城区排水管网提升修复措施分析

谭伟浩

（佛山市高明区西坑水库工程管理处,广东 佛山 528500）

1 引言

污水管线作为城市内的重要污水输送通道,其排污能力对区域发展建设影响较大。为了提升污水排放能力,有较多城市采取了提升改造工程建设,取得了良好的效果[1-2]。

佛山市高明区三洲片区排水管网建设相对滞后,水体污染现象及内涝问题严重,对高明区的高质量发展形成严重制约。根据《佛山市高明区人民政府常务会议决定事项》（〔2019〕129 号）文件精神,实施三洲片区范围内雨污分流改造,从而解决三洲片区内涝问题及水体污染问题。以佛山市片区为例,对城区排水管网提升修复方案进行分析。

2 污水管线现状调查

2.1 现状污水处理量

目前污水厂的处理规模无法满足现有的污水量,导致片区水位过高,排水水位低于河涌水位时,河涌水有逆流现象。

现状排水及污水厂情况：三洲片区每天产出的污水量约为3.6 万t。现二污处理水量维持为3.6 万t,最高峰为3.9 万t,现超出设计3 万t 设计规模。在2010 年污水厂扩建情况：2010 年二污处理规模由2 万t 扩建至4 万t,因各种因素限制,仅对生化处理池进行扩容至4 万t/d（其中1 万t 没有配套的设备）,前池以及水泵均没有进行改造,竣工验收规模只有3 万t,水泵仍然为2 万t 的规模,为了应付日渐增加的污水量,二污的运行水位已经超出了设计要求,比原设计运行水位提升了大概3.76 m,导致三洲片区的水位维持在2.0 m～2.2 m 的水位。（地面标高2.6 m～3.0 m。）同时了解到,排水截止闸采用单侧止水,当排水水位低于河涌水位时,河涌有逆流现象。（根据《高明区城市排水防涝设施建设规划》,该片区河涌最高运行水位为1.944 m,最低运行水位为0.744 m,正常水位一般为1.444 m）。

现二污前池地面标高4.658 m,水池水深5 m,池底标高-7.64 m,现状常水位标高2.04 m。基本跟管网水位持平

2.2 现状管网水质情况

近期对项目现状管网的水质进行采样分析,结果见表1。

表1 现状管网水质情况

水质检测数据显示：部分地方的水质指标高于常规生活污水设计浓度,如三洲涌、三锦南路（星华精密机械）两处的COD 浓度较高,兴洲路和三锦南路（星华精密机械）的氨氮浓度高于生活污水设计浓度,这些地方可能存在工业污水偷排的问题；而部分采样点的水质污染物浓度则远低于生活污水设计指标,甚至部分水质接近排放标准,可能存在地下水或雨水汇入。总体而言,该片区水质差异较大,水质状况比较复杂。

在进行三洲片区雨污分流改造过程中,管网高水位运行提高了管网摸查情况及施工难度,会导致雨污分流不彻底,无法实现三洲片区彻底雨污分流的项目目标。

3 提升改造方案分析

为解决管网降水问题,首先必须通过改造泵房及其配套设施来提升污水厂的处理量,同时,建议在片区周边建立污水处理应急保障设施,一方面分担污水厂的处理压力,另一方面能够保障水量高峰时污水能够及时处理,避免污水处理不及时从而外溢导致的环境污染。

3.1 提升污水处理厂的处理量

三洲片区作为一个整体片区,对污水厂或8 号泵站进行改造,把整个片区的管网水位降下来。

（1）方案一：改造第二污水处理厂进水泵房

根据第二污水处理厂运营人员反馈,进水泵房现状提升泵为2 台Q=1300 m3/h,H=12 m,N=55 kW,1 台Q=1300 m3/h,H=10 m,N=45 kW 潜污泵。设计提升泵的静扬程约14m,现状提升泵已无法满足设计要求。改造方案为按4 万t/d 设计规模选泵,Kz=1.62,选用Q=1700 m3/h,H=16 m,N=110 kW,2 台,一用一备,变频；Q=1000 m3/d,H=16 m,N=75 kW 潜污泵1 台,变频,同步改造进水泵房电气设施。投资约95 万元（国产材料设备费,未含安装及土建）。

该方案的优点如下：从根本上解决片区水位高的问题,并为第二污水处理厂未来提标扩建提供条件。

需要解决的问题如下：①需各主管部门协调改造工程,建议尽早启动第二污水处理厂的提标扩建工程。②改造前池涉及到污水厂停产的问题。

（2）方案二：改造8 号泵站

8 号泵站现状提升泵为Q=1200 m3/h,H=12 m,N=75 kW,2 台,一用一备,将三洲旧圩片区污水提升至第二污水处理厂前消能井,再由第二污水处理进水泵房提升至细格栅进行处理。改造方案为第二污水处理厂进水泵房提升流量为2 万t/d,8 号泵站提升流量为1.6 万t/d。具体措施为更换8 号泵站水泵,按2 万t/d 设计规模选泵,Kz=1.62,选用Q=700 m3/h,H=16 m,N=45 kW 潜污泵3 台,并将泵站出水压力管从消能井接至第二污水处理厂细格栅,新建DN1200 钢管约90 m,架空或埋地敷设需与污水厂协调。投资：约80 万元（国产材料设备费,未含安装及土建）。

