雨污分流不完全地区截污系统存在的问题及分析

中建三局水务环保有限公司（华南） 王帅，吴九汗，贺勇定，王书全，胡振锐，姚吉滔

一、背景

项目位于南海区狮山镇，其经济产业主要有汽车及零部件、高端装备制造、有色金属、光电显示、生物医药及医疗器械、智能家电、照明（新光源）、陶瓷洁具等八大主导产业，拥有世界500强设立的企业23家。工业快速发展的同时带来了人口的聚集，进一步加剧了生活污水、工业废水及生活垃圾的产生，与排水管网等配套设施长时间不匹配的存在，导致大量的污染物进入河道。

大圃水系内河涌水质不容乐观，区域内排水体制由最原始的雨污散排，随之发展成为雨污合流系统，长此以往大量污染物进入河道，导致河道水质恶化。后续开始注重污水收集处理，局部建成区建设了污水管道，但长期的合流制排水体制难以短时间内转换成雨污分流体系，尤其是村级工业园的产生也就形成了大圃水系范围内雨污分流不完全地区的特征，且差异化程度很高。主要分为以下几大类：（1）村落雨污散排区；（2）村级工业园合流排放区；（3）建成区雨污分流不完全区。

二、概况

北村水系流域是佛山市南海区最大的水系，地跨狮山、大沥、里水三镇，该区域属于南海区广佛交界的重点区域。大圃水系位于北村水系流域中南部，位于狮山镇和大沥镇的交界处，是北村水系的一个子水系，面积33.34km2。水系主要包含仙溪水库排洪渠1条主干河涌，谭边排洪渠、横岗涌2条支干河涌以及聚龙仙溪排洪渠、大布涌兴贤支涌、丹邱排洪渠等30条支毛涌。

据《狮山镇污水处理设施专项规划》，大圃水系片区内污水规划通过大沥城西污水处理厂处理，污水厂现状设计规模5.0万m3/d，近期规划规模10万m3/d，尾水排至机场涌，污水系统整体为三横一纵布局。大圃水系需要在规划整体引领的基础上，对片区排水管网系统进行梳理，拉通雨污水主干系统、打通关键堵点，完善管网配套。在项目实施配套管网建设的过程中，为了达到截污效果依然存在诸多问题。

三、存在的问题及分析

（一）污水系统不健全，存在高水位运行

大圃水系范围内产生的污水均由大沥城西污水处理厂进行处理，目前现状规模为5.0万m3/d，其中狮山镇占用规模3.25万m3/d。

由图1可知，观测点污水管管顶标高-3.03m（珠海高程），水面标高0.59-0.9m，管网水面标高位于管顶以上3.62-3.93m，平均3.72m。根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版），DN800污水管道最大充满度0.7。污水管网实际运行水位比正常运行水位偏高3.86-4.17m，平均3.96m，处于高水位运行状况。高水位运行可能导致污水溢流、倒灌等问题，使得河道水质受到影响，见图1。

图1 污水运行水位图

1.原因分析——污水处理厂规模不足

大沥城西污水处理厂目前现状规模为5.0万m3/d，大圃水系片区规划污水量6.81万m3/d，仅大圃水系片区污水量已超过现有污水厂规模。污水处理厂规模严重不足，污水管末端水位居高不下，污水处理厂没有能力处理超量污水，导致污水在管道中滞留从而抬高水位形成满管运行。片区内新建的截污管道由于污水管高水位运行导致出现管道接入难、污水倒灌、截污井溢流等问题。

2.原因分析——现状污水管线缺陷严重

大圃水系现状管网长度约35.5km，管网密度为3.45km/km2，预计新建管网53km，新增后污水管网密度8.74km/km2。污水的有效收集和处理有赖于现状管网健康运行。近年来，片区产业不断发展，建成区不断增加，但管网运行维护却未能及时跟上，现状管缺陷较为严重，主要包括渗漏、变形、淤堵、破损等。部分区域管道缺陷比例达到了35%，影响管道过水能力，抬高污水系统运行水位，导致污水溢流、渗漏污染河道，并且高水位导致新建管道无法接入等问题。

（二）超量污水致污水溢流

由于狮山镇工业发展较为迅速，仅大圃片区成规模的工业区就有10余个，小型工厂随处可见。据统计，2020年用水量1万立方米（含1万立方米）以上的非居民用水大户有64户。用水大户的排污情况是影响截污效果的关键，在当今环保行业成熟发展的阶段，“三管分流”（污水管、雨水管、工业废水管）已经成为规划的主流，但在雨污分流不完全区域开展此项工作确实存在困难。当前雨污分流依旧不完善，雨污合流长期存在，针对河道污染治理的直接手段还是沿河截污，同时应补充完善污水管网系统提供雨污分流条件。由于雨污分流不完善，三管排放不标准，企业不定期超量排水成为旱季截污井溢流的“贡献者”。

