贵州省城市污水处理厂提质增效问题分析和措施研究

钟仁超

【摘要】贵州省城市污水处理厂普遍存在的水量超设计规模，进水水质浓度不高的现象，本文分析了导致这一现象的潜在四大类原因，提出了分析方法和应对措施，在此基础上提出了七步法擬定“一厂一策”系统化整改方案。

【关键词】城市污水处理；提质增效；一厂一策；管理机制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.107

经过多年的建设，贵州省建制镇以上污水处理工程已基本实现全覆盖，已建成污水处理厂处理能力基本上可以满足全省城镇居民生活排水的处理需求。但城区水环境的改善并没有达到预期效果，污水直排、城区水体黑臭的问题依旧没有得到彻底解决，其主要原因在于污水收集管网还存在不能全覆盖、部分老旧管道破损、缺乏周期性监测排查和维护机制等，造成了服务范围内的城市污水还存在应收未收，外水进入污水处理厂等现象，导致进厂污水水量普遍高于设计规模，而进水浓度远低于设计进水水质，不能充分发挥污水处理厂的效能。

2019年4月29日，住房城乡建设部等部委联合印发了《城市污水处理提质增效三年行动方案（2019～2021年）》，提出了加快补齐城市污水和处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理的总体目标，要求对污水处理厂进水BOD浓度小于100mg/l的围绕服务片区提出“一厂一策”系统化整治方案，目前贵州省城市污水厂普遍属于BOD浓度小于100mg/l的情况，为此，找出造成问题的潜在原因、提出科学的分析方法和决策程序、制定合理的长效管理机制是制定系统化整治方案的重点。

1、潜在原因及分析方法

经过对贵州省城市污水处理工程的调查，基本确定造成目前污水进厂水量大、浓度低的潜在原因主要有四类：一是外水进入污水收集管网；二是应收未收；三是管网内污水流速偏低；四是排水大沟问题。

1.1 外水进入污水收集管网

外水主要指地下水、地表水、雨水、施工排水、工业废水、空调循环水等本不该进入的水，这些水污染物浓度低，水量大，由于污水管道破损、接口损坏、错接、偷排等原因进入污水收集管网，在增加了流量的同时，稀释了管内污水的污染物浓度。

贵州省地处西南地区，地下水含量丰富且水位较高，大量存在污水收集管网埋设在地下水位以下的情况。同时由于污水处理管网多为分期建设，老城区的管网往往建设年代久远，目前已经存在管壁破损、接口损坏等现象；新建管道也会因为材质问题、施工问题、地质灾害等原因导致损坏。地下水即从这些破损处渗入管内。此外部分排污管道沿河敷设，地表水也会从破损处渗入。针对这类问题，首先应在管网中设定关键节点，在节点处比对理论污水收集量和旱季实测流量，估算入渗量。其次通过技术手段对管网进行排查，找出入渗点。

雨水进入分流制污水收集管网的方式主要是因为管道的错接，老旧城区一般为合流制排水，因此雨水进入的情况主要发生在新建排水区。因此通过在分流制管网区设置关键节点，雨水进入情况基本发生在雨天，比对旱时实测流量和雨天实测流量可以初步估算雨水入渗量，对入渗量较大的片区进行重点排查，找出雨水错接处。

施工基坑排水具有排放时期段流量大、无机物浓度高、有机物浓度低、可生化性差等特点，不应将其排入市政污水处理厂，对合流制片区，施工排水不得进入雨、污排水管，分流制片区排入雨水管网，严格将其阻挡在污水厂之外。可通过对排水区域内每个施工点进行排水情况排查的方式分析判定，针对性提出整改措施。

工业废水、空调循环水是污染程度较低的、仅含有少量不可溶解杂质的一类废水，可生化性较差，同样不应进入污水处理厂。宜通过简单沉淀处理后进行回用或排入雨水管网，分析重点放在对收集区的工业、大型中央空凋用户排查上。

1.2 应收未收

污水处理工程建设长期忽略末端管网的问题，导致存在本应进入污水收集管网的污水没有进入，这个问题在城中村、老旧城区、城乡结合部等区域问题比较突出。对这些片区比对旱时末端节点实测流量和理论计算流量，可以初步估算出未收集量，再通过实地调研，排查末端管道缺失的排放点。

新建城镇区域也可能存在应收未收的情况，有些新建小区居民会把洗衣机、卫生间、厨房搬至阳台、屋面等未设污水立管的区域，产生的生活污水排入了雨水立管，造成管道错接的情况，这些区域通常是分流制区域，总体上这种情况相对较少，对污水处理厂进厂水质浓度降低的贡献度较低，而排查、改造难度又比较大，但也不能忽视其存在，宜放在整治方案的尾期来调查和处理。

此外，部分地区还存在一些工业污水、沿街商户错排、偷排的情况，应重点排查服务区内工业企业污水排放口，大型餐饮、食堂，沿街门面等排水末端的接入方式。

1.3 管网内污水流速偏低

设计流速是污水收集管网的核心参数，由于管道敷设坡度不合理、淤堵、中途泵站水位过高等原因，造成管网内实际流速偏低，使部分可降解的有机颗粒物在管网内提前沉降不能进入污水厂；此外还容易在管道内壁滋生厌氧生物膜，导致污水提前在管道内进行了一道生物厌氧处理。这种提前沉降和提前厌氧处理均对进厂水质造成了不利影响。

