江阴滨江污水处理厂提质增效“一厂一策”系统整治建设研究

李娟 许鸣

摘 要：通过对江阴滨江污水处理厂服务片区管网运行与工业废水接管現状进行调研，分析了进水有机物浓度低的原因，并提出了针对性的“一厂一策”系统整治研究建议和方案。从管网检测排查、管网养护修复、完善截污工程、封堵地下水入渗到最后的管网监测和质量保障，提出全方位的推进整改工作。目前已经取得了初步的成效，将为相关企业的技术整改提供参考。

关键词：提质增效;一厂一策;管网检测;截污工程;管网监管

中图分类号：X703   文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）2-0115-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.02.028

Study on Kenovation and Construction of “One Plant， One Policy”System for Improving Quality and Efficiency of Jiangyin Binjiang Sewage Treatment Plant

LI Juan    XU Ming

（Jiangyin Planning and Design Institute Co.， Ltd， Jiangyin 214400，China）

Abstract： Based on the investigation of the current situation of pipe network operation and industrial wastewater connection in the service area of Jiangyin Binjiang sewage treatment plant， this paper analyzes the reasons for the low concentration of influent organic matter， and puts forward targeted research suggestions and schemes of "one plant， one policy" system regulation. From pipe network inspection and troubleshooting， pipe network maintenance and repair， improving sewage interception works， blocking groundwater infiltration to the final pipe network monitoring and quality assurance， it is proposed to promote the rectification work in an all-round way. At present， preliminary results have been achieved， which will provide reference for the technical rectification of relevant enterprises.

Keywords： improving quality and efficiency; one plant， one policy; pipe network inspection; sewage interception works; pipe network supervision

0 引言

为加快补全城市和乡镇生活污水收集处理设施，尽快实现城镇污水管网的全收集和全处理，经国务院同意，2019年4月29日，住房和城乡建设部、生态环境部、发改委三部门联合发布《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021）》，提出了城镇污水处理提质增效的要求。为进一步加强贯彻实施要求，2019年6月6日，江苏省住建厅联合省生态环境厅发布《江苏省城镇生活污水处理提质增效三年行动实施方案（2019—2021年）》（苏建城〔2019〕220号），提出设区市城市污水处理厂进水化学需氧量（COD）浓度低于260 mg/L，或者生化需氧量（BOD5）浓度低于100 mg/L的指标，提出要结合服务片区管网规划与建设，制定“一厂一策”系统化整治方案。

江阴市滨江污水处理厂年均进水COD和BOD5分别为158 mg/L和56 mg/L，属于“进水COD浓度低于260 mg/L或者BOD5浓度低于100 mg/L的城镇污水处理厂”范围，因此急需制定并实施“一厂一策”系统整治研究方案，响应国家和政府的政策需求。

1 江阴滨江污水处理系统概况

1.1 排水管网服务范围

江阴市滨江片区污水管网主要收集范围为东起江阴市界，西至朝阳路，北到长江，南到澄南大道，主要处理高新开发区及澄江街道部分的工业废水和生活污水，服务范围约64.95 km2，服务人口约43万人。

1.2 滨江污水管网现状

滨江片区及范围内已基本实现污水管网覆盖。但早期建成的市政污水管网运行至今已有20多年，日常养护中发现管网存在淤积、障碍物等功能性缺陷，以及破裂、变形、渗漏等结构性缺陷问题，解决污水管网的病患问题迫在眉睫。

目前，滨江片区的污水管网四位一体工程正在进行中，通过排查发现部分管网存在破裂、渗漏、脱节、错位等问题，后续将对问题管道进行修复，完成修复后将有效减少污水输送过程中的污水泄漏和地下水渗入，保证污水厂进水水量以及进水水质的稳定性。

由于污水管道接口及检查井渗漏，以及雨污分流不到位，污水厂进水量超过实际处理能力（尤其是雨季），导致整个污水系统常年高水位运行。一方面，污水系统内的外水多，进水水质波动大、有机物浓度低;另一方面，部分污水随雨水、合流管道排入河道，影响河道水质。

