市政污水管網排查檢測與研究

文／王紹偉 沈陽市市政工程設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110015

1、研究區域概況

長白地區位于沈陽市渾河南岸，東西長度約4.2 公里，南北長度約3.7 公里，總面積約11 平方公里，該區域開發已成熟，用地性質以居住區為主，人口約30 萬人，人口密度較大，現狀污水量約5 萬噸/日，通過長白污水干線收集排放至南部污水處理廠。

為貫徹落實三部委聯合發布的《城鎮污水處理提質增效三年行動方案（2019-2021年）》，進一步提高南部污水廠進水BOD 濃度，長白地區于2019年底開展了污水管網檢測與診斷。

2、管網排查目標

對長白島內排水管網及附屬設施進行系統排查，全面掌握排水管網的脈絡，摸清該區域排水設施結構及功能狀況，為該區域制定“一廠一策”系統化整治方案提供基礎數據。

（1）調查尚未鋪設污水管網或尚未完成市政污水管網接入服務的區域，指導實施空白區污水管網建設；

（2）調查旱季污水直排口情況，為直排口治理提供依據；

（3）調查市政排水管網集中外水侵入數據，指導實施清污分流；

（4）調查分流制市政排水管網雨污混接數據，指導實施管網混錯接改造；

（5）調查市政排水管網破損、淤堵數據，指導實施管網更新、清淤、破損修復改造等工程；

（6）調查區域排水管網水位、流速、充滿度等運行數據，為下一步優化管網運行狀況提供基礎數據；

（7）調查識別區域內水體沿線分流制雨水口、合流制溢流口降雨期間污染物排放情況。

3、管網排查方法介紹

管網排查是市政污水行業一項傳統工作，早些年一直采用開井目測發、試劑判斷法、抽水試驗法、流量及水質測定法等方法對排水管網的運行狀況進行檢測及判斷，對于局部排水管網，極端情況下，也會雇傭有經驗的潛水員下井進行實地檢測與判斷。

近些年，隨著技術的發展，一些新技術、新方法逐步應用于管網排查檢測，例如，CCTV管道內窺、聲吶掃描、潛望鏡檢測、紅外線溫度記錄分析技術、管道掃描與評價技術（SSET）、快速電子檢測側漏定位、管道檢測機器人[1][2]等等。

這些新技術、新方法的出現，擴大了市政污水管網排查的工作范圍，使管網排查與檢測更加定量化和可視化。但是，由于這些新技術、新方法對管網水位、技術實力、資金情況等外部條件要求較高，因此，傳統的排查檢測方法仍有較大的應用市場，實際工作中，往往是根據管網實際情況，酌情采取經濟合理的組合式方法。

4、管網排查數據成果

4.1 混接點調查成果

本項目共排查長白島地區長白南路、長白二街等35條市政道路上的污水管網，總長度約44.5 公里，調查檢查井991 座，雨水口1605 座。調查發現混接點172 處。

4.2 水質特征因子測定成果

（1）建筑小區

本項目共選取選取島內華潤幸福里、圣水苑、萬科城和龍湖唐寧ONE 四個小區對化糞池進出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 進行了測定。

其中華潤幸福里位于長白北路與南京街交匯處，于2014年建設，占地面積4.8 萬m2，建筑面積60 萬m2，共3000 戶；圣水苑位于長白中路18 號，于2006年建成，共1152 戶；萬科城位于長白西路58 號，于2006年建成，共5996 戶；龍湖唐寧ONE 位于星島路100 號，于2011 建成，共2960 戶。水質測定成果見下表1。

表1 建筑小區水質特征因子測定表

（2）市政污水管道

為了研究長白島內市政污水管道水質變化情況，本項目選取長白南路污水主干線和長白四街、長白三街和長白二街三條主要污水支線為研究對象，共選取16 個測點，分別對COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 指標進行了多次取樣及測定。

長白南路污水主干線是一條輸送長白、渾南新區及滿融的污水總干線，污水管道起點為樹臺街，沿線經過長白南路、長白一街、迎春街、中心湖北路，末端接至南部污水廠雙孔2.2mX2.7m 進水暗渠。該污水管線總設計流量為30.0 萬m3/d，設計標準按沈陽市長白地區污水（5.0 萬m3/d）、渾南新區部分污水（20.0 萬m3/d）以及滿融經濟開發區污水（5.0 萬m3/d）進行設計。新建污水干管管徑為d=2.0m，全長約8.4km，管材為鋼筋混凝土管/鋼筋混凝土管（內襯PVC）/玻璃鋼管，最大縱坡為1‰，最小縱坡為0.36‰。水質測定成果見下表2。

表2 市政污水管道水質特征因子測定表

?

5、排水管網診斷

5.1 混接錯接診斷

排水管道混接類型主要包括沿街商鋪私接錯接、企事業單位和住宅小區出口混接進入市政排水管道以及市政雨污水管道錯接混接。

污水混接錯接至雨水管網，致使未經處理的污水經雨水系統排入城市水體，對城市水環境質量造成嚴重影響；雨水混接錯接進入污水系統，造成污水廠進水水量增加、濃度降低，在一定程度上影響污水處理廠的運行。

根據長白島地區雨水管網混接調查結果，共排查雨水檢查井991 座，雨水口1605 座，查出混接點172 個，混接點占比為17.3%，屬于重度混接。

沿街商鋪私接錯接主要是由于部分商鋪排污意識不強，在建設商鋪排水管道時不分管道屬性，以方便自己為原則進行接管，導致污水接入市政雨水管。

市政雨污水管道錯接混接大部分是市政雨水口接入污水管道的情況，對于這種情況絕大部分都是由于標高等原因致使雨水管無法穿越馬路到達對面的雨水檢查井中，為了方便排水，就近接入污水檢查井造成的。