该方案的优点如下：暂不对第二污水处理厂进行改造,改造完成后可降低第二污水处理厂运行费用。

需要解决的问题如下：（1）运行时需考虑污水厂厂内进水泵房及8 号泵站水泵调度问题（水质出现问题时,需要暂停8 号泵站的水泵运行）。

综合对比分析,建议实施方案二,此方案能解决片区水位高的问题,减轻二污前池的水泵的压力。

3.2 应急保障措施

分片区实施：三洲片区分成3 个片区,三洲旧圩片区,海天大道东侧片区,海天大道西侧片区。

三洲旧圩片区雨污水管网完善,可将三洲旧圩片区单独独立起来,先封堵高明大道北侧和三洲旧圩的连通管后,可利用8 号污水提升泵站进行抽排可将整个三洲旧圩片区水位进行降低。具体施工措施：①封堵高明大道北侧合流管流入三洲旧圩片区的连通管。②封堵百灵路和碧桂路的市政雨污水混接点。③封堵碧桂路雨水管接入大楠渠出水口。

海天大道西侧片区均属于7 号泵站服务范围,待7 号泵站改造完成后,可将西侧片区管网水位降下来进行摸查及改造。

海天大道东侧片区：由于8 号泵站以及7 号泵站将两片区的污水转输至海天大道东侧片区,出现污水冒出地面时需要增设临时处理设施。海天大道东侧片区如何降水位可提出三个方案

（1）方案一：碧桂路A 处增设污水处理设施

可在碧桂路A 处（碧桂园1 期）旁边新增3000 t/d 的污水处理设施（用地限制）,作为二污临时水处理的扩建,分担二污的处理水量,可将三洲片区高明大道北侧水位标高降低1 m。

图1 方案一

推荐污水处理工艺：一体化处理设备（格栅+调节池+AO（接触氧化）+沉淀+消毒）

占地面积：约1600 m2。

投资：600 万元（包含全套设备及安装、15 个月的运营管理费,不含设备基础、场地围蔽和厂棚建设）。

优点：①三洲旧圩可单独作为一个分区,率先完成完全雨污分流的项目目标。同时可作为二污临时水处理规模的扩建,分担一部分污水处理。②该处理工艺对水质、水量的骤变有较强的适用能力,污泥产量较低,运行管理较为方便。

缺点：①现场用地范围限制,无法做到污水分散式处理设施+生态塘模式,造价贵。②高明大道北侧管网标高仅能降低1 m,无法降太多,与三洲北涌常水位基本持平。③需要协调排放口问题。④着时间流逝,设备有老化的情况出现,5 年后就需要更换。⑤场地离居民楼太近,产生的臭气以及设备启用的噪声会影响周边环境,可能导致居民投诉等纠纷。很大程度限制方案的实施。

（2）方案二：海天大道东侧增设污水处理设施

新建6000 t/d 的污水处理设施,由于B 处面积充足,可选择造价较低的生态塘+ 污水处理设备相结合的方式, 在7 号泵站出水末端新建500 管专管进入分散式污水设施生态塘进行处理,现状解决海天大道东侧区域排水管网水位高的问题。

图2 方案二

推荐工艺：格栅+调节池+厌氧池+生态塘+消毒（或者一体化处理设备）

占地面积：15400 m2（1400 m2设备占地+21 亩生态塘）（一体化设备占地1200 m2）。

投资：600 万元（包含设备及安装,15 个月运营管理,不含生态塘和专管的开挖等土建工程）（一体化设备租赁期间含运营费：售卖904 万元,租赁1 年894 万元,租赁2 年1042 万元）。

优点：①每天大容量的污水处理可降低2.7 m 水位标高,同时也可以解决三洲片区未来5 年内发展的污水处理需要。②处理工艺简单,运行管理方便,运行管理费用较低。③周边居民较少,极大避免了居民投诉问题[3-5]。

缺点：①因为需要新建生态塘,占用的面积大,需要协调用地。②需要协调排放口问题。（出水口大于500 t/d 需要报备。）③随着时间过去,设备有老化的情况出现,5 年后就需要更换[6-8]。

（3）方案三

海天大道西侧片区经7 号泵站启用,水位下降后经一系列摸查及企业改造后海天大道西侧片区可完成雨污分流改造。在兴创路（海天厂的出水口）新建两条管,一条接雨水,一条接污水,先将海天处理后的水接入雨水管直接排入三洲北涌（时间大概30 天,20 天二污处理水量降低水位,10 天排查）,东侧片区摸查完成后进行雨污分流。封堵海天厂排入雨水管的连通管,重新接入现状污水管供二污处理。

优点：需花费15 万元封堵费用,可降低三洲片区运行水位进行摸查及雨污分流改造。

缺点：①因海天厂出水水质不稳定,需要协调海天污水直排三洲北涌的问题。②随着高明高速发展,地块开发会增加污水量,海天大道东侧污水管网水位必然会上升。

综上所述,建议选择方案二（海天大道东侧增设污水处理设施）,此方案污水可新建污水处理设施规模较大,投资相对较省,运营管理费用较低,而且此处周边居民较少,对周边环境的影响较小。此外,建议把二污提标扩建提上日程。

4 结语

三洲片区是高明区的重要发展建设区域,根据调查目前存在污水排水能力不足,管网水质差等问题。为了提高三洲片区的排水能力,促进当地发展,选取改造8 号泵站的方案提升片区污水排放能力,选择在海天大道东侧增设污水处理设施方案,以解决海天大道东侧区域排水管网水位高的问题。可为类似区域污水提升改造工程实施提供参考。