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排水管网提质增效的“武林秘籍”:收污水、赶外水!

三部委《城镇污水处理提质增效三年行动实施方案》发布后,各地积极响应,扎实推进。此次新型冠状病毒肺炎让全国人民都知道了排水管道畅通的重要性,这是用极其高昂的代价换来的共识。要保证排水管道畅通,首先需要一个有良好质量和功能健全的排水系统,更要做到污水全收集和全处理。为此,就需要我们高质量地建设排水系统和抓住关键推进排水管道提质增效,让城镇排水系统真正成为保证城市安全,整治黑臭水体和应对疫情的利器。

联系黑臭水体整治、排水管道提质增效等工程实际,有些地方还没有真正摸透排水管网真实的情况,也没有弄清楚排水管网的病症和问题原因,采取了一些不切实际的的措施,更不应该把污水处理厂扩建作为提质增效的关键手段、甚至是唯一手段。

希望通过“看图说话”,让我们在城市黑臭水体整治、城镇排水管道提质增效的关键点上达成一致,牢记“收污水、赶外水”六字箴言,义无反顾地去——把没有纳入污水管道的污水有效果、有浓度地收进污水管道(含合流管道,下同);把不是污水的外水赶出污水管道,把不是雨水的外水赶出雨水管道。

1 污水管运行状态为什么会是满流、压力流

图1是南方某镇级城市污水井旱天开井探查的照片,照片呈现井内污水水位在管顶以上。探查发现:探查处污水管敷土深度较大,约在5m左右,旱天井中水位约在管顶1~3m以上。本身应该非满流、重力流的污水管(称其为合流管不够格,仅是雨天共管而已)旱天就是满流、压力流。

图1 某南方城镇污水井旱天水位情况

对该城镇污水系统初步调查,该城镇尚未形成完整的排水系统,污水与雨水共管排放,末端简易截流;污水更没有做到全部纳管收集,沿河截流导致河水倒灌(遗憾是污水处理厂进水浓度不详,估计很低)。污水管道这种状态,导致雨天污水冒溢、溢流水体就是常态;上游还有可能导致污水接不进来。

该城镇30万人口,建有一座10万m³/d污水处理厂,已满负荷运行。有一种观点认为:是因末端污水处理厂处理能力不够,导致污水不能够全处理,所以管道水位被憋高了,故提出扩建污水处理厂至15万m³/d。岂不知一个还没有把污水都收进来的污水处理厂,满负荷是问题导致的果,不是问题产生的因。无论水账怎么算,10万m³/d规模的污水处理厂都足以满足这个城镇的需要。倒灌、地下水入渗是“无底洞”,一味地扩建污水处理厂有意义吗?

“收污水,赶外水”就是这个城市排水系统提质增效的关键措施。第一步:尽一切努力,首先把倒灌解决了,包括敢于降低河道水位,排水口露出水面是解决倒灌最有效的手段,这就是赶外水。降水位、赶外水是这个城镇最简单、最有效解决冒溢、污水处理厂超负荷的措施。第二步:在进一步调查和分析当地排水系统的基础上,还污水管道不够的“账”,把污水逐步都收进来;与此同时,一定要将补雨水管道的“欠账”,与补污水管的“欠账”一并进行。第三步:查管道,修管道,进一步提质增效。

2 居住小区污水出口为什么会浓度低

图2是某地级市258个居住小区出口COD排放浓度情况。正常情况下我国居住小区出口污水COD浓度不应该低于400 mg/L(或者BOD浓度不应该低于200 mg/L),但是这258个小区出口污水COD浓度大于260 mg/L的仅占11.9%。地下水入渗、源头河水倒灌就已经将污染物稀释了一倍甚至以上。值得注意都是:河水倒灌不仅会发生在排水口末端,而且也会发生在邻近水体的小区(企事业单位)源头。因原有排水口(曾经的末端)没有封堵彻底,照样存在源头倒灌,详见图3。

该城市排水管道同样也有地下水入渗、河水倒灌、污水直排等通病。这些外水的进入污水管道,污水处理厂进水浓度“稀汤寡水”不足为奇,其水质浓度详见表1。图4是该市两座污水处理厂进、出水浓度的照片。这么“透明”的进水,为了达标的生物处理不是又要加很多的“污染物”吗?

