莫群青

[上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200125]

0 引言

2015 年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要求以改善水環(huán)境質(zhì)量為核心，強(qiáng)化源頭控制，分區(qū)域、分階段科學(xué)治理，系統(tǒng)推進(jìn)水污染防治工作。水環(huán)境治理，重在源頭[1]，其中，部分建成年代較長(zhǎng)的工業(yè)廠區(qū)，其早期內(nèi)部排水管網(wǎng)不完善，又隨著改擴(kuò)建地下管線日益復(fù)雜，雨污混接嚴(yán)重，加之工業(yè)廢水處理、排放不當(dāng)，成為較難治理的一類(lèi)污染源。有鑒于此，以上海某工業(yè)廠區(qū)為例，探討在做好現(xiàn)狀及問(wèn)題摸排的前提下，兼顧政策執(zhí)行與企業(yè)需求，同時(shí)引入海綿理念，進(jìn)行截污控源與排水系統(tǒng)改建的設(shè)計(jì)思路，以踐行“行動(dòng)計(jì)劃”中提出的“政府統(tǒng)領(lǐng)、企業(yè)施治、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)”的水污染防治機(jī)制。

1 項(xiàng)目概況

A 廠是大型骨干國(guó)有企業(yè)，坐落于上海市普陀區(qū)，東南鄰光復(fù)西路及蘇州河，西鄰曹楊路，北鄰談家渡路。廠區(qū)于1944 年建成，歷經(jīng)數(shù)次改造，至今占地面積約8.31 hm2，大致可劃分為三個(gè)區(qū)域：東南區(qū)（技術(shù)中心辦公樓、生產(chǎn)車(chē)間、綜合污水處理設(shè)施等）、中區(qū)（會(huì)議大樓、變電所、停車(chē)場(chǎng)等）和北區(qū)（宿舍區(qū)、運(yùn)輸車(chē)隊(duì)、倉(cāng)庫(kù)、垃圾廢料堆場(chǎng)等）。2017 年A廠排水許可證到期，市水務(wù)局在核發(fā)新證時(shí)，提出了廢除廠區(qū)東南側(cè)通向蘇州河?700 雨天溢流管道的要求；此外，在環(huán)保部門(mén)近年對(duì)廠區(qū)進(jìn)行的水質(zhì)抽檢中，北門(mén)市政管道排口的水質(zhì)多次無(wú)法達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，由此開(kāi)具了整改單。出于政策法規(guī)執(zhí)行、排水安全及未來(lái)發(fā)展的多重考量，A 廠在向集團(tuán)申請(qǐng)并獲得批示后，于2018 年8 月起委托設(shè)計(jì)單位進(jìn)行廠區(qū)截污控源及排水系統(tǒng)改造方案的編制。目前第一階段的截污控源及部分管網(wǎng)改造已完成，第二階段的改造資金也已進(jìn)行了報(bào)批。

2 廠區(qū)現(xiàn)狀情況及問(wèn)題分析

首先結(jié)合綜合管線探測(cè)成果報(bào)告、工現(xiàn)場(chǎng)踏勘及歷年竣工圖資料對(duì)廠區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)狀情況分析及問(wèn)題排摸。

2.1 排水系統(tǒng)

A 廠排水管網(wǎng)隸屬于武寧排水系統(tǒng)，為已建合流制排水系統(tǒng)，總服務(wù)面積約274 hm2，設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期P＝1 a，現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)約0.72。

2.1.1 廠區(qū)已建排水構(gòu)筑物

A 廠東南區(qū)設(shè)有提升泵房和綜合污水處理設(shè)施，泵房配備雨、污水泵各2 臺(tái)，單泵流量分別為38 L/s和200 L/s。綜合污水處理設(shè)施采用曝氣均質(zhì)均量池+生物接觸氧化工藝，設(shè)計(jì)處理能力1 600 t/d；實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中晴天平均處理污水量約600 t/d，其中工業(yè)廢水約150 t/d，CODcr約2 000～4 000 mg/L；生活污水約450 t/d，CODcr約200 mg/L 左右。

2.1.2 廠區(qū)已建排水管網(wǎng)

（1）廠區(qū)排水出路

A 廠周邊各市政道路下均已敷設(shè)有市政合流管道，改造前共敷設(shè)有4 路外排管道（除中區(qū)的會(huì)議大樓外）：2 路自提升泵房的高位出水井接出：其中1 路?400 合流管接至光復(fù)西路、另1 路?700 溢流管排入蘇州河；2 路?600 合流管接至談家渡路，廠區(qū)排口及周邊市政道路已建相關(guān)合流管網(wǎng)情況見(jiàn)圖1。

