站遠(yuǎn)期設(shè)計處理規(guī)模1.8萬m?/d，裝機規(guī)模0.6萬m?/d，出水排入污水處理廠，現(xiàn)狀雨季存在溢流現(xiàn)象。

3.污水收集系統(tǒng)現(xiàn)狀

根據(jù)普查成果統(tǒng)計，該縣城市政排水管道約138km，其中雨水管道約62km，污水管道約47km，雨污合流管道約29km。污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)主要污水干線管道埋深小于7m、的管線長度占比為91.7%；坡度大于0的管線長度占比為69%。

（三）行業(yè)管理現(xiàn)狀

該縣污水處理廠目前自營管理，排水管理職能在縣住建局，中心區(qū)域污水管網(wǎng)實行分區(qū)建設(shè)管理。因建設(shè)主體多，存在相互協(xié)調(diào)難、控制難的情況，尤其各分區(qū)污水管道建設(shè)相互銜接不夠，污水管網(wǎng)標(biāo)高、排向混亂，使得污水不能順暢進(jìn)入污水處理廠。

二、污水處理系統(tǒng)存在問題

（一）處理能力不足

根據(jù)該縣供水廠提供數(shù)據(jù)可知，該縣現(xiàn)狀每天供水量約1.7萬m3/d，預(yù)計產(chǎn)生總污水量為1.53萬m3/d。

其中，已收污水處理費的供水量約1.4萬m3/d，預(yù)計產(chǎn)生污水量估計為1.26萬m3/d。污水收集率約為82.4%。

根據(jù)排水管網(wǎng)關(guān)鍵點、排口監(jiān)測，目前1#、2#泵站未運行，3#泵站雨季存在溢流的現(xiàn)象，同時部分地區(qū)管網(wǎng)錯混接等現(xiàn)象，使得實際收集的污水小于實際產(chǎn)生的污水。

根據(jù)該縣總體規(guī)劃，縣城城區(qū)近期最高日污水量2.1萬噸，遠(yuǎn)期最高日污水量為4.0萬噸，目前污水處理廠的處理規(guī)模不滿足近遠(yuǎn)期污水處理量。

（二）排水體制分區(qū)布局不合理

A江東西兩側(cè)是老城綜合組團(tuán)主要的合流制區(qū)域，兩側(cè)污、雨水大部分采用截流，接入A江兩側(cè)污水干管，經(jīng)過3#泵站排入污水處理廠，溢流雨水則排入A江。因為A江現(xiàn)狀蓄水水位高于部分排口管底標(biāo)高，所以河水倒灌進(jìn)入污水管，進(jìn)而影響污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度，因此，該縣片區(qū)管網(wǎng)體制布局較不合理。

（三）雨污錯、混接

污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)存在較為嚴(yán)重的雨污錯接、混接現(xiàn)象，錯接、混接類型主要包括：①市政雨污水管之間的錯接或連通。②排水用戶的出戶污水管與市政雨水管的錯接。③小區(qū)紅線內(nèi)的雨污水管之間的錯接。根據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng)普查資料，研究區(qū)域內(nèi)共有147個錯混接點位和42處合流管接污水管。

（四）外水入侵

1.地下水位和管道平均埋深對比

根據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng)普查資料，該縣區(qū)域內(nèi)91.7%的管網(wǎng)埋深小于7m，地下水位對污水處理廠實際運行影響較小。

2.外水入侵

根據(jù)現(xiàn)有污水收集系統(tǒng)普查資料：①污水管網(wǎng)系統(tǒng)不獨立，有較多雨水混接至污水管網(wǎng)，增加處理水量；②污水管道存在多處缺陷，導(dǎo)致大量外水進(jìn)入污水管網(wǎng)，稀釋來水濃度，同時增加了處理水量。其中，A江流域2個排水口存在江水倒灌情況。

（五）管道存在缺陷

根據(jù)普查成果統(tǒng)計，該縣19條道路排水管道檢測與評估報告，檢測發(fā)現(xiàn)存在管道缺陷病害3996處，其中結(jié)構(gòu)性缺陷2260處，功能性缺陷1736處，主要管道缺陷病害為變形、錯口、脫節(jié)、沉積、破裂、樹根浸入、障礙物等問題。據(jù)統(tǒng)計，能夠達(dá)到檢測評估條件的管道中共發(fā)現(xiàn)有45.39km的管道存在功能性、結(jié)構(gòu)性缺陷，占總排水管道的32.89%，存在三、四級功能性、結(jié)構(gòu)性缺陷的管道有11.32km，占總排水管道的8.20%。

