高劍

（上海優(yōu)佰思環(huán)境科技有限公司，上海市　200231）

雨污混接調(diào)查在上海市崇明地區(qū)的實(shí)踐

高劍

（上海優(yōu)佰思環(huán)境科技有限公司，上海市200231）

首先，介紹了雨污混接調(diào)查在上海市崇明地區(qū)的應(yīng)用情況。接著，通過(guò)查明水量異常的原因，為后續(xù)改造提供了重要基礎(chǔ)，也可為同類(lèi)情況提供參考。

排水管網(wǎng)；雨污混接；CCTV檢測(cè)；流量測(cè)定；CODcr濃度

0　引言

崇明城橋鎮(zhèn)自上世紀(jì)80年代起開(kāi)始建設(shè)排水管網(wǎng)，管齡最長(zhǎng)已超過(guò)30 a，早期建設(shè)的管道采用混凝土管材，基本上都是雨、污合流管。近年來(lái)，隨著城橋鎮(zhèn)人口數(shù)量的增加，用水量與污水量都明顯增長(zhǎng)，城橋污水處理廠(chǎng)的建造解決了污水排江污染水體的問(wèn)題，與此同時(shí)，區(qū)域內(nèi)新增的管網(wǎng)也開(kāi)始執(zhí)行雨污分流制。

但是，自運(yùn)行以來(lái)，崇明縣城橋污水處理廠(chǎng)收集的污水量與用水量相比偏大，污水COD濃度偏淡，不明來(lái)路的外來(lái)水導(dǎo)致城橋污水處理廠(chǎng)污水處理能力過(guò)飽和，而污水中有機(jī)物的不足又導(dǎo)致好氧細(xì)菌缺乏足夠的營(yíng)養(yǎng)而影響生長(zhǎng)，嚴(yán)重影響著污水廠(chǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

涉及區(qū)域包括崇明縣城橋鎮(zhèn)老城區(qū)、新城區(qū)和工業(yè)區(qū)三部分（見(jiàn)圖1），其中城橋鎮(zhèn)老城區(qū)共有管網(wǎng)71 km，新城區(qū)管網(wǎng)21.2 km，崇明工業(yè)區(qū)管網(wǎng)24 km，共計(jì)排水管道116.2 km。其中，工業(yè)園區(qū)和新城區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)雨污分流體制，而老城區(qū)由于發(fā)展建設(shè)較早，區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)大部分未實(shí)行雨污分流，而是由合流管網(wǎng)統(tǒng)一收集。

雨水管網(wǎng)遵循就近排入河道的原則，主要分布于老城區(qū)東北一側(cè)，工業(yè)園區(qū)和新城區(qū)，污水和合流管網(wǎng)收集水體后統(tǒng)一匯入污水處理廠(chǎng)處理后排放。而合流管網(wǎng)所處的老城區(qū)用戶(hù)集中，水量大，其雨水匯水面積也大，在旱季，合流污水通過(guò)污水總管進(jìn)入污水處理廠(chǎng)；在雨季，暴雨時(shí)東門(mén)泵站、西門(mén)泵站兩個(gè)防汛泵站可將合流管內(nèi)雨污水部分放江，以緩解防汛壓力。

1　技術(shù)路線(xiàn)

根據(jù)城橋污水處理廠(chǎng)進(jìn)廠(chǎng)水量偏大，污水CODcr濃度偏低的現(xiàn)狀，經(jīng)前期分析和檢測(cè)施工過(guò)程可確定問(wèn)題為外來(lái)水源的侵入?，F(xiàn)分析如下：

（1）項(xiàng)目范圍內(nèi)的地下水位偏高，污水收集管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)性缺陷而導(dǎo)致地下水滲入。

（2）分流制區(qū)域的雨污混接所造成的部分雨水進(jìn)入污水管網(wǎng)，河道附近的混接還可造成高潮時(shí)段河水逆流經(jīng)過(guò)雨水管進(jìn)入污水管網(wǎng)。

