城鎮污水系統設計與運行中的有關問題

陳銳

城鎮污水系統設計與運行中的有關問題

陳銳

按照傳統規范設計的污水系統，在實際運行中存在很多問題，不便于維護管理。本文提出了對污水系統設計運行中的改進檢查井構造、適當位置鋪設污水管系統之間的連通管、鋪設污水廠進水總管復線、閘槽井做法、舊泵站集水池有效容積和最低水位線的確定、污水廠的規模和效率、排水體制的確定、污水廠節能降耗途徑、污水廠升級改造工藝選擇等方面的改進措施。

污水系統；設計運行；改進措施

污水系統如城市的命脈，保證其正常運轉，對于提高人居環境、改善民生、維持城市的正常秩序有著重要意義。但是按照傳統規范設計的污水系統，在實際運行中往往難以達到預期效果，如檢查井構造不便于維護作業、管道維護維修時不便于斷流和分流導流污水、污水廠停運、中水回用率低、雨污水混流、污水廠如何節能運行、污水廠升級改造工藝選擇等，問題的存在給污水設施運行管理部門帶來諸多管理上不便，有必要就改進其設計與運行中的熱點問題進行探討。

1.檢查井構造的改進

在對污水管道進行疏通作業時，往往利用竹片或高壓射水車，從檢查井內順管道方向作業。但傳統檢查井做法都將井內爬梯安裝在檢查井內進水管口正上方，也就是檢查井的井壁直墻（相切點）位于進水管口一側，這樣做實際對排水管道的養護維修造成不便，不便于穿竹片或高壓水帶。為便于作業，應將爬梯也就是檢查井的井壁直墻（相切點）設在垂直管道方向線的一側，相應的防盜檢查井蓋開啟方向，應位于爬梯的另一側。檢查井傳統做法和應改進做法平面圖見圖1、圖2。

同時為減少污水中沉積物在管道內的沉積，在管道交匯處以及直線段每隔150米左右的檢查井井底應設置30～50CM的沉泥井。維護作業時只需定期用抓泥車清掏檢查井內的沉積物即可，減少了對管道的疏通作業工作量。

在用戶管道與市政管道產權管理分界處設置標識檢查井，井蓋上注明 “分界井”字樣 （分界井歸用戶管理）。道路紅線范圍內的檢查井井蓋應按國家標準統一型號規格尺寸，以便于快速補蓋，減少傷人事件發生。騎管井或所有新建檢查井內必須規范抹面、流水槽順暢、接口處光滑，避免凹凸不平、參差不齊或騎管井內原鋼筋不得外露，以避免攔截漂浮物、造成管道堵塞。

圖1 傳統檢查井做法

圖2 改進型檢查井做法

2.在適當位置鋪設污水管系統之間的連通管

即使在同一污水廠收水系統范圍內的污水管網，隨不同道路，布置不同的一、二、三級管網（即總管、干管和支管），其中不同管道系統之間的支管與支管、支管與干管之間是互相不連通的，有的支線管道分流點之間可能就只有40M距離。在實際運行中常出現，有時上游管道已修建需要投用排水，但下游管道尚未建；有時因管道堵塞造成污水漫溢或在對管道進行維護改造時，需要將上游污水導流至下游或分流至相鄰另一污水管道系統；有時各污水廠之間需要合理調度分配水量或在事故時互相調劑水量。這都需要在適當位置設置污水管網系統間的連通管 （如相鄰管道系統支線與支線間、支線與主線間、污水廠事故排水管道與另一污水廠管道系統間等），形成環狀管網，可解決上述問題。

對于污水甩線，應根據實際需要預留，其長度應甩出道路紅線，支線端應設置檢查井，以減少日后破路和便于用戶接管。盡快推廣采用膠囊等非砌體封堵措施的排水管道氣密性檢查標準，減少閉水實驗造成的水資源浪費、耗時和磚砌體管堵安拆困難、尤其是漏拆、拆不徹底影響運行的情況，使施工完后全線管道無封堵。小于D600管徑的污水管道內不易鋪設通訊光纜，因其固定裝置易攔截漂浮物，造成管道堵塞。

