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摘要:針對寧波某地區污水泵站水質濃度長期偏低問題,以水質檢測為主、其他方式為輔的方法對泵站上游污水管網進行摸排。具體做法為:先通過CODcr水質檢測分析法確定低濃度運行的檢修井及其支管接入情況,縮小疏通檢測排查范圍,減少工作量、提升摸排效率,再結合水量觀察和疏通檢測確認外水匯入點位,結合管網非開挖修復技術整治問題管道,最終實現污水系統降流量提濃度。研究結果顯示,污水進水COD由56mg/L提升至146mg/L,濃度提升160.7%;污水泵站提升水量由4356t/d下降至1710t/d,水量下降60.7%,每年可節約5.3萬kW?h電能。

關鍵詞:提質增效;污水水質;檢測;管網;寧波

1項目概況

寧波位于浙江東部沿海,屬于亞熱帶季風性氣候,每年的降雨天數比例接近2/5,地下水位高,屬于典型的軟土地區[1]。本次研究對象為寧波某地區污水提升泵站上游管網,該污水泵站1用1備,單臺泵的流量為820m3/h,實際運行規模為4000m3/d,整治前4次水質檢測的平均進水COD為51mg/L,造成下游污水處理廠低負荷運行,影響污水處理廠運行效能。根據該片區人口規模計算,泵站實際提升污水量超出約1倍左右,故該泵站上游污水管網存在較嚴重的外水匯入問題,而前期市政污水提質增效中已對主管網功能性和結構性缺陷進行了修復,故初步判斷為主管連接支管存在嚴重的外水匯入問題。

2技術路線

本項目涉及污水收集系統總面積約38萬m2,結合已有的管線檢測和摸排數據資料,將該收集系統分為污水泵站西片區和污水泵站東片區,其中支管接入和井號編碼情況分別見圖1和圖2。如圖1所示,污水泵站西片區共有3處污水支管接入,其中1處為背街小巷接入,2處為排水單元經預留井接入;如圖2所示,污水泵站東片區共有9處污水支管接入,其中4處為背街小巷接入,5處為排水單元經預留井接入。由于該泵站服務區域為老城區,市政污水主管連接的支管共計12處,支管上游內部管網縱橫交錯,部分井室為400mm×400mm的小方井降水難度大,部分弄堂檢測作業車輛無法進入,支管及小區內部管網總長度超過5km,全線摸排難度較大,且費時費力。針對上述情況,本項目第一步是以水質檢測為導向,選取COD作為表征污水濃度的主要指標,采用水質對比法進行前期摸排[2-3],選取3天及以上未降雨的時間點[4],對污水主管網間隔檢修井內污水進行首輪濃度測量,通過上下游污水濃度比對和支管接入,初步判斷存在外水匯入的支管情況;第二步是對低濃度問題點位的支管進行水量觀察和第二輪水質檢測,確定污水量驟增和濃度驟降的管段;第三步是對問題支管段開展疏通檢測,對查出的管網缺陷進行綜合研判并制定修復方案;第四步是對首輪檢測的檢修井進行復測,評估本次提質增效成效。

3實例分析

3.1主管網水質分析

根據圖3結合支管連接情況分析,WS4和WS25按照污水流向情況,COD濃度分別下降88.7%和55.3%,初步判斷兩個檢修井對應的污水支管存在嚴重外水匯入情況,WS18按照污水流向情況,COD濃度下降38.1%,存在外水匯入情況,WS15由于進污水泵站的交匯井,本次檢測的COD數值為56mg/L,介于東側的WS17和西側的WS13污水檢修井COD中間值,為正常情況。

