四川省典型污水廠管網排查問題與對策研究

陳 杰 佟洪金 紀昱彤 史鴻樂

（四川省生態環境科學研究院 四川成都 610041）

引言

四川省目前具備配套污水收集管網5043.31km，在建管網1617.14km，各市州現有管網情況不容樂觀，部分市州和區縣的管網混接、老化、破損嚴重，影響地下水質量、造成污水廠進水濃度低從而影響處理效果、提高處理成本。城市排水管網檢測排查工作是污水管網整治的基礎[1]，現階段各市的管網排查工作都在開展過程中，只有先搞清現狀，理清問題，才能對癥下藥，順利完成城市排水管網整治工作。

四川省岷沱江流域地處四川腹地，是四川省人口最集中、經濟最發達的區域，是四川省經濟中心。由于基礎差、欠賬多、財力弱，岷沱江片區污水處理設施配套不足，處理基礎設施建設短板仍然明顯。由于城鎮更新改造速度快，區內許多城市生活污水處理能力已接近飽和，部分已建管網、污水井由于施工質量差、缺少運行維護等原因導致設施損壞，生活污水通過雨水管道或直接向河道排放的現象頻發。

四川省省政府印發了《四川省打好環保基礎設施建設攻堅戰實施方案》（川府發〔2019〕4 號），主要從管網排查和定期檢查制度、城市建成排水管網改造、城市污水管網建設、污水廠建設與提標改造、市政管網質量管控機制、污水接入服務與制度、工業企業排水管理、河湖水位與市政排口協調、專業運行維護管理機制等九個方面確定了工作的重點和標準。由于管網相關工作是環?；A設施的基礎，在攻堅戰方案中，針對管網的首要工作為管網的排查和定期檢查，為后期排水管網改造和建設打下基礎。

1 污水廠及管網排查現狀

1.1 岷沱江流域污水廠概況

選取岷沱江流域內的55 家生活污水處理廠的主要工藝類別進行整理分析，結果如圖1 所示。

其中，有29 家生活污水處理廠的處理工藝基于AAO 工藝，占全部55 家調研污水廠總比的52.7%；15家生活污水處理廠的處理工藝基于SBR 氧化溝法，占總比的27.3%；6 家生活污水處理廠的處理工藝基于CASS 工藝法，占總比10.9%；2 家采用MBR 膜法，約占3.6%；3 家BAF 生物濾池，約占5.5%。

對四川省岷沱江流域內的55 家生活污水處理廠的排放標準進行調研整理分析，結果如圖2 所示。其中，有20 家生活污水處理廠的排放標準達到《四川省岷江沱江流域水污染物排放標準》（DB51/2311-2016），即出水達到地表水Ⅳ類水質標準，占全部55 家調研污水廠總比的36.4%；26 家生活污水處理廠的排放標準達到一級A 標，占總比的47.3%；9 家生活污水處理廠的排放標準為一級B 標，占總比的16.4%。

1.2 管網排查現狀

岷沱江流域13 個市州的排水體制均屬于混合排水體制，即既有雨污分流，也有雨污合流的管道。所有市州都開展了管網排查，部分市州還采用了不止一種排查方式。另外，有4 個市（眉山、宜賓、瀘州、內江）明確表示采用聘用第三方來進行管網排查。各市州關注的內容大體一致，管網排查的主要內容按照關注市州數量由多到少排序依次為管道位置、管道走向、管道完好度、管網接口、管網堵塞和淤積。

以上信息表明，現階段各市的管網排查工作都在開展過程中，其主要手段為開蓋檢查和電子探測儀，開蓋檢查主要是核查管道位置、走向和管道是否通暢，且只能檢查檢查井附近管道，效率較低但操作容易、成本低。電子探測儀為不開蓋普查，其一般是配合規劃進行，主要目的是確定管道的位置和走向，對接口、堵塞和管道完好度很難核實。機器人檢查可完成所有管網信息的一次性核查，但是價格貴，專業性強。

1.3 進水濃度偏低成因

根據課題組調研，許多污水處理廠均存在進水濃度過低現象，岷沱江流域的阿壩州、自貢、樂山、德陽、雅安和成都等55 家污水廠進口化學需氧量濃度遠低于100mg/L，部分低于《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》（DB51/2311-2016）規定的30mg/L。污水處理廠清水進清水出的現象，不但加重了污水處理廠負擔，而且會影響污水廠原有的微生物處理系統的穩定性。經研究分析，進水濃度偏低的原因主要如下：

（1）部分地區生活污水排放濃度低

隨著經濟水平提高，城鎮地區居民用水量呈不斷增加趨勢，一定程度導致排出的污水中污染物濃度呈下降趨勢。而大量化糞池的建立，攔截了大量顆粒污染物，也降低了進水的污水濃度，使污水管網中污水濃度偏低。