1.原因分析——大企业超量排水

大圃片区局部地区建设了分流系统，但大部分沿用原来的合流制排水习惯，多数污水沿雨水管道排放至河道，其中包括监管“漏网之鱼”—工业用水大户，工业用水大户应按照环保的要求将工业废水排入工业废水管道。由于历史遗留问题，部分厂区仍将污水排入雨水管网中，沿河截污未考虑不符合规划的工业废水排放，工业园区污水不定期超量排放使下游河流管流量超过截污量，导致污水溢流进入河道。相关河涌截污设施自2020年底完成后，分别于2021年1月、5月发生两次污水溢流情况，溢流点上游为大规模工业园区。

2.雨污合流管截污井运维难

大圃水系地处广东，雨量充沛，雨季暴雨频发，雨水的冲刷和携带杂物能力强。垃圾、杂物等通过雨水篦子进入合流管道，在晴天逐渐累积，雨天冲刷进入管道，加之生活污水夹带的垃圾进入合流管，导致大量垃圾、杂物通过管道输送到下游，进入河涌。在末端截污过程中出现垃圾堵塞或冲毁截污格栅的问题，影响截污井正常运行，使得维护频次较高。

3.原因分析——垃圾入管

沿河截污井内部设置格栅，主要是为了防止垃圾进入截污管道对污水系统造成影响，但由于管道垃圾多，暴雨量大，冲击负荷高，一旦垃圾过量会有冲毁格栅的风险。垃圾来源主要有道路散落垃圾、树叶、垃圾堆放点、生活污水夹带、人为倾倒等。由于合流管道覆盖区域大，雨水篦子多，垃圾汇入点较广，汇入下游的大量垃圾堵塞格栅增大了格栅损坏的风险。

四、解决思路

（一）管网系统分析

1.水厂扩容增效

现状城西污水处理厂现状规模5万m3/d。根据污水分区内污水量预测，确定城西污水厂近期2020年10万m3/d，其中狮山镇占比为6.5万m3/d，远期2025规模为18万m3/d，其中狮山镇占比为11.7万m3/d。针对目前大圃片区的水量测算污水排放量已达到6.18m3/d，远高于现状规模3.25m3/d，继续维持现状规模无法满足片区排水需求，存在污水处理能力不足问题。需要尽快开展污水厂扩建，增加污水处理能力，确保污水处理能力与污水处理需求相配备，为污水管网运行水位降低创造基本条件，实现健全污水系统的第一步。经过多次与当地主管部门反馈污水厂规模不足问题，污水厂扩建也逐渐提上日程，计划扩建规模至10m3/d，狮山镇占比为6.5万m3/d，以满足大圃片区排污需求。

2.联动强化运维

排水系统结构稳固和功能保障是排水安全的重要保证。现状管道存在功能性缺陷和结构性缺陷，也会影响管道的收水和输水功能。因此，在项目建设阶段应加强质量控制，保证新建管道正常通水，同时在建设过程中遇到现状管道的异常问题及时与管道运营单位反馈，通过多方联动，针对性地解决管道问题。此外，还应增加巡查养护频次，消除管道功能性缺陷和结构性缺陷，恢复管道收水和输水功能，消除管道缺陷性高水位运行现象，降低溢流风险。在项目实施过程中遇到管道堵塞使上游管道水位升高的情况，导致部分截污井出现溢流现象，通过与运管单位积极沟通，相互配合及时找到管道堵点。开展多方联动排查，强化运维机制，实现精准运维，解决了部分高水位运行问题，消除了污水溢流风险，见图2。

图2 管道缺陷前后溢流对比

（二）重点企业管控

合流管道具有排污隐蔽性，监管部门需要重点关注用水大户的排污情况。一方面，用水大户排水量大，对合流管道的截污设施冲击很大，加快雨污分流工作，专管专用，减少污水溢流污染河道。另一方面，在现状合流排水体制下需要加强监管，杜绝非法污水排放对污水处理厂及河道造成影响。项目实施过程中可与环保部门协作开展监管工作，过程中发现排水突发事件及时反馈给环保部门进行执法监督，通过自主接驳和督促整改等方式解决污水溢流和偷排现象，共同保障河道水质。

（三）源头垃圾减量

由于雨污分流改造不够彻底，末端截污短期内将作为主要截污手段，对于截污井运行维护的问题需要从源头进行减量控制。结合“美丽乡村建设”完善区域内垃圾收集系统，增设垃圾收集点，做到垃圾收集全覆盖，加强垃圾收集点的维护，避免垃圾收集点成为新污染源。加强路面环卫工作，减少垃圾、树叶进入管道。加大宣传力度，使居民树立环保意识，减少散排垃圾。同时提高化粪池的使用，做到“一户一池”，最大限度地减少生活污水中的固体垃圾。从源头上控制垃圾入管，降低管道堵塞风险，缓解下游截污井的负担，提高截污效率，保证污水有效收集。

五、结语

各个地区城市发展进程各有不同，但在雨污分流不完全地区的截污系统都存在类似问题，沿河截污只是短期内的“应急手段”，真正能高效收集污水的解决措施是实现雨污分流，分流彻底后末端截污井可以不再使用，杜绝污水溢流和污水倒灌的发生。为了河道水质的提升分阶段的工作是有必要的，通过管网系统分析、重点企业管控、强化日常运维、源头垃圾减量等针对性逐步减少污染源，为雨污分流工作提供缓冲时间，最终达到污水系统高效畅通，水环境长治久清的目标。