雨污混接調查在上海市崇明地區的實踐

高劍

（上海優佰思環境科技有限公司，上海市　200231）

雨污混接調查在上海市崇明地區的實踐

高劍

（上海優佰思環境科技有限公司，上海市200231）

首先，介紹了雨污混接調查在上海市崇明地區的應用情況。接著，通過查明水量異常的原因，為后續改造提供了重要基礎，也可為同類情況提供參考。

排水管網；雨污混接；CCTV檢測；流量測定；CODcr濃度

0　引言

崇明城橋鎮自上世紀80年代起開始建設排水管網，管齡最長已超過30 a，早期建設的管道采用混凝土管材，基本上都是雨、污合流管。近年來，隨著城橋鎮人口數量的增加，用水量與污水量都明顯增長，城橋污水處理廠的建造解決了污水排江污染水體的問題，與此同時，區域內新增的管網也開始執行雨污分流制。

但是，自運行以來，崇明縣城橋污水處理廠收集的污水量與用水量相比偏大，污水COD濃度偏淡，不明來路的外來水導致城橋污水處理廠污水處理能力過飽和，而污水中有機物的不足又導致好氧細菌缺乏足夠的營養而影響生長，嚴重影響著污水廠的正常運轉。

涉及區域包括崇明縣城橋鎮老城區、新城區和工業區三部分（見圖1），其中城橋鎮老城區共有管網71 km，新城區管網21.2 km，崇明工業區管網24 km，共計排水管道116.2 km。其中，工業園區和新城區已基本實現雨污分流體制，而老城區由于發展建設較早，區域內管網大部分未實行雨污分流，而是由合流管網統一收集。

雨水管網遵循就近排入河道的原則，主要分布于老城區東北一側，工業園區和新城區，污水和合流管網收集水體后統一匯入污水處理廠處理后排放。而合流管網所處的老城區用戶集中，水量大，其雨水匯水面積也大，在旱季，合流污水通過污水總管進入污水處理廠；在雨季，暴雨時東門泵站、西門泵站兩個防汛泵站可將合流管內雨污水部分放江，以緩解防汛壓力。

1　技術路線

根據城橋污水處理廠進廠水量偏大，污水CODcr濃度偏低的現狀，經前期分析和檢測施工過程可確定問題為外來水源的侵入。現分析如下：

（1）項目范圍內的地下水位偏高，污水收集管網本身的結構性缺陷而導致地下水滲入。

（2）分流制區域的雨污混接所造成的部分雨水進入污水管網，河道附近的混接還可造成高潮時段河水逆流經過雨水管進入污水管網。

（3）合流制區域所收集的雨水，主要是其中未經截留而進入污水處理廠的水量。

城橋城區的排水系統并不單一，而且河道眾多，其管徑、埋深、流量等差距很大，這就需要采用各種不同的管道檢測技術，從而對城區的排水管網檢測達到全覆蓋。由以上分析，結合管網實際特點，項目組確定了以下技術路線（見圖2）。

2　調查結果

2.1東引路877弄中瀛建德苑混接點

2.1.1混接情況說明

（1）該路段雨水管的水流方向是自北向南，排入河道。

圖2　技術路線示意圖

（2）雨污混接管段為污水主管連入小區，而后至道路雨水主管網。

（3）東引路/高島路口處相鄰的雨污水井井內液面至路面高度均為1.7 m；南面靠近河道相鄰的雨污水井井內液面至路面高度均為2.3 m，且與雨水入河口和河道水位持平。

該路段所屬的污水泵站日常開泵時間為1 h；東引路/高島路口的雨水井和污水井均為四通井，且與河道相通；測試開始前管道內雨水自北向南重力流排放至河道，且水位與污水管內水位持平。

