湖北省大冶市城區污水處理提質增效技術方案研究

摘要：為恢復城區污水處理系統功能，改善城區水環境質量，進一步提升設施整體污染收集、處理和減排效果，湖北省大冶市開展了城區污水處理提質增效工作。結合湖北省大冶市城區污水處理提質增效規劃實踐經驗，從系統問題排查入手，分析主要原因，提出“一廠一策”系統整治、場站能力建設提升、源頭提質增效、水環境綜合整治等技術方案和建設計劃，實現了城鎮污水處理系統由“規模增長”向“質量提升”的轉變。

關鍵詞：污水處理； 提質增效； 一廠一策； 大冶市

中圖法分類號：X52

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S1.016

文章編號：1006-0081（2024）S1-0057-04

0 引 言

污水處理提質增效指通過系統、綜合的措施提升系統污染收集和處理效能，提高水環境質量，消除黑臭水體［1-2］，是近期各省市環境治理方面的工作重點。本文結合湖北省大冶市城區污水處理提質增效規劃實踐經驗，從技術路線和技術方案的角度對污水處理提質增效進行了歸納總結。該規劃以城區排水管網系統排查為基礎，科學診斷現階段主要問題，提出“一廠一策”系統整治［3-4］、場站能力建設提升、源頭提質增效、水環境綜合整治［5］等方案，對污水管網建設和完善、排水口改造、雨污混接改造、排水設施管理強化等提出一整套措施和建設計劃，逐步實現城鎮污水處理系統由“規模增長”向“質量提升”的轉變，可為城市污水處理提質增效提供借鑒。

1 城區概況

大冶市位于長江中下游，城區東靠尹家湖，南臨大冶湖，西濱三里七湖，紅星湖位于市中心，鐵金港、東港、長流港等港渠從城區穿過。目前，城區建設用地規模34.3 km2，人口24.8萬人。

城區污水系統歷經多年建設，形成老城區以截流式合流制為主、新區及城西北工業園區以雨污分流制為主的管網系統，現狀城區共有市政排水管道543.02 km，其中雨水管道287.92 km，污水管道247.11 km。城區現有3座生活污水處理廠，處理能力共計8.5萬m3/d。2019年，該市城南污水處理廠日均進水量3.2萬m3，大箕鋪污水處理廠日均進水量3.3萬m3，城南系統污水收集率為69.9%，BOD5為86.4 mg/L；城西北污水處理廠日均進水量2.8萬m3，城西北系統污水收集率為66.1%，BOD5為73.6 mg/L。城區現狀污水分區示意見圖1。

由于對污水處理的系統性、功能屬性認識上的不足，管理體制上的碎片化，存在“重地上、輕地下”“重建設、輕管理”的做法，以及污水處理系統污染物收集效率不高、局部污水直排、溢流污染控制不到位，影響了污水處理系統功能的正常發揮。城區現有14個污水收集處理設施空白區，近20個分流制污水直排口、分流制雨污混接雨水直排口，旱天污水量約4.0萬m3/d直接排放至城市內湖，致使城市內湖均受到了不同程度的污染，無法達到規劃的Ⅲ類水體，2019年城市內湖具體水質見表1。

2 污水處理提質增效思路

以排水管網排查為基礎，以消除城市建成區生活污水直排口，消除城中村、城鄉結合部生活污水收集處理設施空白區，提高生活污水集中收集效能，改善城市內湖水環境質量、消除黑臭水體為主要目標，以現狀污水處理廠旱天進水BOD5濃度不低于100 mg/L為具體工程目標，按照“擠外水”“收污水”“治雨水”“強管理”的工作思路，提出城區污水處理提質增效工程建設計劃，具體設計思路如圖2所示。

3 排水管道檢測與評估

進行排水管道檢測與評估，摸清排水口上游管道缺陷類別、外來水種類、水量大小、評估缺陷等級和雨污混接情況，為管道缺陷修復和雨污混接治理提供重要依據［6］。

3.1 排水管道缺陷及混錯接評估

采用管道潛望鏡（QV）、管道閉路電視（CCTV）的檢測方法對現狀管道進行檢測，共檢測市政排水管道543.02 km，管道檢測點總數為34 450個，總計檢測出缺陷3 640個、雨污混接點831個。根據檢測結果，依據CJJ 181-2012《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》對管道進行缺陷及混錯接等級評估：現狀管道結構、功能狀況總體較好，絕大多數混接點為輕度混接和中度混接。評估結果見表2～3。

