沿海某市污水直排口形成原因及治理方法.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 01 日 作者简介：石忠群（1984），男，通讯作者，壮族，广西河池人，本科，广西防城港北投环保水务有限公司，工程师，主沿海某市污水直排口形成原因及治理方法 石忠群 骆春华 骆威宇 广西防城港北投环保水务有限公司，广西 防城港 538001 摘要：摘要：在城市发展过程中，不可避免的存在污水管网建设不完善、雨污分流不彻底，雨污排水管道错混接等问题，部分生活污水直接或间接排入地表水系，形成污水直排口或黑臭水体，对周边生态环境和群众生活造成不良影响。为了改善城市合流排水体系现状以及近岸海域的水质，必须从源头开始解决陆源污染问题，精准、科学地推进城区自然水系两岸及海岸线的污水直排口整治。关键词：关键词：沿海城市；排水管网普查；污水直排口整治 中图分类号：中图分类号：P205 1 概述 随着全球人口数量的大量增加，水资源预计将成为 21 世纪最稀缺的资源之一。此外，联合国2017年世界水资源开发报告指出，全球 80%的污水（在发展中国家高达 95%）直接排放到环境中。污水直排行为显著改变了受纳水体中不同有机和无机污染物的浓度，尤其是氨氮、硝酸盐、总磷和化学需氧量。这些污染物的增加会带来一系列潜在的生态风险。未经处理的废水有很多途径进入河流，如当污水处理设施处理能力不足或遭受大雨等自然灾害时，未经处理的污水将直接排入河道，污染环境，使水质恶化。因此，污水直排口点源污染治理工作不仅仅是末端污染治理的问题，还需要结合排污口末端表象，摸排上游排水管网情况，找出导致污水直排的深层次原因1。因地制宜地制定排查方案，保障排查的全面性，为加强环境污染治理，打好污染防治攻坚战奠定重要基础2。2 沿海某市城区污水直排口现状 该市城镇污水排放面源随着城镇化的不断推进而扩大，排污口数量、污水排放规律、排放污染物种类等成为污水治理过程中必须掌握的基础情况3。据调查，近几年沿海某市共存在生活污水直排口 37 个，其中 A城区 15 个，B 城区 22 个。A 城区直排口的形成主要由于老旧城区民宅排水系统无统一规划，大部分生活污水经化粪池处理后直接排入附近河道和海域，造成地表水体污染，并逐步恶化为城市黑臭水体。B 城区直排口的形成则主要由于新建开发区的市政污水收集管网未能提前谋划和建设，导致很多片区的生产和生活污水未能得到有效收集。同时，部分城区雨污排水管网分流改造尚未到位、部分截流井存在淤堵溢流，以及污水管网的渗漏，也导致污水直接排入自然水体。由于排污面积、管网漏损等情况的不同，各污水直排口的水量、水质也有较明显的区别，具体情况如图 1 所示。图 1 沿海某市不同污水直排口水量、水质特征 排污口是陆源污染物进入水环境的主要通道，通过对排污口及其污染特征的全面排查，可识别影响流域水污染现状的关键因素4。根据图 1，除 A 城区 8 号直排口（NH3-N 为 0.63 mg/L，COD 为 27.13 mg/L，TP为 0.17 mg/L）水 质 满 足 地 表 水 环 境 质 量 标 准（GB3838-2002）V 类标准外，其余 36 个直排口水质均为劣 V 类，相较于其他直排口，A 城区 8 号直排口的流量较大，达 3000m3/d，说明水系清污混流严重，大量清水混接入污水管网系统。就整体而言，沿海某市直排口在旱季污水直排量超过 300m/d 的点位为 23 个，其中 A 城区为 8 个，B 城区为 15 个；整体水质呈现高COD、高 NH3-N 及高 TP，对城市河流和近岸东西湾海域水环境及居民生活环境产生一定影响。因此，污水直排口整治工作势在必行。3 沿海某市城区污水直排口类型分析 167中国科技期刊数据库 工业 A 污水直排口问题体现在水系，问题在排口，根源在管网。通过资料收集、现场踏勘、管网普查等综合分析，防城港市城区污水直排口类型主要分为 3 类，分别是 I 类：排水系统不完善、II 类：截污设施效果不佳、III 类：雨污错混接，具体情况如图 2 所示：图 2 沿海某市城区污水直排口主要类型 根据图 2，A 城区和 B 城区直排口的类型主要为 I类，其中 A 城区 I 类直排口占比高达 78.60%，B 城区 I类直排口占比为 52.20%。由于排水系统不完善引起的污水外流，具体原因包括污水管道建设未实现全覆盖、老旧城区及城乡结合部仅有一套雨污合流排水系统、新建城区规划与建设不同步、污水管道“断头”或者规划泵站未建设等，无法形成完善的排水系统，生活污水只能排放至雨污合流管道，最终排入自然水系。由 II 类（截污设施效果不佳）引起的污水直排在 A 城区和 B 城区的分别为 14.30%和 13.00%。