排水管网系统化提质增效策略研究

陈玮 吴昌华 包波

摘要：在综合考虑开发区进水水质现状，结合对污水处理设施、污水收集管网的评估，提出了排水管网系统系统化提质增效策略。，首先应对有缺陷的管网进行系统化整治。然后，运用合适的排水管网缺陷修复技术进行管网修复。具体应优化政策，调整工业废水排放，应加强“污水零直排”建设。采用智能化软、硬件，提高智慧化监管水平，从而提高污水处理水平，提升污水处理达标率。

关键词：排水管网;提质增效;污水处理;污水零直排

为响应《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019-2021年）》污水管网全覆盖、全收集、全处理的相关要求，浙江省提出基于分析城镇污水收集处理系统现状，统筹协调，着眼长远，量力而行，尽力而为，做好顶层设计，强化系统推进，为高质量推进我省污水治理打好坚实基础[1]。因此，在城镇污水处理提质增效过程中，针对目标导向和问题导向，有必要开展区域排水管网系统化提质增效策略研究。

某开发区位于浙江省，地貌上属于丘陵盆地，地形东北高，西南低，西部为河谷平原，东北部为黄土丘陵东部沿海平原。区内雨量丰富、水资源极其丰富，形成了库区连绵带，工业企业众多，农村广泛分布。近年来，污水管网长期高位运行、污水处理厂进水污染物浓度偏低、农村污水处理终端出水水质超标等问题严重影响江北区排水管网收集效率和处理质量。

1、排水系统现状评估

1.1 污水处理设施评估

开发区污水处理厂服务范围约30平方公里，服务人口约14万人，包括三个建制镇以及工业园区。主要进水来源为生活污水以及印染废水、造纸废水、化工废水、食品废水等工业废水，生活污水约占总运行负荷30%，工业废水约占总运行负荷70%。

污水处理厂工艺流程图

工业废水的组成相对复杂，其中印染纺织类约13500吨/天、造纸类3000吨/天、乳制品类6000吨/天、其他（化工制药等）2500吨/天，且该部分污水出厂时均已经过一定程度的生化处理，污染物浓度相对较低。

现状农村污水处理终端和沿河污水处理终端主要承担临时应急处理功能，由于运行维护未同步跟进以及处理工艺等限制，实际出水水质整体较差，超过一半达不到浙江省地方标准《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB33/973-2015）二级标准要求。

根据2019～2020年污水处理厂进水浓度监测数据，污水处理厂进水浓度（以COD计）偏低，晴雨季差别明显，说明截污纳管等工程的实施将很大一部分雨水纳入污水收集系统，造成污染物稀释。通过现场踏勘和部门访谈，发现污水处理厂进水COD浓度偏度与污水管网渗漏、地表水及地下水渗入等因素也有关系。由于污水出路受阻，截污后总体污水量增加，导致渗入地下污水量增加，一定程度上加剧了水体污染。

污水处理厂2019年1月至2020年10月进水五日生化需氧量平均含量为36.56mg/L，进水B/C比仅为0.165。进水的五日生化需氧量数值可能受到进水组成、管网路程、外水稀释等原因影响，也对污水厂运营成本造成一定的压力。

1.2 污水管网系统评估

开发区基本建立了雨污分流制为主的排水系统，现状污水管道主干管长约165公里，现状污水管网系统主干管建设相对较为完善，但承担污水源头收集和输送的支管、次干管建设相对不足。

现状收集系统可分为以下几个排水分区：（1）A镇片区污水管道系统;（2）B镇片区污水管道系统;（3）工業园区污水管道系统;（4）C镇北片区污水管道系统;（5）C镇东片区污水管道系统;（6）C镇南片区污水管道系统。

现状污水管网管材以塑料管和砼管为主，90%以上为近10年新建管网，但污水管网健康状况堪忧，主要由于工程车辆碾压导致管道破损、变形，地面沉降导致管道错位、渗漏，污水管道运行养护困难导致管道淤积堵塞。

2、排水管网系统化整治策略

2.1 污水直排口和管道空白区修补

1）对近期规划拆迁暂时保留的老旧城区、城乡结合部，可结合实际需求，建设临时性污水收集或分散处理设施。

2）对于不在近期规划拆迁范围，或虽然在拆迁区域，但路网工程已经完成或基本保持不变的，宜规划建设永久性污水收集设施。

3）对已在污水收集管网敷设范围内，但尚未纳管的企事业单位、住宅小区和沿街商铺，应尽快将其生活污水纳入污水收集管网。

4）对于城市水体沿线尚未接入污水管网，且不在拆迁范围的沿河居民楼、餐饮业、商铺等排水户，应在尽快实施沿线临时截污措施的同时，加快推进永久性入户排水管道工程的实施。

5）以排口为核心，最后是分类梳理，统筹系统进行治理。

6）注意系统性，处理好截和处理的关系。

2.2 雨污分流系统改造

对于管道混接点，可采用封堵、敷设新管等方式，改变原有管道的非法连接方式，恢复雨污分流，鼓励结合海绵城市建设统筹实施。主要治理要求是：

1）对于市政污水管道接入市政雨水管道，应封堵所接入的污水管道，并将污水管改接入污水排水系统，所封堵的污水管道应填实处理;

