城市污水處理廠聯合調度系統規劃研究

摘要：近年來，惠州仲愷高新區城市污水處理廠收集的實際污水量不均衡，其甚至出現超負荷運行。本文結合惠州仲愷高新區污水處理廠運行現狀，研究城市污水處理廠聯合調度系統規劃。宏觀規劃層面，應科學預測，合理布局，統籌應對。區域內不同污水處理廠通過聯合調度，充分利用現狀管網，搭建滿足近、遠期需求的大系統，可以有效提高區域污水處理系統的靈活性、高效性和抗風險性，實現持續安全運行。

關鍵詞：污水處理廠；污水管網；聯合調度；系統規劃

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）04-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.04.049

Research on the Planning of Joint Dispatching System for Urban Sewage Treatment Plants

——Taking Huizhou Zhongkai High-tech Zone as an Example

LEI Xincai， Bai Qinhan， Luo Yekuan

（LAY-OUT Planning Consultants Co.， Ltd.， Shenzhen 518000， China）

Abstract： In recent years， the actual amount of sewage collected by the urban sewage treatment plants in Huizhou Zhongkai High-tech Zone has been uneven， which have even experienced overloaded operation. Based on the current operation status of the sewage treatment plants in Huizhou Zhongkai High-tech Zone， this paper studies the planning of the joint dispatching system for urban sewage treatment plants. At the macro planning level， scientific prediction， reasonable layout and coordinated response should be made. Through joint dispatching， different sewage treatment plants in the region fully utilize the current pipeline network to build a large system that meets short-term and long-term needs， which can effectively improve the flexibility， efficiency， and risk resistance of the regional sewage treatment system， achieving continuous and safe operation.

Keywords： sewage treatment plant; sewage pipeline network; joint dispatching; system planning

隨著城市的不斷開發建設，近年來，城市更新步伐加快，城市未徹底實現雨污分流管網改造，加上雨污管網錯接、混接等，導致城市污水管網除污水外，還存在大量外水的匯入，城市污水處理廠收水量與污水實際產生量有較大的變化，旱季的實際污水量低于污水處理廠的保底水量，而雨季又出現超負荷運行且進水污染物濃度較低的情況，已有排水系統規劃難以滿足未來城市發展需求，成為制約城市開發建設的主要因素之一[1]。本文以惠州仲愷高新技術產業開發區（簡稱惠州仲愷高新區）為例，分析污水處理廠運行現狀，并匹配國土空間遠期規劃需求，對污水處理系統進行優化，加強污水處理廠的聯合調度，以全面提升污水處理系統的服務能力，保障惠州仲愷高新區社會經濟的可持續發展。

1 惠州仲愷高新區污水處理廠運行現狀

惠州仲愷高新區現狀排水體制為合流制、分流制和截流式合流制并存。其中，分流制主要分布在城區新建區及雨污分流改造完成區，如仲愷中心片區；合流制主要分布在建設時間較早且未完成改造的舊城中村或工業區；截流式合流制分布在雨污混流較嚴重的局部建成區，通過沿河建設截污管道形成截流式合流制排水系統[2]。結合河流水系、地形地貌、市政道路等，惠州仲愷高新區目前共劃分五大污水分區，即第七污水處理廠污水分區、第六污水處理廠污水分區、第二污水處理廠污水分區、瀝林污水處理廠污水分區和三和污水處理廠污水分區，其他區域產生的污水通過一體化污水處理設施處理后排放[2]。

1.1 部分污水處理廠超負荷運行且存在污水溢流風險

如表1所示，惠州仲愷高新區現狀共有5座污水處理廠，總設計規模為35.5萬m3/d[2]。其中，第七污水處理廠實際處理規模為7.67萬m3/d，最大處理規模為11.48萬m3/d，最小處理規模為3.2萬m3/d；第六污水處理廠實際處理規模為5.92萬m3/d，最大處理規模為7.23萬m3/d，最小處理規模為4.45萬m3/d[2]。

第七污水處理廠和第六污水處理廠納污范圍廣，污水收集區位于老城區，雨天大量雨水混入污水管道排至污水處理廠，使污水處理廠在雨季時處于超負荷運行狀態。在旱季時，污水處理量小于設計規模，特別是第七污水處理廠遠遠小于設計規模，主要原因有兩點。一是旱季未下雨，未混入雨水等外水。二是春節假期工業企業放假停工，所產生的工業廢水和生活污水均大量減少[2]。

1.2 污水管網收集排放安全保障能力較低

惠州仲愷高新區部分老城區現狀排水管網存在雨污合流、錯接亂接混接、截流干管雨天滿管運行（存在溢流污染）、山水地下水等外水滲入、污水管網覆蓋率不足等問題，這也是第六污水處理廠和第七污水處理廠超負荷運行且進水污染物濃度偏低的主要原因。

2 城市污水處理廠聯合調度系統規劃設計

合理布局污水處理系統和污水管網，科學預測污水量和污水處理廠設計規模，從而確保污水處理廠安全穩定運行，避免污水溢流污染城市河流水系，充分發揮污水處理系統的作用[3]。

