貴州省城市污水處理廠提質(zhì)增效問題分析和措施研究

鐘仁超

【摘要】貴州省城市污水處理廠普遍存在的水量超設(shè)計規(guī)模，進(jìn)水水質(zhì)濃度不高的現(xiàn)象，本文分析了導(dǎo)致這一現(xiàn)象的潛在四大類原因，提出了分析方法和應(yīng)對措施，在此基礎(chǔ)上提出了七步法擬定“一廠一策”系統(tǒng)化整改方案。

【關(guān)鍵詞】城市污水處理；提質(zhì)增效；一廠一策；管理機(jī)制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.107

經(jīng)過多年的建設(shè)，貴州省建制鎮(zhèn)以上污水處理工程已基本實現(xiàn)全覆蓋，已建成污水處理廠處理能力基本上可以滿足全省城鎮(zhèn)居民生活排水的處理需求。但城區(qū)水環(huán)境的改善并沒有達(dá)到預(yù)期效果，污水直排、城區(qū)水體黑臭的問題依舊沒有得到徹底解決，其主要原因在于污水收集管網(wǎng)還存在不能全覆蓋、部分老舊管道破損、缺乏周期性監(jiān)測排查和維護(hù)機(jī)制等，造成了服務(wù)范圍內(nèi)的城市污水還存在應(yīng)收未收，外水進(jìn)入污水處理廠等現(xiàn)象，導(dǎo)致進(jìn)廠污水水量普遍高于設(shè)計規(guī)模，而進(jìn)水濃度遠(yuǎn)低于設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)，不能充分發(fā)揮污水處理廠的效能。

2019年4月29日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部等部委聯(lián)合印發(fā)了《城市污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019～2021年）》，提出了加快補齊城市污水和處理設(shè)施短板，盡快實現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理的總體目標(biāo)，要求對污水處理廠進(jìn)水BOD濃度小于100mg/l的圍繞服務(wù)片區(qū)提出“一廠一策”系統(tǒng)化整治方案，目前貴州省城市污水廠普遍屬于BOD濃度小于100mg/l的情況，為此，找出造成問題的潛在原因、提出科學(xué)的分析方法和決策程序、制定合理的長效管理機(jī)制是制定系統(tǒng)化整治方案的重點。

1、潛在原因及分析方法

經(jīng)過對貴州省城市污水處理工程的調(diào)查，基本確定造成目前污水進(jìn)廠水量大、濃度低的潛在原因主要有四類：一是外水進(jìn)入污水收集管網(wǎng)；二是應(yīng)收未收；三是管網(wǎng)內(nèi)污水流速偏低；四是排水大溝問題。

1.1 外水進(jìn)入污水收集管網(wǎng)

外水主要指地下水、地表水、雨水、施工排水、工業(yè)廢水、空調(diào)循環(huán)水等本不該進(jìn)入的水，這些水污染物濃度低，水量大，由于污水管道破損、接口損壞、錯接、偷排等原因進(jìn)入污水收集管網(wǎng)，在增加了流量的同時，稀釋了管內(nèi)污水的污染物濃度。

貴州省地處西南地區(qū)，地下水含量豐富且水位較高，大量存在污水收集管網(wǎng)埋設(shè)在地下水位以下的情況。同時由于污水處理管網(wǎng)多為分期建設(shè)，老城區(qū)的管網(wǎng)往往建設(shè)年代久遠(yuǎn)，目前已經(jīng)存在管壁破損、接口損壞等現(xiàn)象；新建管道也會因為材質(zhì)問題、施工問題、地質(zhì)災(zāi)害等原因?qū)е聯(lián)p壞。地下水即從這些破損處滲入管內(nèi)。此外部分排污管道沿河敷設(shè)，地表水也會從破損處滲入。針對這類問題，首先應(yīng)在管網(wǎng)中設(shè)定關(guān)鍵節(jié)點，在節(jié)點處比對理論污水收集量和旱季實測流量，估算入滲量。其次通過技術(shù)手段對管網(wǎng)進(jìn)行排查，找出入滲點。

雨水進(jìn)入分流制污水收集管網(wǎng)的方式主要是因為管道的錯接，老舊城區(qū)一般為合流制排水，因此雨水進(jìn)入的情況主要發(fā)生在新建排水區(qū)。因此通過在分流制管網(wǎng)區(qū)設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點，雨水進(jìn)入情況基本發(fā)生在雨天，比對旱時實測流量和雨天實測流量可以初步估算雨水入滲量，對入滲量較大的片區(qū)進(jìn)行重點排查，找出雨水錯接處。

