南方典型水質凈化廠污水收集系統診斷分析

張治 潘清 唐杰鵬 宋文賀

【摘 要】針對深圳市寶安區福永水質凈化廠2019年底污水收集及處理現狀進行分析，在系統分析和水質監測的基礎上明確突出問題，理清具體思路，并提出具有較強的針對性和實用性的建議，對于提升片區污水收集效率、推動污染減排具有重要意義。

【關鍵詞】水質凈化廠;提質增效;污水收集系統

水污染問題是當前我市生態文明建設的最大短板，是最大的民生問題。深圳市按照“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的原則，以 “五位一體”的理念統領治水工作，突出問題導向和目標導向，突出合力治水，旨在為現代化國際化創新型城市建設提供高質量的水務支撐和保障，現在已取得了一系列成效[1]。寶安區位于深圳市西部，是粵港澳地區的核心地帶，但目前尚存在水安全、水環境、水生態等多方面問題[2]。

在當前以生態文明理念為指導的城市發展建設過程中，寶安把治水作為“頭等大事”，堅持以河為中心的治水方向，深入貫徹黨的十九屆四中全會精神，搶抓“雙區驅動”的重大歷史機遇，按照市委市政府的決策部署，圍繞“長制久清、水清岸美”的目標，全力開展水污染治理鞏固管理提升年工作，以污水處理提質增效為著力點，基本消滅劣V類水體，推動水環境從旱季達標向旱季、雨季全天候達標轉變，加快推進水污染治理體系和治理能力現代化，努力打造碧水藍天的生態空間[3]。這對于促進深圳落實生態與和諧社會的發展提供了強有力的支撐，具有極其重要的戰略意義。

1.寶安區福永片區污水處理現狀分析

1.1 區域概況

寶安位于深圳市西部，南接深圳經濟特區，北接東莞市，東鄰深圳龍崗區，西臨珠江口，與香港元朗隔海相望。全區地勢平坦，屬平原海岸型，海岸線長30.43 km，岸線平直，灘涂寬廣。福永片區位于寶安區西部，包括福永和福海兩個街道。福永街道轄區總面積66.2平方公里，下轄13個社區，工業總產值 1312.31 億元，實現稅收收入94 億元。福海街道位于珠江三角洲A字型灣區的中軸上，屬于新寶安地理中心區域。

福永片區境內河流、涌溝較多，但各自流域面積均較小，屬季節性河流，受海水潮汐影響，地下水位較高，屬于深圳境內地下水較為豐富的片區。福永境內有鳳凰山截洪渠、坳頸圍涌、福永河三條比較大的河流。境內有立新、七瀝、屋山三座小型水庫，總匯水面積為7.78km2，總庫容1555.5萬m3。

1.2 現存的問題

寶安區內河流眾多，肩負著環保督察整改、河流水質達標、黑臭水體消除、生態環境整治等多項環保治水工作。因此，距離全市要求的提質增效目標，還存在一定的不足，具體包括：污水處理能力不足，出水水質偏低，管網入滲率較高，存量管網須進行老舊改造和破損修復;河道暗涵、暗渠數量多，污水錯接亂排問題突出，整治難度大;正本清源改造存在遺漏小區，管理水平不高，雨污混流、錯接亂接等。

福永片區位于寶安區西部，目前已建成以福永水質凈化廠為核心、相對較為完善的三座污水處理設施和八大污水收集干管系統。但根據2019年統計數據，三座污水處理設施的進水平均污染物濃度仍未達到我市水質凈化廠提質增效要求，福永廠是全市20座進水BOD濃度未能達到國家要求的水質凈化廠之一。因此，為達到市里對水質凈化廠提質增效的要求，非常有必要開展福永片區水質凈化廠提質增效現狀評估，從水量、水質和管網收集系統三個方面分析其存在的問題，并提出相應的解決對策。同時，為寶安區其它片區的同類問題分析提供參考思路。

2.研究成果

2.1 分析方法

2.1.1 水量平衡分析

結合福永片區內進水水質的相關數據，考慮海水潮位、地下水位等相關因素，對比研究區域產污量、水質凈化廠年處理總量、旱季和雨季進水水量等，對供水量與排水量進行水量平衡分析，形成外水入滲分析和區域水平衡圖。進一步對水質凈化廠存在的污水處理量較低以及管網液位持續保持較高狀態的問題進行系統研究，推測福永片區內出現該類問題的原因，提出相應解決對策[4]。水量平衡分析考慮因素及所需數據如圖1所示。

2.1.2 水質檢測方法

針對福永水質凈化廠目前存在的進水水質問題，對片區內總體水質狀況進行數據分析和抽樣檢測。首先根據片區內工業園區分布情況和不同用水性質的用水量對進廠污水中的工業污水占比和水質進行分析，結合進廠水質數據，預判區域內外水入滲狀況，分析進廠水中部分指標（氨氮）偏高、部分指標（COD、BOD）偏低原因。之后，根據分析情況，選擇關鍵節點和典型指標，進行水質檢測。水質檢測具體思路如圖2所示。

