雨污混接调查在上海市崇明地区的实践

高剑

（上海优佰思环境科技有限公司，上海市　200231）

雨污混接调查在上海市崇明地区的实践

高剑

（上海优佰思环境科技有限公司，上海市200231）

首先，介绍了雨污混接调查在上海市崇明地区的应用情况。接着，通过查明水量异常的原因，为后续改造提供了重要基础，也可为同类情况提供参考。

排水管网；雨污混接；CCTV检测；流量测定；CODcr浓度

0　引言

崇明城桥镇自上世纪80年代起开始建设排水管网，管龄最长已超过30 a，早期建设的管道采用混凝土管材，基本上都是雨、污合流管。近年来，随着城桥镇人口数量的增加，用水量与污水量都明显增长，城桥污水处理厂的建造解决了污水排江污染水体的问题，与此同时，区域内新增的管网也开始执行雨污分流制。

但是，自运行以来，崇明县城桥污水处理厂收集的污水量与用水量相比偏大，污水COD浓度偏淡，不明来路的外来水导致城桥污水处理厂污水处理能力过饱和，而污水中有机物的不足又导致好氧细菌缺乏足够的营养而影响生长，严重影响着污水厂的正常运转。

涉及区域包括崇明县城桥镇老城区、新城区和工业区三部分（见图1），其中城桥镇老城区共有管网71 km，新城区管网21.2 km，崇明工业区管网24 km，共计排水管道116.2 km。其中，工业园区和新城区已基本实现雨污分流体制，而老城区由于发展建设较早，区域内管网大部分未实行雨污分流，而是由合流管网统一收集。

雨水管网遵循就近排入河道的原则，主要分布于老城区东北一侧，工业园区和新城区，污水和合流管网收集水体后统一汇入污水处理厂处理后排放。而合流管网所处的老城区用户集中，水量大，其雨水汇水面积也大，在旱季，合流污水通过污水总管进入污水处理厂；在雨季，暴雨时东门泵站、西门泵站两个防汛泵站可将合流管内雨污水部分放江，以缓解防汛压力。

1　技术路线

根据城桥污水处理厂进厂水量偏大，污水CODcr浓度偏低的现状，经前期分析和检测施工过程可确定问题为外来水源的侵入。现分析如下：

（1）项目范围内的地下水位偏高，污水收集管网本身的结构性缺陷而导致地下水渗入。

（2）分流制区域的雨污混接所造成的部分雨水进入污水管网，河道附近的混接还可造成高潮时段河水逆流经过雨水管进入污水管网。

（3）合流制区域所收集的雨水，主要是其中未经截留而进入污水处理厂的水量。

城桥城区的排水系统并不单一，而且河道众多，其管径、埋深、流量等差距很大，这就需要采用各种不同的管道检测技术，从而对城区的排水管网检测达到全覆盖。由以上分析，结合管网实际特点，项目组确定了以下技术路线（见图2）。

2　调查结果

2.1东引路877弄中瀛建德苑混接点

2.1.1混接情况说明

（1）该路段雨水管的水流方向是自北向南，排入河道。

图2　技术路线示意图

（2）雨污混接管段为污水主管连入小区，而后至道路雨水主管网。

（3）东引路/高岛路口处相邻的雨污水井井内液面至路面高度均为1.7 m；南面靠近河道相邻的雨污水井井内液面至路面高度均为2.3 m，且与雨水入河口和河道水位持平。

该路段所属的污水泵站日常开泵时间为1 h；东引路/高岛路口的雨水井和污水井均为四通井，且与河道相通；测试开始前管道内雨水自北向南重力流排放至河道，且水位与污水管内水位持平。