施工基坑排水具有排放時期段流量大、無機(jī)物濃度高、有機(jī)物濃度低、可生化性差等特點，不應(yīng)將其排入市政污水處理廠，對合流制片區(qū)，施工排水不得進(jìn)入雨、污排水管，分流制片區(qū)排入雨水管網(wǎng)，嚴(yán)格將其阻擋在污水廠之外。可通過對排水區(qū)域內(nèi)每個施工點進(jìn)行排水情況排查的方式分析判定，針對性提出整改措施。

工業(yè)廢水、空調(diào)循環(huán)水是污染程度較低的、僅含有少量不可溶解雜質(zhì)的一類廢水，可生化性較差，同樣不應(yīng)進(jìn)入污水處理廠。宜通過簡單沉淀處理后進(jìn)行回用或排入雨水管網(wǎng)，分析重點放在對收集區(qū)的工業(yè)、大型中央空凋用戶排查上。

1.2 應(yīng)收未收

污水處理工程建設(shè)長期忽略末端管網(wǎng)的問題，導(dǎo)致存在本應(yīng)進(jìn)入污水收集管網(wǎng)的污水沒有進(jìn)入，這個問題在城中村、老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部等區(qū)域問題比較突出。對這些片區(qū)比對旱時末端節(jié)點實測流量和理論計算流量，可以初步估算出未收集量，再通過實地調(diào)研，排查末端管道缺失的排放點。

新建城鎮(zhèn)區(qū)域也可能存在應(yīng)收未收的情況，有些新建小區(qū)居民會把洗衣機(jī)、衛(wèi)生間、廚房搬至陽臺、屋面等未設(shè)污水立管的區(qū)域，產(chǎn)生的生活污水排入了雨水立管，造成管道錯接的情況，這些區(qū)域通常是分流制區(qū)域，總體上這種情況相對較少，對污水處理廠進(jìn)廠水質(zhì)濃度降低的貢獻(xiàn)度較低，而排查、改造難度又比較大，但也不能忽視其存在，宜放在整治方案的尾期來調(diào)查和處理。

此外，部分地區(qū)還存在一些工業(yè)污水、沿街商戶錯排、偷排的情況，應(yīng)重點排查服務(wù)區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)污水排放口，大型餐飲、食堂，沿街門面等排水末端的接入方式。

1.3 管網(wǎng)內(nèi)污水流速偏低

設(shè)計流速是污水收集管網(wǎng)的核心參數(shù)，由于管道敷設(shè)坡度不合理、淤堵、中途泵站水位過高等原因，造成管網(wǎng)內(nèi)實際流速偏低，使部分可降解的有機(jī)顆粒物在管網(wǎng)內(nèi)提前沉降不能進(jìn)入污水廠；此外還容易在管道內(nèi)壁滋生厭氧生物膜，導(dǎo)致污水提前在管道內(nèi)進(jìn)行了一道生物厭氧處理。這種提前沉降和提前厭氧處理均對進(jìn)廠水質(zhì)造成了不利影響。

分析這類問題首先還是要設(shè)置管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點，實測節(jié)點流速和COD/NH3-N值，對于實測流速低于污水最小設(shè)計流速的要分析其原因是坡度問題、泵站問題還是淤堵問題，找到原因再進(jìn)行措施擬定。由于污水厭氧生物降解過程只能降解COD而不能降解NH3-N，在節(jié)點位置考察COD/NH3-N值，可以判斷此節(jié)點之前的整個管網(wǎng)中是否存在淤堵、滋生生物膜的情況，再通過管道內(nèi)部檢測，制定清淤措施。

1.4 排水大溝問題

貴州省城市存在諸多排水大溝，多為矩形明渠或暗渠，位于合流制排水干管末端、截留干管前段，這些排水大溝旱時常有地下水滲入、也或有地表水小溪流流入以及上游管網(wǎng)來的污水，雨時會有雨水流入，是城市排洪的主要通道。排水大溝給外水混入提供了一個敞開接口，在排水大溝占比較大的合流制排水系統(tǒng)，是造成污水廠進(jìn)廠水量大、濃度低的重要原因。

2、提質(zhì)增效措施

綜上，造成貴州省城市污水處理廠進(jìn)廠水量大、濃度低的主要原因不外乎以上四類，在確定應(yīng)對措施之前，有必要對四類問題進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查、分析、評估，才能做到對癥下藥。城市污水處理工程的系統(tǒng)化整治是一個長期的過程，應(yīng)根據(jù)每項原因?qū)栴}的貢獻(xiàn)度、各項措施的預(yù)估效果、措施實施所需要的經(jīng)費和時間確定先后時序。部分存在問題的應(yīng)對措施見下表1。