3.2支管網分析

根據第一步污水主管網COD檢測結果,初步判定外水匯入支管為WS4、WS18和WS25檢修井上游管網,其中WS4為排水單元經預留井接入,WS18和WS25為背街小巷污水管網接入。采用主管降水法,非正常用水時段,目測WS4-1及上游檢修井基本無水流,WS4有連續少量水流,對WS4和WS4-1進一步COD測試,分別為24mg/L和161mg/L,判斷WS4至WS4-1管段存在外水入滲情況;采用主管降水法,非正常用水時段,目測WS18-1及上游檢修井基本無水流,WS18有連續少量水流,對WS18和WS18-1進一步COD測試,分別為69mg/L和246mg/L,判斷WS18至WS18-1管段存在外水入滲情況;采用主管降水法,非正常用水時段,目測WS25-4及上游檢修井有連續微量水流,WS25、WS25-1、WS25-2、WS25-3均有連續水流,對WS25、WS25-1、WS25-2、WS25-3和WS25-4進一步COD測試,分別為76、102、119、173mg/L,判斷WS25至WS25-4管段存在外水入滲情況。

3.3檢測與修復

根據第二步目測水流和部分污水支管COD檢測,判定WS4至WS4-1、WS18至WS18-1、WS25至WS25-1至WS25-2至WS25-3至WS25-4共計6段污水支管存在滲漏即外水匯入情況,需要對上述6段污水支管疏通檢測。經檢測,上述6段污水管網為DN300混凝土管,且存在不同程度脫節導致外江漲潮地下水升高時,地下水通過脫節處連續滲入污水系統內,如圖4所示的上述部分支管疏通檢測發現脫節滲漏。根據上述檢測照片和視頻綜合研究,WS4至WS4-1段污水支管僅存在1處滲漏缺陷,可采用局部樹脂固化法修復[4],如圖5所示為局部樹脂固化法修復后管網狀態。WS18至WS18-1、WS25至WS25-1至WS25-2至WS25-3至WS25-4每段管網均存在2處及以上嚴重脫節滲漏缺陷,局部樹脂固化法修復無法滿足止水需求,考慮小管徑無法采用不銹鋼雙漲環法修復,可先采用局部樹脂固化法止水預修復,再采用CIPP紫外光固化法,對5段污水管網進行整段修復[5],同步對5座井室進行注漿堵漏,如圖6所示為WS18至WS18-1段污水支管預修復和完全修復后狀態。

3.4水質復測與驗證

如圖7所示,經過對污水支管檢測與修復,主管網污水檢修井內COD濃度均有一定提升,且濃度基本在150~200mg/L上下波動。通過查閱該路段資料,該路段污水管網投入使用已超過20年,考慮到寧波地區軟土地基的現狀,管網修復措施只能一定程度上緩解脫節導致的外水入滲問題,部分主管網和支管網經過修復仍舊存在輕微滲漏情況,由此導致濃度上的局部波動。對比污水泵站進水井WS15修復前后濃度,COD從56mg/L提升至146mg/L,濃度提升160.7%,基本達到既定的污水提質增效目標。同時對泵站自動運行的數據調取發現,不考慮下游污水廠和泵站檢修導致臨時調度的影響,選取2022年1月4日和2022年1月20日作為完整的24h污水提升周期。其中,整治前的1月4日泵站累計運行318min46s,共計提升水量為4356t/d;2022年1月20日泵站累計運行125min8s,共計提升水量為1710t/d,污水泵站提升水量下降60.7%,通過本次專項研究整治,全年減少外水匯入量約96萬t,按單臺潛污泵功率45kW計算,每年可節約5.3萬kW?h電能。

4結論與建議

針對污水系統低濃度運行,采用水質檢測為主,其他方式為輔的方法對外水匯入點位進行排查,可以有效減少摸排工作量,節省人力成本和財政資金投入,并且方便快捷準確。提升生活污水系統的濃度同污水管網提質增效本質上是相通的,污水管網的健康程度與管網內水質濃度有很大的關聯性,在當前大力做好雨污分流的同時也要對污水管網進行檢測和修復,對缺陷管段尤其是脫節滲漏嚴重的管段要采取合適的修復方式。通過該方法對污水系統的提質增效,即能提升下游污水處理廠運行效率,也具有可觀的經濟效益。

作者:唐心紅 何海強 楊云華 單位:寧波市江北區綜合行政執法局  寧波市政工程建設集團股份有限公司