（3）合流制區(qū)域所收集的雨水，主要是其中未經(jīng)截留而進(jìn)入污水處理廠(chǎng)的水量。

城橋城區(qū)的排水系統(tǒng)并不單一，而且河道眾多，其管徑、埋深、流量等差距很大，這就需要采用各種不同的管道檢測(cè)技術(shù)，從而對(duì)城區(qū)的排水管網(wǎng)檢測(cè)達(dá)到全覆蓋。由以上分析，結(jié)合管網(wǎng)實(shí)際特點(diǎn)，項(xiàng)目組確定了以下技術(shù)路線(xiàn)（見(jiàn)圖2）。

2　調(diào)查結(jié)果

2.1東引路877弄中瀛建德苑混接點(diǎn)

2.1.1混接情況說(shuō)明

（1）該路段雨水管的水流方向是自北向南，排入河道。

圖2　技術(shù)路線(xiàn)示意圖

（2）雨污混接管段為污水主管連入小區(qū)，而后至道路雨水主管網(wǎng)。

（3）東引路/高島路口處相鄰的雨污水井井內(nèi)液面至路面高度均為1.7 m；南面靠近河道相鄰的雨污水井井內(nèi)液面至路面高度均為2.3 m，且與雨水入河口和河道水位持平。

該路段所屬的污水泵站日常開(kāi)泵時(shí)間為1 h；東引路/高島路口的雨水井和污水井均為四通井，且與河道相通；測(cè)試開(kāi)始前管道內(nèi)雨水自北向南重力流排放至河道，且水位與污水管內(nèi)水位持平。

2.1.2測(cè)試方法及過(guò)程

（1）使用流量計(jì)置于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的管道內(nèi)，可以監(jiān)測(cè)到正常水流狀態(tài)下的流速和流量。

（2）模擬泵站日常工作狀態(tài)，開(kāi)啟污水提升泵站約75 min，雨水管內(nèi)流速逐漸減小，直至逆流，做好流速和流量的監(jiān)測(cè)工作。

（3）隨著泵站的運(yùn)行和停止，逆流速度逐漸增大，而后趨緩，做好監(jiān)測(cè)工作。

根據(jù)流量計(jì)采集到的瞬時(shí)流速和流量（每分鐘一次），將數(shù)據(jù)匯總，分別繪制成流量和流速隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。圖3為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查之實(shí)景。

圖3　施工人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查之實(shí)景

根據(jù)采集的瞬時(shí)流量和流速，泵站運(yùn)行時(shí)段內(nèi)雨水逆流的總量約為400 t。

2.2崇明中學(xué)混接點(diǎn)

2.2.1混接情況說(shuō)明

（1）東引路污水井DYLW48經(jīng)崇明中學(xué)內(nèi)部管網(wǎng)，與高島路雨水管網(wǎng)連通。

（2）高島路雨水通過(guò)東引路雨水，最終向南與河道相連。

（3）此情況為崇明中學(xué)內(nèi)部管網(wǎng)混接，學(xué)校內(nèi)部管網(wǎng)連接情況及具體混接點(diǎn)位置不詳。

2.2.2測(cè)試方法及過(guò)程

依據(jù)對(duì)崇明中學(xué)混接點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，還進(jìn)行了泵站配合條件下的流量監(jiān)測(cè)，具體操作如下：

（1）將流量計(jì)置于監(jiān)測(cè)點(diǎn)，調(diào)試好設(shè)備可查看管內(nèi)瞬時(shí)水流狀態(tài)。

（2）泵站配合，于下午13:00-17:00開(kāi)啟，記錄實(shí)時(shí)水流數(shù)據(jù)。

（3)整理記錄的流速和流量數(shù)據(jù)。

根據(jù)流量計(jì)采集到的瞬時(shí)流速和流量（每分鐘一次），將數(shù)據(jù)匯總，分別繪制成流量和流速隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。