除了上述措施，在有條件的城市還可以考慮采用以下兩種方法提高污水廠進(jìn)水濃度：

一是逐步取締化糞池，化糞池實質(zhì)上是一種管網(wǎng)端的提前進(jìn)行沉淀和厭氧生物處理的反應(yīng)池，在尚未建設(shè)污水處理廠的年代發(fā)揮過重要作用，對已建成污水集中收集處理的今天已無存在必要，反而會對污水廠進(jìn)水水質(zhì)造成降低的影響，取締化糞池已是業(yè)內(nèi)共識，也是一種趨勢；

二是對服務(wù)區(qū)內(nèi)的食品工業(yè)，允許其部分可生化性較好且C：N：P比例合適的污水直排至市政污水管網(wǎng)。食品工業(yè)的污水往往具有較好的可生化性，且富含有機(jī)物，是污水處理廠優(yōu)質(zhì)、廉價的碳源，在考察其C：N：P比例合理的前提下允許其不經(jīng)廠內(nèi)處理直接接入市政污水管網(wǎng)，對提質(zhì)增效能起到正面作用。

3、一廠一策決策程序

基于以上分析，在擬定貴州省城市污水處理廠“一廠一策”綜合整治方案時，建議按以下七個步驟進(jìn)行。

第一步，首先要摸清污水處理廠服務(wù)區(qū)污水收集管網(wǎng)基本情況，明確服務(wù)范圍，排水體制分區(qū)情況，建設(shè)時序，排水大溝情況，區(qū)內(nèi)排污量較大企業(yè)、餐飲、在建工地等分布情況，在基本情況收集后，設(shè)定管網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點。一般可將分流制管網(wǎng)片區(qū)末端、污水干管末端、排水大溝進(jìn)出口、泵站進(jìn)口、合流制管道接入截污干管等處設(shè)置為關(guān)鍵節(jié)點。

第二步，因地制宜列舉潛在原因清單，初步踏勘現(xiàn)場，老舊城區(qū)、合流制片區(qū)重點關(guān)注排水空白區(qū)、管道老化破損、管道淤堵方面的因素，新城區(qū)、分流制片區(qū)重點關(guān)注管道錯接的現(xiàn)象；

第三步，對每個關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行水質(zhì)、水量檢測，通過對晴雨水量差、水質(zhì)濃度變化、節(jié)點水位和流速、COD/NH3-N值情況等等的檢測結(jié)果分析，標(biāo)出需要進(jìn)一步深入調(diào)查的重點片區(qū)及管段；

第四步，對重點片區(qū)及管段進(jìn)行深入調(diào)查，可委托專業(yè)污水管檢測公司對目標(biāo)管網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)檢測，確定破損、接口損壞、淤堵等等的損壞情況及位置，至此，對整個服務(wù)范圍內(nèi)的污水管網(wǎng)存在的問題有了較為清晰的了解；

第五步，論證各項因素對造成污水廠進(jìn)水量大、濃度低這個結(jié)果的貢獻(xiàn)度，各項因素對應(yīng)整改措施實施所需要的時間、經(jīng)費以及預(yù)估實施后能達(dá)到的效果；

第六步，綜合整治的最終目標(biāo)是要在短期內(nèi)實現(xiàn)污水廠進(jìn)水BOD濃度達(dá)到100mg/l，因此方案的重要結(jié)論必須是根據(jù)第五步的論證結(jié)果，研究出如何在盡可能短的時間、花盡量少的費用實現(xiàn)整治目標(biāo)，統(tǒng)籌決策哪些措施必須優(yōu)先實施，哪些措施可以延后實施；

第七步，必須認(rèn)識到污水處理廠提質(zhì)增效是一項長期的工作，不可能在短期內(nèi)就能解決所有問題，可以講是“三分靠建，七分靠管”，因此整治方案必須提出切實可行的長效監(jiān)督、管理機(jī)制，如在關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置在線監(jiān)測設(shè)備、逐步建立市政排水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)、建立排水管網(wǎng)定期排查制度等等。

結(jié)語：

貴州省城市污水處理廠目前存在的問題比較普遍，提質(zhì)增效的必要性和緊迫性十分突出，且由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對落后，經(jīng)費相對緊張，尤其要認(rèn)真踏實地做好前期調(diào)研分析工作，在《三年行動方案》的指引下，科學(xué)分析和論證各項潛在因素的貢獻(xiàn)度，優(yōu)先實施花費少、見效快的措施，才能順利完成《三年行動方案》提出的總體目標(biāo)，在落實有形的整改措施的同時，更要注重?zé)o形的長效管理機(jī)制的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫永利.城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效的內(nèi)涵與思路[J].中國給水排水，Vol.36No.2Jan.2020：1-6.

[2]唐建國，張悅，等.城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)提質(zhì)增效的方法與措施[J].給水排水，Vol.45No.4Jan.2019： 30-38.