尽管已对部分合流制排水系统进行末端截流，但受合流制排水管道淤积严重、海水倒灌、外水汇入、汇水面积广、污水管网承载能力有限等原因限制，仍存在污水溢流形成直排口。在本次研究中，由 III 类（雨污错混接）导致的污水直排主要集中在 B 城区，具体原因为部分生活小区、自建房等生产生活排水内部雨污不分流或雨污分流不彻底，末端接入市政排水错接、乱接等情况，导致污水直接排放。4 污水直排口治理常用技术及其特点 目前国内对污水直排口整治的方法主要包括截污纳管、就地处理以及清淤疏浚三类。其中截污纳管主要适用于源头控制污水向城市水体排放，用于城市水体沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排放口、合流制污水系统沿岸排放口等永久性工程治理，但其存在工程量和一次性投资大、实施难度高、周期长等缺点。就地处理主要适用于短期内无法实现截污纳管的污水排放口，以及无替换或补充水源的黑臭水体，通过选用适宜的污废水处理装置，对污废水和黑臭水体进行就地分散处理，也可用于突发性水体黑臭事件的应急处理，但就地处理受限于设备技术选择、运行维护等技术投入和成本。清淤疏浚一般适用于排水管渠的治理，通过对管道进行清理疏通，可以有效解决管道堵塞造成的污水溢流污染问题。但也存在工人劳动强度大、风险相对较高等问题。5 沿海某市污水直排口治理方法及步骤 该市新城区排水多为分流制，老城区的排水大多是为合流制。由于老城区面积大、建筑密度高、情况复杂，近期若要实现全面彻底的改造成分流排水体制，不仅需要投入大量的资金，而且需要花费较长的时间，只能逐步改造完善。污水直排口治理应以切实改善和提升水环境质量为目标，结合地域特征、排水排污系统建设规划与现状，并根据污水直排口污水污染程度、水量、污染原因和整治阶段目标的不同，有针对性地选择适用的技术方法及组合，采用管网普查、截污纳管、就地处理、清淤疏浚等多措并举、多管齐下，实现“一口一策”针对性治理。5.1 摸清管网底数，明确权属 污水直排口治理最主要的应是开展管网排查，摸清排污口底数，追踪溯源，系统性查清排水管网现状及陆源污染情况。以污水直排口作为切入点，确定普查范围，遵循先下游后上游，先主管后支管的原则，开展城区雨污排水管道全面普查，通过全方位普查范围内的雨水、污水、合流管道和小区内所涉及沿街店铺室外雨水、污水、合流管道及小区内附属物情况，查清排水管道的位置、标高、类别、材质、规格、埋设方式、埋深、走向、流向、长度、运行状况、淤积情况、连接关系等能综合反映管道现状的各类信息及参数，并通过采用管道潜望镜、CCTV 检测、声纳、水质检测、流量监测等综合手段,全面查清雨污水管是否存在雨污错混接、偷排、混排、缺陷等问题5，最终目的是全面查清雨污排水管网，找到陆源污染问题点，为整治方案提供基础数据分析支撑。5.2 分类施策，科学治理管网错混接问题 管网错接混接问题是分流制排水系统独有的，该市城区部分市政排水管道、生活小区、居民自建房及单位办公场所因设计、施工错误、管理不到位等原因，存在污水、雨水错接或混接的情况，应根据管网排查成果，理清每个污水直排口陆源污染问题，分类施策，168中国科技期刊数据库 工业 A 针对不同情况，应采用不同的方案或工程措施处理，现状与规划统筹考虑，分流与截流并用，工程措施和管理措施并用，抓大放小，力求达到旱季时，将所有的污水均收集进入污水厂处理，同时尽量减少雨季时，截流水量对污水管道的冲击。5.2.1 从源头治理，雨污分流 根据管网普查成果，明确陆源污染源头问题点，对新城区或已按雨污分流建设排水系统的城区按照雨污分流推进源头治理，从而达到消除直排口的目的。错混接分流改造工程措施。小区、企业等已分流，但是在末端接入雨水管网，或者在内部出现错接后雨水、污水一起接入雨水管网。此类情况在雨污错接位置改造，按雨污分流进行改造，将污水就近接入至污水系统。若错接点附近无下游污水管道，则增加污水管道至下游污水管网。小区、企业等未分流或不完全分流。此类情况在小区、企业内部新建污水管道，增加或完善污水系统，使小区、企业内部从源头实现雨污分流制排水；以及针对阳台排水与屋面雨水管合建，并排入雨水系统情况的，由于此类问题污水直排量较小，在部分老旧小区内部改造难度较大，在有条件的小区进行分流改造，无改造条件的小区在小区总排口接市政道路处进行截流，但应纳入后续改造计划，逐步实施。市政雨污排水管道雨污错混接或断头。此类情况应从规划抓起，现有市政雨污排水管道错混接存量问题应根据规划将错接管道改接归正，断头管道应新建连通管使其连通，因规划污水提升泵站未建设导致污水管道断头的，应建设污水提升泵站使片区形成完整的排水体系。5.2.2 完善支管，综合截污 历史遗留的老旧城区、城中村、城乡结合部区域和城市快速扩张形成的市政设施未覆盖的居住区，通常是市政管网的薄弱环节，也是造成“生活污水直排口”“生活污水收集处理设施空白区”问题的关键，是管网建设工作的最大难点和痛点。