城區排水管網提升修復措施分析

譚偉浩

（佛山市高明區西坑水庫工程管理處,廣東 佛山 528500）

1 引言

污水管線作為城市內的重要污水輸送通道,其排污能力對區域發展建設影響較大。為了提升污水排放能力,有較多城市采取了提升改造工程建設,取得了良好的效果[1-2]。

佛山市高明區三洲片區排水管網建設相對滯后,水體污染現象及內澇問題嚴重,對高明區的高質量發展形成嚴重制約。根據《佛山市高明區人民政府常務會議決定事項》（〔2019〕129 號）文件精神,實施三洲片區范圍內雨污分流改造,從而解決三洲片區內澇問題及水體污染問題。以佛山市片區為例,對城區排水管網提升修復方案進行分析。

2 污水管線現狀調查

2.1 現狀污水處理量

目前污水廠的處理規模無法滿足現有的污水量,導致片區水位過高,排水水位低于河涌水位時,河涌水有逆流現象。

現狀排水及污水廠情況：三洲片區每天產出的污水量約為3.6 萬t。現二污處理水量維持為3.6 萬t,最高峰為3.9 萬t,現超出設計3 萬t 設計規模。在2010 年污水廠擴建情況：2010 年二污處理規模由2 萬t 擴建至4 萬t,因各種因素限制,僅對生化處理池進行擴容至4 萬t/d（其中1 萬t 沒有配套的設備）,前池以及水泵均沒有進行改造,竣工驗收規模只有3 萬t,水泵仍然為2 萬t 的規模,為了應付日漸增加的污水量,二污的運行水位已經超出了設計要求,比原設計運行水位提升了大概3.76 m,導致三洲片區的水位維持在2.0 m～2.2 m 的水位。（地面標高2.6 m～3.0 m。）同時了解到,排水截止閘采用單側止水,當排水水位低于河涌水位時,河涌有逆流現象。（根據《高明區城市排水防澇設施建設規劃》,該片區河涌最高運行水位為1.944 m,最低運行水位為0.744 m,正常水位一般為1.444 m）。

現二污前池地面標高4.658 m,水池水深5 m,池底標高-7.64 m,現狀常水位標高2.04 m。基本跟管網水位持平

2.2 現狀管網水質情況

近期對項目現狀管網的水質進行采樣分析,結果見表1。

表1 現狀管網水質情況

水質檢測數據顯示：部分地方的水質指標高于常規生活污水設計濃度,如三洲涌、三錦南路（星華精密機械）兩處的COD 濃度較高,興洲路和三錦南路（星華精密機械）的氨氮濃度高于生活污水設計濃度,這些地方可能存在工業污水偷排的問題；而部分采樣點的水質污染物濃度則遠低于生活污水設計指標,甚至部分水質接近排放標準,可能存在地下水或雨水匯入。總體而言,該片區水質差異較大,水質狀況比較復雜。

在進行三洲片區雨污分流改造過程中,管網高水位運行提高了管網摸查情況及施工難度,會導致雨污分流不徹底,無法實現三洲片區徹底雨污分流的項目目標。

3 提升改造方案分析

為解決管網降水問題,首先必須通過改造泵房及其配套設施來提升污水廠的處理量,同時,建議在片區周邊建立污水處理應急保障設施,一方面分擔污水廠的處理壓力,另一方面能夠保障水量高峰時污水能夠及時處理,避免污水處理不及時從而外溢導致的環境污染。

3.1 提升污水處理廠的處理量

三洲片區作為一個整體片區,對污水廠或8 號泵站進行改造,把整個片區的管網水位降下來。

（1）方案一：改造第二污水處理廠進水泵房

根據第二污水處理廠運營人員反饋,進水泵房現狀提升泵為2 臺Q=1300 m3/h,H=12 m,N=55 kW,1 臺Q=1300 m3/h,H=10 m,N=45 kW 潛污泵。設計提升泵的靜揚程約14m,現狀提升泵已無法滿足設計要求。改造方案為按4 萬t/d 設計規模選泵,Kz=1.62,選用Q=1700 m3/h,H=16 m,N=110 kW,2 臺,一用一備,變頻；Q=1000 m3/d,H=16 m,N=75 kW 潛污泵1 臺,變頻,同步改造進水泵房電氣設施。投資約95 萬元（國產材料設備費,未含安裝及土建）。

該方案的優點如下：從根本上解決片區水位高的問題,并為第二污水處理廠未來提標擴建提供條件。

需要解決的問題如下：①需各主管部門協調改造工程,建議盡早啟動第二污水處理廠的提標擴建工程。②改造前池涉及到污水廠停產的問題。

（2）方案二：改造8 號泵站

8 號泵站現狀提升泵為Q=1200 m3/h,H=12 m,N=75 kW,2 臺,一用一備,將三洲舊圩片區污水提升至第二污水處理廠前消能井,再由第二污水處理進水泵房提升至細格柵進行處理。改造方案為第二污水處理廠進水泵房提升流量為2 萬t/d,8 號泵站提升流量為1.6 萬t/d。具體措施為更換8 號泵站水泵,按2 萬t/d 設計規模選泵,Kz=1.62,選用Q=700 m3/h,H=16 m,N=45 kW 潛污泵3 臺,并將泵站出水壓力管從消能井接至第二污水處理廠細格柵,新建DN1200 鋼管約90 m,架空或埋地敷設需與污水廠協調。投資：約80 萬元（國產材料設備費,未含安裝及土建）。