在泵站運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)，管內(nèi)流速和瞬時(shí)流量變化不大，且可得流量的平均值為210 m3/h。泵站正常運(yùn)行時(shí)，每日開(kāi)啟1 h，即說(shuō)明了崇明中學(xué)混接點(diǎn)的日混接量為210 t/d。

2.3降雨對(duì)合流管污水濃度的影響

老城區(qū)大部分為合流管，不僅收集范圍內(nèi)的生活污水和工業(yè)廢水，雨水也同時(shí)進(jìn)入，而后經(jīng)由泵站，部分放江，其余進(jìn)入了污水處理廠(chǎng)。

根據(jù)管線(xiàn)測(cè)繪成果，可以看出合流管分部區(qū)域較大：西起三沙洪路，東至湄洲路（玉環(huán)路以南），北面至利民路，整個(gè)合流區(qū)域面積約2 km2。范圍內(nèi)管網(wǎng)收集的污水都經(jīng)由東門(mén)與西門(mén)兩個(gè)泵站連入污水干管，在泵站不運(yùn)行時(shí)段則直接匯入污水處理廠(chǎng)。東門(mén)泵站和西門(mén)泵站均為防汛泵站，只有在遭遇大到暴雨的情況下才會(huì)運(yùn)行進(jìn)行部分放江處理，由于時(shí)間短水量有限，因此這部分放江水量暫不作考慮。

初步認(rèn)為，有大量的降水經(jīng)過(guò)路面匯流進(jìn)入老城區(qū)的合流管網(wǎng)，這部分水一直停留在排水管網(wǎng)系統(tǒng)中，最終絕大部分進(jìn)入了污水處理廠(chǎng)。

2.4污水主管的聯(lián)合監(jiān)測(cè)

2.4.1污水主管上游（鼓浪嶼路湄州河橋以北）管段以cctv為主

通過(guò)CCTV檢測(cè)，這部分管網(wǎng)共發(fā)現(xiàn)一處2級(jí)壩頭，兩處2級(jí)滲漏，一處4級(jí)滲漏，無(wú)其他重大管道缺陷。其中，崇明大道老滧河倒虹、崇明新城公園路面改造段和鼓浪嶼路過(guò)河長(zhǎng)管為在電視檢測(cè)范圍內(nèi)。

2.4.2污水主管中下游管段以流量和濃度對(duì)比為主

2.4.2.1流量監(jiān)測(cè)

城橋污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水可分為3個(gè)部分，分別為工業(yè)園區(qū)范圍內(nèi)來(lái)水、西門(mén)泵站服務(wù)范圍內(nèi)來(lái)水和鰲山泵站的出水。因此，在這部分管網(wǎng)選取關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)于12月18日18時(shí)至19時(shí)進(jìn)行了流量監(jiān)測(cè)，管內(nèi)水流穩(wěn)定的相同時(shí)間段內(nèi)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相同時(shí)間段內(nèi)各點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化幅度不大，可以認(rèn)為該時(shí)間段內(nèi)管內(nèi)水流穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效。各測(cè)點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1所列。

表1　各測(cè)點(diǎn)流量監(jiān)測(cè)表

依據(jù)流量監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果，依據(jù)水量平衡的原理可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算分析：

（1）污水廠(chǎng)進(jìn)水量=工業(yè)園區(qū)水量+西門(mén)泵站下游水量=112 m3+1230 m3=1 342 m3

（2）污水廠(chǎng)進(jìn)水量=工業(yè)園區(qū)水量+西門(mén)泵站范圍進(jìn)水量+鰲山泵站出水量=112 m3+(1 230 m3-782 m3)+780 m3=1 340 m3