3.2 外水入滲調查

本項目采用水量水質平衡法估算進入排水管道的入滲水量。依據管網系統的分布特征，對城區內老舊居民小區、新居民小區、公共建筑、企事業單位等不同類型的135個源頭排水點進行檢測分析，NH3-N均值為31.3 mg/L。2019年，城南、大箕鋪及城西北污水處理廠的進水NH3-N分別為21.8 mg/L、23.4 mg/L，外水NH3-N濃度取1.5 mg/L（按Ⅳ類水標準），根據水質平衡法簡單估算得出，城南、城西北污水系統的外水量占總處理水量的比例分別約為31.9%，26.5%。在初步分析的基礎上，根據CCTV檢測結果，對沿湖（港）敷設的截污干管進行抽水計量法調查，湖濱路D1350 mm截污干管30 m間距的兩個檢查井之間，地下水入滲量高達150 m3/h。

調查結果表明，大量地下水入滲排水管道是導致污水處理廠進水污染物濃度偏低、截污干管滿管運行的主要原因。

4 污水處理提質增效技術方案

4.1 “一廠一策”系統整治方案

管網排查結果表明：存在大量外水進入污水管網及旱天污水直排進入城市內湖水系，城南污水系統的城南、大箕鋪污水處理廠及城西北污水系統的城西北污水處理廠進水BOD5分別為86.4，73.6 mg/L，污水收集率分別為64.3%，66.1%，需圍繞服務片區管網制定“一廠一策”系統化整治方案，根據排查出的問題類型、程度，采取“截直排、改混接、治滲水、補空白、清管泥”等針對性措施進行治理，使現有污水處理廠進水BOD5濃度達到100 mg/L，以提高進水污染物濃度及污水收集率。

4.1.1 城南污水系統總體方案

重點清管泥，完善管理措施，修復和更新破損程度達到三級及以上的管道；改善合流制漬澇問題，削減合流制溢流污染；結合老舊小區改造及城市更新，以排水分區為單位同步進行管網整體改造；完善羅橋片區、城北新區、尹家湖片區污水支管建設，發揮已建的污水管網效益；對劉長席灣等多個居民點污水管網未覆蓋區域加快建設，消除生活污水收集空白；積極推進雨污混接改造，將混接、錯排的生活污水接入污水管，收集到城南、大箕鋪污水處理廠。

4.1.2 城西北污水系統總體方案

采取工程措施，修復或更新破損管道，把外水“趕出網”，發揮已建的污水管網效益；對畈口村等多個居民點污水管網未覆蓋區域加快建設，消除生活污水收集空白，結合污水量增長，擴建城西北生活污水處理廠；工業廢水排放清退和規范管理，加強對接入市政管網的工業和生產經營性企業的監管，建立部門執法聯動機制和信息共享機制，依法處罰超排、偷排等違法行為。

4.1.3 具體措施

（1） 截直排。進行污水直排口、分流制雨污混流排水口及合流制溢流排水口的改造設計，將旱天直排進入地表水體的污水通過工程措施接入城區污水收集系統。共改造30個分流制污水直排口、合流制截流溢流排水口、分流制雨污混接雨水直排排水口，截留污水量達到900 m3/h。

（2） 改混接。將混接在雨水管道中的污水改接到污水管道中，將混接在污水管道中的雨水改接到雨水管道中，實現雨水、污水“各行其道”和“清污分流”。依據混接錯接輕重程度，分別對各類混接錯接點提出相應改造對策與要求，有條件的地區積極推進居民小區、公共建筑和企事業單位內部管道混接改造，將混接、錯接的生活污水接入市政污水管網。改造三級混接點74個，分期改造二級混接點413個，并將344個一級混接點列入下一步工作計劃。

（3） 治滲水。針對排水管道破損、斷裂等結構性缺陷，采取工程措施進行治理，達到對管網結構性缺陷的整治，封堵地下水等外水入滲和污水外滲“通道”。根據管道檢測結果，將管道分為不需要整治管道、需局部整治管道和需整體整治管道，主要采用點狀原位固化法及不銹鋼雙脹環修復法對存在管道脫節、滲漏、破裂等缺陷的管道進行局部整治，采用熱水原位固化法及紫外光原位固化法對部分存在多處結構性缺陷的管道進行整體整治。共減少污水外滲量約1.4萬m3/d，占城區污水量的12.2%。

（4） 補空白。建設和完善污水收集系統，將尚未納管的企事業單位、住宅小區和沿街商鋪的污水納入污水收集管道，補齊短板，推進城中村、老舊城區和城鄉結合部管網建設，消除未覆蓋空白區，實現污水管網全覆蓋。共消除城南廠分區管網空白區8處，總面積約2.2 km2，涉及服務人口約2 400戶居民；消除城西北廠分區管網空白處6處，總面積約1.3 km2，涉及服務人口約2 600戶居民。

（5） 清管泥。管道中的沉積物是構成雨水排水口污染排放、合流排水口溢流污染物最主要的組成部分，清管泥是削減合流制溢流污染的重要措施，也是污水收集系統檢測、治理、修復的前提。將管道中的沉積物清除出來，還可改善污水輸送水力條件。本方案對大冶大道、城西路、東風路等道路下排水管道進行管泥清除，共清除管泥6 420 m3。