1.3 污水处理厂建设情况和运行概况

现滨江污水处理厂污水处理总能力为10万m3/d，分三期建设完成。深度处理利用现有厂区内土地，新增臭氧接触氧化段，对现有深度处理工艺进行技改，技改后采用“高效沉淀池+翻板滤池+臭氧氧化”工艺，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）规定的一级A排放标准排入白屈港河。滨江污水处理厂进出水水质如表1所示。

通过对污水处理厂的历史进水水质数据（COD、BOD5、总氮TN、总磷TP、氨氮NH3-N、悬浮物SS等）进行统计，分析BOD5/COD、BOD5/TN以及BOD5/TP等影响氮磷出水稳定达标的关键指标，将对污水处理厂稳定运行产生影响的主要因素进行污染物特征识别，对稳定达标难度进行初步分析。

1.4 滨江污水处理厂历史水质水量分析

1.4.1 进水COD变化。如图1所示，滨江污水处理厂2016年进水COD波动较大，最终稳定在200 mg/L以下。2017—2018年变化不大，基本维持在150 mg/L上下波动，进水COD平均值为158 mg/L。

1.4.2 进水BOD5变化。如图2所示，滨江污水处理厂进水BOD5变化变化趋势与COD一致，基本在60 mg/L上下波动，平均值为56 mg/L。

1.4.3 进水TN变化。如图3所示，2016—2018年TN浓度变化不大，在25 mg/L上下波动，进水TN平均值为26 mg/L。

1.4.4 进水NH3-N变化。如图4所示，2017—2018年NH3-N浓度变化不大，在25 mg/L上下波动，进水NH3-N平均值为22 mg/L。

1.4.5 进水TP变化。如图5所示，2016—2018年滨江污水处理厂进水TP与COD变化趋势一致，浓度基本在2 mg/L左右，进水TP平均值为2.2 mg/L。

1.4.6 进水量变化。如图6所示，滨江污水处理厂进水量2016—2018年变化不大，基本维持在100 000 m3/d上下波动，平均值为101 192 m3/d。以上数据表明滨江污水处理厂目前已经满负荷运行，甚至已经超负荷运行。

2 “一厂一策”提质增效措施

2.1 管网检测排查

由于部分市政污水管网建设年限较长，会出现破损渗漏的问题，受制于资金、道路开挖等诸多问题，短时间内无法进行更换，因此管网的检测排查和修复尤为重要，而有效排查出管网破损的具体位置是开展修复工作的基础和前提。对污水管网进行检测有两点好处：一是对管道存在的问题可以做到早发现、早解决，保障污水管网的稳定运行;二是检测可以节约管道养护、修复的成本，从长远角度来看，管网事故率减少产生的费用可以等同于管道检测花费的费用。研究表明，对于问题管道的主动维护费用比管道破损后的抢修费用低一半以上。

管道检测技术除了人员进入管道内检测的传统方法外，目前国内外运用较多的污水管网排查技术主要有闭路电视检测技术（Closed Circuit Television Inspection，CCTV简称）、声纳检测技术（Sonar Inspection，简称SI）、潜望镜检测技术（Pipe Quick View Inspection，简称QV）、水质浓度沿程检测分析（Pipe Wastewater Testing Inspection，简称PWTI）等。对于管径小于300 mm或井室过小导致CCTI探测车无法顺利通行时，常采用QV进行检测。此外，当管道流量较大或者井室周边无操作空间時，一般优先采用声纳进行检测。

通过文献调研结合实际情况，水质浓度的沿程测试分析结合CCTV图像检测或潜望镜检测技术，更有利于准确排查出管网的渗漏位置[1]。通过水质的沿程采样检测，分析浓度的梯度变化，推测出管网渗漏的大致位置;然后再利用CCTV图像检测或潜望镜检测技术，查出具体的管网破损渗漏位置，为下一步的检修养护奠定基础。

2.2 管网养护修复

污水管道的修复分为开挖修复和非开挖修复两种类型。开挖修复是一种需要开挖路面的施工方法，需要首先利用挖掘设备对管道铺设的沟渠进行开挖，然后在管道安装、维修或更换完成后再进行土质填槽。管网“四位一体”修复工程中，采用的就是开挖修复方式，即将破损或变形的管道挖出，重新放置新的管道，最后再恢复路面原貌。在本次管网修复中采用的是实壁聚乙烯管（以下简称PE管）。该管材具有耐腐蚀强，使用寿命长;柔韧性好，重量轻;内壁光滑，摩擦系数低;独特的电熔连接和热熔对接特性，接口安全可靠;施工方便，工程综合造价低等诸多优点，应用较为广泛。由于老旧小区原来铺设的是波纹管，而实壁PE管与波纹管无法实现密闭焊接，因此在施工中通过增设污水井实现与旧管道的连接。