2.1 聯合調度系統規劃原則

為解決現存的主要問題，滿足遠期規劃發展需求，系統提升排水設施的承載能力，惠州仲愷高新區污水處理廠聯合調度系統設置需要遵循3個原則。一是區域統籌。污水處理廠聯合調度系統應在現狀管網布局的基礎上，突破行政區界，綜合統籌區域各污水處理系統的缺口和需求[4]。二是彈性規劃。污水處理廠聯合調度系統應按照遠期配置，為未來發展和不可預見風險預留一定的彈性[5]。三是局部完善。污水處理廠聯合調度系統應遵守適時、適度原則，重點解決局部區域存在的系統問題，避免大修大建。

2.2 污水處理設施缺口評估

通過預測污水量與現狀各污水處理廠規模進行對比，分析評估現狀污水處理廠缺口，由此判斷污水處理廠對應的規模和聯合調度方案。根據惠州仲愷高新區五大污水分區的地理位置，結合各污水處理廠近遠期的缺口和需求，本次主要考慮第七污水處理廠（一期、二期）、第七污水處理廠（三期）、第六污水處理廠和第二污水處理廠的聯合調度，惠州仲愷高新區其他區域為相對獨立的污水處理系統，通過獨立新建或擴建污水處理廠可以處理各自服務范圍的污水。通過進一步詳細計算各污水處理廠服務范圍內遠期實際產生的污水量，得出第七污水處理廠（一期、二期）、第七污水處理廠（三期）、第六污水處理廠和第二污水處理廠的缺口分別為5.2萬m3/d、0.2萬m3/d、8.5萬m3/d、5.5萬m3/d，總缺口為19.4萬m3/d。

2.3 城市污水處理廠聯合調度系統規劃方案

2.3.1 第七污水處理廠（一期、二期）和第七污水處理廠（三期）聯合調度方案

近期，保留橫一路DN1 200 mm的污水調配連通管，將第七污水處理廠（一期、二期）超量的污水分流至第七污水處理廠（三期），實現第七污水處理廠（一期、二期）至第七污水處理廠（三期）的污水調配；同時，將西坑污水泵站改建為西坑污水處理廠，收集現狀西坑污水泵站服務范圍內的污水，西坑污水處理廠新建規模為2.5萬m3/d。遠期，保留橫一路DN1 200 mm的污水調配連通管，將第七污水處理廠（一期、二期）超量的污水分流至第七污水處理廠（三期）。

2.3.2 第六污水處理廠和第七污水處理廠（三期）聯合調度方案

近期，保留第六污水處理廠至第七污水處理廠（三期）的DN800 mm和DN1 000 mm的污水加壓連通管，實現第六污水處理廠至第七污水處理廠（三期）的污水調配。遠期，將已建設的第六污水處理廠至第七污水處理廠（三期）的DN800 mm和DN1 000 mm連通管反向加壓改造，在第七污水處理廠內部新建污水泵站，實現第七污水處理廠（三期）超量污水排至第六污水處理廠的調配。

2.3.3 第六污水處理廠和第二污水處理廠聯合調度方案

近期，根據第二污水處理廠近期可接納的污水量富余空間，在第六污水處理廠內部新建一座3萬m3/d的污水泵站，污水加壓后通過一根DN500 mm壓力管經康橋大道排至智慧大道現狀污水重力管，最終排入第二污水處理廠，以此進一步轉輸第六污水處理廠超負荷污水，充分利用第二污水處理廠近期較大冗余的污水處理空間。遠期，將第六污水處理廠內部已建的污水泵站擴建至14萬m3/d，并沿康橋大道新增一根DN1 000 mm的壓力管，同時保留近期沿著康橋大道已建的DN500 mm污水壓力管。遠期，第二污水處理廠規模擴建至30萬m3/d，可以有效處理第二污水處理廠服務范圍內的污水及第六污水處理廠轉輸過來的污水。

3 結語

近年來，隨著城市的快速發展，人口規模迅速增長，加上極端天氣頻繁發生，污水收集轉輸及處理系統的承載壓力迅速增加。本文以惠州仲愷高新區為例，分析城市污水處理廠運行存在的問題，提出城市污水處理廠聯合調度系統規劃方案，避免污水處理廠及污水管網超負荷運行導致溢流風險。相鄰污水處理廠的聯合調度可有效增強污水處理廠的應急轉輸和安全運營能力，提高污水處理廠的韌性、靈活性和抗風險能力。聯合調度方案涉及第七污水處理廠（一期、二期）、第七污水處理廠（三期）、第六污水處理廠和第二污水處理廠，近期和遠期需要新建、擴建污水處理廠和污水泵站，新建或反向改造污水管道，避免近期第六污水處理廠和第七污水處理廠（一期、二期）超負荷運行，降低污水溢流風險，同時彌補遠期片區19.4萬m3/d的污水處理缺口。

參考文獻

1 張博昱，魏天怡.深圳寶安區創新模式下的水環境治理[J].給水排水，2021（47）：242-247.

2 仲愷高新區住房和城鄉規劃建設局.仲愷高新區排水專項規劃（2021—2035）[Z].惠州：仲愷高新區住房和城鄉規劃建設局，2022.

3 侯良潔，李慧穎，袁玉霞，等.應對污水量不均衡與變化的污水管網運行措施[J].給水排水，2011（3）：96-99.

4 韋 甦，胡金法，章燃靈，等.基于提升改造的縣域農村生活污水治理專項規劃編制探索：以浙江省為例[J].給水排水，2020（2）：35-41.

5 王暉暉，林中奇，汪 清.廈門本島污水應急互聯互通系統規劃研究[C]//面向高質量發展的空間治理——2020中國城市規劃年會.2020.