污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)部分污水干管存在較嚴(yán)重的高水位運行現(xiàn)象，造成污水管道滿水的主要原因：①泵站、污水處理廠引起的系統(tǒng)性滿水。②管道建設(shè)問題，如，斷頭、逆坡等，經(jīng)統(tǒng)計共有6個斷頭點。

③管道運管問題，淤堵、全封堵等。經(jīng)統(tǒng)計，共有4個淤堵點，滿水管段8段，共計9.31km。

三、提質(zhì)增效方案

（一）建設(shè)與提升廠站能力

1.污水處理廠

隨著城鎮(zhèn)化基礎(chǔ)建設(shè)及人口的增多，及錯接、混接等近期整治工程，可收集處理水量必然會高于擴建規(guī)模，因此，污水處理廠應(yīng)根據(jù)總規(guī)近期擴建至

2.1萬m?/d，以滿足污水排放需求。

2.污水泵站

污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)3#泵站現(xiàn)狀能力不滿足收水要求，應(yīng)根據(jù)污水處理廠處理能力進(jìn)行裝機規(guī)模擴建。

（二）優(yōu)化排水體制

老城綜合組團(tuán)的排水體制問題較為嚴(yán)重，開展合流渠清污分流工程是提升老城綜合組團(tuán)管網(wǎng)效能的關(guān)鍵。建議A江東西兩側(cè)的合流渠進(jìn)行清污分流改造，接入沿岸的污水截污干管，禁止污水直接排入A江，還原生態(tài)河道。同時，在河道段實施改造，降低A江常水位，改造低排口出流方式，杜絕河水倒灌，污水河水各行其道。對于建設(shè)程度較高的合流制區(qū)域，暫不具備雨污分流改造條件，建議將截流倍數(shù)提高至3倍。主要通過源頭雨水減量、溢流口改造、截流井改造、截流管道改造、實施調(diào)蓄等措施減少合流制排水口溢流頻次。對于管網(wǎng)空白區(qū)域，應(yīng)按照實際需求及規(guī)劃綜合考慮進(jìn)行新建排水管網(wǎng)，增加污水收集率，減少污水散排及地表水污染問題。

（三）改造錯接、混接

加大雨污管道錯接、混接排查力度，落實雨污管道分離改造，提高污水進(jìn)水水質(zhì)濃度?，F(xiàn)狀雨污錯混接點共147個，另有42處合流管接污水管。根據(jù)工程實施效果、工程實施緊迫性、投資費用、施工難易程度依次開展服務(wù)范圍內(nèi)的雨污水管網(wǎng)混接改造方案，建議優(yōu)先對老城綜合組團(tuán)、商務(wù)物流組團(tuán)的現(xiàn)狀錯接漏接點整治。

（四）排查外水侵入

1.排口倒灌問題排查

綜合考慮片區(qū)內(nèi)泵站進(jìn)水濃度、片區(qū)現(xiàn)有排口及河流常水位高低，結(jié)合實際情況，制定排口排查方案，對確實存在河水倒灌現(xiàn)象的排口加建單向拍門。

2.地下水及基坑降水入滲排查

A江、B江流域的污水管網(wǎng)外水排查服務(wù)項目，旨在對該流域的地下水及基坑降水或其他外水所導(dǎo)致的漏損管網(wǎng)入滲進(jìn)行初步排查，并為之后更大范圍的排查提供排查方案。

根據(jù)管網(wǎng)普查及管道檢測與評估的結(jié)果，針對管網(wǎng)存在地下水入滲可能性較大的片區(qū)進(jìn)行優(yōu)先排查，之后對已排查的地下水入滲點進(jìn)行管道修復(fù)。

（五）修復(fù)與建設(shè)排水管網(wǎng)

1.管網(wǎng)新建與修復(fù)

