市政污水管网排查检测与研究

文／王绍伟 沈阳市市政工程设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110015

1、研究区域概况

长白地区位于沈阳市浑河南岸，东西长度约4.2 公里，南北长度约3.7 公里，总面积约11 平方公里，该区域开发已成熟，用地性质以居住区为主，人口约30 万人，人口密度较大，现状污水量约5 万吨/日，通过长白污水干线收集排放至南部污水处理厂。

为贯彻落实三部委联合发布的《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019-2021年）》，进一步提高南部污水厂进水BOD 浓度，长白地区于2019年底开展了污水管网检测与诊断。

2、管网排查目标

对长白岛内排水管网及附属设施进行系统排查，全面掌握排水管网的脉络，摸清该区域排水设施结构及功能状况，为该区域制定“一厂一策”系统化整治方案提供基础数据。

（1）调查尚未铺设污水管网或尚未完成市政污水管网接入服务的区域，指导实施空白区污水管网建设；

（2）调查旱季污水直排口情况，为直排口治理提供依据；

（3）调查市政排水管网集中外水侵入数据，指导实施清污分流；

（4）调查分流制市政排水管网雨污混接数据，指导实施管网混错接改造；

（5）调查市政排水管网破损、淤堵数据，指导实施管网更新、清淤、破损修复改造等工程；

（6）调查区域排水管网水位、流速、充满度等运行数据，为下一步优化管网运行状况提供基础数据；

（7）调查识别区域内水体沿线分流制雨水口、合流制溢流口降雨期间污染物排放情况。

3、管网排查方法介绍

管网排查是市政污水行业一项传统工作，早些年一直采用开井目测发、试剂判断法、抽水试验法、流量及水质测定法等方法对排水管网的运行状况进行检测及判断，对于局部排水管网，极端情况下，也会雇佣有经验的潜水员下井进行实地检测与判断。

近些年，随着技术的发展，一些新技术、新方法逐步应用于管网排查检测，例如，CCTV管道内窥、声呐扫描、潜望镜检测、红外线温度记录分析技术、管道扫描与评价技术（SSET）、快速电子检测侧漏定位、管道检测机器人[1][2]等等。

这些新技术、新方法的出现，扩大了市政污水管网排查的工作范围，使管网排查与检测更加定量化和可视化。但是，由于这些新技术、新方法对管网水位、技术实力、资金情况等外部条件要求较高，因此，传统的排查检测方法仍有较大的应用市场，实际工作中，往往是根据管网实际情况，酌情采取经济合理的组合式方法。

4、管网排查数据成果

4.1 混接点调查成果

本项目共排查长白岛地区长白南路、长白二街等35条市政道路上的污水管网，总长度约44.5 公里，调查检查井991 座，雨水口1605 座。调查发现混接点172 处。

4.2 水质特征因子测定成果

（1）建筑小区

本项目共选取选取岛内华润幸福里、圣水苑、万科城和龙湖唐宁ONE 四个小区对化粪池进出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 进行了测定。

其中华润幸福里位于长白北路与南京街交汇处，于2014年建设，占地面积4.8 万m2，建筑面积60 万m2，共3000 户；圣水苑位于长白中路18 号，于2006年建成，共1152 户；万科城位于长白西路58 号，于2006年建成，共5996 户；龙湖唐宁ONE 位于星岛路100 号，于2011 建成，共2960 户。水质测定成果见下表1。

表1 建筑小区水质特征因子测定表

（2）市政污水管道

为了研究长白岛内市政污水管道水质变化情况，本项目选取长白南路污水主干线和长白四街、长白三街和长白二街三条主要污水支线为研究对象，共选取16 个测点，分别对COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 指标进行了多次取样及测定。

长白南路污水主干线是一条输送长白、浑南新区及满融的污水总干线，污水管道起点为树台街，沿线经过长白南路、长白一街、迎春街、中心湖北路，末端接至南部污水厂双孔2.2mX2.7m 进水暗渠。该污水管线总设计流量为30.0 万m3/d，设计标准按沈阳市长白地区污水（5.0 万m3/d）、浑南新区部分污水（20.0 万m3/d）以及满融经济开发区污水（5.0 万m3/d）进行设计。新建污水干管管径为d=2.0m，全长约8.4km，管材为钢筋混凝土管/钢筋混凝土管（内衬PVC）/玻璃钢管，最大纵坡为1‰，最小纵坡为0.36‰。水质测定成果见下表2。

表2 市政污水管道水质特征因子测定表

?

5、排水管网诊断

5.1 混接错接诊断

排水管道混接类型主要包括沿街商铺私接错接、企事业单位和住宅小区出口混接进入市政排水管道以及市政雨污水管道错接混接。

污水混接错接至雨水管网，致使未经处理的污水经雨水系统排入城市水体，对城市水环境质量造成严重影响；雨水混接错接进入污水系统，造成污水厂进水水量增加、浓度降低，在一定程度上影响污水处理厂的运行。

根据长白岛地区雨水管网混接调查结果，共排查雨水检查井991 座，雨水口1605 座，查出混接点172 个，混接点占比为17.3%，属于重度混接。

沿街商铺私接错接主要是由于部分商铺排污意识不强，在建设商铺排水管道时不分管道属性，以方便自己为原则进行接管，导致污水接入市政雨水管。

市政雨污水管道错接混接大部分是市政雨水口接入污水管道的情况，对于这种情况绝大部分都是由于标高等原因致使雨水管无法穿越马路到达对面的雨水检查井中，为了方便排水，就近接入污水检查井造成的。