2.1.2測試方法及過程

（1）使用流量計置于監測點的管道內，可以監測到正常水流狀態下的流速和流量。

（2）模擬泵站日常工作狀態，開啟污水提升泵站約75 min，雨水管內流速逐漸減小，直至逆流，做好流速和流量的監測工作。

（3）隨著泵站的運行和停止，逆流速度逐漸增大，而后趨緩，做好監測工作。

根據流量計采集到的瞬時流速和流量（每分鐘一次），將數據匯總，分別繪制成流量和流速隨時間的變化曲線。圖3為現場調查之實景。

圖3　施工人員現場調查之實景

根據采集的瞬時流量和流速，泵站運行時段內雨水逆流的總量約為400 t。

2.2崇明中學混接點

2.2.1混接情況說明

（1）東引路污水井DYLW48經崇明中學內部管網，與高島路雨水管網連通。

（2）高島路雨水通過東引路雨水，最終向南與河道相連。

（3）此情況為崇明中學內部管網混接，學校內部管網連接情況及具體混接點位置不詳。

2.2.2測試方法及過程

依據對崇明中學混接點的現場調查，還進行了泵站配合條件下的流量監測，具體操作如下：

（1）將流量計置于監測點，調試好設備可查看管內瞬時水流狀態。

（2）泵站配合，于下午13:00-17:00開啟，記錄實時水流數據。

（3)整理記錄的流速和流量數據。

根據流量計采集到的瞬時流速和流量（每分鐘一次），將數據匯總，分別繪制成流量和流速隨時間的變化曲線。

在泵站運行時間段內，管內流速和瞬時流量變化不大，且可得流量的平均值為210 m3/h。泵站正常運行時，每日開啟1 h，即說明了崇明中學混接點的日混接量為210 t/d。

2.3降雨對合流管污水濃度的影響

老城區大部分為合流管，不僅收集范圍內的生活污水和工業廢水，雨水也同時進入，而后經由泵站，部分放江，其余進入了污水處理廠。

根據管線測繪成果，可以看出合流管分部區域較大：西起三沙洪路，東至湄洲路（玉環路以南），北面至利民路，整個合流區域面積約2 km2。范圍內管網收集的污水都經由東門與西門兩個泵站連入污水干管，在泵站不運行時段則直接匯入污水處理廠。東門泵站和西門泵站均為防汛泵站，只有在遭遇大到暴雨的情況下才會運行進行部分放江處理，由于時間短水量有限，因此這部分放江水量暫不作考慮。

初步認為，有大量的降水經過路面匯流進入老城區的合流管網，這部分水一直停留在排水管網系統中，最終絕大部分進入了污水處理廠。

2.4污水主管的聯合監測

2.4.1污水主管上游（鼓浪嶼路湄州河橋以北）管段以cctv為主

通過CCTV檢測，這部分管網共發現一處2級壩頭，兩處2級滲漏，一處4級滲漏，無其他重大管道缺陷。其中，崇明大道老滧河倒虹、崇明新城公園路面改造段和鼓浪嶼路過河長管為在電視檢測范圍內。

2.4.2污水主管中下游管段以流量和濃度對比為主

2.4.2.1流量監測

城橋污水處理廠的進水可分為3個部分，分別為工業園區范圍內來水、西門泵站服務范圍內來水和鰲山泵站的出水。因此，在這部分管網選取關鍵節點于12月18日18時至19時進行了流量監測，管內水流穩定的相同時間段內，各監測點相同時間段內各點的數據變化幅度不大，可以認為該時間段內管內水流穩定，監測數據有效。各測點的詳細數據如表1所列。

表1　各測點流量監測表

依據流量監測的數據結果，依據水量平衡的原理可以從以下兩個方面進行數據的計算分析：

（1）污水廠進水量=工業園區水量+西門泵站下游水量=112 m3+1230 m3=1 342 m3

（2）污水廠進水量=工業園區水量+西門泵站范圍進水量+鰲山泵站出水量=112 m3+(1 230 m3-782 m3)+780 m3=1 340 m3

（3）實測污水處理廠進水量=1 308 m3

由以上監測數據可以看出，從以上兩個角度計算出的污水處理廠進水總量均與實測數據相吻合（誤差不超過3%），污水總管中下游管段水量正常，這就說明了這部分管網無重大外來水源。

2.4.2.2 COD濃度分析

結合流量計監測情況，依據管網分布選取節點采集水樣并做了進一步的COD濃度測定與分析，以更進一步了解管網現狀。采集點測試數據及位置說明見表2所列。

表2　各采集點COD濃度測試表

為更好地分析這部分管網現狀，根據以上測試數據，結合上一節污水總管（鰲山泵站—污水廠）流量監測結果，可以引進一個“水量影響”的概念，即：在管網匯流處，上游管網內水體的COD濃度對下游管網COD的影響程度與其匯入下游管網的水量成正比，依據這個概念可以將上列COD測試數據以數學公式計算如下：

