城镇污水处理系统提质增效主要问题分析及对策
2023-01-31周家英
周家英
(中恩工程技术有限公司,广东广州 510640)
1 城镇污水系统现状
近几年,我国加大了城镇污水处理系统的建设力度,目前已基本落实了城镇污水处理提质增效三年行动方案的目标。但不可否认,仍存在排水管网不健全、不完善、管网质量差等导致收集效能低、污水厂进水浓度偏低的问题[1]。
第一,区域内公共管网系统有待完善。局部建成区域缺少污水收集支管,存在管网覆盖空白。
第二,存在大量的外水进入污水系统。流域内河水、山水、灌溉水、地下水、政策性外水等外水通过末端截流等方式进入污水管网,导致进厂污水量浓度较低,严重影响污水处理系统的正常运行。
第三,区域内管网密度分布不均。部分区域存在仅有污水主管网,或污水支管未与排水单元、排水户的污水进行衔接的情况。
第四,污水主管网系统长期高水位运行。部分主管为涌边截污,过流能力有待提升,伴有污水溢流至河涌的风险;河涌水位过高,易倒灌至污水系统。
第五,城中村或农村污水收集效能较差。目前,大部分城中村雨污分流有待完善,存在较多错混接区域;部分区域为合流制,考虑生活污水的截流问题,仍需努力完善雨污分流。
第六,市政管网存在雨污错混接点。错混接点主要是通过截污方式或单元内部错接排水系统,导致局部区域出现雨污混流现象,雨天会影响污水管网水质浓度。
第七,部分污水管网系统存在管网隐患。区域内主管网存在结构性缺陷,如错口、脱节、渗漏、变形等现象,存在地下水渗入污水系统的风险。
第八,排水单元需要达标创建。流域内河流存在污水直排口,需从源头杜绝污水进入雨水系统和水体。
外水进入污水系统的主要方式如图1所示。
图1 外水主要进入污水系统方式
2 城镇污水处理系统改良的总体思路
2.1 完善区域内公共管网并充分衔接排水单元污水接驳
根据排水现状,配套完善公共管网,新建支管与排水单元内部排水方案充分衔接,为单元雨污水提供市政接驳条件,实现从单元到市政路、污水厂的污水管网全覆盖[2]。
2.2 外水接入点改造
对管网中污染物浓度较低点或水质突变点上游溯源分析,同时采取工程措施及管理措施相结合的方式完成整治。严格落实“雨污分流”原则,将晴天外水点彻底改造。
2.3 末端截污点溯源改造
对末端截污点的合流管渠进行全面梳理分析,逐一向上溯源至单元排口,按照雨污分流原则,从源头解决末端截污点,还原雨水通道,减少雨季溢流现象,保证河涌的水质稳定。
2.4 区域截流式合流制系统改造
对采用截流式合流制系统进行雨污水分流管网改造,并通过与市政污水接驳管网的衔接,逐步取消截污措施,实现分流。
2.5 市政管网错混接点改造
应将雨污错混接点进行改造,避免晴天污水溢流、雨天外水进入。
2.6 市政管网隐患排查及修复
全面排查现状管网,对发现的错口、脱节、渗漏、变形、淤积等结构性及功能性隐患点进行分类整改,彻底修复,同时结合管养单位日常管养维护,及时发现并修复管网隐患点。
2.7 排水单元达标创建工程
结合区域政策,对区域内排水单元进行排水体制检察,梳理流域内各排水单元的排水情况,针对居住小区、学校、科研等事业单位以及各商业、企业,分单元从源头实现排水单元的雨污分流,还原雨水通道能力,确保雨季渠箱排水顺畅。
2.8 河涌排污口溯源改造
对河涌排污口进行全面排查梳理,逐一向上溯源至污染源,严格按照雨污分流标准,采取工程措施及管理措施相结合的方式完成整治,减少污水直排河涌的现象,保证河涌的水质稳定达标。
针对污水排放口,将污水改接至公共污水管网,并封堵排口。
针对合流排放口,通过公共污水管网完善及上游达标单元改造等措施,改造为雨水排口。
针对有污水的雨水排放口,通过上游市政错混接改造或达标单元改造等措施,改造为雨水排口。
城镇污水处理系统改良的总体思路如图2所示。
图2 城镇污水处理系统改良的总体思路
3 城镇污水处理系统的主要解决对策
3.1 完善公共管网建设,提升污水收集效能