目前，国内外应用较为广泛的非开挖管道整体修复工艺主要包括螺旋缠绕法（Spiral Winding）、原位固化法（Cured-In-Place Pipe，简称CIPP）、穿插法（Slip Lining）、内衬法、局部修复工艺等。螺旋缠绕法对于管道结构性损坏有较好的修复效果，该方法施工速度快，修复距离长，占地面积少，适合复杂场地作业，施工过程中无须注浆，对社会环境影响小，所需设备可固定在卡车上。原位固化法对于社会和环境的影响最小，几乎可以修复任何断面形状的管道，且修复后几乎不损失管道断面，但其经济成本过高，修复前须对管段表面进行处理，修复时须封堵管道且需要特殊设备，对于技术人员的要求较高[2]。对于区域内健康状况差但社会环境因素影响等级低的管道采用穿插法进行修复最为经济合理，穿插法经济成本相对最低，施工工艺简单，但施工过程中对于周边环境的影响较大。内衬法适用于不存在变形缺陷、内部弯管较多且修复距离较长的管道。

目前，江阴市“四位一体”管网修复工程刚刚起步，验收主要以CCTV影像检测为主，没有涉及密闭性或水质检测，施工范围及工程质量存在良莠不齐的现象，难以保障原生生活污水不受河水、地下水或雨水的稀释影响。因此，管网检测排查和修复工程的验收应以达到一定的水质浓度作为标准（如小区排口污水COD浓度达到350 mg/L），修复工程完工后，若水质浓度达不到标准，则要进一步分析是检测排查有疏漏，还是修复工程质量出现了问题，明确责任和验收标准，有利于提高工程质量，真正实现污水浓度的提高。

2.3 排水口防倒灌

当排水口淹没在自然水体中时，晴天河湖水就源源不断地通过这些排水口进入到排水管道中，导致晴天雨水管、合流管或截流管满管。若存在雨污混接或管网破损的现象，就会导致河湖水倒灌至污水管网，极易造成污水管高水位运行和污水处理厂进水水质有机物浓度低。

解决倒灌最有效的办法就是将排水口设置在河道汛期水位之上，使排水口常年暴露出来。此外，另外一种控制措施是降低河道水位，使得河道在非降雨天在低水位运行，也可降低河水倒灌的风险。对于降低水位有困难的水体，则需要加设必要装置和实施科学的截流对策，统筹解决河水倒灌、晴天污水出流和雨天污水处理厂溢流等问题。

2.4 完善截污工程、重视小区内部管网的截污效果

控源截污工程须持续不断地推进、完善。制定巡查计划，对整个江阴市的控源截污排查。对于发现的污水直排排水口，必须新建污水管道将发现的直排污水截到城镇污水系统中。对于保留的沿河排水户和近期暂时保留的城中村要用解决屋顶雨水与室内污水的分流，甚至一户一方案。尽可能地将所有污水截流至城镇污水处理系统中，拆除沟渠截流的坝和堰，实现“清污分流”。结合城市综合整治，给路边餐饮店、大排档、马路洗车店、垃圾桶等排污源建设污水收纳口，杜绝这些废水直接排入道路雨水收集口，这既是雨污混接源头改造的重点，也是实现污水全收集的关键。

现场考察发现仍存在一些“散乱排”的现象。在一些老旧小区，仍有部分住户将洗衣污水泼洒在道路上，流入雨水管网中，不仅会增加河水的有机负荷，影响河流水质，而且使得这部分污水没有收集到污水处理厂中，属于“应收未收”范围。在后续污水处理的提质增效工作中，应细化到每家每户，尽可能地将所有生活污水全部接入到污水管网中，减少直至杜绝污水入河情况的发生。