（1）污水廠入口COD=西門泵站下游COD×該點水量影響+工業園區污水出口COD×該點水量影響

因此：污水廠處理入口實測COD150 mg/L，與計算結果144 mg/L基本吻合，說明污水總管（西門泵站—污水廠）無重大外來水源。

（2）相同方法計算西門泵站上下游的COD濃度變化如下：

西門泵站下游COD=西門泵站入口COD×影響因子1+西門泵站上游COD×影響因子

因此：西門泵站下游實測COD122 mg/L，與計算結果130 mg/L基本吻合，說明污水總管（鰲山泵站—西門泵站）無重大外來水源。

污水總管中下游（鰲山泵站下游）總體運行正常。

2.5 COD濃度對比

2.5.1崇明大道過河倒虹管的COD濃度對比

崇明大道兩段倒虹管兩端所采集水樣的COD濃度分別為100∶87和91∶81，可以看出倒虹兩側的濃度相對比較接近，可以認為崇明大道的這兩段倒虹管運行正常。

2.5.2鼓浪嶼路過河長管的COD濃度對比

在鼓浪嶼路（一江山路以南）存在兩段過河管道，管長均超過100 m，經兩端采集水樣進行的測定，其COD濃度為86∶96，結果比較接近，且河道北側其余污水管網均已經過CCTV檢測，因此可以認為鼓浪嶼路兩段過河長管運行正常。

2.5.3湄洲泵站進出水管的COD濃度對比

湄州泵站共計有3根進水管和1根出水管，由于其中 1根進水管服務范圍內并無主要用戶接入，水量十分有限，因此此次將其余進出水管進行了COD濃度的對比。經采樣測定其進水管濃度為141和71，出水管濃度為120，為正常變化，可以認為湄洲泵站運行正常。

3　結論匯總

為了解決崇明縣城橋污水處理廠收集的污水量與用水量相比偏大，污水濃度偏淡，不明來路的外來水源導致城橋污水處理廠污水濃度過飽和，通過雨污混接調查的全部工作，應用了管道檢測、流量檢測、COD濃度測試、管道測繪等技術，予以綜合分析。其結論有兩點。

3.1地下水滲入

在崇明城橋鎮的排水管網檢測與評估中，共發現整個管網系統的明顯滲漏點138處，其中最終進入污水廠的滲漏點為116處，管段總長3 150 m。

3.2雨水及河水接入污水

在檢測過程中，共發現東引路877弄和崇明中學的兩處雨污混接點。

以上兩方面的情況造成的非污水總水量約為4 000 t/d。此外，根據歷史降雨量分析得出合流管網收集的雨水量約為2 000 t/d。通過對排水管網的雨污混接調查工作，基本達到預期目的。

4　效益分析

通過上述工作，針對兩處混接點的狀況，主管部門根據調查結果落實了改造方案。通過調查，對管網系統的結構性問題也提出了改造建議。兩方面的改造工作逐步落實，給崇明城橋鎮地區的排水管網運行帶來了重要的安全保障。

通過對混接點的改造，城橋污水處理廠進廠水量偏大，污水CODcr濃度偏低的問題基本得到解決。調查前，每年約千萬元的運行維修費用，投入到大量的地下水、雨水等處理中，浪費資源。調查完成并通過改造，降低了污水處理廠及沿途泵站大量運行成本，同時解決了污水對河道的污染，促進了地區的生態環保發展，避免了生態持續污染，從而居民對生活環境滿意度提高。

根據調查過程中發現的管網系統結構性缺陷，于后期投資了約400萬元進行了管道的非開挖修復，分階段完成，把急需處理的管道進行了修復工作，恢復了管道的完整功能，避免“拉鏈式”道路重現。同時主管部門根據調查結果針對管網提出了有效的管理養護和維護方案，逐步推進，提前解決管道問題，道路積水、路面坍塌、污水冒溢、河道污染等問題也得到大大的緩解。由于地下排水問題引起各地出現的“看海”現象，也未出現。

通過本文的介紹，希望對類似的工作能帶來參考。

TU992

B

1009-7716（2016）10-0092-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.028

2016-05-24

高劍（1985-），男，上海人，工程師，從事工程測繪和GIS系統，以及給排水工程與排水管道檢測維修、技術研究工作。