图2 小区出口污水浓度情况


图4 该市污水处理厂进出水照片

表1 该市污水处理厂旱天进水(COD浓度平均值mg/L)

该城市小区污水出口不但浓度低,污水混接到雨水管也是严重问题,详见表2。可悲的是,雨水管检测的污水浓度还高于污水管检测的污水浓度。

表2 该市某小区污水混接情况调查表(CODmg/L)

所以“改混接、收污水,治渗水、赶外水”就是该地级市排水系统提质增效的关键措施!而且得从源头做起。

3 排水管道为什么会充满地下水和河水

”图5 是对某省会城市污水管网地下水入渗的调查,首先采用浓度调查法,沿污水管逐段检测浓度。


图5 某省会城市污水管网地下水入渗污水管情况

口径仅为300mm,短短530m长度的管道,污水浓度从87.2mg/L,下降到46.7mg/L,平均每百m管道下降7.6mg/L。

再看图6和图7 ,又反映了该城市排水管道另外两个问题是:第一河水倒灌,堪称“壮观”;第二是污水直排。

图6 倒灌口


图7 污水直排口

这么多外水进入,不让污水处理厂进水“稀汤寡水”那才叫“怪”,如图8所示。从进水浓度分析,外水占比达75%以上,这种污水处理厂污染物削减效益怎么能够体现出来!

有资料称澳门和香港污水处理厂进水BOD浓度分别为211mg/L和175mg/L ,为什么这些城镇污水处理厂的浓度会这么低?

该地区有一座规模从30万m³/d扩建到50万m³/d的污水处理厂,现在又再扩建20万m³/d。据污水处理厂运行人员称,该厂污水量想抽多少,就有多少。厂网同步做的“真是好啊”!可惜收集、输送的大部分不是污水。


图8 某省会城市污水处理厂进水浓度

按照该地区服务范围、人口、产业和用水量分析,30万m3/d污水处理规模足够。为什么要扩建,因为排水口经常有进不了污水处理厂的“黑水”排放。不收污水,不赶外水,污水处理厂规模越大,处理的外水就会越多,进水浓度还会越低。堵直排、收污水,防倒灌、治渗水的“收污水,赶外水”措施就是该城市提质增效的关键措施。

4 山水渠涵为什么会流淌黑水

”图9是很多城市都存在的,原用于排山溪水、山泉水、山洪水的渠道(涵),但是它们现在却流淌着黑水。这种排山溪水、山泉水、山洪水的渠道的存在甚至早于城市的发展,甚至是自然形成的。城市发展,排水系统没有同步,这些渠道就上游流清水,中下游就成了“污水、雨水、山溪水、山洪水的共排渠”。“黑了”、臭了就加上盖,就名正言顺地成了“合流水渠涵”。岂不知其末端接着城市水体,又成了导致城市水体黑臭的源头。

实际上污水就是这类排水渠的“外水”,收污水、就是赶外水。图10就清楚地告诉我们,把不是这类排水渠的外水——污水赶到、收到污水管道里去,流到河里的自然就是清水。不黑了,不臭了,就可以开盖了,深圳市不是为开盖举行了隆重的仪式吗,开得好!

图9 山水渠涵流淌“黑”水

图10 “收污水、赶外水”山水渠重现清水

5 污水量为什么会明显超过供水量

图11是某特大型城市污水输送干线旱天输送量与供水量的对比。近年干线旱天污水输送量明显超过了自来水供水量,不得不问:多余的“污水量”哪里来的?真的都是是污水吗?