根據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng)進(jìn)行普查和統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)城西新區(qū)組團(tuán)存在市政管網(wǎng)空白區(qū)，應(yīng)完善該片區(qū)管網(wǎng)，新建市政管網(wǎng)。針對現(xiàn)狀污水處理廠建成區(qū)排水管道、檢查井存在的缺陷問題，提出相應(yīng)的修復(fù)措施及要求，明確工程項目，恢復(fù)系統(tǒng)收集能力。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高鐵聚合組團(tuán)錯接混接情況較為嚴(yán)重，存在雨污管道共用井室情況，導(dǎo)致雨污水混流。應(yīng)進(jìn)行檢查井修復(fù)，將雨污管網(wǎng)完全分離開。同時，對管道檢測與評估報告中三四級缺陷的管段管網(wǎng)進(jìn)行修復(fù)。針對污水管道淤積嚴(yán)重的問題，應(yīng)優(yōu)先清淤，待清淤完成后，才能確定污水管道的具體缺陷位置和種類。

2.污水管網(wǎng)密度較低區(qū)域建設(shè)

統(tǒng)計現(xiàn)有接管情況，發(fā)現(xiàn)高鐵聚合組團(tuán)存在污水管網(wǎng)密度低的情況，對該片區(qū)污水管網(wǎng)密度較低區(qū)應(yīng)建設(shè)管網(wǎng)。

（六）健全和完善管理機制

1.加強排水監(jiān)管組織機構(gòu)建設(shè)

建議成立多科室組織框架，人員建議招聘編外專業(yè)人員。建議管理機構(gòu)設(shè)置為6個科室：綜合科、財會科、排管科、管養(yǎng)科、工程科、技術(shù)科。

2.建立污水設(shè)施維護(hù)管理工作考核機制

污水設(shè)施維護(hù)管理工作考核主要分為季度考核和年度考核。季度考核包括設(shè)施運行、維保、管理工作、排水協(xié)管工作、投訴及防汛減災(zāi)工作等內(nèi)容。年度考核依據(jù)季度考核結(jié)果匯總。

3.建立檔案資料管理制度

污水管網(wǎng)維護(hù)、管理單位應(yīng)建立健全污水管網(wǎng)及設(shè)施的檔案資料管理制度，配備專職檔案資料管理人員。各項管網(wǎng)、設(shè)施維護(hù)臺賬健全，記錄詳細(xì)，裝訂規(guī)范。運營檔案、資料實行計算機自動化管理，并建立信息共享平臺。污水管網(wǎng)檔案資料應(yīng)包括工程竣工資料、維護(hù)資料、管道檢查資料及管網(wǎng)圖等。

4.信息化平臺建設(shè)

系統(tǒng)以完全的分區(qū)的污水處理管理模式集成為整個城市污水處理全面監(jiān)測和綜合調(diào)度管理，將相對孤立的污水處理廠生產(chǎn)過程與泵站、管網(wǎng)相聯(lián)系，對日常生產(chǎn)調(diào)度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、關(guān)鍵設(shè)備運行維護(hù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，互聯(lián)污水處理管理各系統(tǒng)，加強了各系統(tǒng)的信息協(xié)同，為應(yīng)急指揮提供支撐平臺。

四、建議

本研究針對污水處理系統(tǒng)的問題，提出針對性強、系統(tǒng)完備的污水處理提質(zhì)增效實施方案，按“一廠一策”的模式，補齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板，實現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理，快速實現(xiàn)污水收集效能提升。主要建議如下：

（1）完善管網(wǎng)系統(tǒng)，重點強化管網(wǎng)建設(shè)和改造。實施排水管網(wǎng)新建、改造工程，打通斷頭管網(wǎng)；各片區(qū)均需治理錯接混接、完善收集系統(tǒng)；填補老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)接合部管網(wǎng)空白，削減生活污水溢流；實施結(jié)構(gòu)性管網(wǎng)缺陷修復(fù)與更新。

（2）加強外水入侵排查。開展A江、B江等區(qū)域河道、水溝等排口倒灌排查工作。

（3）健全和完善體制，建立廠網(wǎng)河湖一體化管理機制。統(tǒng)籌考慮“廠網(wǎng)一體”或“廠網(wǎng)河/湖一體”，鼓勵采用“廠網(wǎng)一體”或“廠網(wǎng)地表水體一體”建設(shè)/改造及運維全過程統(tǒng)一和積極吸引社會資本的運作模式。

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