3.鋪設污水廠進水總管復線

污水廠一般采取總體規劃，分期建設的原則，其進水總管一般只有1條。在污水廠二期擴建工程運行時，需要斷流原有1條進水總管，以接通擴建工程的進水管；另外在原進水總管出現事故搶修時，也需要斷流上游來水，這樣都會造成污水處理廠停運的重大事故。為解決這個矛盾，可通過鋪設污水廠進水總管復線，并通過設置閥門井相互切換來解決。

4.在適當位置設置閘槽井

污水管道中的流量和流速都較大，有的檢查井內的水位較高，在管道維護作業或戶線接管施工時，需要將管道內的水位降低或斷流。采用編織袋、膠囊等措施封堵上下游檢查井，有時還需要把帶蓋板的檢查井上部挖開，影響交通、耗時長、效率低、危險大、困難較多。封堵1座井投資少則幾萬元，多則10多萬元，相當于1小型工程投資。因此從運行管理角度考慮，設置閘槽井是非常必要的。 《室外排水設計規范》中雖然有關于閘槽井設置的規定，但沒有具體要求，不好操作，設計中也從未設計閘槽井。為便于維護作業，可在污水管道交匯處、轉彎處或直線段上每隔200M左右距離處設置閘槽井。管徑小于D800MM，可設置成井下操作的蝶閥井 （需要時人工用工具開啟，地面上為正常井蓋，不影響交通）；管徑大于D1000MM，可設置成閘槽井，并適當加大間距，通過增加管道轉彎，將其設在隔離帶、綠化帶及人行道上，以便于管理和不影響交通。

新舊管道銜接處也應設置閘槽井，并鋪設甩線。閘槽井起到關閉待建管線 （甩線）的作用，避免了已使用管線內水位高，無法與待建管線銜接問題。淹沒出水的雨水管道入河口處也應設置閘槽井，以便于疏通作業。

5.泵站集水池有效容積和最低水位線的確定

對于舊排水泵站改造，如原有集水池容積不變，考慮到隨著城市的發展，污水排放量會相應增加；隨著城市雨水實際徑流系數的增大和匯水面積的增加，雨水泵站的收水量也會增加；另外，在暴雨量集中的北方城市，為加速雨季路面積水的排除速度，往往采取打開污水井蓋的措施，通過污水泵站抽升，強行排除，可見污水泵站也擔負雨水的抽升任務。因此，要求改造后的泵站抽升能力要有較大提高。如何解決原集水池有效容積偏小問題，有兩種辦法：①考慮雨污水泵站實際運行中，集水池內水位長期高于設計最高水位，高于管頂很多，進水管道屬于受壓情況，因此計算集水池的最高水位時可以高于雨、污水管頂，也就是高于原設計最高水位，但要復核，控制最高水位不得使管道上游地面冒水；② 《室外排水設計規范》中規定的，污水泵站集水池的有效容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量；雨水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵30s的出水量，是按人工操作所啟動時間而要求的，隨著水泵技術、自控技術的進步，其有效容積可以減小。對于新建排水泵站，其集水池有效容積確定時也應考慮上述因素。

根據一般原則，泵站集水池最低水位應該是保證水泵葉輪吸水的水位，一般為葉輪所在水位線。由于潛水排污泵的諸多優勢，近年來普遍采用，但由于潛水排污泵的電機不能在露出水面狀態運行，故這種情況下，泵站集水池最低水位應該根據電機允許露出的水面高度確定，或者要求潛污泵采用帶冷卻水套的電機。