2）对于市政雨水管道接入市政污水管道，应封堵所接入的雨水管道，并将雨水管改接入雨水排水系统，所封堵的雨水管道应填实处理;

3）对于市政合流管道接入市政雨水管道，应在核实计算的基础上，加设截流系统，或者实施雨污分流。

4）对于小区等雨水管道接入市政污水管道，应对小区所接入的雨水管道进行封堵，并将其接入市政雨水排水系统，所封堵的雨水管道应填实处理;

5）对于小区等污水管道接入市政雨水管道，应对小区所接入的污水管道进行封堵，并将其接入市政污水排水系统，所封堵的雨水管道应填实处理;

6）对于小区等合流管道接入市政雨水管道，应对小区进行雨污分流治理，分别接入市政雨水和污水管道。

2.3 工业企业分类清理与清退

1）优先搬迁集中，工业废水集中、单独处理。

2）做好顶层设计，优化产业用地布局，预留工业废水处理设施用地。

3）将现状城市建成区企业尽快搬迁到工业园区并建设集中工业废水处理设施，强化工业园区废水处理和雨水径流污染监管。

4）特定企业不能搬迁，就要依法关闭。

5）钢铁、有色金属、造纸、印染、原料药制造、化工等污染较重的企业，不能搬迁就要依法关闭。

6）其他不能搬迁企业，进行评估决定是否可以继续排放。

7）应组织有关部门开展评估，经评估认定所排放工业废水中的污染物不能被城镇污水处理厂有效处理或可能影响城镇污水处理厂出水稳定达标的，工业企业应自建污水处理设施处理达标后排放，地方生态环境部门应加强对工业企业自建污水处理设施的排放监管。

8）经评估可继续纳管的，工业企业应当依法取得排污和排水许可，地方生态环境等部门应加强对工业企业排水的日常监管。

2.4 污水管道日常清通养护

1）建立队伍是基础：有责任心、有能力的城镇排水管网专业维护队伍;鼓励企业化运行;人员配置和资金要保障。

2）市政小区统一管理是重点：避免小区小问题造成城市大问题;市政小区同一专业队伍一体管理;资金合理分摊。

3）“厂-网-河（湖）”一体运行维护机制是破解目前问题的有效措施。

4）有效整合水环境治理、污水处理厂、排水管网等各运营方利益，避免各自为政。

5）综合考虑污水处理厂进水生化需氧量（BOD）浓度提升、生活污水直排口整治、设施空白区消除的评估，建立以污染物集中收集效能和水环境质量提升为核心的绩效评价体系。

6）边界清晰、权责明确;目标合理、指标清晰;严格考核，按效付费。

2.5 污水管网缺陷修复

1）为尽量减少开挖对道路结构、交通及环境的不良影响，损坏的排水管道采用非开挖修复。

2）管道修复须确保修复后的管道满足原有的排水能力及管道疏通养护要求。

3）原则上修复等级为2级的管段（腐蚀除外）不修复或局部修复;修复等级为3级及4级以上的管段，采用整体或局部修复，对同一管段出现多处（3处及3处以上）结构性损坏的或出现腐蚀现象的，进行非开挖整体修复。

4）对于局部明显的受集中应力破坏的管道，即使管道本身結构状况较好，也进行非开挖局部修复或翻排。

管道整体修复后的管道设计使用年限不小于20年。污水管网系统提升改造技术路线如下：

3、排水管网缺陷修复技术

3.1 局部非开挖修复技术

1.不锈钢套筒法

外包止水材料的不锈钢套筒膨胀后，在原有管道和不锈钢套筒之间形成密封性的管道内衬，堵住渗漏点;主要用于脱节、渗漏等局部缺陷的修复。

2.点状原位固化法

将浸渍常温固化树脂的纤维材料固定在破损部位，注入压缩空气，使纤维材料紧紧挤压在管道内壁，经固化形成新的管道内衬;用于管道脱节、渗漏、破裂等缺陷的修复。

3.不锈钢双胀环修复法

采用环状橡胶止水密封带与不锈钢套环，在管道接口或局部损坏部位安装橡胶圈双胀环，橡胶带就位后用 2～3 道不锈钢胀环固定，达到止水目的;用于变形、错位、脱节、渗漏，且接口错位小于 3cm 等缺陷的修复，但是要求管道基础结构基本稳定、管道线形没明显变化、管道壁体坚实不酥化。

4.管道化学灌浆法

将多种化学浆液通过特定装备注入（压入）管道破损点外部的下垫面土壤和土壤空洞中，利用化学浆液的快速固化进行止水、止漏、固土、填补空洞;适用于各种类型管道内部已发现的渗漏点和破裂点的修复。

3.2 整体非开挖修复技术[2]

