广州市城镇污水处理系统提质增效工作方案浅析

姚娟

（广州市水务工程技术中心，广东 广州 510000）

1 引言

2015 年国务院正式发布《水污染防治行动计划》，广州市结合实际情况，通过一系列措施基本消除了黑臭水体，伴随而来的是城镇污水处理厂污水处理量持续增长，但进水浓度却呈现不断下降的趋势，为了进一步提高污水处理厂进水水质，广州市又出台了一系列政策推进城镇污水处理系统提质增效。

2 城镇污水处理系统存在的问题及原因分析

随着《广州市黑臭河涌整治工作任务书》《广州市实施＜南粤水更清行动计划＞工作方案》《广州市水污染防治行动计划实施方案》等政策方案的实施，2017年下半年广州市各项新建截污工程完工通水，区域内管网基本完善，收水量大幅增加［1］，部分黑臭河涌通过整治实现了不黑不臭。但随着收水量的增加，污水处理系统出现了一些问题，如管网污水水质浓度低、管网水位变高、雨天污水溢流、内涝等。系统摸查分析上述问题出现的主要原因并归纳如下。

2.1 排水体制

广州市排水体制一直是以合流制为主，随着经济迅速发展，人民对环境质量的要求越来越高，截流式合流制和分流制被逐渐运用到城市建设中，导致广州市排水体制呈现出合流制和分流制并存的现象。

2.1.1 合流制

合流制是将城市生活污水、工业废水和雨水全部送往污水厂进行处理，然后再排放，管径设计较大。雨量少时，可以控制和防止水体污染；降雨强度大或历时过长时，下游管网水位较高和污水处理厂处理能力的限制，会导致部分雨污水混合后直接排入水体，造成水体污染，同时也会导致污水厂进水水质浓度偏低。

采用截流式合流制时截流管管径的设计通常考虑旱季雨水量及截流倍数，按满流重力流确定截流管管径［2］。降雨时，截流管管内水位迅速升高，截流管处于压力流状态，使截流管流量和流速显著增大，截流系统超负荷运行［2］，导致上游部分区域出现内涝，下游截流点合流污水溢流。

截流系统多在河涌边设置排口，广州市水系属于潮汐河流，在涨潮时，会出现河水倒灌至截流井的情况。部分排口通常设有拍门防倒灌，但效果不佳，检测数据显示，河涌边截流井低于上游截流管管内水质浓度，说明截流井处存在河涌水倒灌现象（见图1）。河水倒灌大大加重了污水处理厂和管网的运行负担，降低了污水处理厂的处理效率［3］。

图1 河涌边截流井河水倒灌照片

2.1.2 分流制

分流制不受雨水水量、水质变化限制，只用于处理污染最严重、水质水量较稳定的生活污水，但由于存在错混接，雨季时雨水进入污水系统等问题，使污水处理厂进水水质浓度降低，同时也会出现污水进入雨水系统，污染河涌。

两种排水体制交织并存的问题，在雨季对污水处理厂污水水质浓度影响最大。如上游区域为分流制，收集到的污水会被下游截流井内的雨水不断混合、稀释，导致污水处理厂内的进水水质浓度降低。广州市雨季较长，污水处理厂的进水水质浓度在雨季明显低于旱季，导致污水厂运行能耗较高。如广州市番禺区某污水处理厂旱季BOD5进水水质浓度平均为123 mg/L，雨季BOD5进水水质浓度平均为91 mg/L。

2.2 管网质量

城镇建设时序不一，采用的排水管网管材不一致，而且质量参差不齐、施工质量差、养护维修不及时等问题，会导致排水管道塌陷、破损、错位等各种结构性缺陷（见图2）。如番禺区某流域在管网检测时发现管网结构性缺陷占比15.7%左右，该片区污水总量约7 万t/d，但该片区泵站处理量仅有2 万t/d，有近5 万t/d 的污水不知去向，且该泵站进水COD浓度仅有63 mg/L。可见该片区管网缺陷导致污水外渗溢流、外水进入污水系统、污水处理厂收不到污水、进水水质浓度低等问题。