（2）用水成本相對較低導致排水濃度低

我國為保障廣大人民群眾的基本利益，由政府頂層統籌，財政補貼了大量資金，保證大家以很低的價格用到足量自來水。但因低水價，也使得部分人群長期存在節水意識不強等不良習慣。此外，大量存在的自備水源因居民幾乎不承擔日常用水成本，尤其是部分地區甚至存在“長流水”現象，不良的用水習慣進一步導致排水濃度低。

（3）污水管網沉積作用會降低污水濃度

各污水處理廠建有大量污水收集管網，在污水流入污水廠的過程中，部分大顆粒污染物會在污水流速較緩慢的管段沉積在管壁上，這也會一定程度的損失污水中的污染物，導致進水濃度偏低。

（4）已建老小區雨污錯接混接嚴重影響污水濃度

部分已建成小區，尤其是老舊小區，存在大量的雨污管網錯接、混接情況，如管網高程設置與排水方向不一致，導致部分管道管段存在積水現象，形成“厭氧池”現象。此外，由于管網建設不規范導致的雨水管網和污水管網錯接，使雨水管道成為排污管道，或雨水直接進入到污水管道，都會降低收集污水濃度。

（5）管道施工質量影響進水水質

大部分地區采用鋼筋砼材質作為污水收集管網的主干管，施工完成后容易出現管道沉降，在各管段間連接處容易出現錯位、破損等現象，導致污水流失，存在污染地下水或河水風險。如果管網建設在地下水豐富地區或者河床底、側等位置，還容易出現地下水、河水倒灌現象，導致污水濃度大幅度降低。

2 管網排查的主要問題

2.1 管網檢測目前缺乏統一部署和規劃

除市州統一部署的管網檢測外，各地的管網檢測尚沒有統一開展，現有工作主要集中在新建網管驗收、小區病害管網排查、園區定期檢測、海綿城市建設等，由于各類項目業主、工作重點、資金來源等方面均不相同，導致成果無法進行共享，各部門之間無有效溝通報送機制。

2.2 現有管網評估參數未能有效指導設計和施工

按照國家城市排水管道非開挖修復的技術規程[2]，管道的缺陷參數主要為結構性缺陷等級、結構性缺陷密度、管段修復指數。但實際操作中，這些參數還無法全面表達管網的實際情況，也難以全面指導下一步修復的方案制定。原因一是無法確定管網是否需要結構性修復以及結構性修復的方式；二是無法確定密度缺陷需要整體修復還是局部修復；三是無法確定是否需要開挖修復，這對管網評估和現場修復的設計和施工人員都帶來了困擾。

2.3 管網結構性評估有待進一步提升

管道的結構性缺陷的類型主要分為破裂、變形、錯位等三種形式。破裂是指管道的外部壓力將超過管道承載能力，從而導致管道破裂，一般分為環向、縱向和復合破裂三種；變形是指管道變形，變形率是最大變形內徑除以原始內徑；錯位是指兩根管道的承插接頭脫落，并且不在管上的正確位置[3]。管網結構性評估可參考市政領域的道路和橋梁評估，從混凝土強度、管周土的密實程度、保護層厚度、管壁密實程度等方面著手，解決管道剩余強度問題，進行合理的修復設計。

2.4 管網修復排查不足手段單一

目前的修復手段都有具有一定局限性，有較為明顯的優缺點，沒有哪種工藝能夠解決所有問題[4]。針對每類不同的實際情況，管網修復的可用手段較為單一。此外，在管網的實際修復中，與普通的建設項目不同，管網修復項目相對缺乏前期工作，往往在沒有勘察和設計的情況下，直接派駐施工隊伍進行修復。這也需要進一步加大管網的排查檢測力度，提高管網修復的科學性和精準性。

3 典型管網排查方案

3.1 排查目標及路線

采用CCTV 檢測系統、QV 檢測系統、聲納檢測系統的方式對范圍內指定的排水管網進行檢測和評估，對排水管網進行病害排查，為摸清排水管網運行過程中的結構性和功能性缺陷，對排水管網健康度進行評估，制訂管道養護和修復計劃提供依據，可有效指導排水管網的病害治理和雨污分流設計改造、施工，制定混接改造計劃提供支撐。

排查范圍包括市政雨水管網系統、市政污水管網系統、居住小區、企事業單位內部的雨污水檢查井和雨水排放口。實施排水管網排查時，綜合運用人工調查、儀器探查、水質調查、流量調查、煙霧試驗、染色試驗、泵站配合等方法，查明調查區域內混接點位置、水量和水質，查明影響管道安全運行的各種缺陷[5]。