1.热水原位固化法

采用水压翻转方式将浸渍热固性树脂的软管置入原有管道内，加热固化后，在管道内形成新的管道内衬;用于各种结构性缺陷的修复，适用于不同几何形状的排水管道。

2.紫外光原位固化法

渍光敏树脂的软管置入原有管道内，通过紫外光照射固化，在管道内形成新的管道内衬;用于各种结构性缺陷的修复，适用于不同几何形状的排水管道。

3.螺旋缠绕法

采用机械缠绕的方法将带状型材在原有管道内形成一条新的管道内衬;用于各种结构性缺陷的修复，适用于不同几何形状的排水管道，可带水作业。

4.管片内衬法

将PVC片状型材在原有管道内拼接成一条新管道，并对新管道与原有管道之间的间隙进行填充;用于破裂、脱节、渗漏等缺陷的修复，管道形状不受限制，修复迅速、快捷。

5.短管内衬修复技术

将特制的高密度聚乙烯（HDPE）管短管在井内螺旋或承插连接，然后逐节向旧管内穿插推进，并在新旧管道的空隙间注入水泥浆固定，形成新的内衬管;用于破裂、脱节、渗漏等结构性缺陷的修复，形状不受限制，修复迅速、快捷。

6.聚合物涂层法

将高分子聚合物乳液与无机粉料构成的双组份复合型防水涂层材料，混合后均匀涂抹在原有管道内表面形成高强坚韧的防水膜内衬;用于破裂、脱节、渗漏等各种缺陷的修复。

7.胀管法

将一个锥形的胀管头装入到旧管道中，将旧管道破碎成片挤入周围土层中，与此同时，新管道在胀管头后部拉入，从而完成管道更换修复的过程;用于破裂、变形、错位、脱节等各种缺陷的修复。

3.3 检查井修复技术

1.检查井原位固化法

将浸渍热固树脂的检查井内胆装置吊入原有检查井内，加热固化后形成检查井内衬;适用于各种类型和尺寸检查井的渗漏、破裂等缺陷修复，不适用检查井整体沉降的修复。

2.检查井光固化贴片法

将浸渍有光敏树脂的片状纤维材料拼贴在原有检查井内，通过紫外光照射固化形成检查井内衬;适用范围同上。

3.检查井离心喷涂法

采用离心喷射的方法将预先配置的膏状浆液材料均匀喷涂在井壁上形成检查井内衬;适用于各种材质、形状和尺寸检查井的破裂、渗漏等各种缺陷修复，可进行多次喷涂，直到喷涂形成的内衬层达到设计厚度。

4、开发区排水管网系统化提质增效策略

1）优化政策、调整工业废水排放：针对目前工业企业的排放废水进行重点监控并分析，在政策允许的情况，优化调整排放废水的浓度，适当提高污水处理厂进水的可生化性;

2）理清排污、适当引入浓污单位：在目前管网的关键节点，做好污水流量及浓度的监测工作，根据排污清单厘清低浓度稀释的问题点，在恰当的时机适当引入排放可生化性较好的生产企业，做好污水处理厂“提质增效”工作[3];

3）做好农污、终端纳厂提高接户：根据近期农污的规划及改造要求，做好农污纳厂终端的改造工作、进一步提高农村地区的污水收集率，增加生活污水在进水组成中的比例[3]。

4）雨污分流[4]、加快建设“污水零直排”：针对目前管网建设的不足，加快推进三个城镇的生活污水纳管工作，同时推进雨污分流改造和“污水零直排”建設，挤除外水、提高进水中生活污水的比例;

5）智慧监管、搭建平台实时监测：针对目前管网信息不明、排污数据不清的情况，前期应组织开展管网排查和梳理工作，中期搭建智慧水务管理平台并对重点点位进行监测，后期通过该套系统进行实时且智能地监管，做到真正长效的“提质增效”;

6）诊断薄弱、优化处理流程：根据调整后的污水处理厂进水情况，深入分析目前污水处理厂处理流程存在的低效能点，合理调整处理流程，精准配比使用进水中的碳源，落实处理能耗的降低工作。

给排水管道系统是城市的心血管系统，污水处理厂是城市的心脏，污水管道系统能否正常有效运转，直接关系到城市水环境的健康，影响人民群众对美好生活的向往。要扭转“重地上轻地下”、“重建设轻管理”观念，切实加强城市排水管道市政基础设施更新改造维护工作。在城镇污水处理提质增效的目标指引下，针对排水管网的相关问题，补齐短板，提出开发区的排水管网系统化提质增效策略，可以为区域的排水管道系统建设起到良好的指导作用。

参考文献：

[1]陈泽森. 城镇污水处理厂提质增效措施研究 [J]. 低碳世界，2021，11（05）：28-29.

[2]涂沁. 非开挖修复技术在天河区排水管线隐患排查修复工程中的应用 [J]. 低碳世界，2021，11（03）：1-3.

[3]张莉萍. 城镇污水处理提质增效方案的主要措施分析与建议 [J]. 低碳世界，2021，11（02）：42-43.

[4]刘云帆，栗玉鸿，孔烨，郭紫波，周霞. 基于清污分流的丘陵地区城镇污水提质增效方法与实践 [J]. 中国给水排水，2021，37（08）：107-113+119.

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