中心城區(qū)雨污分流及內(nèi)澇治理方案設(shè)計(jì)

王德生，賈偉建

（濰坊市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 濰坊 261000）

目前，高密市中心城區(qū)排水基礎(chǔ)設(shè)施總體不足，沒(méi)有全部實(shí)現(xiàn)雨污分流，局部地區(qū)內(nèi)澇嚴(yán)重，河道水環(huán)境還不理想，城市排水設(shè)施建設(shè)有歷史欠賬。隨著城市人居環(huán)境要求的不斷提高，原有市政排水基礎(chǔ)設(shè)施已不適應(yīng)城市發(fā)展現(xiàn)狀，達(dá)不到國(guó)家政策、標(biāo)準(zhǔn)的要求，亟待進(jìn)行改造。

1 項(xiàng)目背景

本次雨污分流及內(nèi)澇治理工程的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)楦呙苁兄行某菂^(qū)建成區(qū)，涉及朝陽(yáng)街道、密水街道、醴泉街道、柏城鎮(zhèn)、夏莊鎮(zhèn)、姜莊鎮(zhèn)等街鎮(zhèn)的全部或部分區(qū)域，范圍約為172 km，包括小區(qū)、工業(yè)園區(qū)及商業(yè)中心等。目前，中心城區(qū)市政管網(wǎng)主要存在四大問(wèn)題。一是城區(qū)尚未全部實(shí)現(xiàn)雨污分流，尤其是源頭居民小區(qū)與工業(yè)企業(yè)，老城區(qū)合流制污水截留調(diào)蓄措施尚不到位，雨季時(shí)，合流污水溢流河道，造成河道污染。二是城區(qū)尚未形成完善的排水排澇體系，雨季時(shí)，城區(qū)部分路段積水嚴(yán)重，造成內(nèi)澇。三是大部分城市道路已覆蓋排水管網(wǎng)，但是外圍開(kāi)發(fā)區(qū)或城中村管網(wǎng)覆蓋率不足，缺少有效的排水管理。四是老城區(qū)現(xiàn)狀管網(wǎng)建設(shè)時(shí)間較早，管道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高，存在管網(wǎng)老化、淤積等問(wèn)題，管道過(guò)流能力嚴(yán)重受限，影響排水管道正常使用。

2 高密市中心城區(qū)排水體制與污水處理現(xiàn)狀

高密市中心城區(qū)中間高，周邊低，最高地面標(biāo)高為51 m左右，最低為12 m左右，地形坡度變化大，一般介于0‰～48‰。城北和城東地區(qū)地勢(shì)最低，比較平坦。總體來(lái)看，高密市地勢(shì)較高，內(nèi)河眾多，排水條件良好。但是，由于雨水篦子數(shù)量少、地勢(shì)低洼、雨水管道淤積與無(wú)雨水管道等原因，中心城區(qū)排水不暢，內(nèi)澇積水嚴(yán)重。

2.1 排水體制

除河道兩側(cè)、部分新建道路敷設(shè)污水管道外，老城區(qū)的其他地區(qū)排水體制均為合流制。新城區(qū)市政管網(wǎng)以分流制為主，但源頭（居民小區(qū)、工業(yè)企業(yè)等）及管網(wǎng)末端存在雨污混接、錯(cuò)接現(xiàn)象。截至2020年末，高密市已建的排水管網(wǎng)總長(zhǎng)度為617.34 km，其中合流制管網(wǎng)長(zhǎng)度為201.22 km，合流制管網(wǎng)占比為32.59%，主要分布在老城區(qū)，推進(jìn)雨污分流勢(shì)在必行。

2.2 污水處理現(xiàn)狀

目前，高密市有4家污水處理廠和1座污水處理站，現(xiàn)狀污水處理總規(guī)模為23.75萬(wàn)t/d，其均為滿負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行，運(yùn)行壓力極大。第一、二、三、四污水處理廠現(xiàn)狀處理規(guī)模分別為3.5萬(wàn)t/d、10萬(wàn)t/d、5萬(wàn)t/d、5萬(wàn)t/d，開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理站處理規(guī)模為0.25萬(wàn)t/d。現(xiàn)狀各污水處理廠的平均進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示，主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)有五日生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH-N）和總氮（TN）。結(jié)果顯示，出水水質(zhì)均保持穩(wěn)定，除TN外，其余出水指標(biāo)基本滿足地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