图11 某市供水量与干线旱天污水输送量对比

污水管要求做闭水试验,雨水管缺没有严格的要求,所以实际上雨水管道质量实际上比污水管道质量还要差,地下水入渗、源头河水倒灌和污水混接更加严重。在旱天,雨水管道就充满了地下水、河水、积存的雨水、污水、积泥等——“一腔黑水”。加上雨水排口旱天不允许排放黑水,怎么办呢?那就“憋”吧,一直憋到雨水管网水位与地下水位一致,甚至高于地下水水位。故有人戏称此排水体制既不是合流制,也不是分流制,而是“憋流制”。下雨天,这“一腔黑水”就先把河道污染了,详见图12。这“一腔黑水”可比所谓的“初期雨水”脏得多,而且“初期雨水”还没有流到河里,“一腔黑水”已经让河道水体重新“又黑又臭”了。所以仅靠所谓的“初期雨水”截流解决不了水体黑臭——有“初期雨水”,可不完全是“初期雨水”惹的“祸”。

就这么“憋”着,也不是事啊!那就在雨水泵站末端增设截污泵,想在旱天将混接在雨水管的污水抽到污水管去。想法很好,可惜事与愿违!“憋”在雨水管中的水不仅仅是污水。持续的截流,就将这些不完全是污水的“水”源源不断截到了污水输送干管中,造成旱天污水输送量大于供水量。雨水管道末端截流就是与外水在“玩”平衡,平衡的结果就是,旱天末端污水处理厂就溢流。

图12 雨水管道污染物(“一腔黑水”)排放情况

“改混接、收污水,修管道,赶外水”,让雨水管道旱天没有水,末端泵站也不再截流就是把旱天输送的污水量降下来的关键,就是末端污水处理厂旱天不溢流的关键,这也就是排水系统提质增效的关键措施!

6结语

收污水——就是从污水直排口溯源,从污水产生处将污水及时纳管;该补污水管道,就补污水管道,并毫不犹豫地把污水直排口堵上。实现污水全收集要比“排水管道畅通”还要重要。排水管道畅通,但是流的不是污水,或者污水流直接进河里,畅通有什么用?实现污水管网全覆盖、污水全收集、全处理不但是提质增效的关键,也是落实习总书记指示,是政治任务!

赶外水——就是认真查找不是污水管道的,或者雨水管道的外水来源。一是真正找到地下水入渗点,并将入渗缺陷修复好,详见图13;二是真正找到河水倒灌点,采取有效措施防止倒灌;降低河道水位,让排水口露出来是杜绝倒灌最有效的办法,详见图14;三是杜绝污水进入雨水收集口,让雨水收集口不再成为污水收集口,反映的是一个城市的管理水平,详见图15;四是企事业单位和小区的雨污混接改造,这种改造一定要和源头“海绵措施”建设相结合,详见图16,还要记住,仅是居住小区混接改造,改了仅仅是小头,大头是企事业单位内部。

图13 堵住地下水入渗就是赶外水

图14 排水口露出水面是解决倒灌最好的方法

图15 雨水收集口不是污水纳污口

图16 雨污混接改造

污水都收集到了污水管,就不会有污水直排。污水管网全覆盖、污水全收集、污水全处理是对一个城市排水系统建设和城市管理最起码的要求。没有污水直排,城市水体就消除黑臭的重要根源之一,保证排水管道畅通才有最根本的意义。

雨水管道没有了地下水、倒灌水、混接和雨水口倾倒的污水,旱天雨水管道就是“干”的。“干”的雨水管,就可以把积存在管道中的污泥,在旱天有效清出来。雨水管道旱天“干”了,有没有积泥,下雨河道还会“黑”、臭吗?

不把“收污水、赶外水”作为关键,而是不分青红皂白,盲目扩建污水处理厂真是没道理!!!

我们应该把排水管网管理成什么样,才是目标呢?“污水管低水位、水流畅,雨水管旱天无水流”就是目标,如图17所示。把这张图挂在办公室墙上,让它成为我们衡量城市黑臭水体整治和排水管网提质增效的标准。

图17 排水管道管理质量标准

原标题:给水排水 |排水管网提质增效的“武林秘籍”:收污水、赶外水!