四川省典型污水厂管网排查问题与对策研究

陈 杰 佟洪金 纪昱彤 史鸿乐

（四川省生态环境科学研究院 四川成都 610041）

引言

四川省目前具备配套污水收集管网5043.31km，在建管网1617.14km，各市州现有管网情况不容乐观，部分市州和区县的管网混接、老化、破损严重，影响地下水质量、造成污水厂进水浓度低从而影响处理效果、提高处理成本。城市排水管网检测排查工作是污水管网整治的基础[1]，现阶段各市的管网排查工作都在开展过程中，只有先搞清现状，理清问题，才能对症下药，顺利完成城市排水管网整治工作。

四川省岷沱江流域地处四川腹地，是四川省人口最集中、经济最发达的区域，是四川省经济中心。由于基础差、欠账多、财力弱，岷沱江片区污水处理设施配套不足，处理基础设施建设短板仍然明显。由于城镇更新改造速度快，区内许多城市生活污水处理能力已接近饱和，部分已建管网、污水井由于施工质量差、缺少运行维护等原因导致设施损坏，生活污水通过雨水管道或直接向河道排放的现象频发。

四川省省政府印发了《四川省打好环保基础设施建设攻坚战实施方案》（川府发〔2019〕4 号），主要从管网排查和定期检查制度、城市建成排水管网改造、城市污水管网建设、污水厂建设与提标改造、市政管网质量管控机制、污水接入服务与制度、工业企业排水管理、河湖水位与市政排口协调、专业运行维护管理机制等九个方面确定了工作的重点和标准。由于管网相关工作是环保基础设施的基础，在攻坚战方案中，针对管网的首要工作为管网的排查和定期检查，为后期排水管网改造和建设打下基础。

1 污水厂及管网排查现状

1.1 岷沱江流域污水厂概况

选取岷沱江流域内的55 家生活污水处理厂的主要工艺类别进行整理分析，结果如图1 所示。

其中，有29 家生活污水处理厂的处理工艺基于AAO 工艺，占全部55 家调研污水厂总比的52.7%；15家生活污水处理厂的处理工艺基于SBR 氧化沟法，占总比的27.3%；6 家生活污水处理厂的处理工艺基于CASS 工艺法，占总比10.9%；2 家采用MBR 膜法，约占3.6%；3 家BAF 生物滤池，约占5.5%。

对四川省岷沱江流域内的55 家生活污水处理厂的排放标准进行调研整理分析，结果如图2 所示。其中，有20 家生活污水处理厂的排放标准达到《四川省岷江沱江流域水污染物排放标准》（DB51/2311-2016），即出水达到地表水Ⅳ类水质标准，占全部55 家调研污水厂总比的36.4%；26 家生活污水处理厂的排放标准达到一级A 标，占总比的47.3%；9 家生活污水处理厂的排放标准为一级B 标，占总比的16.4%。

1.2 管网排查现状

岷沱江流域13 个市州的排水体制均属于混合排水体制，即既有雨污分流，也有雨污合流的管道。所有市州都开展了管网排查，部分市州还采用了不止一种排查方式。另外，有4 个市（眉山、宜宾、泸州、内江）明确表示采用聘用第三方来进行管网排查。各市州关注的内容大体一致，管网排查的主要内容按照关注市州数量由多到少排序依次为管道位置、管道走向、管道完好度、管网接口、管网堵塞和淤积。

以上信息表明，现阶段各市的管网排查工作都在开展过程中，其主要手段为开盖检查和电子探测仪，开盖检查主要是核查管道位置、走向和管道是否通畅，且只能检查检查井附近管道，效率较低但操作容易、成本低。电子探测仪为不开盖普查，其一般是配合规划进行，主要目的是确定管道的位置和走向，对接口、堵塞和管道完好度很难核实。机器人检查可完成所有管网信息的一次性核查，但是价格贵，专业性强。

1.3 进水浓度偏低成因

根据课题组调研，许多污水处理厂均存在进水浓度过低现象，岷沱江流域的阿坝州、自贡、乐山、德阳、雅安和成都等55 家污水厂进口化学需氧量浓度远低于100mg/L，部分低于《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》（DB51/2311-2016）规定的30mg/L。污水处理厂清水进清水出的现象，不但加重了污水处理厂负担，而且会影响污水厂原有的微生物处理系统的稳定性。经研究分析，进水浓度偏低的原因主要如下：

（1）部分地区生活污水排放浓度低

随着经济水平提高，城镇地区居民用水量呈不断增加趋势，一定程度导致排出的污水中污染物浓度呈下降趋势。而大量化粪池的建立，拦截了大量颗粒污染物，也降低了进水的污水浓度，使污水管网中污水浓度偏低。