分析区域内管网空白区,推进公共管网建设,提升管网密度及污水收集率,保证污水收集效能,提升管网内污染物浓度;对于短期内无法实现管网建设的区域,可设置临时处理设施,避免污水入涌。
3.2 分析管网水质浓度,逐点攻破外水汇入点
污水处理厂进水浓度提升的关键在于“挤外水”,消除管网系统外水点。通过合理有效的措施,“从主到次、从高到低”,排查管网浓度低点。
在污水管网系统中,合理布置污水水质检测点,通过间隔一定距离或主管网与次支管网交汇点作为采样点,收集管网内水样送检,从主管网到次支管网,依次分析污染物水质浓度的变化,直至检测到水质突变点或浓度低点,再向上溯源找到外水汇入点,并结合具体原因通过错婚接改造等有效措施,逐点向上游溯源消除外水点。
3.3 全面分析系统管网隐患,保证管网运行通畅
外水汇入污水管网系统的方式较多,通过全面排查管网情况,分析管网系统健康状况。
(1)针对管网结构性缺陷,如破裂、脱节、腐蚀、渗漏等类型,可以采用非开挖修复技术的局部或整段树脂固化CIPP修复工艺。对于缺陷等级为三、四级的变形、错口及起伏、异物穿入、支管暗接等结构性缺陷,则只能采用局部或整段开挖进行修复。
(2)针对管网功能性缺陷,如管网高水位运行及淤塞、沉积、浮渣等情况,需要对管网进行清淤疏通,同时对管线进行定期管养维护。
(3)针对末端截污导致山水、雨水进入系统等问题,需要开展合流渠箱清污分流工程;针对市政管网错混接点,需要对管网错混接点进行改造。通过排查、分析、改造管网隐患及市政系统错混接,保证市政管网系统运行的通畅。
3.4 加速合流制区域改造,逐步实现清污分流
合流制区域虽然实现晴天无污水进入河涌,却导致雨季大量雨水进入到市政污水系统,降低了污水处理厂进水浓度。合流制区域的改造,能够进一步提高污水收集率,提高区域污水系统运行效率及进水浓度;并且能够有效避免雨季污水溢流进入河涌的情况发生。针对排水体制仍为合流制的区域,逐步取消“一刀切”截流式方式收集污水,实现清污分流。
3.5 推进排水单元达标创建,源头实行雨污分流
从排口出发,排查并整理排口台账,逐一向上溯源至污染源,严格执行“雨污分流”原则:对污水直排口在返接或总上游接入市政管网;对合流口进行上游溯源排查,对上游排水单元进行排水单元达标改造,从源头彻底解决河涌污水直排问题;还原合流口的雨水排放通道,提升流域排涝能力,实现“污水入厂、清水入河”,解决雨季溢流和排水不畅的问题。
3.6 落实海绵城市建设理念,实现污涝同治
以海绵城市建设理念作为指导思想,充分利用自然地势、人工海绵设施等,合理构建“渗、滞、蓄、净、用、排”体系,对排水单元的雨水立管进行断接,增加生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、地下蓄渗等海绵措施的应用。
3.7 建立长久有效的管理措施
管理是确保排水系统有效发挥作用的重要保障,也是“提质增效”的重要工作,需要做到“有管理队伍、有管理平台、有长效机制”[3]。排水管网“三分靠建,七分靠养”,要持续有效地实现污水处理厂提质增效,采取工程措施及管理措施相结合的方式是必要的。
目前,广州正在大力推进“厂网河一体化排水体制改革”,逐步构建智慧水务信息化系统,提高水环境管理水平。在现有的智慧水务数据基础上,通过不断更新监测设备,组建能够实时监控和预警,并能及时反馈管网运行状态的动态“排水设施运行图”。
4 结语
城镇污水处理系统提质增效是城市高速发展进程中重要且必不可少的一环,也是目前我国城镇在高速发展中,污水处理这一环节所面对的重点工作。
通过对管网运行状况排查,排外水、降水位,可以提高区域污水收集系统的运行效率,开展排水单元达标改造,实现从单元到市政路、污水厂污水管网的全覆盖,完成市政公共道路的整体雨污分流。通过系统梳理并改造错混接、管网隐患,能够促进污水处理厂正常有效的运行,进一步提升污水处理能力。按照“一厂一策”原则,以BOD为重点,提升污水处理厂氨氮等进水污染物浓度,可实现城镇生活污水集中收集效能的显著提高。