2.1.2测试方法及过程

（1）使用流量计置于监测点的管道内，可以监测到正常水流状态下的流速和流量。

（2）模拟泵站日常工作状态，开启污水提升泵站约75 min，雨水管内流速逐渐减小，直至逆流，做好流速和流量的监测工作。

（3）随着泵站的运行和停止，逆流速度逐渐增大，而后趋缓，做好监测工作。

根据流量计采集到的瞬时流速和流量（每分钟一次），将数据汇总，分别绘制成流量和流速随时间的变化曲线。图3为现场调查之实景。

图3　施工人员现场调查之实景

根据采集的瞬时流量和流速，泵站运行时段内雨水逆流的总量约为400 t。

2.2崇明中学混接点

2.2.1混接情况说明

（1）东引路污水井DYLW48经崇明中学内部管网，与高岛路雨水管网连通。

（2）高岛路雨水通过东引路雨水，最终向南与河道相连。

（3）此情况为崇明中学内部管网混接，学校内部管网连接情况及具体混接点位置不详。

2.2.2测试方法及过程

依据对崇明中学混接点的现场调查，还进行了泵站配合条件下的流量监测，具体操作如下：

（1）将流量计置于监测点，调试好设备可查看管内瞬时水流状态。

（2）泵站配合，于下午13:00-17:00开启，记录实时水流数据。

（3)整理记录的流速和流量数据。

根据流量计采集到的瞬时流速和流量（每分钟一次），将数据汇总，分别绘制成流量和流速随时间的变化曲线。

在泵站运行时间段内，管内流速和瞬时流量变化不大，且可得流量的平均值为210 m3/h。泵站正常运行时，每日开启1 h，即说明了崇明中学混接点的日混接量为210 t/d。

2.3降雨对合流管污水浓度的影响

老城区大部分为合流管，不仅收集范围内的生活污水和工业废水，雨水也同时进入，而后经由泵站，部分放江，其余进入了污水处理厂。

根据管线测绘成果，可以看出合流管分部区域较大：西起三沙洪路，东至湄洲路（玉环路以南），北面至利民路，整个合流区域面积约2 km2。范围内管网收集的污水都经由东门与西门两个泵站连入污水干管，在泵站不运行时段则直接汇入污水处理厂。东门泵站和西门泵站均为防汛泵站，只有在遭遇大到暴雨的情况下才会运行进行部分放江处理，由于时间短水量有限，因此这部分放江水量暂不作考虑。

初步认为，有大量的降水经过路面汇流进入老城区的合流管网，这部分水一直停留在排水管网系统中，最终绝大部分进入了污水处理厂。

2.4污水主管的联合监测

2.4.1污水主管上游（鼓浪屿路湄州河桥以北）管段以cctv为主

通过CCTV检测，这部分管网共发现一处2级坝头，两处2级渗漏，一处4级渗漏，无其他重大管道缺陷。其中，崇明大道老滧河倒虹、崇明新城公园路面改造段和鼓浪屿路过河长管为在电视检测范围内。

2.4.2污水主管中下游管段以流量和浓度对比为主

2.4.2.1流量监测

城桥污水处理厂的进水可分为3个部分，分别为工业园区范围内来水、西门泵站服务范围内来水和鳌山泵站的出水。因此，在这部分管网选取关键节点于12月18日18时至19时进行了流量监测，管内水流稳定的相同时间段内，各监测点相同时间段内各点的数据变化幅度不大，可以认为该时间段内管内水流稳定，监测数据有效。各测点的详细数据如表1所列。

表1　各测点流量监测表

依据流量监测的数据结果，依据水量平衡的原理可以从以下两个方面进行数据的计算分析：

（1）污水厂进水量=工业园区水量+西门泵站下游水量=112 m3+1230 m3=1 342 m3

（2）污水厂进水量=工业园区水量+西门泵站范围进水量+鳌山泵站出水量=112 m3+(1 230 m3-782 m3)+780 m3=1 340 m3

（3）实测污水处理厂进水量=1 308 m3

由以上监测数据可以看出，从以上两个角度计算出的污水处理厂进水总量均与实测数据相吻合（误差不超过3%），污水总管中下游管段水量正常，这就说明了这部分管网无重大外来水源。

2.4.2.2 COD浓度分析

结合流量计监测情况，依据管网分布选取节点采集水样并做了进一步的COD浓度测定与分析，以更进一步了解管网现状。采集点测试数据及位置说明见表2所列。

表2　各采集点COD浓度测试表

为更好地分析这部分管网现状，根据以上测试数据，结合上一节污水总管（鳌山泵站—污水厂）流量监测结果，可以引进一个“水量影响”的概念，即：在管网汇流处，上游管网内水体的COD浓度对下游管网COD的影响程度与其汇入下游管网的水量成正比，依据这个概念可以将上列COD测试数据以数学公式计算如下：