分析发现，雨天居民小区内部污水管中汇入了大量雨水，导致污水被稀释，COD等水质指标严重偏低;而晴天雨水篦中存在大量的污水，由此可知，小区的截污工程必须坚持下去，尤其是雨污混接部分，需要对小区管网的混接进行重点排查，发现后立即整改，将污水收集至污水处理厂，做到“应收尽收”。

2.5 地下水入渗封堵

在高地下水位地区和敷设在河湖堤岸的污水管道、截流管道，地下水、河湖侧渗水会通过管道各类结构性缺陷进入管道中。城市管网在检测时发现，一管径为800 mm的污水管，30 m间距的两个检查井之间，地下水入渗量高达150 m3/h。地下水入渗除了导致污水截流管道高水位、污水处理厂进水浓度低外，地下水中含有硝酸盐，在污水输送过程会消耗易生物降解的碳源。

管网“四位一体”检测排查时发现，很多污水管网存在破损及变形的情况。管网破损极易导致地下水入渗到污水管网中。此外，若存在雨污混接、雨水排口淹没在河道水位以下的现象，就会出现河水倒灌至污水管中的问题，导致管网的高水位运行及污水处理厂进水浓度低，同时也是道路塌陷的重要诱因。结合排水管道问题排查，及时采取措施修复结构性缺陷，堵住地下水入渗通道十分迫切。排查出的众多管网结构性及功能性缺陷，为后续的修复工作指明方向。分析可知，市政管网地下水或河水渗入到污水管网，使得原生污水被严重稀释，是导致污水有机物浓度低的主要原因。地下水及河水渗漏源的封堵是污水管网提质增效最有效的措施。

2.6 新建管网的监管及质量保障

在施工过程中，严格加强检查井、管道接口、沟槽回填、严密性检查等关键性节点，采用闭路电视检测、电子潜望镜检测、气密性检测等管道检测技术，强化管网工程验收工序。高标准实施管网工程建设，提高管网工程前期的勘察和设计质量，严格把控材料和施工质量关，落实建设单位和勘察、设计、监理、施工五方主体责任，建立质量终身责任追究制度。

在沟槽开挖后、回填前，应该详细查明施工位置的土质和地下水位以及开挖周边的建筑物、地下管道敷设情况，详细制定相应的应对措施。在进行机械开挖时，一定要保留沟槽底部设计高程以上开挖深度的相应余量，转由人工来进行底部的清挖。在施工阶段，检查井或井基所采用的材料应该为混凝土浇灌材料。施工过程中要确保混凝土的材料饱满程度，减少出现较大的缝隙，以此来增加井壁强度，抹面的过程中要压光处理。检查井与管道的连接处尽可能采用材质较为柔性的接头。管道闭水试验要在开挖的管道沟槽回填前进行，对CCTV系统检测过程中发现的排水管道结构性缺陷与管道功能性缺陷进行紧急处理，处理后必须再进行一次检测才能验收。验收时要按照项目初期所签署合同的约定义务，严格执行国家相关法律法规，遵循建筑工程行业的强制性标准，尤其对隐蔽工程验收记录和材料进行详细严格的检查。

3 排查原因和整改建議

3.1 排查原因

江阴滨江污水处理厂进水水质有机物浓度偏低，无法满足要求，其原因主要包括以下四方面。

3.1.1 雨水稀释。通过晴/雨天主要居民小区排口的水质分析发现，在降雨天居民小区的污水管网中混入了大量的雨水，导致原生生活污水被稀释。相比晴天采样水质，雨天居民小区内部污水收集井的COD及BOD5 的平均下降幅度较大，导致雨天污水管网水位的提高及水质浓度的降低。

3.1.2 地下水或河水汇入。管网“四位一体”检测排查中发现，滨江片区雨水及污水管存在大量破损的现象，易导致地下水渗入到污水管网中。此外，滨江片区存在部分雨水排口低于河道水位的现象，为河水倒灌至雨水管网中提供了可能。在晴天进行的居民区排水口测试发现，小区的污水浓度较低，平均值仅为200 mg/L左右，显著低于同地区一般居民小区污水排口的水质浓度，存在地下水或河水汇入的现象，是导致滨江污水处理厂进水有机物浓度达不到要求的重要原因。

