南水北调尾水导流工程运行管理研究

章熙柏

(南京市市政设计研究院有限责任公司，江苏 南京 210008)

南水北调工程是我国重大的水资源战略工程，分为东中西三个调水线路。为保障南水北调东线工程输水水质安全，江苏省宿迁市实施了南水北调宿迁市尾水导流工程。通过本工程建设，市域内城镇污水处理厂未被利用的尾水不再直接排放至南水北调输水河道，而是通过管道方式将各污水处理厂尾水连通，输送至新沂河北偏泓，最终汇入大海。

目前该市已建成的污水处理厂分布在市域范围且相对分散，现状尾水排放通道为市域内各主要河道，大部分河道与南水北调东线输水河道相连通，直接或间接影响南水北调东线输水水质安全。

由于市域范围内需接入尾水导流工程的污水处理厂较多，且位置较分散，铺设管道近92km，管道压力监测点众多，项目建成后将给建设单位的运营管理带来挑战。本文从工程运行管理的角度分析运行中应注意的问题，以降低工程的运行风险。

1 仪表设置及水质监测措施

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)规定及污染物排放总量控制要求，结合本工程环境影响报告书及江苏省环保厅对环境影响报告书的批复要求，本工程尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。为确保污水处理厂排放的进入本工程管道的尾水是达标的，工程在各污水厂尾水提升泵站均设置了水质在线检测仪表。

1.1 仪表设置

本次工程需要监控及调度10座泵站和1座压力释放井，其中现状泵站3座，新建泵站7座。

10座泵站和1座压力释放井均设置了水质在线监测间，新建泵站及压力释放井的水质在线监测间位置在工程设计中给予考虑，现状泵站的水质在线监测间位置结合现场实际情况选址确定。

本工程水质监测指标包括：COD、NH4-N、TP、TN、常规五参数等。

根据水质监测指标和流量监控要求，设置相应的监测仪表，包括：COD分析仪、NH4-N分析仪、TP/TN分析仪、常规五参数分析仪、电磁流量计等。

1.2 水质监测措施

水质监测措施包括但不限于以下要求：

a.由于污水处理厂的生化处理方式对第一类污染物的去除率较低，地方环保部门应加强监督管理，确保点源达标排放，从源头上防止第一类污染物超标排放。

江苏省政府出台的《省政府关于印发江苏省节能减排工作实施意见的通知》(苏政发〔2007〕63号)要求：“各市、县人民政府削减排入水体的污染物量，新建、扩建城镇污水处理厂的尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准，对尚未达到一级A标准的污水处理厂，抓紧组织科技攻关，开展工程技术改造，尽快达到一级A标准。”

b.为保证尾水达标排放，在尾水输送管道的各污水处理厂出口尾水提升泵站设置水质在线检测设备，水质处理不合格尾水不得进入尾水导流系统，一旦发生污水排放事故，水质在线检测设备也能够及时发现并报警，为事故应急预案的启动提供依据。

c.为改善区域水环境，加大现状水环境污染较重地区的水质检测控制工作，加快污染较重企业的产业结构调整，减少尾水排放量。

d.加强管理，定期巡查，发现异常及时检修。严格控制尾水偷排入南水北调干线，防止对南水北调水质产生不利影响。

2 水质监测管理

为保护南水北调宿迁段输水干线水质安全，提高尾水资源利用率，有利于工程安全运行，根据本工程环境影响报告书及江苏省环保厅对环境影响报告书的批复，拟定以下尾水导流工程的水质监测运行方案和环境保护措施。

2.1 成立工程管理机构

本工程完成后，为保证工程的正常运行和日常的维护管理工作，成立养护所，隶属市政府已批准成立的宿迁市水务局，负责工程的日常运行管理和维护；尾水水质监管工作按宿迁市截污导流工程现行管理体制运行；汛期工程控制运用接受防汛指挥部调度。

工程水质监测管理的任务是保障南水北调京杭运河清水廊道，使宿迁城区各污水处理工程处理合格的尾水安全有效地送入导流工程，导入宿迁市截污导流工程新沂河河段。

2.2 确定工程总调度原则

a.按照国务院批转的《南水北调东线工程治污规划实施意见》水质要求，合理调度尾水，确保南水北调输水干线水质达到地表Ⅲ类水质标准。其中，确保新沂河水质稳定达到地表水Ⅳ类水质标准。

b.保护沿线农田水利设施和区域水环境，保护利用管道汛期防洪安全和人民生命财产安全。

2.3 采取水环境监控措施

a.水质检控程序：为保证尾水达标排放，污水处理不合格尾水不得进入尾水导流管道；区段不合格尾水不得进入下一区段导流管道。其控制程序为：提升泵站及区段检测管道依据自动测报系统测报，按导流运行程序，与污水处理工程同步启动。主要在导流线路各污水处理厂排污口处安装在线监测仪器，以控制尾水水质需达到一级A标准的要求。当在线检测仪表检测值达到一级A标准时，污水处理厂尾水进入尾水提升泵站的电动阀门打开，泵站液位达到启动设定值时启动水泵，将尾水排入导流管道。当在线检测仪表检测值达不到一级A标准时，污水处理厂尾水进入尾水提升泵站的电动阀门关闭，同时发出报警信号，并将报警信号送至1号尾水调度泵站及相关巡检人员，巡检人员确认排放事故后报警停止，并立即采取应急措施，同时立即上报宿迁市水务局和宿迁市环保局。根据上报情况，充分利用各污水处理厂的事故水池，在事故水池不能满足容量要求的情况下才能开启原排污口，以避免超标尾水进入导流工程。具体管理流程可参考图1。