2021年，城南污水系統的城南、大箕鋪污水處理廠進水BOD5由86.4 mg/L提高到103.6 mg/L，提高了16.6%。城西北污水系統的城西北污水處理廠進水BOD5由73.6 mg/L提高到104.3 mg/L，提高了29.4%。

4.2 場站能力建設與提升方案

目前城區實際污水量為8.5萬m3/d，依據GB 50282-2016《城市給水工程規劃規范》，根據城市綜合用水量指標法和分類用地用水量指標法進行給水量預測，確定城區污水量2025年近期為9.8萬m3/d，2035年遠期為19.7萬m3/d。考慮現有污水處理廠及配套管網的實際情況，規劃擴建現有污水處理廠及泵站以滿足處理能力，具體污水處理廠建設情況見表4。

各污水處理廠污泥含水率均處理至80％后，污泥送至華新水泥窯利用水泥窯進行協同處置。

4.3 源頭提質增效方案

4.3.1 源頭小區提質增效方案

市政污水管網和廠站提質增效實施后，同步啟動源頭小區、企事業單位內部管網混接改造，強化管道淤泥清疏，逐步降低雨天流入地表水體的雨季污染物量。現已完成東岳街辦23個老舊小區改造，具體包括建筑立管及小區內管網的錯混接改造，覆蓋房屋數量115棟、居民3 989戶。

4.3.2 餐飲及洗車重點行業提質增效方案

在餐飲企業直接排入市政管網的廚余垃圾中，油脂特別容易吸附于管壁四周，是導致管道淤堵的重要因素之一。結合薈萃北路改造工程，通過對沿線近20家飯店增設隔油池，截留大部分的油脂漂浮物并沉淀部分雜質，減輕未入網污水直排水體造成的污染，緩解污水收集率低的壓力。

該市城區內含大量洗車店，目前產生的廢水基本是未經處理直排就近雨水口，洗車廢水主要含有油類污物、泥沙、洗滌劑等，是重要的水污染源之一。該市城管部門出臺相關政策，規定洗車行業廢水在沉砂池等預處理之后方可接入市政污水管，禁止洗車廢水直接排入市政雨水管。

4.4 城區水環境綜合整治方案

水環境綜合整治工程是一項綜合性工程，整體治理思路為“外源截減-雨污截流-環保疏浚-生態修復-水體自凈-長效管理”（圖3），以全面改善水環境質量和恢復水生態健康。

4.4.1 面源污染治理工程

已開展共19處紅星湖截污改造工程，同時結合海綿城市理念［7］，規劃在紅星湖東側建設濕地公園，總面積16.8萬m2；尹家湖東岸的北部，建設人工濕地約6.5萬m2；三里七湖上游及港渠入口建設人工濕地，總面積20.0萬m2。共計每年可削減COD達908 t、氨氮18 t、總氮70 t、總磷2.5 t。

4.4.2 底泥治理工程

采用生態清淤的方式進行底泥治理，擬定紅星湖湖體清淤面積為62萬m2，清淤總量為37.2萬m3；尹家湖湖體清淤面積為188萬m2，清淤量為94.0萬m3；三里七湖湖體清淤面積為221萬m2，清淤量為110.5萬m3。分別在上述內湖周邊綠化帶內設置底泥干化廠，占地面積分別為1萬，3.3萬，3.9萬m2，采用機械脫水方式，經過高壓彈性板框壓濾脫水后將含水率降低至40%，壓濾水通過加藥混凝沉淀后退回各內湖，脫水后底泥檢測合格后作為植被綠化覆土使用。

4.4.3 水生態系統構建工程

通過種植沉水植被、建設生態浮島及復氧工程來構建水生態系統，提高水環境容量，結合該市水環境現況，規劃紅星湖種植面積為37.2萬m2、尹家湖種植面積為75.2萬m2、三里七湖種植面積為88.4萬m2；在紅星湖重點區域建設7 680 m2生態浮島及2處曝氣噴泉；在紅星湖葉家壩處新建1個泵站，經水下布管，將水引入此處的磁分離旁路處理系統凈化設施后，再流入下方400 m的景觀生態明渠，進一步凈化后排至青銅廣場南的小湖汊回到湖中。

5 結 語

湖北省大冶市開展了城區污水處理提質增效工作，提出并實行“一廠一策”系統整治、場站能力建設提升、源頭提質增效、水環境綜合整治等方案，有效恢復、提升和優化污水處理系統的功能，推進系統提質增效，逐步實現城鎮污水處理系統由“規模增長”向“質量提升”的轉變，為推進城市生態文明建設和綠色發展提供支撐。

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