排水管网排查中水质检测的实践与作用——以柳州市某污水分区为例

景 哲，吴岩杰，孙晓博，李 彤

（中规院（北京）规划设计有限公司生态与市政基础设施规划设计院，北京 100044）

近年来，随着城市黑臭水体治理、污水处理提质增效等工作的推进，城市地下排水管网存在的问题越来越凸显，并逐步得到重视，全国各地逐步开展排水管网整治工作。排水管网排查是排水管网整治工作的基础，只有摸清排水管网及设施底数，以关键问题、影响大的问题为突破口，先重点，后全面，对症下药，才能高效完成排水管网整治，使污水处理提质增效工作快速见效[1]。城市排水管网位于地下且分布广，管网排查过程中，部分管段需要封堵、清淤、停水、导排水等，对城市居民正常生活有一定影响，且成本也高[2]。因此，可通过排水管网关键节点的水质检测，分析排水管网重大问题的分布区域，以求在节约时间、成本的前提下实现精准排查[3]，为污水处理提质增效方案制定提供科学支撑。

1 污水分区概况

柳州市龙泉山污水分区位于柳江以南，总面积为102.97 km2，合流制区域面积约占74%，污水全部收集至分区东南部的龙泉山污水处理厂处理，根据2016年柳州市管线普查数据，分区内排水管网总长约为793 km。龙泉山污水处理厂设计规模为35万t/d，2020年龙泉山污水分区常住人口约为822 126人，龙泉山污水处理厂日处理水量约为30.13万t，进水的年平均五日生化需氧量（BOD5）浓度约为64.36 mg/L，分区城市生活污水集中收集率约为52.41%，污水处理厂进水浓度及城市生活污水集中收集率均偏低。

2 水质检测方案

结合龙泉山污水分区管网分布，选取污水主管接入干管节点下游点位或主要污水提升泵站释放口下游点位12处，作为管网关键节点，具体分布如图1所示，分析排水管网内污水水质沿程变化。同时，选取不同建设年代的源头小区3个，分别对化粪池前、化粪池后、小区汇入市政管网前污水采样，分析源头小区污染物排放特征。

图1 龙泉山污水分区管网关键节点水质检测点位分布概化图

水质检测指标主要有化学需氧量（CODCr）、BOD5、氨氮（NH3-N）和酸碱度（pH）等。检测时间距离区域上一次降水72 h以上，且采样期间区域无降水，减少降雨对管网内污水水质的影响。其中，排水管网关键节点连续检测3 d，一天内的用水高峰期（19:00—22:00）及低峰期（01:00—03:00）各检测1次；源头小区节点检测1 d，每个点位在用水高峰期检测3次，每次间隔30 min。

3 检测结果

2021年8月1日至3日，对选取的管网关键节点及源头小区节点进行现场采样，并对水质进行检测分析。

排水主干管网关键节点污水BOD5平均浓度为44.22 mg/L，污染物浓度总体较低。其中，莲花干渠截污管进入龙泉山污水处理厂前点位污水污染物浓度最低。沿柳江截污干管分布的河西泵站前、竹鹅溪泵站后、河南截污管（水南泵站截污管汇入后）等点位污水污染物浓度总体上低于其他点位。竹鹅溪截污干管（康华小区干渠汇入前）至龙泉山污水处理厂约13 km的干管内，污水污染物浓度下降趋势明显，起端至末端CODCr、BOD5、NH3-N分别下降43%、30%、66%。竹鹅溪截污干管（冷柜厂干渠汇入后）至竹鹅溪泵站的截污干管有可能受沿柳江截污干管上游污染物浓度较低的污水影响，CODCr、BOD5、NH3-N分别下降31%、27%、37%；竹鹅溪泵站至河南截污管（水南泵站截污管汇入后）的沿柳江截污干管在水南泵站以上片区污染物浓度较高的污水汇入时，CODCr、BOD5分别下降13%、20%。而截污干管自河南截污管点位沿柳江进入城市建成区后，污水污染物浓度又有所升高。具体水质检测结果如图2所示。

图2 龙泉山污水分区管网关键节点水质沿程变化

源头小区污水汇入市政管网前，节点污水污染物浓度同样较低。完成采样的2个小区汇入市政管网前污水BOD5浓度分别为59.50 mg/L和61.50 mg/L。按照《第二次全国污染源普查生活污染源产排污系数手册（试用版）》计算，柳州属于第五区较发达城市，BOD5人均产污系数平均值为116 mg/L（计算折污系数后），实测数据远低于理论水平。完成采样的3个小区化粪池前污水BOD5浓度均低于化粪池后，与化粪池对污水BOD5具有显著去除效果的相关研究[4]相左。具体水质检测结果如图3所示。

图3 源头小区不同节点的污水BOD5浓度比较图

根据水质检测结果，初步判断沿江截污干管可能存在江、河水倒灌现象，造成污水管网系统存在外水侵入问题。源头小区内部管网可能存在破裂、渗漏等问题，造成小区汇入市政管网前污水污染物浓度偏低。同时，小区化粪池清掏不及时，可能造成化粪池后污水污染物浓度大于化粪池前。

4 基于检测结果的排查方案优化

鉴于排水管网的隐蔽性，龙泉山污水分区排水管网排查主要运用的管网检测手段包括管道潜望镜（QV）、闭路电视检测（CCTV）、声呐检测（SI）等。其中，CCTV与SI价格约为QV的3倍，因此，本污水分区排水管网排查以QV为主，重点区域及QV无法检测管段辅助以CCTV或SI。

根据水质检测结果，按照问题的严重性，优先开展市政排水管网排查，之后进行源头小区内部排水管网排查。其中，市政排水管网排查按照先干管再支管的顺序，并以主干管网内污水污染物浓度最低及沿程变化最大的莲花干渠和竹鹅溪截污干管（冷柜厂干渠汇入后）至河南截污管（水南泵站截污管汇入后）段的收水范围为重点排查区域，优先开展管网排查工作。

5 排查结果印证

根据龙泉山污水分区市政排水管网排查结果，沿河、沿江截污干管存在大量江河水倒灌问题，其中，竹鹅溪常水位高于截污干管溢流口，而竹鹅溪截污干管（冷柜厂干渠汇入后）至竹鹅溪泵站段截污干管中大量溢流口拍门密封不严，导致大量河水倒灌到截污干管；沿柳江截污干管的截流深井及其进水管长期处于满流状态，且由于排水管渠埋深较大，明知部分管道破损或渗漏十分严重，目前还难以找到合适的施工方法对其进行补漏或者更换[5]。经统计，莲花干渠收水范围内管网缺陷密度约为55个/km，远大于整个污水分区的23个/km。排查结果表明，通过水质检测筛选的重点排查管段和区域正是排水管网问题较为集中的需要尽快开展管网整治的区域。

6 结语

排水管网排查是开展城市黑臭水体整治、污水处理提质增效等工作的基础。以排水管网关键节点污水水质分析为基础，研究并制定排水管网排查方案具有十分重要的现实意义。通过分析排水管网关键节点污水水质的沿程变化，可判断出管网的重大问题，筛选出需要重点排查的区域，有效节约排水管网排查的时间与成本。各地可以采用“边排查、边建档、边整改”的方式开展排水管网整治，按照先易后难、先主后次的原则开展污水处理提质增效工作。在未来此类项目的实践中，可增加检测点位布设密度，有条件的情况下可同时监测各节点污水传输流量，作为管网问题分析的基础。