湖北省大冶市城區(qū)污水處理提質(zhì)增效技術(shù)方案研究

摘要：為恢復(fù)城區(qū)污水處理系統(tǒng)功能，改善城區(qū)水環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)一步提升設(shè)施整體污染收集、處理和減排效果，湖北省大冶市開展了城區(qū)污水處理提質(zhì)增效工作。結(jié)合湖北省大冶市城區(qū)污水處理提質(zhì)增效規(guī)劃實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從系統(tǒng)問題排查入手，分析主要原因，提出“一廠一策”系統(tǒng)整治、場站能力建設(shè)提升、源頭提質(zhì)增效、水環(huán)境綜合整治等技術(shù)方案和建設(shè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)由“規(guī)模增長”向“質(zhì)量提升”的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：污水處理； 提質(zhì)增效； 一廠一策； 大冶市

中圖法分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S1.016

文章編號(hào)：1006-0081（2024）S1-0057-04

0 引 言

污水處理提質(zhì)增效指通過系統(tǒng)、綜合的措施提升系統(tǒng)污染收集和處理效能，提高水環(huán)境質(zhì)量，消除黑臭水體［1-2］，是近期各省市環(huán)境治理方面的工作重點(diǎn)。本文結(jié)合湖北省大冶市城區(qū)污水處理提質(zhì)增效規(guī)劃實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從技術(shù)路線和技術(shù)方案的角度對污水處理提質(zhì)增效進(jìn)行了歸納總結(jié)。該規(guī)劃以城區(qū)排水管網(wǎng)系統(tǒng)排查為基礎(chǔ)，科學(xué)診斷現(xiàn)階段主要問題，提出“一廠一策”系統(tǒng)整治［3-4］、場站能力建設(shè)提升、源頭提質(zhì)增效、水環(huán)境綜合整治［5］等方案，對污水管網(wǎng)建設(shè)和完善、排水口改造、雨污混接改造、排水設(shè)施管理強(qiáng)化等提出一整套措施和建設(shè)計(jì)劃，逐步實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)由“規(guī)模增長”向“質(zhì)量提升”的轉(zhuǎn)變，可為城市污水處理提質(zhì)增效提供借鑒。

1 城區(qū)概況

大冶市位于長江中下游，城區(qū)東靠尹家湖，南臨大冶湖，西濱三里七湖，紅星湖位于市中心，鐵金港、東港、長流港等港渠從城區(qū)穿過。目前，城區(qū)建設(shè)用地規(guī)模34.3 km2，人口24.8萬人。

城區(qū)污水系統(tǒng)歷經(jīng)多年建設(shè)，形成老城區(qū)以截流式合流制為主、新區(qū)及城西北工業(yè)園區(qū)以雨污分流制為主的管網(wǎng)系統(tǒng)，現(xiàn)狀城區(qū)共有市政排水管道543.02 km，其中雨水管道287.92 km，污水管道247.11 km。城區(qū)現(xiàn)有3座生活污水處理廠，處理能力共計(jì)8.5萬m3/d。2019年，該市城南污水處理廠日均進(jìn)水量3.2萬m3，大箕鋪污水處理廠日均進(jìn)水量3.3萬m3，城南系統(tǒng)污水收集率為69.9%，BOD5為86.4 mg/L；城西北污水處理廠日均進(jìn)水量2.8萬m3，城西北系統(tǒng)污水收集率為66.1%，BOD5為73.6 mg/L。城區(qū)現(xiàn)狀污水分區(qū)示意見圖1。

由于對污水處理的系統(tǒng)性、功能屬性認(rèn)識(shí)上的不足，管理體制上的碎片化，存在“重地上、輕地下”“重建設(shè)、輕管理”的做法，以及污水處理系統(tǒng)污染物收集效率不高、局部污水直排、溢流污染控制不到位，影響了污水處理系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。城區(qū)現(xiàn)有14個(gè)污水收集處理設(shè)施空白區(qū)，近20個(gè)分流制污水直排口、分流制雨污混接雨水直排口，旱天污水量約4.0萬m3/d直接排放至城市內(nèi)湖，致使城市內(nèi)湖均受到了不同程度的污染，無法達(dá)到規(guī)劃的Ⅲ類水體，2019年城市內(nèi)湖具體水質(zhì)見表1。

2 污水處理提質(zhì)增效思路

以排水管網(wǎng)排查為基礎(chǔ)，以消除城市建成區(qū)生活污水直排口，消除城中村、城鄉(xiāng)結(jié)合部生活污水收集處理設(shè)施空白區(qū)，提高生活污水集中收集效能，改善城市內(nèi)湖水環(huán)境質(zhì)量、消除黑臭水體為主要目標(biāo)，以現(xiàn)狀污水處理廠旱天進(jìn)水BOD5濃度不低于100 mg/L為具體工程目標(biāo)，按照“擠外水”“收污水”“治雨水”“強(qiáng)管理”的工作思路，提出城區(qū)污水處理提質(zhì)增效工程建設(shè)計(jì)劃，具體設(shè)計(jì)思路如圖2所示。