6.污水處理廠的規模和效率問題

城市污水集中處理，便于管理、運行成本低，但是所鋪設的進出水管道距離長、埋深大、投入大，在污水廠建成后幾年內，由于收水量不足，造成設備閑置浪費，且經深度處理，中水回用時，所鋪設中水管線線路長、投入大，不便于推廣利用中水。因此，應采用集中與分散相結合的方式建設污水處理廠。在居住區集中或有集中工業大用戶時，為便于中水利用，可在排水量為2～3萬m3/d時建設1座分散式污水處理廠。目前我國污水廠已由全面建設期進入運營期，除加強監管正常運行，保證出水水質達標外，為避免大量剩余污泥帶來新的污染，現有以及新建污水廠應選擇合理工藝，盡早建設污泥處置場，短期建不成的應預留污泥處置用地。上述問題不再贅述，可根據各地實際情況定。

7.排水體制的確定

《室外排水設計規范》中規定，排水體制的選擇，應根據城鎮和工業企業規劃、當地降雨情況和排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件，綜合考慮確定。同一城鎮的不同地區可采用不同的排水制度。新建地區的排水系統宜采用分流制。

實際運行中，多數城市雖然新建地區采用了雨污水分流制，但由于管網不完善、下游無出路、加上管理難度大，致使一些小區、單位及沿街商戶將污水就近接入雨水管道。甚至為解決污水漫溢問題，排水管理部門不得不將污水人為接入雨水管，因此雨污水混流現象在多數城市普遍存在，且很嚴重。鑒于上述因素，為提高污水收集率和處理率，減少水體污染，各地要根據實際情況采取分流制、合流制、截流式合流制并存的排水體制。一方面通過在雨水管道入河口處修建截流井、安裝逆止閥、鋪設臨時截污管 （這種臨時截污措施可能會長期存在），達到盡快收集、截流污水的目的；另一方面通過加快完善雨污水管網建設步伐，力爭污水管網100%覆蓋，以進一步做好雨污水分流改造工作。

8.污水處理廠節能降耗途徑

污水廠節能應主要從節省曝氣量、選擇高效處理技術和高效設備等方面考慮。曝氣量控制的目標是根據污水處理廠的實際運行狀況，按需供氣，防止過量曝氣，降低污水處理能耗。曝氣量控制方法主要包括按程序、進水比例和溶解氧控制等。其中，程序控制是根據歷史水質、水量變化特性，再由經驗確定曝氣量與時間的關系控制曝氣量，按進水比例控制是按一定氣水比，根據進水量調節曝氣量。按溶解氧控制是根據溶解氧的在線監測結果和設定的DO目標值，及時調節曝氣量；采用高效低耗處理技術，是通過對污水廠處理系統的經濟技術分析和比較，選擇適合具體污水處理廠特點的高效低耗污水、污泥處理技術。污水處理技術盡量選擇以高效率、低能耗見長的生物處理工藝。污泥處理盡量選擇可最大程度回收與利用能源的厭氧消化技術；污水處理廠設備陳舊、效率低是造成污水處理行業能耗高居不下的重要原因之一，為節約處理能耗，必須選用高效設備，特別是高效水泵、風機、電機、曝氣裝置及污泥處理設備等。

9.污水處理廠升級改造的工藝選擇

污水處理廠的技術升級改造一般包括水力改造、設備改造和工藝升級改造等，其中污水處理工藝升級改造是提高出水水質的關鍵。通常情況下要考慮3個問題：①盡量利用原有構筑物，投資少；②工藝運行可靠，靈活性強；③處理效率高，能耗低。就處理功能而言，化學除磷、生物脫氮除磷和深度處理等工藝均可實現工藝升級改造的目的?；瘜W除磷：在沉淀池或污水處理反應池內投加金屬鹽和聚合物等化學藥劑，通過化學反應和凝聚作用凝聚膠體顆粒，生成沉淀物以達到強化除磷效果。生物脫氮除磷：可通過實施雙污泥系統，增加反應區容積，調整反應區容積來實現。深度處理：污水深度處理升級改造措施主要包括：應用新型過濾、吸附、混凝、沉淀、氣浮及消毒工藝；采用曝氣生物濾池工藝；應用膜技術；應用膜生物反應器技術。

[1]張志軍.邯鄲市排水系統運行狀況分析.中國給水排水，2009， （4）：15-18

TU992.24

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1671-3362（2011）05-0048-02

邯鄲市市政污水處理有限責任公司）