（2）用水成本相对较低导致排水浓度低

我国为保障广大人民群众的基本利益，由政府顶层统筹，财政补贴了大量资金，保证大家以很低的价格用到足量自来水。但因低水价，也使得部分人群长期存在节水意识不强等不良习惯。此外，大量存在的自备水源因居民几乎不承担日常用水成本，尤其是部分地区甚至存在“长流水”现象，不良的用水习惯进一步导致排水浓度低。

（3）污水管网沉积作用会降低污水浓度

各污水处理厂建有大量污水收集管网，在污水流入污水厂的过程中，部分大颗粒污染物会在污水流速较缓慢的管段沉积在管壁上，这也会一定程度的损失污水中的污染物，导致进水浓度偏低。

（4）已建老小区雨污错接混接严重影响污水浓度

部分已建成小区，尤其是老旧小区，存在大量的雨污管网错接、混接情况，如管网高程设置与排水方向不一致，导致部分管道管段存在积水现象，形成“厌氧池”现象。此外，由于管网建设不规范导致的雨水管网和污水管网错接，使雨水管道成为排污管道，或雨水直接进入到污水管道，都会降低收集污水浓度。

（5）管道施工质量影响进水水质

大部分地区采用钢筋砼材质作为污水收集管网的主干管，施工完成后容易出现管道沉降，在各管段间连接处容易出现错位、破损等现象，导致污水流失，存在污染地下水或河水风险。如果管网建设在地下水丰富地区或者河床底、侧等位置，还容易出现地下水、河水倒灌现象，导致污水浓度大幅度降低。

2 管网排查的主要问题

2.1 管网检测目前缺乏统一部署和规划

除市州统一部署的管网检测外，各地的管网检测尚没有统一开展，现有工作主要集中在新建网管验收、小区病害管网排查、园区定期检测、海绵城市建设等，由于各类项目业主、工作重点、资金来源等方面均不相同，导致成果无法进行共享，各部门之间无有效沟通报送机制。

2.2 现有管网评估参数未能有效指导设计和施工

按照国家城市排水管道非开挖修复的技术规程[2]，管道的缺陷参数主要为结构性缺陷等级、结构性缺陷密度、管段修复指数。但实际操作中，这些参数还无法全面表达管网的实际情况，也难以全面指导下一步修复的方案制定。原因一是无法确定管网是否需要结构性修复以及结构性修复的方式；二是无法确定密度缺陷需要整体修复还是局部修复；三是无法确定是否需要开挖修复，这对管网评估和现场修复的设计和施工人员都带来了困扰。

2.3 管网结构性评估有待进一步提升

管道的结构性缺陷的类型主要分为破裂、变形、错位等三种形式。破裂是指管道的外部压力将超过管道承载能力，从而导致管道破裂，一般分为环向、纵向和复合破裂三种；变形是指管道变形，变形率是最大变形内径除以原始内径；错位是指两根管道的承插接头脱落，并且不在管上的正确位置[3]。管网结构性评估可参考市政领域的道路和桥梁评估，从混凝土强度、管周土的密实程度、保护层厚度、管壁密实程度等方面着手，解决管道剩余强度问题，进行合理的修复设计。

2.4 管网修复排查不足手段单一

目前的修复手段都有具有一定局限性，有较为明显的优缺点，没有哪种工艺能够解决所有问题[4]。针对每类不同的实际情况，管网修复的可用手段较为单一。此外，在管网的实际修复中，与普通的建设项目不同，管网修复项目相对缺乏前期工作，往往在没有勘察和设计的情况下，直接派驻施工队伍进行修复。这也需要进一步加大管网的排查检测力度，提高管网修复的科学性和精准性。

3 典型管网排查方案

3.1 排查目标及路线

采用CCTV 检测系统、QV 检测系统、声纳检测系统的方式对范围内指定的排水管网进行检测和评估，对排水管网进行病害排查，为摸清排水管网运行过程中的结构性和功能性缺陷，对排水管网健康度进行评估，制订管道养护和修复计划提供依据，可有效指导排水管网的病害治理和雨污分流设计改造、施工，制定混接改造计划提供支撑。

排查范围包括市政雨水管网系统、市政污水管网系统、居住小区、企事业单位内部的雨污水检查井和雨水排放口。实施排水管网排查时，综合运用人工调查、仪器探查、水质调查、流量调查、烟雾试验、染色试验、泵站配合等方法，查明调查区域内混接点位置、水量和水质，查明影响管道安全运行的各种缺陷[5]。