該方案的優點如下：暫不對第二污水處理廠進行改造,改造完成后可降低第二污水處理廠運行費用。

需要解決的問題如下：（1）運行時需考慮污水廠廠內進水泵房及8 號泵站水泵調度問題（水質出現問題時,需要暫停8 號泵站的水泵運行）。

綜合對比分析,建議實施方案二,此方案能解決片區水位高的問題,減輕二污前池的水泵的壓力。

3.2 應急保障措施

分片區實施：三洲片區分成3 個片區,三洲舊圩片區,海天大道東側片區,海天大道西側片區。

三洲舊圩片區雨污水管網完善,可將三洲舊圩片區單獨獨立起來,先封堵高明大道北側和三洲舊圩的連通管后,可利用8 號污水提升泵站進行抽排可將整個三洲舊圩片區水位進行降低。具體施工措施：①封堵高明大道北側合流管流入三洲舊圩片區的連通管。②封堵百靈路和碧桂路的市政雨污水混接點。③封堵碧桂路雨水管接入大楠渠出水口。

海天大道西側片區均屬于7 號泵站服務范圍,待7 號泵站改造完成后,可將西側片區管網水位降下來進行摸查及改造。

海天大道東側片區：由于8 號泵站以及7 號泵站將兩片區的污水轉輸至海天大道東側片區,出現污水冒出地面時需要增設臨時處理設施。海天大道東側片區如何降水位可提出三個方案

（1）方案一：碧桂路A 處增設污水處理設施

可在碧桂路A 處（碧桂園1 期）旁邊新增3000 t/d 的污水處理設施（用地限制）,作為二污臨時水處理的擴建,分擔二污的處理水量,可將三洲片區高明大道北側水位標高降低1 m。

圖1 方案一

推薦污水處理工藝：一體化處理設備（格柵+調節池+AO（接觸氧化）+沉淀+消毒）

占地面積：約1600 m2。

投資：600 萬元（包含全套設備及安裝、15 個月的運營管理費,不含設備基礎、場地圍蔽和廠棚建設）。

優點：①三洲舊圩可單獨作為一個分區,率先完成完全雨污分流的項目目標。同時可作為二污臨時水處理規模的擴建,分擔一部分污水處理。②該處理工藝對水質、水量的驟變有較強的適用能力,污泥產量較低,運行管理較為方便。

缺點：①現場用地范圍限制,無法做到污水分散式處理設施+生態塘模式,造價貴。②高明大道北側管網標高僅能降低1 m,無法降太多,與三洲北涌常水位基本持平。③需要協調排放口問題。④著時間流逝,設備有老化的情況出現,5 年后就需要更換。⑤場地離居民樓太近,產生的臭氣以及設備啟用的噪聲會影響周邊環境,可能導致居民投訴等糾紛。很大程度限制方案的實施。

（2）方案二：海天大道東側增設污水處理設施

新建6000 t/d 的污水處理設施,由于B 處面積充足,可選擇造價較低的生態塘+ 污水處理設備相結合的方式, 在7 號泵站出水末端新建500 管專管進入分散式污水設施生態塘進行處理,現狀解決海天大道東側區域排水管網水位高的問題。

圖2 方案二

推薦工藝：格柵+調節池+厭氧池+生態塘+消毒（或者一體化處理設備）

占地面積：15400 m2（1400 m2設備占地+21 畝生態塘）（一體化設備占地1200 m2）。

投資：600 萬元（包含設備及安裝,15 個月運營管理,不含生態塘和專管的開挖等土建工程）（一體化設備租賃期間含運營費：售賣904 萬元,租賃1 年894 萬元,租賃2 年1042 萬元）。

優點：①每天大容量的污水處理可降低2.7 m 水位標高,同時也可以解決三洲片區未來5 年內發展的污水處理需要。②處理工藝簡單,運行管理方便,運行管理費用較低。③周邊居民較少,極大避免了居民投訴問題[3-5]。

缺點：①因為需要新建生態塘,占用的面積大,需要協調用地。②需要協調排放口問題。（出水口大于500 t/d 需要報備。）③隨著時間過去,設備有老化的情況出現,5 年后就需要更換[6-8]。

（3）方案三

海天大道西側片區經7 號泵站啟用,水位下降后經一系列摸查及企業改造后海天大道西側片區可完成雨污分流改造。在興創路（海天廠的出水口）新建兩條管,一條接雨水,一條接污水,先將海天處理后的水接入雨水管直接排入三洲北涌（時間大概30 天,20 天二污處理水量降低水位,10 天排查）,東側片區摸查完成后進行雨污分流。封堵海天廠排入雨水管的連通管,重新接入現狀污水管供二污處理。

優點：需花費15 萬元封堵費用,可降低三洲片區運行水位進行摸查及雨污分流改造。

缺點：①因海天廠出水水質不穩定,需要協調海天污水直排三洲北涌的問題。②隨著高明高速發展,地塊開發會增加污水量,海天大道東側污水管網水位必然會上升。

綜上所述,建議選擇方案二（海天大道東側增設污水處理設施）,此方案污水可新建污水處理設施規模較大,投資相對較省,運營管理費用較低,而且此處周邊居民較少,對周邊環境的影響較小。此外,建議把二污提標擴建提上日程。

4 結語

三洲片區是高明區的重要發展建設區域,根據調查目前存在污水排水能力不足,管網水質差等問題。為了提高三洲片區的排水能力,促進當地發展,選取改造8 號泵站的方案提升片區污水排放能力,選擇在海天大道東側增設污水處理設施方案,以解決海天大道東側區域排水管網水位高的問題。可為類似區域污水提升改造工程實施提供參考。