表1 現(xiàn)狀污水處理廠平均進(jìn)出水水質(zhì)

3 主要改造措施

3.1 雨污合流管網(wǎng)改造方案

高密市中心城區(qū)建成區(qū)的地形變化較大，總體特征為中間高、四周低，總面積約為172 km。要因地制宜，分片區(qū)制定合流制管網(wǎng)改造方案，結(jié)合城區(qū)現(xiàn)狀排水分區(qū)、污水處理廠分布、管網(wǎng)建設(shè)、雨污合流程度、城市發(fā)展情況等因素，將其劃分為10個(gè)排水區(qū)域。改造思路是因區(qū)施策，分部實(shí)施雨污分流。

3.1.1 改造總方案

一是源頭，包括居民小區(qū)、工業(yè)企業(yè)、事業(yè)單位和城中村等。源頭雨污分流不徹底主要體現(xiàn)在建筑單體、居民小區(qū)及城中村等，存在錯(cuò)接亂接的情況。城中村需要結(jié)合生活污水治理現(xiàn)狀，逐步消除污水直排及管網(wǎng)空白區(qū)。目前，山東省積極推動(dòng)建成區(qū)內(nèi)城中村污水治理，以村為單位收集污水，然后根據(jù)施工條件，新設(shè)污水管道就近接入市政污水管道。

二是過(guò)程，即市政管網(wǎng)。按照匯水區(qū)域?qū)⒏呙苁兄行某菂^(qū)劃分為10個(gè)分區(qū)，對(duì)分區(qū)內(nèi)的部分道路沿線管道進(jìn)行改造，完善排水管網(wǎng)，并對(duì)現(xiàn)狀排水管道進(jìn)行清淤，開(kāi)展局部混接點(diǎn)改造，管道改造總長(zhǎng)度為88 547 m。

三是末端，即河道。加強(qiáng)河道生態(tài)補(bǔ)水，恢復(fù)水體自凈能力；采取溢流口控制措施，避免污水溢流河道；進(jìn)行河道綜合治理，采取污水截留措施，保證排澇斷面滿足城市排水要求；完善雨水提排泵站，做好排澇排洪協(xié)調(diào)。

3.1.2 合流制溢流污染與截留調(diào)蓄設(shè)施

部分排水區(qū)域進(jìn)行合流制改造時(shí)，對(duì)于未進(jìn)行雨污分流改造的區(qū)域，為避免雨季合流污水溢流河道污染環(huán)境，采取截留調(diào)蓄措施。在河道下游建設(shè)末端調(diào)蓄池，用于調(diào)蓄雨季河道上游合流污水，減少雨季溢流污染。可新建一座3.3萬(wàn)m調(diào)蓄池，占地面積約為6 000 m，有效深度約為6 m。它能夠調(diào)蓄一定降雨強(qiáng)度下的溢流污水，減輕河道溢流污染。但降雨量較大時(shí)，合流污水仍需要溢流河道。

3.2 污水處理廠改造方案

現(xiàn)階段，高密市中心城區(qū)的實(shí)際供水規(guī)模為18.9萬(wàn)t/d，建有4家污水處理廠和1座污水處理站，現(xiàn)狀總處理規(guī)模為23.75萬(wàn)t/d。根據(jù)供水?dāng)?shù)據(jù)，按折污系數(shù)0.85估算，區(qū)域產(chǎn)生的污水量約為16萬(wàn)t/d，但現(xiàn)階段研究區(qū)實(shí)際污水規(guī)模約為23.75萬(wàn)t/d，差異較大，與調(diào)研資料復(fù)核，中心城區(qū)呈現(xiàn)供水量與處理量差異較大的特征。由此可見(jiàn)，現(xiàn)階段，自建供水設(shè)施占比較高，地下水超采嚴(yán)重。