3 排水管道檢測與評估

進(jìn)行排水管道檢測與評估，摸清排水口上游管道缺陷類別、外來水種類、水量大小、評估缺陷等級和雨污混接情況，為管道缺陷修復(fù)和雨污混接治理提供重要依據(jù)［6］。

3.1 排水管道缺陷及混錯(cuò)接評估

采用管道潛望鏡（QV）、管道閉路電視（CCTV）的檢測方法對現(xiàn)狀管道進(jìn)行檢測，共檢測市政排水管道543.02 km，管道檢測點(diǎn)總數(shù)為34 450個(gè)，總計(jì)檢測出缺陷3 640個(gè)、雨污混接點(diǎn)831個(gè)。根據(jù)檢測結(jié)果，依據(jù)CJJ 181-2012《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》對管道進(jìn)行缺陷及混錯(cuò)接等級評估：現(xiàn)狀管道結(jié)構(gòu)、功能狀況總體較好，絕大多數(shù)混接點(diǎn)為輕度混接和中度混接。評估結(jié)果見表2～3。

3.2 外水入滲調(diào)查

本項(xiàng)目采用水量水質(zhì)平衡法估算進(jìn)入排水管道的入滲水量。依據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)的分布特征，對城區(qū)內(nèi)老舊居民小區(qū)、新居民小區(qū)、公共建筑、企事業(yè)單位等不同類型的135個(gè)源頭排水點(diǎn)進(jìn)行檢測分析，NH3-N均值為31.3 mg/L。2019年，城南、大箕鋪及城西北污水處理廠的進(jìn)水NH3-N分別為21.8 mg/L、23.4 mg/L，外水NH3-N濃度取1.5 mg/L（按Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)），根據(jù)水質(zhì)平衡法簡單估算得出，城南、城西北污水系統(tǒng)的外水量占總處理水量的比例分別約為31.9%，26.5%。在初步分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)CCTV檢測結(jié)果，對沿湖（港）敷設(shè)的截污干管進(jìn)行抽水計(jì)量法調(diào)查，湖濱路D1350 mm截污干管30 m間距的兩個(gè)檢查井之間，地下水入滲量高達(dá)150 m3/h。

調(diào)查結(jié)果表明，大量地下水入滲排水管道是導(dǎo)致污水處理廠進(jìn)水污染物濃度偏低、截污干管滿管運(yùn)行的主要原因。

4 污水處理提質(zhì)增效技術(shù)方案

4.1 “一廠一策”系統(tǒng)整治方案

管網(wǎng)排查結(jié)果表明：存在大量外水進(jìn)入污水管網(wǎng)及旱天污水直排進(jìn)入城市內(nèi)湖水系，城南污水系統(tǒng)的城南、大箕鋪污水處理廠及城西北污水系統(tǒng)的城西北污水處理廠進(jìn)水BOD5分別為86.4，73.6 mg/L，污水收集率分別為64.3%，66.1%，需圍繞服務(wù)片區(qū)管網(wǎng)制定“一廠一策”系統(tǒng)化整治方案，根據(jù)排查出的問題類型、程度，采取“截直排、改混接、治滲水、補(bǔ)空白、清管泥”等針對性措施進(jìn)行治理，使現(xiàn)有污水處理廠進(jìn)水BOD5濃度達(dá)到100 mg/L，以提高進(jìn)水污染物濃度及污水收集率。

4.1.1 城南污水系統(tǒng)總體方案

重點(diǎn)清管泥，完善管理措施，修復(fù)和更新破損程度達(dá)到三級及以上的管道；改善合流制漬澇問題，削減合流制溢流污染；結(jié)合老舊小區(qū)改造及城市更新，以排水分區(qū)為單位同步進(jìn)行管網(wǎng)整體改造；完善羅橋片區(qū)、城北新區(qū)、尹家湖片區(qū)污水支管建設(shè)，發(fā)揮已建的污水管網(wǎng)效益；對劉長席灣等多個(gè)居民點(diǎn)污水管網(wǎng)未覆蓋區(qū)域加快建設(shè)，消除生活污水收集空白；積極推進(jìn)雨污混接改造，將混接、錯(cuò)排的生活污水接入污水管，收集到城南、大箕鋪污水處理廠。