（1）污水厂入口COD=西门泵站下游COD×该点水量影响+工业园区污水出口COD×该点水量影响

因此：污水厂处理入口实测COD150 mg/L，与计算结果144 mg/L基本吻合，说明污水总管（西门泵站—污水厂）无重大外来水源。

（2）相同方法计算西门泵站上下游的COD浓度变化如下：

西门泵站下游COD=西门泵站入口COD×影响因子1+西门泵站上游COD×影响因子

因此：西门泵站下游实测COD122 mg/L，与计算结果130 mg/L基本吻合，说明污水总管（鳌山泵站—西门泵站）无重大外来水源。

污水总管中下游（鳌山泵站下游）总体运行正常。

2.5 COD浓度对比

2.5.1崇明大道过河倒虹管的COD浓度对比

崇明大道两段倒虹管两端所采集水样的COD浓度分别为100∶87和91∶81，可以看出倒虹两侧的浓度相对比较接近，可以认为崇明大道的这两段倒虹管运行正常。

2.5.2鼓浪屿路过河长管的COD浓度对比

在鼓浪屿路（一江山路以南）存在两段过河管道，管长均超过100 m，经两端采集水样进行的测定，其COD浓度为86∶96，结果比较接近，且河道北侧其余污水管网均已经过CCTV检测，因此可以认为鼓浪屿路两段过河长管运行正常。

2.5.3湄洲泵站进出水管的COD浓度对比

湄州泵站共计有3根进水管和1根出水管，由于其中 1根进水管服务范围内并无主要用户接入，水量十分有限，因此此次将其余进出水管进行了COD浓度的对比。经采样测定其进水管浓度为141和71，出水管浓度为120，为正常变化，可以认为湄洲泵站运行正常。

3　结论汇总

为了解决崇明县城桥污水处理厂收集的污水量与用水量相比偏大，污水浓度偏淡，不明来路的外来水源导致城桥污水处理厂污水浓度过饱和，通过雨污混接调查的全部工作，应用了管道检测、流量检测、COD浓度测试、管道测绘等技术，予以综合分析。其结论有两点。

3.1地下水渗入

在崇明城桥镇的排水管网检测与评估中，共发现整个管网系统的明显渗漏点138处，其中最终进入污水厂的渗漏点为116处，管段总长3 150 m。

3.2雨水及河水接入污水

在检测过程中，共发现东引路877弄和崇明中学的两处雨污混接点。

以上两方面的情况造成的非污水总水量约为4 000 t/d。此外，根据历史降雨量分析得出合流管网收集的雨水量约为2 000 t/d。通过对排水管网的雨污混接调查工作，基本达到预期目的。

4　效益分析

通过上述工作，针对两处混接点的状况，主管部门根据调查结果落实了改造方案。通过调查，对管网系统的结构性问题也提出了改造建议。两方面的改造工作逐步落实，给崇明城桥镇地区的排水管网运行带来了重要的安全保障。

通过对混接点的改造，城桥污水处理厂进厂水量偏大，污水CODcr浓度偏低的问题基本得到解决。调查前，每年约千万元的运行维修费用，投入到大量的地下水、雨水等处理中，浪费资源。调查完成并通过改造，降低了污水处理厂及沿途泵站大量运行成本，同时解决了污水对河道的污染，促进了地区的生态环保发展，避免了生态持续污染，从而居民对生活环境满意度提高。

根据调查过程中发现的管网系统结构性缺陷，于后期投资了约400万元进行了管道的非开挖修复，分阶段完成，把急需处理的管道进行了修复工作，恢复了管道的完整功能，避免“拉链式”道路重现。同时主管部门根据调查结果针对管网提出了有效的管理养护和维护方案，逐步推进，提前解决管道问题，道路积水、路面坍塌、污水冒溢、河道污染等问题也得到大大的缓解。由于地下排水问题引起各地出现的“看海”现象，也未出现。

通过本文的介绍，希望对类似的工作能带来参考。

TU992

B

1009-7716（2016）10-0092-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.028

2016-05-24

高剑（1985-），男，上海人，工程师，从事工程测绘和GIS系统，以及给排水工程与排水管道检测维修、技术研究工作。