（3）實(shí)測(cè)污水處理廠(chǎng)進(jìn)水量=1 308 m3

由以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，從以上兩個(gè)角度計(jì)算出的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水總量均與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相吻合（誤差不超過(guò)3%），污水總管中下游管段水量正常，這就說(shuō)明了這部分管網(wǎng)無(wú)重大外來(lái)水源。

2.4.2.2 COD濃度分析

結(jié)合流量計(jì)監(jiān)測(cè)情況，依據(jù)管網(wǎng)分布選取節(jié)點(diǎn)采集水樣并做了進(jìn)一步的COD濃度測(cè)定與分析，以更進(jìn)一步了解管網(wǎng)現(xiàn)狀。采集點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)及位置說(shuō)明見(jiàn)表2所列。

表2　各采集點(diǎn)COD濃度測(cè)試表

為更好地分析這部分管網(wǎng)現(xiàn)狀，根據(jù)以上測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)合上一節(jié)污水總管（鰲山泵站—污水廠(chǎng)）流量監(jiān)測(cè)結(jié)果，可以引進(jìn)一個(gè)“水量影響”的概念，即：在管網(wǎng)匯流處，上游管網(wǎng)內(nèi)水體的COD濃度對(duì)下游管網(wǎng)COD的影響程度與其匯入下游管網(wǎng)的水量成正比，依據(jù)這個(gè)概念可以將上列COD測(cè)試數(shù)據(jù)以數(shù)學(xué)公式計(jì)算如下：

（1）污水廠(chǎng)入口COD=西門(mén)泵站下游COD×該點(diǎn)水量影響+工業(yè)園區(qū)污水出口COD×該點(diǎn)水量影響

因此：污水廠(chǎng)處理入口實(shí)測(cè)COD150 mg/L，與計(jì)算結(jié)果144 mg/L基本吻合，說(shuō)明污水總管（西門(mén)泵站—污水廠(chǎng)）無(wú)重大外來(lái)水源。

（2）相同方法計(jì)算西門(mén)泵站上下游的COD濃度變化如下：

西門(mén)泵站下游COD=西門(mén)泵站入口COD×影響因子1+西門(mén)泵站上游COD×影響因子

因此：西門(mén)泵站下游實(shí)測(cè)COD122 mg/L，與計(jì)算結(jié)果130 mg/L基本吻合，說(shuō)明污水總管（鰲山泵站—西門(mén)泵站）無(wú)重大外來(lái)水源。

污水總管中下游（鰲山泵站下游）總體運(yùn)行正常。

2.5 COD濃度對(duì)比

2.5.1崇明大道過(guò)河倒虹管的COD濃度對(duì)比

崇明大道兩段倒虹管兩端所采集水樣的COD濃度分別為100∶87和91∶81，可以看出倒虹兩側(cè)的濃度相對(duì)比較接近，可以認(rèn)為崇明大道的這兩段倒虹管運(yùn)行正常。

2.5.2鼓浪嶼路過(guò)河長(zhǎng)管的COD濃度對(duì)比

在鼓浪嶼路（一江山路以南）存在兩段過(guò)河管道，管長(zhǎng)均超過(guò)100 m，經(jīng)兩端采集水樣進(jìn)行的測(cè)定，其COD濃度為86∶96，結(jié)果比較接近，且河道北側(cè)其余污水管網(wǎng)均已經(jīng)過(guò)CCTV檢測(cè)，因此可以認(rèn)為鼓浪嶼路兩段過(guò)河長(zhǎng)管運(yùn)行正常。

2.5.3湄洲泵站進(jìn)出水管的COD濃度對(duì)比

湄州泵站共計(jì)有3根進(jìn)水管和1根出水管，由于其中 1根進(jìn)水管服務(wù)范圍內(nèi)并無(wú)主要用戶(hù)接入，水量十分有限，因此此次將其余進(jìn)出水管進(jìn)行了COD濃度的對(duì)比。經(jīng)采樣測(cè)定其進(jìn)水管濃度為141和71，出水管濃度為120，為正常變化，可以認(rèn)為湄洲泵站運(yùn)行正常。