4.1.2 城西北污水系統(tǒng)總體方案

采取工程措施，修復(fù)或更新破損管道，把外水“趕出網(wǎng)”，發(fā)揮已建的污水管網(wǎng)效益；對畈口村等多個(gè)居民點(diǎn)污水管網(wǎng)未覆蓋區(qū)域加快建設(shè)，消除生活污水收集空白，結(jié)合污水量增長，擴(kuò)建城西北生活污水處理廠；工業(yè)廢水排放清退和規(guī)范管理，加強(qiáng)對接入市政管網(wǎng)的工業(yè)和生產(chǎn)經(jīng)營性企業(yè)的監(jiān)管，建立部門執(zhí)法聯(lián)動(dòng)機(jī)制和信息共享機(jī)制，依法處罰超排、偷排等違法行為。

4.1.3 具體措施

（1） 截直排。進(jìn)行污水直排口、分流制雨污混流排水口及合流制溢流排水口的改造設(shè)計(jì)，將旱天直排進(jìn)入地表水體的污水通過工程措施接入城區(qū)污水收集系統(tǒng)。共改造30個(gè)分流制污水直排口、合流制截流溢流排水口、分流制雨污混接雨水直排排水口，截留污水量達(dá)到900 m3/h。

（2） 改混接。將混接在雨水管道中的污水改接到污水管道中，將混接在污水管道中的雨水改接到雨水管道中，實(shí)現(xiàn)雨水、污水“各行其道”和“清污分流”。依據(jù)混接錯(cuò)接輕重程度，分別對各類混接錯(cuò)接點(diǎn)提出相應(yīng)改造對策與要求，有條件的地區(qū)積極推進(jìn)居民小區(qū)、公共建筑和企事業(yè)單位內(nèi)部管道混接改造，將混接、錯(cuò)接的生活污水接入市政污水管網(wǎng)。改造三級混接點(diǎn)74個(gè)，分期改造二級混接點(diǎn)413個(gè)，并將344個(gè)一級混接點(diǎn)列入下一步工作計(jì)劃。

（3） 治滲水。針對排水管道破損、斷裂等結(jié)構(gòu)性缺陷，采取工程措施進(jìn)行治理，達(dá)到對管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷的整治，封堵地下水等外水入滲和污水外滲“通道”。根據(jù)管道檢測結(jié)果，將管道分為不需要整治管道、需局部整治管道和需整體整治管道，主要采用點(diǎn)狀原位固化法及不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)法對存在管道脫節(jié)、滲漏、破裂等缺陷的管道進(jìn)行局部整治，采用熱水原位固化法及紫外光原位固化法對部分存在多處結(jié)構(gòu)性缺陷的管道進(jìn)行整體整治。共減少污水外滲量約1.4萬m3/d，占城區(qū)污水量的12.2%。

（4） 補(bǔ)空白。建設(shè)和完善污水收集系統(tǒng)，將尚未納管的企事業(yè)單位、住宅小區(qū)和沿街商鋪的污水納入污水收集管道，補(bǔ)齊短板，推進(jìn)城中村、老舊城區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部管網(wǎng)建設(shè)，消除未覆蓋空白區(qū)，實(shí)現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋。共消除城南廠分區(qū)管網(wǎng)空白區(qū)8處，總面積約2.2 km2，涉及服務(wù)人口約2 400戶居民；消除城西北廠分區(qū)管網(wǎng)空白處6處，總面積約1.3 km2，涉及服務(wù)人口約2 600戶居民。

（5） 清管泥。管道中的沉積物是構(gòu)成雨水排水口污染排放、合流排水口溢流污染物最主要的組成部分，清管泥是削減合流制溢流污染的重要措施，也是污水收集系統(tǒng)檢測、治理、修復(fù)的前提。將管道中的沉積物清除出來，還可改善污水輸送水力條件。本方案對大冶大道、城西路、東風(fēng)路等道路下排水管道進(jìn)行管泥清除，共清除管泥6 420 m3。

2021年，城南污水系統(tǒng)的城南、大箕鋪污水處理廠進(jìn)水BOD5由86.4 mg/L提高到103.6 mg/L，提高了16.6%。城西北污水系統(tǒng)的城西北污水處理廠進(jìn)水BOD5由73.6 mg/L提高到104.3 mg/L，提高了29.4%。

4.2 場站能力建設(shè)與提升方案

目前城區(qū)實(shí)際污水量為8.5萬m3/d，依據(jù)GB 50282-2016《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，根據(jù)城市綜合用水量指標(biāo)法和分類用地用水量指標(biāo)法進(jìn)行給水量預(yù)測，確定城區(qū)污水量2025年近期為9.8萬m3/d，2035年遠(yuǎn)期為19.7萬m3/d?？紤]現(xiàn)有污水處理廠及配套管網(wǎng)的實(shí)際情況，規(guī)劃擴(kuò)建現(xiàn)有污水處理廠及泵站以滿足處理能力，具體污水處理廠建設(shè)情況見表4。