3.2 排查主要內容

（1）對沒有排水管線圖的區域開展排水管網測繪。

（2）對排水管網進行全線清淤。

（3）對排水管網進行雨污混接調查，對發現的雨污混接管道進行標注，并編制混接點分布圖。

（4）對排水管網狀況調查，進行詳細的結構性和功能性缺陷全面檢測，對管網的每一管段的健康度做出詳細評價，對檢測發現的每一個缺陷提出修復建議和養護建議。

3.3 排查主要方法

（1）人工調查

初步排查管道連接關系等基本屬性的手段，人工調查須覆蓋系統內所有檢查井、雨水口、排水口等。

（2）儀器探查

儀器探查是指利用電視、聲吶、潛望鏡為主要手段實施管道探查。人工調查不能準確判斷混接點位置時，應采用儀器探查再次確認。以管道運行狀態為目的的排水管道排查，應根據管道內水位、管線長度等作業條件選用適當的儀器探查方法。電視檢測適用于管徑d≥300 的雨污水主管或管段長度大于15 米的支管、預留管檢測，檢測時須采取降低水位、管道清洗等必要的前期配套措施；聲吶適用于無法（或難以）降水的雨污水主管檢測；潛望鏡適用于支管、預留管及管徑d＜300、管段長度小于50 米的雨污水主管檢測。

（3）水質調查和流量調查

水質調查、流量調查適用于發現混接點后定量判斷混接點水質、水量，原則上每處混接點均應調查水質與流量。

（4）煙霧試驗、染色試驗和泵站配合

煙霧試驗、染色試驗和泵站配合等手段作為輔助判斷管道連接關系的方法，由實施者根據現場作業條件選擇使用。

4 管網排查的對策建議

4.1 多種現有手段技術結合開展排查工作

通過CCTV、QV 等管道檢測技術以及工作人員現場評價，確定管道的結構修復類別，評估原有管道的承載力、流量、管段所在位置工程地質條件是否滿足施工要求，結合經濟技術合理性分析，篩選合適的修復手段，采用多種技術相結合的方式進行檢測[6]。如可采用QV 和CCTV 互相配合進行檢測。CCTV 系統能直觀清晰的觀察管道缺陷，是對QV 有效距離不足和拍攝能力不足的有效補充；而使用QV 系統基本可忽略污水管道內障礙物的限制，使用時不必先對管道進行清理，是對CCTV 系統使用要求的有益彌補，兩者可以相互配合，互為補充。例如，當CCTV 管道機器人在管道內受阻無法前行時，如果距離管道末端已較近，就可用QV 檢測剩余管段，從而避免需要進一步清理管段和將機器人取進取出[7]。又如，當某些管段水位較高且無法排水時，可采用聲吶配合進行檢測，從而避免無法完成檢測的情況。

4.2 進一步完善現行檢測評估規程及修復標準

住房和城鄉建設部于2012 年12 月發布的《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》（CJJ181-2012）為現行的主要參考標準，該規程雖然對閉路電視檢測系統、潛望鏡、聲吶系統、人工檢測等檢測技術有獨立的說明，但缺乏多種技術共同使用的說明條文。所以，各地在編制地方指導規程中可增加對應內容，給出不同技術、方法共同使用的程序和相應的評估結果。另外，由于該規程主要針對老舊的病害管網檢測，缺乏針對新建管網進行檢測的相關指標，但現在很多新建完成的管道仍被要求在驗收前完成閉路電視檢測，且在新建完成后投入使用前做CCTV 系統檢測也很有必要，所以，可考慮在各地規程中對新建管網采取不同的評價指標和評分標準[8]。

4.3 建立排水管網統一信息管理系統

建議全省范圍的統一排水管網系統平臺，省、市、縣根據各自管轄范圍擁有不同權限的賬號，逐步實現全省排水管網形成“一張網”，全省工作“一張圖”，所有的管網信息和排查整治工作都必須將信息第一時間上傳到系統[9]。在管網修復過程中，加強修復設計前的檢測評估和勘察工作，進行詳盡的調研工作，包括：地面、地下、管道等，根據具體情況制定合理的修復執行標準及制度。修復完成后，將排查監督工作動態更新、長期保持，由各級實行動態監督，各級主管部門負責信息的更新維護。

結語

本研究針對四川省岷沱江流域范圍內典型城市污水處理廠現有排水管網，特別是老舊城區及存在污水廠進水濃度異常地區進行調研，剖析了現行管網排查規范中的主要問題，制定了典型的管網排放方案，對管網排查提出了相關建議。城市排水工作是一項艱巨、復雜、系統的工作，需要政府的支持，規劃、設計、施工、維護管理部門的共同努力，也需要廣大群眾的共同積極參與，才用徹底解決污水直排河流和內澇問題，實質性改善城市居住環境，提升城市生活質量。