5.2 小區化糞池對水質衰減的貢獻

建筑小區內污水首先排入化糞池，在化糞池經細菌分解后進入市政污水管道。化糞池是將生活污水分格沉淀及對污泥進行厭氧消化的小型處理構筑物。其原理是固化物在池底分解，上層的水化物體，進入管道流走，防止了管道堵塞，給固化物體（糞便等垃圾）有充足的時間水解。

污水進入化糞池后，大分子有機物水解，成為酸、醇等小分子有機物，沉淀下的污泥經過厭氧發酵分解，使污泥中的有機物分解成穩定的無機物，易腐敗的生污泥轉化為穩定的熟污泥，改變了污泥的結構，降低了污泥的含水率。定期將污泥清掏外運，填埋或用作肥料。

為了研究化糞池對污水中污染物的去除效果，本報告選取島內華潤幸福里、圣水苑、萬科城和龍湖唐寧ONE四個小區對化糞池進出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 進行了測定。

根據對四個建筑小區的水質測定結果，結合周邊市政污水管道的水質情況，可以看出，化糞池對于污染物去除效果不大，其中COD 和BOD5 平均去除率在10%左右，不同小區受水溫和停留時間等因素影響有一定差別，但差別不大。

5.3 市政污水管道水質衰減分析

圖1

水質實測數據顯示，污水主干線沿線BOD5 濃度位于63.2～150.4mg/L 之間，BOD5 變化幅度較大。其中長白島內段BOD5 濃度在106.8～150.4mg/L 之間，BOD5 濃度變化不大，而長白島外段BOD5 濃度在63.2～129.6mg/L 之間，BOD5 濃度變化較大，在接入南部污水廠進水暗渠前端BOD5 濃度最低，為63.2mg/L。沿線TN 濃度位于70.7～89.4mg/L 之間，長白三街以東段TN 濃度隨水流方向逐漸降低，長白三街以西段TN 濃度隨水流方向逐漸升高。

圖2

5.4 管道運行狀況診斷

一般來說，造成管道或污水廠進水污染物濃度（BOD5）下降的原因有三方面：生物降解、自然沉淀、外水稀釋。

生物降解。污水在管道內流動時，污水中的BOD5被微生物部分降解。此過程主要受污水停留時間限制，若進水管道較長，流行緩慢，BOD5 被微生物降解的較多，造成BOD5 濃度隨水流方向線性下降。

自然沉淀。若管道內污水量較小，流速低，管道“上倒虹”，人為高水位運行或者溢流通水，易造成污染物在管道內沉淀，部分BOD5 進入底泥中，造成BOD5 濃度隨水流方向線性下降。

外水稀釋。外水包括施工降水、地下水入滲、降雨、采暖循環水等形式，外水進入污水管道中，水量增加，污染物稀釋，造成進水BOD5 濃度下降。由于外水進入具有周期性，導致污水廠進水BOD5 濃度明顯呈周期性波動，波動幅度與外水侵入量呈正相關。

根據長白島內污水BOD5 和TN 濃度變化情況可以看出，長白二街以東段TN 濃度隨水流方向逐漸降低，此段有外水侵入的可能性，而長白二街以西段TN 濃度隨水流方向逐漸升高，基本可以排除外水侵入的可能性。而島內污水BOD5 濃度變化不大，平均BOD5 在130mg/L以上。而島外段BOD5 濃度隨水流方向線性下降，在接入南部污水廠進水暗渠前降到最低值63.2 mg/L，主要是長白污水干線末端未接入南部污水廠進水干線，管道長期處于高水位運行，管道流速較低，由于生物降解和自然沉淀雙重作用導致BOD5 濃度大幅下降。部分BOD5 進入底泥中，部分BOD5 在管道中被微生物部分降解，其中生物降解作用主要受污水停留時間限制，進水管道越長，流行越緩慢，BOD5 被微生物降解的越多。隨著南部污水廠二期工程的正式投入運行以及長白污水干線與南部污水廠進水干線的打通，管道內水位逐步降低，水流速度逐漸增大，這種情況會大大緩解。

結語:

（1）依據對長白島地區雨水管網混接調查結果，島內雨水管網屬于重度混接，共排查雨水檢查井991 座，雨水口1605 座，查出混接點172 個，混接點占比為17.3%；

（2）根據對島內長白南路污水主干線和長白四街、長白三街和長白二街三條主要污水支線的水質取樣檢測結果，TN 濃度位于64.5～85.8mg/L 之間，平均在75mg/L 左右，除長白南路（和安街～長白二街段）TN 濃度有一定下降外，其余區域變化不大。因此推測長白南路（和安街～長白二街段）有外水侵入的可能性，其余路段基本可以排除；

（3）建議對島內污水管網進行排查，調查島內是否存在市政污水管網未覆蓋區域，以及是否存在尚未納管的企事業單位、居住小區和沿街商鋪；

（4）建議按照源頭改造為本、末端截污為輔的原則，開展區域內水體沿線污水直排口排查；

（5）建議按照設施權屬及運行維護職責分工，全面排查污水管網等設施功能狀況、錯接混接等基本情況和用戶接入情況；

（6）建議強化城市排水監管，健全污水接入服務與管理制度和管網建設質量管控機制，完善河湖水位與市政排口協調制度，健全管網專業運營維護管理機制。