5.2 小区化粪池对水质衰减的贡献

建筑小区内污水首先排入化粪池，在化粪池经细菌分解后进入市政污水管道。化粪池是将生活污水分格沉淀及对污泥进行厌氧消化的小型处理构筑物。其原理是固化物在池底分解，上层的水化物体，进入管道流走，防止了管道堵塞，给固化物体（粪便等垃圾）有充足的时间水解。

污水进入化粪池后，大分子有机物水解，成为酸、醇等小分子有机物，沉淀下的污泥经过厌氧发酵分解，使污泥中的有机物分解成稳定的无机物，易腐败的生污泥转化为稳定的熟污泥，改变了污泥的结构，降低了污泥的含水率。定期将污泥清掏外运，填埋或用作肥料。

为了研究化粪池对污水中污染物的去除效果，本报告选取岛内华润幸福里、圣水苑、万科城和龙湖唐宁ONE四个小区对化粪池进出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP 进行了测定。

根据对四个建筑小区的水质测定结果，结合周边市政污水管道的水质情况，可以看出，化粪池对于污染物去除效果不大，其中COD 和BOD5 平均去除率在10%左右，不同小区受水温和停留时间等因素影响有一定差别，但差别不大。

5.3 市政污水管道水质衰减分析

图1

水质实测数据显示，污水主干线沿线BOD5 浓度位于63.2～150.4mg/L 之间，BOD5 变化幅度较大。其中长白岛内段BOD5 浓度在106.8～150.4mg/L 之间，BOD5 浓度变化不大，而长白岛外段BOD5 浓度在63.2～129.6mg/L 之间，BOD5 浓度变化较大，在接入南部污水厂进水暗渠前端BOD5 浓度最低，为63.2mg/L。沿线TN 浓度位于70.7～89.4mg/L 之间，长白三街以东段TN 浓度随水流方向逐渐降低，长白三街以西段TN 浓度随水流方向逐渐升高。

图2

5.4 管道运行状况诊断

一般来说，造成管道或污水厂进水污染物浓度（BOD5）下降的原因有三方面：生物降解、自然沉淀、外水稀释。

生物降解。污水在管道内流动时，污水中的BOD5被微生物部分降解。此过程主要受污水停留时间限制，若进水管道较长，流行缓慢，BOD5 被微生物降解的较多，造成BOD5 浓度随水流方向线性下降。

自然沉淀。若管道内污水量较小，流速低，管道“上倒虹”，人为高水位运行或者溢流通水，易造成污染物在管道内沉淀，部分BOD5 进入底泥中，造成BOD5 浓度随水流方向线性下降。

外水稀释。外水包括施工降水、地下水入渗、降雨、采暖循环水等形式，外水进入污水管道中，水量增加，污染物稀释，造成进水BOD5 浓度下降。由于外水进入具有周期性，导致污水厂进水BOD5 浓度明显呈周期性波动，波动幅度与外水侵入量呈正相关。

根据长白岛内污水BOD5 和TN 浓度变化情况可以看出，长白二街以东段TN 浓度随水流方向逐渐降低，此段有外水侵入的可能性，而长白二街以西段TN 浓度随水流方向逐渐升高，基本可以排除外水侵入的可能性。而岛内污水BOD5 浓度变化不大，平均BOD5 在130mg/L以上。而岛外段BOD5 浓度随水流方向线性下降，在接入南部污水厂进水暗渠前降到最低值63.2 mg/L，主要是长白污水干线末端未接入南部污水厂进水干线，管道长期处于高水位运行，管道流速较低，由于生物降解和自然沉淀双重作用导致BOD5 浓度大幅下降。部分BOD5 进入底泥中，部分BOD5 在管道中被微生物部分降解，其中生物降解作用主要受污水停留时间限制，进水管道越长，流行越缓慢，BOD5 被微生物降解的越多。随着南部污水厂二期工程的正式投入运行以及长白污水干线与南部污水厂进水干线的打通，管道内水位逐步降低，水流速度逐渐增大，这种情况会大大缓解。

结语:

（1）依据对长白岛地区雨水管网混接调查结果，岛内雨水管网属于重度混接，共排查雨水检查井991 座，雨水口1605 座，查出混接点172 个，混接点占比为17.3%；

（2）根据对岛内长白南路污水主干线和长白四街、长白三街和长白二街三条主要污水支线的水质取样检测结果，TN 浓度位于64.5～85.8mg/L 之间，平均在75mg/L 左右，除长白南路（和安街～长白二街段）TN 浓度有一定下降外，其余区域变化不大。因此推测长白南路（和安街～长白二街段）有外水侵入的可能性，其余路段基本可以排除；

（3）建议对岛内污水管网进行排查，调查岛内是否存在市政污水管网未覆盖区域，以及是否存在尚未纳管的企事业单位、居住小区和沿街商铺；

（4）建议按照源头改造为本、末端截污为辅的原则，开展区域内水体沿线污水直排口排查；

（5）建议按照设施权属及运行维护职责分工，全面排查污水管网等设施功能状况、错接混接等基本情况和用户接入情况；

（6）建议强化城市排水监管，健全污水接入服务与管理制度和管网建设质量管控机制，完善河湖水位与市政排口协调制度，健全管网专业运营维护管理机制。