2.2進水水量分析

2019年1-10月福永片區的供水量和污水處理量如圖2-2所示，1-5月和7-10月，供水量顯著高于污水處理量，6月污水處理量又遠遠高出了供水量，供水量和污水量之間不穩定的變化趨勢反映了目前污水收集系統仍然存在問題，6月污水處理量的激增推測可能是雨季的原因。

為了更進一步分析水量的變化，一天以內的供水量、污水量的數據如圖4所示，從圖中可知，當日合計污水處理量20.9萬方，供水量合計18.5萬方，補水量合計9.3萬方，理論污水量16.7萬方，因此約4萬方污水處理量來源于其它外水，補水量不足污水處理總量的50%。

2.3 進水水質BOD、COD與氨氮分析

根據深圳市提質增效實施方案，到2019年底，進水生化需氧量（BOD）平均濃度達到105mg/L;到2020年底，進水BOD平均濃度達到115mg/L;到2021年底，平均進水BOD濃度達到120mg/L，主要出水指標達到地表水IV以上。雨季：COD≥240mg/L，氨氮≥24mg/L;旱季：COD≥260mg/L，氨氮≥26mg/L。以水質凈化廠為核心，福永片區內供水量以及污水處理量的相關數據如圖5所示。

從圖5（a）中可知，除10萬方應急廠6-9月，5萬方應急廠個別月外，其余廠和時間均未達到2020年BOD目標濃度值，4-9月雨季時差距更為明顯。

由圖5（b）和5（c）中可知，除10萬方應急廠個別月份外，其余廠和時間均距離2020年COD提升目標值有一定差距，氨氮濃度基本能夠達到目標值。

2.4 管網系統分析

管網本身是一個龐大、高度復雜的系統，伴隨著發生復雜的物理、化學以及微生物反應過程，從而造成水質呈現不同程度的下降狀態，所以，分析管網系統對水質的影響程度具有重要意義[5]。福園一路和福州大道是福永片區最重要的干管系統，通過去除夜間突增的水質異常數據，采用SPSS對兩干管系統所有采集數據進行均值比較，進而對入網水質、水量的調控提出建議。

從圖中可知，除pH外，福州大道干管系統各項污染物濃度均值都高于福園一路干管系統采用單因子方差分析比較兩組數據，pH、SS、TP在統計學上具有顯著性差異，COD、BOD無顯著性差異比較。福園一路系統水質波動更為明顯，除異常升高時段外，污染物濃度基本低于福州大道系統。福園一路系統各點位污染物濃度差異較大，福州大道系統相對沿線污染物濃度變化較小。

3.結論

目前，5萬方、10萬方和福永廠的年均進水濃度距離2020年度BOD考核目標的差距分別為30mg/L，1mg/L和34mg/L;5萬方、10萬方和福永廠的年均進水濃度距離2020年度COD考核目標的旱季差距分別為41mg/L，33mg/L和32mg/L，雨季差距分別為73mg/L，11mg/L和28mg/L。進一步分析外水入侵，可知全年累計污水處理量是理論污水量（供水量*0.9）的1.46倍，雨季累計污水處理量是理論污水量（供水量*0.9）的1.52倍，旱季累計污水處理量是理論污水量（供水量*0.9）的1.38倍。

綜上分析，福永片區污水處理設施進水濃度在2019年時距離2020年提質增效目標仍有差距，污水處理量普遍高于供水量。本研究提出的污水處理現狀分析方案無論是基于問題還是目標導向都有較強的針對性和實用性，在解決流域現有問題的同時，又將污水處理設施運行管理建設向前推進了一步，有利于全面梳理治水工程成效，建立健全長效機制，持續實現長制久清，這對于推動國家生態文明示范城市的建設具有重要意義。

參考文獻：

[1]申小艾，寧天竹，奚曉偉。深圳市坪山河流域智慧水務建設方案研究[J]，中國水利，2018，（5）：50-54.

[2]敬宏愿。城市規劃中宜居空間品質分析及對策研究——以深圳寶安區為例[J]。中國建設信息化，2020，119（16）：76-78。

[3]謝永超，鄔益華。深圳水污染治理中應考慮的若干技術問題探討[J]，中國農村水利水電，2012，（10）：50-52。

[4]游靜玉。深圳市水污染治理的實施思路及建議[J]，現代經濟：現代物業中旬刊，2013，8：114-115。

[5]陶濤，蘆穎軍，信昆侖。基于模式識別的供水管網污染源追蹤分析方法[J]，天津大學學報（自然科學與工程技術版），2013，（5）：429-434。