南方河网地区城镇污水收集处理难点及对策分析

2021-03-06张鸿斌

天津建设科技 2021年1期

李鹏，张鸿斌

（天津市市政工程设计研究院，天津300392）

2019年，住建部、生态环境部、发改委联合发布了《城镇污水处理提质增效三年行动方案》，提出加快补齐城镇污水收集和处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理，多地开展了污水管网提质增效行动，针对污水管道存在的问题，全面提升城市污水收集处理能力和水平。本文以广东某城镇实际情况为例，探讨南方河网地区在污水管网建设运行过程中存在的突出问题及应对措施。

1 工程概况

某城镇位于广东省中南部、珠江三角洲腹地中部平原的水网地带，属珠江三角洲河网区，境内河流纵横交错、河涌交织，外江受潮汐作用，为双流向。镇区完成了大部分主干污水管网的建设并建有1 座污水处理厂，现状处理规模2×104m3/d。

镇区面积81.3 km2，总人口17.9万，下辖8个居委会和5个村委会，包括老城区、城中村区域、连片的村居社区和新建区域。建成区城中村、老旧城区街巷狭窄、建筑密集，现状大多为合流制排水，实施雨污分流改造难度大、周期长，近期主要采用截流式合流制方式进行污水截流，远期采用分流制排水。新建区域基本按照雨污分流制要求进行排水管网建设。村居社区居民以渔业养殖为主；近期采用不完全分流制和截流式合流制相结合排水，具体根据各村居的实际情况选用，远期则采用分流制排水；分散式污水处理不纳入城镇污水处理系统。

2 主要问题

2.1 污水管网高水位运行

当地污水管网常年高水位运行，污水处理厂进水浓度偏低。建成区污水处理厂实际处理规模为2.3×104m3/d，为超负荷运行。经统计，2016—2019年平均进水COD浓度基本处于130～160 mg/L，普遍低于《城镇污水处理提质增效三年行动方案》的要求，要围绕服务片区管网制定“一厂一策”系统化整治方案。分析产生问题的原因，可能是污水管道“外来水”问题突出［1］。

1）当地地下水位高，大部分管网埋设深度低于地下水位。部分管道由于施工、管材质量或病害的原因出现损坏，地下水沿破损的管道接口或检查井渗入管道。有试验表明，无降雨情况下此部分水量可达到22%以上［2］。

2）河涌多处于感潮河段，很多雨水排口和合流排口淹没出流，这些排口大都没有防倒灌措施或是防倒灌措施失效。潮汐活动导致涨潮时河水水位升高，沿排水口回流管道，由于未实现雨污分流，这些管道与污水管道又有不同程度的连通，所以河涌水倒灌最终进入污水管道［3］。平日里污水管道高水位运行，只有河涌水位降低才能实现管道水位下降，极大降低了管道收集、输送能力，极易出现污水外溢，严重影响污水管网的正常运行和养护管理。

2.2 污染直排问题突出

居民多沿河而居，河边建筑物密集、道路狭窄且多有居民建筑侵占河涌的现象发生，涌边居民污水直接排入河涌的情况非常普遍，出于各种原因整治难度大。当地河涌密集且塘鱼养殖业发达，沿河涌多有鱼塘分布，部分居民房屋贴近鱼塘，虽然已经沿涌边道路修建了截污管道，但居民生活污水仍然直排鱼塘。见图1和图2。

图1 污水直排河涌

图2 鱼塘与河涌紧邻

鱼类的排泄物、残饵、人类粪便主要靠鱼塘消纳。高密度养殖的鱼塘内代谢产物和排放物不能被及时分解，造成水质恶化，鱼塘通过定期换水来保证养殖环境，形成周边水体富营养化［4］。有研究表明，南方河网地区养殖鱼塘及其附近河涌底泥积蓄释放的污染已相当严重［5］，造成水环境恶化。鱼塘与河涌水交换连通，鱼塘水定期外排，尤其鱼塘施工或清淤时，都会形成面源污染。见图3。