图2 管网塌陷的照片

2.3 污水性质

目前进入污水处理厂的污水除了生活污水外还有工业废水，但工业废水浓度差异较大。如番禺区大型用水户排水浓度检测显示，某食品工业有限公司出水COD 浓度为2 150 mg/L，某纤维素综合厂出水COD 浓度仅为12 mg/L。由于排水监督不严，这些工业废水未经处理均直接排入了市政污水管网。图3为番禺区某污水井照片。

图3 广州市番禺区某污水井照片

综上所述，排水体制不适宜、排水管网质量差、收集的污水性质不稳定等因素，导致污水处理厂进水水质浓度低、管网水位变高、雨天污水溢流、内涝等问题。

3 城镇污水处理厂提质增效的措施

为进一步巩固黑臭水体治理成效，实现污水系统提质增效、河涌水系长治久清，广州市先后出台《广州市全面剿灭黑臭水体作战方案（2018—2020年）》、《广州市城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021 年）》、《广州市总河长令》（第4 号）、《广州市总河长令》（第9 号）、《广州市全面攻坚排水单元达标工作方案》等相关文件，明确了治水思路为“溯源截污、污涝同治、系统治理”，通过合流渠箱改造、市政管网雨污分流改造和排水单元达标改造、管网修复和加强排水户的监管管理等措施，推进城镇污水处理系统提质增效［4］。

3.1 排水体制

3.1.1 合流渠箱清污分流

由于历史原因，广州市存在众多由自然河道、排洪沟渠被覆盖形成的合流渠箱，因此合流渠箱防渗性能比较差。在旱季大量河涌水、地下水、山水通过渠箱进入污水系统，挤占污水空间，不利于污水处理系统提质增效；在雨季易形成城市内涝，造成河涌黑臭现象反复。广州市约有443 条合流渠箱，严重制约了广州市水环境治理，因此，推进合流渠箱清污分流改造是广州市全面实现黑臭水体“长治久清”的迫切需要，是污水系统提质增效的关键环节。广州市于2020 年发布《广州市总河长令》（第9 号）和《广州市合流渠箱清污分流改造目标及责任体系》，要求2023 年底前完成全市443 条合流渠箱雨污分流改造工作。

3.1.2 雨污分流制

2016 年广州中心城区的雨污分流区域占比不足28%，为实现片区雨污分流，2017 年广州市总河长令要求排水单元达标改造和排水单元配套公共管网建设要“总体设计、分步实施”。在全市范围内开展排水单元达标攻坚工作，建立健全排水单元设施日常管养长效机制，从源头实现雨污分流［5］。至2020年11 月30 日，全市排水单元雨污分流面积492 km2，完成比例为65%。

3.2 管网修复

广州市针对排水管网缺陷先后制定了《广州市三年治水行动计划（2017—2019 年）》《广州市全面剿灭黑臭水体作战方案（2018—2020 年）》等，对公共排水管网进行全面摸查，针对存在的错混接、淤塞、塌陷、错位、外水渗入等各类缺陷隐患，通过大中修、更新改造等方式进行彻底修复，并制定了一系列管理条例加强排水管网的日常管养。

3.3 加强排水户的管理

《广州市城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021 年）》中提出规范工业企业及工业聚集区生产废水排污管理的要求，接入现状市政污水系统的工业企业污水的水质应满足GB/T 31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》，同时制定了《广州市排水户分类分级管理办法》，规定所有排水用户均应依法办理相关排水手续。

4 成效

截至2020 年12 月31 日，广州市已有20 条合流渠箱完成清污分流改造，雨污分流区域达65%，列入国家监管平台的147 条黑臭河涌已经消除黑臭。管网修复和排水户的管理也在逐步推进中，“污水入厂、清水入河”已初见成效。如白云区某污水处理厂2015 年污水处理量为9.54 万t/d，2018 年污水处理量为15.15 万t/d，BOD 进水浓度由105 mg/L 降至93.7 mg/L，到2020 年污水处理量增加至28.5 万t/d，BOD 进水浓度提升至99.3 mg/L。

为了进一步巩固治理成效和继续提质增效，建议相关部门一是深入推进雨（清）污分流排水工程建设，加强对雨（清）污合流改造工程的排查整治，以真正实现雨（清）污分流；二是加强对污水管网的日常维护疏通，确保将污水畅通无阻地输送到污水处理厂；三是加强对排水户的管理，确保真正的污水得到收集。