圖1 廠區(qū)現(xiàn)狀平面圖

（2）廠區(qū)排水管網(wǎng)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

廠區(qū)建成初期僅敷設(shè)有一套排水管網(wǎng)，為合流制，后結(jié)合改、擴(kuò)建陸續(xù)更新鋪設(shè)雨、污水2 套管網(wǎng)，但錯(cuò)接、混接嚴(yán)重。對(duì)應(yīng)排口和管底高程主要可分為2 部分，具體情況見(jiàn)圖1。

a. 東南區(qū)和中區(qū)

區(qū)域雨水和生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后進(jìn)入提升泵房。生產(chǎn)車(chē)間產(chǎn)生的工業(yè)廢水分為兩部分：Ⅰ區(qū)廢水由獨(dú)立的管道輸送至綜合污水處理系統(tǒng)。Ⅱ、Ⅲ區(qū)廢水分別經(jīng)絮凝或超濾預(yù)處理后，上清液或淡水處理回用；應(yīng)急污水或濃水經(jīng)收集后于泵房前與該區(qū)的生活污水和雨水匯合；絮凝污泥經(jīng)板框壓濾后，產(chǎn)生含水率60%的化學(xué)污泥被送至北區(qū)的垃圾堆場(chǎng)。

旱天及小雨時(shí)，全部雨、污水經(jīng)由污水泵提升至綜合污水處理設(shè)施，處理達(dá)標(biāo)后經(jīng)?400 管道排入光復(fù)西路市政合流管網(wǎng)。雨量增大至超出綜合污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)流量時(shí)，雨水泵啟動(dòng)，將雨水及未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水提升至高位出水井，部分經(jīng)?400 管道排入光復(fù)西路市政合流管網(wǎng)，管道內(nèi)水壓有時(shí)頂托被接入處市政檢查井井蓋，從而發(fā)生冒溢；大部分溢流經(jīng)?700 合流管排入蘇州河，對(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重污染。同時(shí)，雨水的進(jìn)入使得綜合污水處理設(shè)施的水質(zhì)、水量產(chǎn)生較大波動(dòng)，處理效果受到較大影響，每年汛期都需投入一定比例的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

b. 北區(qū)

北門(mén)處2 路?600 排口檢查井內(nèi)均設(shè)有圍堰，該區(qū)域產(chǎn)生的生活污水及雨水在旱天及小雨時(shí)經(jīng)連通的管網(wǎng)與中部和東南區(qū)的排水一同進(jìn)入綜合污水處理設(shè)施；中、大雨時(shí)，溢流進(jìn)入談家渡路市政合流管網(wǎng)。

此外該區(qū)域內(nèi)，宿舍區(qū)食堂的廚房未設(shè)隔油池，是造成北門(mén)市政管道排口水質(zhì)抽檢不達(dá)標(biāo)的原因之一。固體工業(yè)廢料和化學(xué)污泥未經(jīng)明確分區(qū)一并貯存于垃圾廢料堆場(chǎng)，由收管單位定期外運(yùn)處置，場(chǎng)地設(shè)有雨棚，但未作防滲處理，區(qū)域周邊設(shè)有橫截溝，污泥滲濾液易混合雨水后進(jìn)入合流管道，造成外排污染物超標(biāo)；并存在下滲污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 地下管線及用地現(xiàn)狀

歷經(jīng)數(shù)次改、擴(kuò)建，廠區(qū)地下管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，尤其自中區(qū)的變電所至東南區(qū)各生產(chǎn)車(chē)間，沿途除各類(lèi)給、排水、燃?xì)狻㈦娏﹄娦殴艿劳?，還敷設(shè)有寬度1.5～2.2 m，覆土約1m 左右的電纜溝。

廠區(qū)總占地面積約8.31hm2，硬化表面積高達(dá)7.58 hm2：中央停車(chē)場(chǎng)和廠區(qū)道路采用白色混凝土鋪面，分別占地1.31 hm2和1.5 hm2，現(xiàn)狀路幅寬約6～8 m，少量板塊破碎，部分板塊存在貫穿性裂縫；其余為廠區(qū)建筑屋面。廠區(qū)綠化基本為整塊草坪，集中分布在圖1 所示的中部西側(cè)和北部。廠區(qū)現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)高達(dá)0.83，增加了廠區(qū)雨天的積水風(fēng)險(xiǎn)。