3.2 排查主要内容

（1）对没有排水管线图的区域开展排水管网测绘。

（2）对排水管网进行全线清淤。

（3）对排水管网进行雨污混接调查，对发现的雨污混接管道进行标注，并编制混接点分布图。

（4）对排水管网状况调查，进行详细的结构性和功能性缺陷全面检测，对管网的每一管段的健康度做出详细评价，对检测发现的每一个缺陷提出修复建议和养护建议。

3.3 排查主要方法

（1）人工调查

初步排查管道连接关系等基本属性的手段，人工调查须覆盖系统内所有检查井、雨水口、排水口等。

（2）仪器探查

仪器探查是指利用电视、声呐、潜望镜为主要手段实施管道探查。人工调查不能准确判断混接点位置时，应采用仪器探查再次确认。以管道运行状态为目的的排水管道排查，应根据管道内水位、管线长度等作业条件选用适当的仪器探查方法。电视检测适用于管径d≥300 的雨污水主管或管段长度大于15 米的支管、预留管检测，检测时须采取降低水位、管道清洗等必要的前期配套措施；声呐适用于无法（或难以）降水的雨污水主管检测；潜望镜适用于支管、预留管及管径d＜300、管段长度小于50 米的雨污水主管检测。

（3）水质调查和流量调查

水质调查、流量调查适用于发现混接点后定量判断混接点水质、水量，原则上每处混接点均应调查水质与流量。

（4）烟雾试验、染色试验和泵站配合

烟雾试验、染色试验和泵站配合等手段作为辅助判断管道连接关系的方法，由实施者根据现场作业条件选择使用。

4 管网排查的对策建议

4.1 多种现有手段技术结合开展排查工作

通过CCTV、QV 等管道检测技术以及工作人员现场评价，确定管道的结构修复类别，评估原有管道的承载力、流量、管段所在位置工程地质条件是否满足施工要求，结合经济技术合理性分析，筛选合适的修复手段，采用多种技术相结合的方式进行检测[6]。如可采用QV 和CCTV 互相配合进行检测。CCTV 系统能直观清晰的观察管道缺陷，是对QV 有效距离不足和拍摄能力不足的有效补充；而使用QV 系统基本可忽略污水管道内障碍物的限制，使用时不必先对管道进行清理，是对CCTV 系统使用要求的有益弥补，两者可以相互配合，互为补充。例如，当CCTV 管道机器人在管道内受阻无法前行时，如果距离管道末端已较近，就可用QV 检测剩余管段，从而避免需要进一步清理管段和将机器人取进取出[7]。又如，当某些管段水位较高且无法排水时，可采用声呐配合进行检测，从而避免无法完成检测的情况。

4.2 进一步完善现行检测评估规程及修复标准

住房和城乡建设部于2012 年12 月发布的《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ181-2012）为现行的主要参考标准，该规程虽然对闭路电视检测系统、潜望镜、声呐系统、人工检测等检测技术有独立的说明，但缺乏多种技术共同使用的说明条文。所以，各地在编制地方指导规程中可增加对应内容，给出不同技术、方法共同使用的程序和相应的评估结果。另外，由于该规程主要针对老旧的病害管网检测，缺乏针对新建管网进行检测的相关指标，但现在很多新建完成的管道仍被要求在验收前完成闭路电视检测，且在新建完成后投入使用前做CCTV 系统检测也很有必要，所以，可考虑在各地规程中对新建管网采取不同的评价指标和评分标准[8]。

4.3 建立排水管网统一信息管理系统

建议全省范围的统一排水管网系统平台，省、市、县根据各自管辖范围拥有不同权限的账号，逐步实现全省排水管网形成“一张网”，全省工作“一张图”，所有的管网信息和排查整治工作都必须将信息第一时间上传到系统[9]。在管网修复过程中，加强修复设计前的检测评估和勘察工作，进行详尽的调研工作，包括：地面、地下、管道等，根据具体情况制定合理的修复执行标准及制度。修复完成后，将排查监督工作动态更新、长期保持，由各级实行动态监督，各级主管部门负责信息的更新维护。

结语

本研究针对四川省岷沱江流域范围内典型城市污水处理厂现有排水管网，特别是老旧城区及存在污水厂进水浓度异常地区进行调研，剖析了现行管网排查规范中的主要问题，制定了典型的管网排放方案，对管网排查提出了相关建议。城市排水工作是一项艰巨、复杂、系统的工作，需要政府的支持，规划、设计、施工、维护管理部门的共同努力，也需要广大群众的共同积极参与，才用彻底解决污水直排河流和内涝问题，实质性改善城市居住环境，提升城市生活质量。