3.1.3 通过皮尔逊相关性分析，江阴市日降雨量与滨江污水处理厂进水量呈现一定的正相关性，与进水COD浓度呈现一定的负相关性，进水量与进水中COD浓度呈现较强的负相关性。应用水量平衡三角法分析可知，滨江污水处理厂进水中地下水或河水渗入以及雨水混入的现象较明显，稀释了原生生活污水，导致滨江污水处理厂进水有机物浓度降低。

3.1.4 以典型居民小区排口污水输送至主干管特定位置的过程为例进行分析，晴天污水浓度低的主要因素是市政管网渗漏和工业废水的稀释作用[3]，而雨天的主要因素则是居民小区管网的雨水汇入。

3.2 整改建议

①完善排水管理体制机制。实行“厂站网一体、规建管养一体”的管理机制[4]。

②在排查中发现居民小区雨天污水水质有机物浓度的平均下降幅度在60%以上，因此须重点排查小区内部管网的雨污混接问题，并进行有效整改，确保“源头”生活污水的高浓度排放。

③持續推进和完善截污工程。滨江片区部分居民小区仍存在洗衣废水道路流等“散乱排”的现象，且晴天雨水篦充满污水，存在一定的雨污混接问题。因此，排水系统的截污工程仍须坚持不懈地进行下去，尤其是老旧居民小区的雨污混接方面，须重点排查，发现后立即整改，将污水收集至污水处理厂，做到“应收尽收”，提高污水收集的数量。

④细化管网渗漏的检测排查和有效修复。在管网渗漏的检测排查中，建议进行特定管段的堵塞及抽空后，采用CCTV图像检测或潜望镜检测技术[5]，结合水质浓度的沿程测试分析，更有利于确定管网的渗漏与否。

⑤加强已建管网修复的验收工作。建议将密闭性检测或达到一定的水质浓度（如小区排口污水浓度达到350 mg/L）作为管网修复工程的验收标准之一，确保修复工程行之有效。

⑥加强新建管网的质量监管制度。建议新建管网优先采用球墨铸铁管和实壁PE管等管材，鼓励使用混凝土现浇或成品检查井，推行采用CCTV、气密性、闭水、水质浓度检测等技术，强化新建管网工程的验收[6]。

⑦实行管网的低水位运行。管网的低水位运行有利于居民小区及污水支管内的污水快速通畅地流入主干管中，及时将污水输送至污水处理厂，减少污水在管网中的停留时间，降低污染物降解和沉积导致的浓度降低。低水位运行有助于减少污水逆流的现象，降低雨天污水外溢的风险。

⑧改造雨水排口位置，防止河水倒灌。解决倒灌最有效的办法就是将排水口设置在河道汛期水位之上，使排水口常年暴露出来[7]。

⑨建立江阴市排水GIS系统。建议逐步建立滨江片区排水GIS系统，系统化梳理排水管道的管径、标高、位置、厂站规模、污水液位、材质、构筑物配置等基本属性，解决排水系统数据缺失、不完整、不准确等问题，并将排水设施养护、检测、维修整治等管理信息整合到数据库中，及时变化更新数据库，实现动态数据库管理，从而全面地反映实际情况，为管网修复提供决策信息[8]。

4 实施初步效果

本工程自2020年1月进场以来，已开展上述一系列工程措施。目前滨江污水处理厂COD和BOD5浓度，总体呈上升趋势。2021年6月平均浓度达182 mg/L，较以往年水质平均提高了16%;2021年6月平均浓度达70 mg/L，较以往年水质平均提高了25%。进水水质的提质增效效果有了初步实现。随着该工程的进一步实施，其效果将进一步提升。

5 结论

在对江阴滨江污水处理厂服务片区管网运行与工业废水接管现状进行了充分的调研分析后，总结了进水有机物浓度低的主要原因，并提出了针对性的建议和方案。切实落实相关措施，尽最大限度解决目前存在的问题，才有可能实现进水浓度的提升，从而满足相关政策文件的要求。随着“一厂一策”系统化整治的提效方案的不断推进，污水处理厂的进水水质有机物浓度有所提升，排水水质有机物达到最新指标。推进源头治理，建立长效机制，进一步优化管网监测机制，持续有效地推进提质增效“一厂一策”系统整治，将为相关企业提供参考。

参考文献：

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