3 需求分析及分階段改建方案

在對(duì)廠區(qū)管網(wǎng)、地塊使用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行分析后，與廠區(qū)、市水務(wù)局及市排水監(jiān)測(cè)站等進(jìn)行了進(jìn)一步溝通，結(jié)合各方需求和集團(tuán)的改造資金下發(fā)計(jì)劃，制定出如圖2 所示的詳細(xì)的分階段改建方案。

圖2 廠區(qū)截污控源與排水系統(tǒng)改建方案示意圖

3.1 第一階段：截污控源、保障廠區(qū)排水安全

第一階段的改建方案針對(duì)政策法規(guī)執(zhí)行，時(shí)間緊迫且三、四季度生產(chǎn)任務(wù)較重，要求在施工影響范圍最小的前提下，完成2 個(gè)目標(biāo)。首先是截污控源：保證A 廠接入市政管網(wǎng)各排口的水質(zhì)均能達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求；并取消通向蘇州河的溢流管道，解決雨天溢流造成蘇州河水環(huán)境污染的問(wèn)題。其次是保證滿(mǎn)足政策法規(guī)后，廠區(qū)的排水安全：溢流管道取消后，現(xiàn)有的市政排水接口無(wú)法滿(mǎn)足廠區(qū)雨天的排水需求，需增設(shè)排口以保證排水安全。目前該階段改建措施除曹楊路北側(cè)新建排口因正門(mén)改建計(jì)劃推遲外，其余均已完成建設(shè)。具體方案如下：

3.1.1 管網(wǎng)改造

（1）“污”“廢”分流

于提升泵房北側(cè)對(duì)合流管道進(jìn)行封堵，分流工業(yè)廢水與雨水及生活污水，保證廠區(qū)對(duì)外重力流排口不含有工業(yè)廢水；同時(shí)工業(yè)廢水單獨(dú)進(jìn)入提升泵房，由此原接入光復(fù)西路管網(wǎng)的?400 排口工業(yè)廢水處理設(shè)施處理后的出水管使用，避免了因水量水壓?jiǎn)栴}對(duì)市政管網(wǎng)造成頂托和冒溢。

（2）截污堵排

封堵直排蘇州河的?700 溢流管，解決雨季溢流污染。

（3）合理擴(kuò)增市政接口，保障排水安全

拆除北側(cè)談家渡路排口處檢查井內(nèi)設(shè)置的溢流堰，以保證北區(qū)雨天排水通暢；此外，于曹楊路和光復(fù)西路增設(shè)?800 合流排出口共計(jì)3 處，滿(mǎn)足溢流管道取消后，廠區(qū)雨天中區(qū)和東南區(qū)的排水需求；其中曹楊路排出口分別設(shè)于正門(mén)和側(cè)門(mén)，光復(fù)西路排出口穿該側(cè)待拆除倉(cāng)庫(kù)接出。各接至市政排水管道的排口前均設(shè)置監(jiān)測(cè)井，便于環(huán)保局及排水監(jiān)測(cè)部門(mén)定期取樣。

3.1.2 源頭治理——構(gòu)筑物及設(shè)施改建

（1）于北區(qū)宿舍區(qū)廚房增設(shè)隔油池，廚房含油廢水經(jīng)隔油處理后再排至廠區(qū)污水管網(wǎng)。

（2）針對(duì)固體廢物貯存，按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求加建貯存間，門(mén)口加設(shè)擋水坎，并做好基礎(chǔ)和地面防滲。其中，隨著工藝升級(jí)，Ⅱ、Ⅲ區(qū)廢水預(yù)處理區(qū)東側(cè)（靠近提升泵房處）新增部分空余場(chǎng)地，原堆放于北區(qū)的絮凝污泥改為就近貯存于該處；擋水坎內(nèi)側(cè)加設(shè)防腐橫截溝，收集的滲濾液經(jīng)管道就近與南側(cè)的工業(yè)廢水管道于提升泵房前匯合；杜絕滲濾液污染地下水，或混合雨水后或進(jìn)入合流管道，造成外排污染物超標(biāo)的情況。固體工業(yè)廢料仍貯存于原北區(qū)的垃圾廢料堆場(chǎng)，多余場(chǎng)地可加設(shè)綠化約250 m2，幫助凈化部分含廢料粉塵較多的初雨。