3　結(jié)論匯總

為了解決崇明縣城橋污水處理廠(chǎng)收集的污水量與用水量相比偏大，污水濃度偏淡，不明來(lái)路的外來(lái)水源導(dǎo)致城橋污水處理廠(chǎng)污水濃度過(guò)飽和，通過(guò)雨污混接調(diào)查的全部工作，應(yīng)用了管道檢測(cè)、流量檢測(cè)、COD濃度測(cè)試、管道測(cè)繪等技術(shù)，予以綜合分析。其結(jié)論有兩點(diǎn)。

3.1地下水滲入

在崇明城橋鎮(zhèn)的排水管網(wǎng)檢測(cè)與評(píng)估中，共發(fā)現(xiàn)整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的明顯滲漏點(diǎn)138處，其中最終進(jìn)入污水廠(chǎng)的滲漏點(diǎn)為116處，管段總長(zhǎng)3 150 m。

3.2雨水及河水接入污水

在檢測(cè)過(guò)程中，共發(fā)現(xiàn)東引路877弄和崇明中學(xué)的兩處雨污混接點(diǎn)。

以上兩方面的情況造成的非污水總水量約為4 000 t/d。此外，根據(jù)歷史降雨量分析得出合流管網(wǎng)收集的雨水量約為2 000 t/d。通過(guò)對(duì)排水管網(wǎng)的雨污混接調(diào)查工作，基本達(dá)到預(yù)期目的。

4　效益分析

通過(guò)上述工作，針對(duì)兩處混接點(diǎn)的狀況，主管部門(mén)根據(jù)調(diào)查結(jié)果落實(shí)了改造方案。通過(guò)調(diào)查，對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題也提出了改造建議。兩方面的改造工作逐步落實(shí)，給崇明城橋鎮(zhèn)地區(qū)的排水管網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)了重要的安全保障。

通過(guò)對(duì)混接點(diǎn)的改造，城橋污水處理廠(chǎng)進(jìn)廠(chǎng)水量偏大，污水CODcr濃度偏低的問(wèn)題基本得到解決。調(diào)查前，每年約千萬(wàn)元的運(yùn)行維修費(fèi)用，投入到大量的地下水、雨水等處理中，浪費(fèi)資源。調(diào)查完成并通過(guò)改造，降低了污水處理廠(chǎng)及沿途泵站大量運(yùn)行成本，同時(shí)解決了污水對(duì)河道的污染，促進(jìn)了地區(qū)的生態(tài)環(huán)保發(fā)展，避免了生態(tài)持續(xù)污染，從而居民對(duì)生活環(huán)境滿(mǎn)意度提高。

根據(jù)調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性缺陷，于后期投資了約400萬(wàn)元進(jìn)行了管道的非開(kāi)挖修復(fù)，分階段完成，把急需處理的管道進(jìn)行了修復(fù)工作，恢復(fù)了管道的完整功能，避免“拉鏈?zhǔn)健钡缆分噩F(xiàn)。同時(shí)主管部門(mén)根據(jù)調(diào)查結(jié)果針對(duì)管網(wǎng)提出了有效的管理養(yǎng)護(hù)和維護(hù)方案，逐步推進(jìn)，提前解決管道問(wèn)題，道路積水、路面坍塌、污水冒溢、河道污染等問(wèn)題也得到大大的緩解。由于地下排水問(wèn)題引起各地出現(xiàn)的“看?！爆F(xiàn)象，也未出現(xiàn)。

通過(guò)本文的介紹，希望對(duì)類(lèi)似的工作能帶來(lái)參考。

TU992

B

1009-7716（2016）10-0092-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.028

2016-05-24

高劍（1985-），男，上海人，工程師，從事工程測(cè)繪和GIS系統(tǒng)，以及給排水工程與排水管道檢測(cè)維修、技術(shù)研究工作。