图1 水质监控管理流程

b.加强各控制断面预测、预报系统的监测和控制：尾水运行时，所有的水位、水量、水质检测控制设备同步投入运行，发现水质变化接近控制指标时，管理单位应及时向市养护处汇报，发出预警警报，查明水质超标原因；由市养护处通报有关部门，采取果断措施，立即处理污染水体。并对污染企业发出警告，要求限时达标排放；如执行不力，关闭排污口，并予以处罚。

c.加强污染企业的管理：各区要与沿线污染企业签订责任状，明确谁污染谁负责的原则，对造成重大事故和损失的单位，要追究单位和主要负责人的责任。

d.改善区域水环境措施：为改善区域水环境，加大污染较重企业的产业结构调整，减少尾水排放量，做到严格检验、达标排放、分段控制、封闭运行，尽力保护区域水环境安全。

e.排污口管理控制：凡尾水排放进入尾水导流工程的排污口门，必须经宿迁市截污导流工程主管部门批准。尾水导流途中不得接纳其他废污水，并严格控制有毒有害污染物排放，保护受水区农作物安全。

3 水质影响因素及对策

尾水导流工程建成后运行期间如有污水处理厂事故性排放等情况发生，会产生水污染风险。主要风险来源如下：

污水处理厂或工业企业的自备污水处理设施由于停电、设备损坏、污水处理构筑物运行不正常等，或由于管理原因及人为操作失误造成的污水非正常排放，都可能使城市污水处理厂的尾水未能达标排放进入输送工程，造成事故性污染。

根据调查，污水处理厂均有检修期，一般每年10～15天。在检修期，污水处理系统一般是一停一用，单线运行，负荷增大，可能会出现尾水不能达标排放情况。本工程在导流设计上已考虑出现尾水超标排放的工程应对措施，这里对其提出进一步要求。

本项目为城市尾水导流排放工程，可能出现的事故主要为三种：ⓐ进入污水处理厂的污水水质不满足《污水排入城镇下水道水质标准》的要求；ⓑ个别污水处理厂出现事故，污水未经处理或经过处理但不达标直接排入截污导流管道；ⓒ个别污水提升泵站出现故障，污水无法接入截污导流管道。

如果进入污水处理厂的污水水质不满足《污水排入城镇下水道水质标准》的要求，应采取措施从源头降低超标废水进入市政污水管网的风险，可采取的措施包括：

a.在污染源建设污水处理设施，使超标废水经过处理后达到《污水排入城镇下水道水质标准》的要求，再经过管网进入污水处理厂。

b.在污染源建设水质监测站点，废水进入管网前进行水质在线监测，超标时及时报警，并关闭进入污水管网的通道，从源头遏制超标废水进入管网。

对于个别污水处理厂尾水未经处理或经过处理但不达标直接排入管道的情况，应采取措施以减少其事故发生概率，可采取的应急措施包括：

a.当污水提升泵站发生事故时，考虑到污水处理厂的尾水须正常排放，可将原排污口保留，在泵站出现事故时，临时启用原排污口，并及时修复故障。为保证本项目截污导流工程的正常运行，各污水处理厂、各污水提升泵站在工艺设计中，应采取多套设备，至少两套并联使用，每套均能独立运转。关键设备(如风机、泵等)要有备用。同时要加强设施的维护和管理，提高设备的完好率，关键设备要配备足够的备件。

b.各污水处理厂应抓紧抢修，且设置足够大的事故水池，污水处理厂正常运营后再次处理达标后纳入导流工程。

对于个别污水提升泵站出现故障，污水无法接入截污导流管道的情况，应采取措施及时发现并检修故障点，可采取的应急措施包括：

a.污水提升泵站所有可控设备接入泵站自控系统，设备发生故障时，自控系统将故障信号发送至尾水调度中心及附近巡检人员，调度中心监控系统应用平台监控软件对故障进行初步分析和诊断，并将初步诊断结果发送至附近巡检人员。

b.故障期间，可临时启用原排污口，故障排除后将污水厂尾水纳入导流工程。

4 结 语

南水北调尾水导流工程的运行管理相对比较复杂，管理过程中涉及的污水处理厂较多，因而管理过程中面对的主体也较多。建设单位的工程建设技术和管理人员在工程建设完成后不一定会参与工程的运行管理，这给工程的运行管理带来了潜在的不确定风险。当然通过人员培训能部分化解其中的风险，因此本文通过分析管理过程中的潜在风险因素并总结对策，帮助运行管理人员了解工程的运行概况，以便他们能更有针对性地制定更加具体细化的管理措施。

工程的终极目标是要确保最后排放口的水质能够达标排放。各污水处理厂尾水在管道中混合后水质参数将如何变化？水量的变化和水质的变化之间又是否有什么关系？不断变化中的水质和水量将给运行管理人员带来什么影响？这些都是值得进一步思考和研究的问题。