分析这类问题首先还是要设置管网关键节点，实测节点流速和COD/NH3-N值，对于实测流速低于污水最小设计流速的要分析其原因是坡度问题、泵站问题还是淤堵问题，找到原因再进行措施拟定。由于污水厌氧生物降解过程只能降解COD而不能降解NH3-N，在节点位置考察COD/NH3-N值，可以判断此节点之前的整个管网中是否存在淤堵、滋生生物膜的情况，再通过管道内部检测，制定清淤措施。

1.4 排水大沟问题

贵州省城市存在诸多排水大沟，多为矩形明渠或暗渠，位于合流制排水干管末端、截留干管前段，这些排水大沟旱时常有地下水渗入、也或有地表水小溪流流入以及上游管网来的污水，雨时会有雨水流入，是城市排洪的主要通道。排水大沟给外水混入提供了一个敞开接口，在排水大沟占比较大的合流制排水系统，是造成污水厂进厂水量大、浓度低的重要原因。

2、提质增效措施

综上，造成贵州省城市污水处理厂进厂水量大、浓度低的主要原因不外乎以上四类，在确定应对措施之前，有必要对四类问题进行详细调查、分析、评估，才能做到对症下药。城市污水处理工程的系统化整治是一个长期的过程，应根据每项原因对问题的贡献度、各项措施的预估效果、措施实施所需要的经费和时间确定先后时序。部分存在问题的应对措施见下表1。

除了上述措施，在有条件的城市还可以考虑采用以下两种方法提高污水厂进水浓度：

一是逐步取缔化粪池，化粪池实质上是一种管网端的提前进行沉淀和厌氧生物处理的反应池，在尚未建设污水处理厂的年代发挥过重要作用，对已建成污水集中收集处理的今天已无存在必要，反而会对污水厂进水水质造成降低的影响，取缔化粪池已是业内共识，也是一种趋势；

二是对服务区内的食品工业，允许其部分可生化性较好且C：N：P比例合适的污水直排至市政污水管网。食品工业的污水往往具有较好的可生化性，且富含有机物，是污水处理厂优质、廉价的碳源，在考察其C：N：P比例合理的前提下允许其不经厂内处理直接接入市政污水管网，对提质增效能起到正面作用。

3、一厂一策决策程序

基于以上分析，在拟定贵州省城市污水处理厂“一厂一策”综合整治方案时，建议按以下七个步骤进行。

第一步，首先要摸清污水处理厂服务区污水收集管网基本情况，明确服务范围，排水体制分区情况，建设时序，排水大沟情况，区内排污量较大企业、餐饮、在建工地等分布情况，在基本情况收集后，设定管网的关键节点。一般可将分流制管网片区末端、污水干管末端、排水大沟进出口、泵站进口、合流制管道接入截污干管等处设置为关键节点。

第二步，因地制宜列举潜在原因清单，初步踏勘现场，老旧城区、合流制片区重点关注排水空白区、管道老化破损、管道淤堵方面的因素，新城区、分流制片区重点关注管道错接的现象；

第三步，对每个关键节点进行水质、水量检测，通过对晴雨水量差、水质浓度变化、节点水位和流速、COD/NH3-N值情况等等的检测结果分析，标出需要进一步深入调查的重点片区及管段；

第四步，对重点片区及管段进行深入调查，可委托专业污水管检测公司对目标管网进行详细检测，确定破损、接口损坏、淤堵等等的损坏情况及位置，至此，对整个服务范围内的污水管网存在的问题有了较为清晰的了解；

第五步，论证各项因素对造成污水厂进水量大、浓度低这个结果的贡献度，各项因素对应整改措施实施所需要的时间、经费以及预估实施后能达到的效果；

第六步，综合整治的最终目标是要在短期内实现污水厂进水BOD浓度达到100mg/l，因此方案的重要结论必须是根据第五步的论证结果，研究出如何在尽可能短的时间、花尽量少的费用实现整治目标，统筹决策哪些措施必须优先实施，哪些措施可以延后实施；

第七步，必须认识到污水处理厂提质增效是一项长期的工作，不可能在短期内就能解决所有问题，可以讲是“三分靠建，七分靠管”，因此整治方案必须提出切实可行的长效监督、管理机制，如在关键节点设置在线监测设备、逐步建立市政排水管网GIS系统、建立排水管网定期排查制度等等。

结语：

贵州省城市污水处理厂目前存在的问题比较普遍，提质增效的必要性和紧迫性十分突出，且由于地區经济相对落后，经费相对紧张，尤其要认真踏实地做好前期调研分析工作，在《三年行动方案》的指引下，科学分析和论证各项潜在因素的贡献度，优先实施花费少、见效快的措施，才能顺利完成《三年行动方案》提出的总体目标，在落实有形的整改措施的同时，更要注重无形的长效管理机制的建设。

参考文献：

[1]孙永利.城镇污水处理提质增效的内涵与思路[J].中国给水排水，Vol.36No.2Jan.2020：1-6.

[2]唐建国，张悦，等.城镇排水系统提质增效的方法与措施[J].给水排水，Vol.45No.4Jan.2019： 30-38.