3.2.1 污水處理廠布局調(diào)配

現(xiàn)階段，高密市污水處理存在兩個(gè)突出問(wèn)題。一是主城區(qū)污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷大，處理能力不足，不能滿足遠(yuǎn)期主城區(qū)污水處理需求；二是隨著新城區(qū)快速發(fā)展，大型工業(yè)企業(yè)進(jìn)駐，污水處理缺口較大，急需新建污水處理廠。主城區(qū)污水處理廠數(shù)量及地理位置較為合理，以擴(kuò)容提標(biāo)為主，新城區(qū)污水處理廠以新建為主。根據(jù)預(yù)測(cè)污水量，至2035年，研究區(qū)污水排放量將達(dá)到29.4萬(wàn)t/d，現(xiàn)狀研究區(qū)污水處理能力為23.75萬(wàn)t/d，有污水處理缺口約5.65萬(wàn)t/d。第一、二、三污水處理廠和開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理站維持現(xiàn)狀，處理規(guī)模分別為3.5萬(wàn)t/d、10萬(wàn)t/d、5萬(wàn)t/d、0.25萬(wàn)t/d；第四污水處理廠的處理規(guī)模由現(xiàn)狀5萬(wàn)t/d擴(kuò)容至10萬(wàn)t/d。新建第五、六污水處理廠，規(guī)模分別為5萬(wàn)t/d、2萬(wàn)t/d。改造完成后，總處理能力將達(dá)到35.75萬(wàn)t/d，各污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率約為82%，可極大緩解污水處理廠超負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)狀，提高污水處理廠出水水質(zhì)。

3.2.2 污水處理廠工藝及出水水質(zhì)

現(xiàn)狀第一污水處理廠主要處理城市生活污水，處理工藝為氧化溝，出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。除TN外，出水基本達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）的Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)狀第二、三、四污水處理廠主要處理城市生活污水與工業(yè)污水的混合水，處理工藝為改良型氧化溝與缺氧好氧工藝（AO），出水滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。除TN外，出水基本達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)劃第五污水處理廠主要承擔(dān)膠河以東的污水處理任務(wù)，根據(jù)高密市污水特征，除BOD、懸浮物（SS）外，污水處理工藝應(yīng)增加氮、磷脫除功能，該區(qū)域污水主要為工業(yè)污水，傳統(tǒng)的活性污泥法不能滿足處理要求，提高污水的可生化性成為生物處理工藝選擇的關(guān)鍵。原有污水處理廠以提標(biāo)改造為主，主要增加除氮工藝，出水執(zhí)行地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，新建污水處理廠出水嚴(yán)格執(zhí)行地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 內(nèi)澇治理方案

城市排水防澇工程體系十分復(fù)雜，可分為源頭控制、過(guò)程控制與末端控制三部分，目前可采用多種途徑解決復(fù)雜的城市內(nèi)澇問(wèn)題。一是源頭控制，主要是指小區(qū)雨水控制和利用設(shè)施，包括綠色屋頂、低洼綠地、透水道路、調(diào)蓄水池、滲井、雨水花壇等，主要用于削減雨水徑流的外排量，凈化雨水水質(zhì)，充分利用雨水資源。二是過(guò)程控制，包括雨水管道、雨水泵站、澇水行泄通道、雨水調(diào)蓄區(qū)等。三是末端控制，包括中小河道及其蓄澇區(qū)，其間需要合理銜接中小河道與防洪河道。不同排水區(qū)域要分區(qū)施策，重點(diǎn)治理，補(bǔ)強(qiáng)管網(wǎng)，完善設(shè)施。高密市中心城區(qū)南部區(qū)域要增加排水通道，實(shí)施雨污分流，提升排水能力；北部區(qū)域要重點(diǎn)治理內(nèi)澇積水點(diǎn)，逐步完善管網(wǎng)。

4 結(jié)論

當(dāng)前，高密市中心城區(qū)排水基礎(chǔ)設(shè)施總體不足，沒(méi)有全部實(shí)現(xiàn)雨污分流，原有市政排水基礎(chǔ)設(shè)施已不適應(yīng)城市發(fā)展現(xiàn)狀，亟待進(jìn)行改造。本文以高密市為例，設(shè)計(jì)了中心城區(qū)雨污分流及內(nèi)澇治理方案，有助于推進(jìn)雨污合流管網(wǎng)改造、污水處理廠改造和內(nèi)澇治理，解決溢流污染、內(nèi)澇災(zāi)害等問(wèn)題。