王建
温州市鹿城区市政公用管理处 浙江省温州市 325000
摘要 本文以A市排水系统为研究对象,调查分析该市排水系统现状,对各排水单元污水主要污染物浓度(以COD为代表)进行监测,通过比较污水浓度在收集与输送过程中的变化情况,分析区域排水管网存在的问题以及引起污水厂进水浓度偏低的原因,在技术和管理方面提出提高污水处理厂进水污染物浓度的对策措施。
关键词 排水管网 城镇污水处理厂 主要污染物浓度 COD
合流制
一、概况
1 排水系统概况。 A市属亚热带海洋季风气候,温和湿润,雨水充沛、平均气温17.6-19.1℃,年降水量1100~2200毫米。地势低洼,水系复杂,地下水位高。A市现有雨水管合计1067公里,污水管567公里,雨污合流管485公里。目前有1座污水厂,总规模为20万m3/d,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB8918-2002)一级A标准。该厂进水污染物COD浓度平均123 mg/L,设计进水COD浓度为300mg/L,该厂进水水质与设计进水水质有一定距离。
2 排水体制。 A市旧城区排水体制为雨污合流制,新城区排水体制为雨污分流制。但现状情况是合中有分、分中有合,雨污管网混接严重。该市排水管道的改造是在原有排水体制上进行截流系统改造。
二、污水处理厂进水主要污染物浓度偏低的原因分析
对A市各级排水单元如生活原水、旧市政管网、新市政管网、合流制干管、分流制干管、截污主管、中途提升泵站以及污水处理厂进水中的COD浓度监测显示,城镇污水被收集入管网至输送到污水厂的过程中浓度变化明显,呈逐渐降低趋势。污水厂进水主要污染物浓度偏低的原因产生于污水输送的过程之中。
1. 雨污合流。A市部分区域属于合流制排水系统,由于截污管道的建设是对管道末端排水口进行改造,降雨时截流的雨水进入污水管网,造成“污水量”增加而污染物浓度降低,也导致污水收集处理系统超负荷运行:同时由于截流设施设计及维护不善,雨天时仍会有大量污水溢流进入水体;旱天时仍会有大量污水直排水体,以至于污水未全部收集,影响污水厂进水污染物浓度。
在雨污分流制排水系统区域,普遍存在严重的雨污混接现象,导致了规划和实践情况脱节,造成了排水体制混乱的局面。
2.地表水倒灌。A市为了解决污水直排入河的问题,普遍通过在雨水管(合流管)入河排污口末端建设截污井,期望将旱季污水截流排入污水管网,最终输送到污水处理厂处理。由于A市地势低,地表水位高,部分截流井防倒灌效果较差,存在地表水倒灌现象,这样会增加“污水量”,挤占了污水空间,同时也会造成污水管网高水位运行及降低污水处理厂进水污染物浓度。
3.清污混流。由于该市旧城区为合流排水系统,不属于污水范畴的清水也经合流系统排放,造成清污混流。如山水、溪(泉)水、沟(渠)水、施工降水、漏损的自来水、渗入合流管网的地下水等,全部被截流井截流至污水系统,也增加了“污水量”,降低进水污染物浓度。
4.高水位运行。由于老城区建设标准偏低,根据物探结果,管道淤积程度普遍在1/2~2/3,管道排水能力严重不足,管道常处于满管状态。高水位运行造成管道流速低,导致无法将全部污水经污水管网排入污水厂集中处理。
5.管道功能性缺陷和结构缺陷。
排水管网工程设计的不合理与施工的不规范,加上工程建设“重建设轻管理”是普遍的现象,由于维护管网不到位,导致排水管道功能性缺陷较为突出。排水管道功能性缺陷和结构性缺陷的存在,减少管道过水断面,降低了管道的过水能力以至于影响进水污染物浓度。
三、提高污水厂进水主要污染物浓度的对策措施
1.对各排水单元中主要污染物浓度进行监测分析。如监测分析生活污水源头、新旧市政污水支管、合流干管与分流干管、截污主管、污水泵站及污水处理厂污水主要污染物(以COD项目为代表)浓度、等,通过分析不同时段排放的生活污水的浓度特性和规律,评价生活污水从排放源头到管网系统至污水处理厂,整个污水收集与输送过程中的变化情况,研究排水系统对污水收集和污水浓度的影响,制定相关整治方案以提高污水厂进水污染物浓度。
2.改造防倒灌设施,减少地表水倒灌。由于源头雨污分流工作受多种因素影响,实施难度大,周期长,部分区域必然还需保持雨污合流的排水体制,部分现况截流井需要予以保留。针对这些需要保留的截流井,可考虑溢流口改造、截留井改造、将截流井上移至雨污合流地块附近等防倒灌效果较好的防倒灌设施,减少地表水倒灌,减少进入污水系统的外水,提高污水厂进水污染物浓度。
3.恢复自然水体合理水位,降低地表水倒灌风险。合流制排水系统晴天承担着污水排放任务,雨水承担着雨水排放任务。截流式合流制排水体制中,污水系统-截流管-合流管-自然水体贯通在一起,当排水口淹没在水体水中时,河湖等自然水体水位高于污水系统水位,水往地处流,河湖水就存在着往污水系统倒灌的风险,河湖水位越高,存在地表水倒灌风险的截流井数量就会越多,反之亦然。为此,在条件容许的情况下,恢复河湖至合理水位,降低地表水倒灌风险。
4.加强排水管网运维管理。必须加大排水管道养护投入,组建专业养护队伍,落实养护资金,加强排水系统维护管养工作,提高养护水平,消除管道功能性缺陷和结构性缺陷,恢复管道收水和输水功能,恢复管道水位,消除因管道功能性缺陷和结构性缺陷造成的区域性管网高水位运行现象并影响污水厂进水污染物浓度。
5.建立健全城市排水管网工程质量管理和验收体制。城市排水管道建设工程中最常见的质量通病如管道渗漏水,闭水试验不合格,管道位置偏移或积水,检査井变形、下沉,回填土沉陷等,城市排水管道的工程质量问题影响污水的收集率。因此在管网建设工程验收时,必须对管道的渗水、闭水性能进行试验,对管网附属设施的材料及施工质量等进行严格核查。
6.严格执行排水许可制度。《城市排水许可管理办法》规定,排水户向城市排水管网及其附属设施排放污水,必须向排水管理部门申请领取城市排水许可证书。相关部门必须严格执行城镇污水排入排水管网许可制度,开展企事业单位内部、建筑工地和小餐饮等雨污分流改造,加强新建管网接入审核管理,确保源头得到有效分流治理。
四、结语
污水处理厂进水主要污染物浓度偏低只是现象,排水管网建设与运管现状问题是本质,应该通过分析城市排水系统中污水浓度的分布规律,研究影响城镇排水管网对污水厂进水主要污染物浓度的因素,在此基础上行业监管应由污水处理转向污水收集、管网改造由雨污分流转向清污分流、管网考评由工程建设转向建管运维、管网建设由全面建设转向补齐短板,从本质上提高污水处理厂进水主要污染物浓度,对城镇排水管网的建设、管理、完善及提高污水厂进水污染物浓度和运行效率以及节能减排量,保护水体环境均具有指导意义。
参考文献
(1)解铭 《老城区雨污分流改造的的设计与思考---以咸阳市中心城区为例》给水排水,2020.2
(2)孙永利 《 污水处理提质增效背景下的水环境治理与水生态恢复》
(3)胡和平 王绍彪 廖瑜等 《污水管网高水位运行原因及对策研究》2021.2
(4)王满 《城市排水系统对污水厂进水主要污染物浓度的影响研究》