图3 鱼塘水外排河涌

2.3 管网覆盖率偏低

镇区大部分已经完成初期的污水管网建设，这些管网主要为污水干管和截污干管，在短期内保证了污水处理厂的正常运营。但是污水管网覆盖率低，导致部分村居的生活污水仍无法排入市政污水管网，部分新建区域缺乏污水接驳条件，限制了污水收集处理率的进一步提升。污水管道收集仍局限于中心镇区，外围片区仍未纳入污水收集处理系统，急需补充完善管网建设。

为了解决污水直排造成河涌污染的问题，部分村居建设了污水干管并修建了多个分散式一体化污水处理站，处理规模300～700 m3/d 不等；但管网覆盖率、污水处理能力不满足需求，污染河涌问题突出，尤其是污水支管接户工作难度大、效益低、推进困难，虽然已经修建了主管网但由于污水接户工作不彻底，导致污水处理站实际进水量过少，为控制运行维护成本而出现闲置，造成“没有水”和“外来水”问题并存。

2.4 源头雨污分流不到位

虽然部分区域已经建设了市政分流管道，意在实现雨污水的分开收集；但建筑物和小区源头分流难以短期实现。尤其城中村和农村区域民居立管、混接串接现象普遍。见图4。

图4 建筑物雨污水立管混接

3 主要对策分析

1）针对污水管网外来水以及污水处理厂进水浓度低的问题，落实管网的评估检测，根据检测结果，对串接、混接的雨污水管道进行改造，针对管道破损、病害实施修复和更新。针对感潮河段的河水倒灌问题，根据河涌水位情况确定雨水排放、合流水溢流排口的位置、高程和去向，必要时加装拍门、鸭嘴阀等止回措施；对于损坏的防倒灌设施予以修理或更新。

由于施工质量和管材质量造成的管道破损问题，要在设计、施工、验收的全过程中，对管道的材质标准、基础处理、回填方式等环节精细设计和施工，验收过程中对管道和检查井的密闭性能认真验证，对拍门等附属设施的性能严格把关。

2）针对河涌污水直排的问题，要对河涌排污口位置、污染物来源及排放量等进行摸排，分类统计各种点源污染类型，根据调查结果实施截污。对于有条件的区域，优先在道路、街巷上设置截污管道，同步实施污水管道的接户分流。对于无管线实施空间的区域，需与水利部门配合，在不影响行洪的情况下，酌情在涌边或是河涌内（底）设置截污管道。有些截污管道采用涌底包管或是涌内架管的方式，不仅影响景观，还容易发生河水与截污管连通的情况，在河涌布置截污管道应尽量与堤岸综合整治统一规划实施，实现较好的景观效果，若侵占河涌断面需进行水力断面补偿。

对由于施工面狭、高程等原因难以实施重力管道的区域，可考虑采用真空负压收集系统。真空负压管道管径小、埋深浅、主线无需检查井，施工难度小；但真空泵站系统运行能耗高，要通过综合分析建设、运行、维护成本等因素后比选确定。

针对鱼塘的面源污染，应合理确定禁养区、限养区和养殖区。结合鱼塘实际情况，进行标准化改造，完善鱼塘的循环水和进排水处理设施，支持生态沟渠、生态塘等尾水处理设施，推动养殖尾水资源化利用或达标排放，减少对河涌的水质污染。

3）有计划、分批次地进行污水管网建设，提高管网覆盖率、污水收集率并切实保障污水管道接到户。合理确定生活污水收集处理设施的布局、规模和选址，污水收集处理能力要与城市区域定位、发展状况、人口规模、环境质量要求相协调。新区建设倡导雨污分流；建成区的老城区、城中村逐步从合流制、截流式合流制向分流制过度。科学论证截流倍数，新建污水管道适当修建污染收集、调蓄设施，有效消除污水空白区。

4）尽快推进城市小区的雨污分流，通过对地形、排水现状、建筑构造等因素的分析，合理确定污水收集方式，充分利用原有合流管道，根据设计标准核算，新建独立的污水管网或雨水管网。建筑排水除屋顶雨水外，其他应视为污水。屋顶雨水应单独收集后进入雨水收集系统，着重防止设有洗衣机、洗涤池的阳台废水接入雨水管中；针对城中村、农村的房屋出户管、立管进行改造，逐户收集污水，对于农村地区卫生间污水应经化粪池处理后再接入污水管道。