（3）在將工業(yè)廢水與雨水及生活污水分流后，綜合污水處理系統(tǒng)的進(jìn)水CODcr濃度將大幅提高，旱天水量減少至25%，雨天水質(zhì)趨于穩(wěn)定，但原本的生物氧化處理工藝將不再適合處理該類(lèi)水質(zhì)，由廠方同步委托環(huán)保設(shè)計(jì)單位考慮化學(xué)/ 生物聯(lián)合的污水處理系統(tǒng)[2]及提升泵房的改造設(shè)計(jì)，保證該部分廢水處理達(dá)標(biāo)后排放。

3.2 第二階段：雨污分流及下墊面海綿化

第二階段的改建目標(biāo)為配合廠區(qū)的未來(lái)發(fā)展計(jì)劃。首先，集團(tuán)總部出于提升企業(yè)形象、響應(yīng)國(guó)家改善水環(huán)境質(zhì)量號(hào)召的考量，要求各地分公司將廠區(qū)雨污分流改造納入發(fā)展計(jì)劃；其次，A 廠出于自身用地需求，擬對(duì)中部停車(chē)場(chǎng)的地下空間進(jìn)行改造利用。該階段的改建方案即圍繞這2 點(diǎn)展開(kāi)，并于2020 年10 月向集團(tuán)完成了資金上報(bào)，具體方案如下：

3.2.1 結(jié)合海綿措施的雨污分流改造

A 廠大部分區(qū)域已建有2 套排水管網(wǎng)，但錯(cuò)接、混接嚴(yán)重。在對(duì)廠區(qū)各雨、污排水點(diǎn)的情況和流量進(jìn)行梳理和計(jì)算后，設(shè)計(jì)保留管徑、流向滿(mǎn)足需求的排水主、支管，原位翻排不符合需求的管道，使得廠區(qū)擁有2 套獨(dú)立的雨、污水管網(wǎng)。其中，建成較早的東南部分生產(chǎn)區(qū)域僅敷設(shè)有1 根排水管道，約4 m 寬的通道下管線密布并敷設(shè)有電纜溝，已無(wú)新增排水管道的條件。設(shè)計(jì)將該區(qū)域的已建排水管道作為污水管網(wǎng)使用，并利用建筑已有的排水邊溝和花壇，改建為共計(jì)約400 m 的轉(zhuǎn)輸型植草溝，轉(zhuǎn)輸屋面和該片道路雨水至就近的雨水管網(wǎng)，既減緩部分徑流形成，又可在一定程度上凈化區(qū)域初雨。最后根據(jù)梳理結(jié)果，將各排水點(diǎn)改接至對(duì)應(yīng)的雨、污水管網(wǎng)。

3.2.2 下墊面海綿化

（1）停車(chē)場(chǎng)下墊面透水性改善

廠區(qū)現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)高達(dá)0.83，而位于中部的停車(chē)場(chǎng)面積達(dá)到整體硬質(zhì)鋪裝的17.3%，第二階段計(jì)劃結(jié)合中部停車(chē)場(chǎng)地下空間的改造，將其地面鋪裝改為植草磚以改善該區(qū)域下墊面的透水性，經(jīng)估算改建后綜合徑流系數(shù)可降低至與所屬武寧排水系統(tǒng)較為接近的0.74。

（2）路面翻新與人行區(qū)域透水性鋪裝改建

結(jié)合管網(wǎng)改造翻排雨水口，并翻新廠區(qū)路面為黑色路面，其中約40%的人行區(qū)域采用透水瀝青，進(jìn)一步降低廠區(qū)綜合徑流系數(shù)至0.68。

4 結(jié)語(yǔ)

建成年代較長(zhǎng)的工業(yè)廠區(qū)，由于其歷史原因和自身特點(diǎn)，是水污染防治過(guò)程中較難治理的一類(lèi)污染源。該設(shè)計(jì)兼顧政策執(zhí)行與企業(yè)需求，探討了在做好現(xiàn)狀及問(wèn)題摸排的前提下，分階段地采取污“廢”分流、截污堵排、源頭治理、接口擴(kuò)增、雨污分流、下墊面海綿化等措施，進(jìn)行截污控源與排水系統(tǒng)改建的設(shè)計(jì)思路。