各污水處理廠污泥含水率均處理至80％后，污泥送至華新水泥窯利用水泥窯進(jìn)行協(xié)同處置。

4.3 源頭提質(zhì)增效方案

4.3.1 源頭小區(qū)提質(zhì)增效方案

市政污水管網(wǎng)和廠站提質(zhì)增效實(shí)施后，同步啟動(dòng)源頭小區(qū)、企事業(yè)單位內(nèi)部管網(wǎng)混接改造，強(qiáng)化管道淤泥清疏，逐步降低雨天流入地表水體的雨季污染物量?，F(xiàn)已完成東岳街辦23個(gè)老舊小區(qū)改造，具體包括建筑立管及小區(qū)內(nèi)管網(wǎng)的錯(cuò)混接改造，覆蓋房屋數(shù)量115棟、居民3 989戶。

4.3.2 餐飲及洗車重點(diǎn)行業(yè)提質(zhì)增效方案

在餐飲企業(yè)直接排入市政管網(wǎng)的廚余垃圾中，油脂特別容易吸附于管壁四周，是導(dǎo)致管道淤堵的重要因素之一。結(jié)合薈萃北路改造工程，通過對沿線近20家飯店增設(shè)隔油池，截留大部分的油脂漂浮物并沉淀部分雜質(zhì)，減輕未入網(wǎng)污水直排水體造成的污染，緩解污水收集率低的壓力。

該市城區(qū)內(nèi)含大量洗車店，目前產(chǎn)生的廢水基本是未經(jīng)處理直排就近雨水口，洗車廢水主要含有油類污物、泥沙、洗滌劑等，是重要的水污染源之一。該市城管部門出臺(tái)相關(guān)政策，規(guī)定洗車行業(yè)廢水在沉砂池等預(yù)處理之后方可接入市政污水管，禁止洗車廢水直接排入市政雨水管。

4.4 城區(qū)水環(huán)境綜合整治方案

水環(huán)境綜合整治工程是一項(xiàng)綜合性工程，整體治理思路為“外源截減-雨污截流-環(huán)保疏浚-生態(tài)修復(fù)-水體自凈-長效管理”（圖3），以全面改善水環(huán)境質(zhì)量和恢復(fù)水生態(tài)健康。

4.4.1 面源污染治理工程

已開展共19處紅星湖截污改造工程，同時(shí)結(jié)合海綿城市理念［7］，規(guī)劃在紅星湖東側(cè)建設(shè)濕地公園，總面積16.8萬m2；尹家湖東岸的北部，建設(shè)人工濕地約6.5萬m2；三里七湖上游及港渠入口建設(shè)人工濕地，總面積20.0萬m2。共計(jì)每年可削減COD達(dá)908 t、氨氮18 t、總氮70 t、總磷2.5 t。

4.4.2 底泥治理工程

采用生態(tài)清淤的方式進(jìn)行底泥治理，擬定紅星湖湖體清淤面積為62萬m2，清淤總量為37.2萬m3；尹家湖湖體清淤面積為188萬m2，清淤量為94.0萬m3；三里七湖湖體清淤面積為221萬m2，清淤量為110.5萬m3。分別在上述內(nèi)湖周邊綠化帶內(nèi)設(shè)置底泥干化廠，占地面積分別為1萬，3.3萬，3.9萬m2，采用機(jī)械脫水方式，經(jīng)過高壓彈性板框壓濾脫水后將含水率降低至40%，壓濾水通過加藥混凝沉淀后退回各內(nèi)湖，脫水后底泥檢測合格后作為植被綠化覆土使用。

4.4.3 水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建工程

通過種植沉水植被、建設(shè)生態(tài)浮島及復(fù)氧工程來構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)，提高水環(huán)境容量，結(jié)合該市水環(huán)境現(xiàn)況，規(guī)劃紅星湖種植面積為37.2萬m2、尹家湖種植面積為75.2萬m2、三里七湖種植面積為88.4萬m2；在紅星湖重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)7 680 m2生態(tài)浮島及2處曝氣噴泉；在紅星湖葉家壩處新建1個(gè)泵站，經(jīng)水下布管，將水引入此處的磁分離旁路處理系統(tǒng)凈化設(shè)施后，再流入下方400 m的景觀生態(tài)明渠，進(jìn)一步凈化后排至青銅廣場南的小湖汊回到湖中。

5 結(jié) 語

湖北省大冶市開展了城區(qū)污水處理提質(zhì)增效工作，提出并實(shí)行“一廠一策”系統(tǒng)整治、場站能力建設(shè)提升、源頭提質(zhì)增效、水環(huán)境綜合整治等方案，有效恢復(fù)、提升和優(yōu)化污水處理系統(tǒng)的功能，推進(jìn)系統(tǒng)提質(zhì)增效，逐步實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)由“規(guī)模增長”向“質(zhì)量提升”的轉(zhuǎn)變，為推進(jìn)城市生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展提供支撐。

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