针对老旧城区、城中村、城乡结合部区域在现阶段一味追求“雨污分流”是不现实的，资金和技术力量也是有限的，彻底雨污分流也是无法实施的。应根据现场实际情况，结合管网普查成果，统筹考虑，总体规划布局，制定分期的具体实施方案，分片区、分阶段逐步实施，“雨污分流”、“清污分流”、“末端截污”并用，同时要分清主次，优先解决问题严重片区，逐步完善老旧城区、城中村、城乡结合部排水管网建设及截污措施，解决污水直排问题。5.2.3 就地处理，达标排放 在远离污水收集处理区域的集中生活区，且近期无法建设配套污水收集系统纳入现有污水处理厂统一处理的，或建设污水收集设施投资成本远远高出建设就地处理设施成本的可采用就地处理方案对污水直排口进行治理。现该市采用某品牌的 A3/O-MBBR 技术的一体化污水处理设施，它是在 MBBR 工艺的基础上优化设置预脱硝、厌氧、缺氧和好氧四大生物反应区，结合活性污泥法和生物膜法的优势，在降解有机物的同时，强化脱氮除磷的效果。具体工艺流程为，生活污水首先经管道汇集至格栅渠去除较大悬浮物后自流到调节池进行均质均量处理，然后由池内提升泵提升至贝斯一体化水处理设备内，依次经过预脱硝区、厌氧区、缺氧区和好氧区的生化处理后经沉淀区实现泥水分离，沉淀出水最终通过排放渠紫外消毒后达标排放。其中混合液由好氧区气提回流至缺氧区，沉淀区的部分污泥通过气提回流至预脱硝区循环使用，剩余污泥排入污泥干化池，经干化后的污泥可外运填埋或堆肥。污水经处理后，出水水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18920-2002)中的一级 A 标准。5.2.4 清淤疏浚，正常运行 污水管道运行过程中无可避免的存在底泥淤积问题，部分管道淤积深度甚至超过管道直径的 60%，导致大部分污水管道形成“满管流”状态，特别是倒虹管淤积情况更为突出。“满管流”是很多城市截污口或溢流口阶段性污水冒溢的根本原因，加强污水管道运行维护，定期对污水管道清淤疏浚，保障管网通畅，提高污水管道流速、减少污水管道沉积是避免居民生活污水排放量波动引起的污水冒溢问题的重要措施。5.3 加强监管审批，建立长效机制 构建排污口监管体系是落实法律要求的具体举措6。建立健全市政设施、生活区及工业企业建设规划、施工验收、排水排污接入市政管网审批监管制度，对在建、新建市政排水设施、生活小区、居民自建房项目严格落实规划审批、竣工验收及排水许可申报制度，确保新建项目按规划实行雨污分流建设，在解决存量169中国科技期刊数据库 工业 A 问题的同时，杜绝新增雨污合流、雨污错混接问题。规范临时、随意排放行为，对于施工区、菜市场、洗车店、以及路边摊点污水随意排放的问题，应加强城市市容监管执法管理，制定管理规程，制定监督人员及机制，约束相关人员的不文明、不卫生行为，杜绝污水随意乱排现象。完善管网运维管理机制，配备完善专业管网、泵站巡检养护队伍，加强泵站及落实管网日常巡查、排查工作，保障泵站管网正常运行。保证泵站正常运行，降低管网运行液位是有效避免污水冒溢的有效途径，是提高污水管道流速、降低污水管道沉积的有效措施；确保污水管网正常运行，定期排查管网巡行状况，根据实际情况制定清淤计划，及时对管道进行清淤、疏通养护，也是避免污水冒溢的必要举措。6 结论 污水直排口治理不能仅仅止于表面，也不能盲目地推行“雨污分流”策略。为了提高污水收集率，应采取一系列措施，例如消除直排口、新建过河倒虹管、改造混错接管段、实施清污分流、降低河道运行水位以及修复破损管道等。同时，应建立管网普查机制，系统收集排水设施基础资料，追根溯源，统筹考虑现状与规划，采取分流与截流相结合的方式，同时采用工程措施和管理措施，才能实现长治久清。参考文献 1韦舒 陈大地 王阳,广西沿江某市饮用水水源保护区污水直排口点源污染分析及治理措施研究J.中国资源综合利用,2019,37(03):62-66.2魏文昌,高红杰,李丹,乔飞,柏杨 巍,新阶段入河排 污口排查现状及对策分 析 J.环境保护，2021,49(24):12-15.3吴国增 扎实推进排污口排查 为精准整治打牢基础J.中国环境监察，2022,11(07):50-51.4 汪 浩,陈 尧,郑 文 丽,等.入 河(海)排 污 口 排 查 及 其 在 水 环 境 治 理 中 的 应 用 J.中 国 环 境 管理,2022,14(02):56-61.5黄建双,浅谈城市污水管网普查项目施工的技术要点J.福建建设科,2015,02(06),82-84.6李海生.以科技创新支撑精准治理推动排污口监管工作J.中国环境监察,2022,12(06)：26-29.170