摘要:
摘要: 2018年以来,广州市加大污水收集处理系统提质增效工作,摒弃了传统“以建代管”的理念,按每个污水处理系统特点建立相应的整治对策。“一厂一策”系统化整治通过水量平衡分析、复核污水处理能力和管网设施效能,确定提质增效思路,按区域特点摸查外水,并通过管理和工程结合挤堵外水,优化污水处理系统。猎德污水处理系统是广州市内最大的污水系统,污水厂进水闸水位高、进水浓度低等问题尤为突出,也是各污水系统的通病。通过“一厂一策”系统化整治,猎德污水处理系统实现了水环境质量提升、厂区水量水位双降、进水浓度上升的目标,为其他污水处理系统整治提供了成功案例。
作者简介 :陈君翰( 1985—),男,广东广州人,学士,工程师,主要从事排水系统管理、排水工程管理等工作。
1.1基本情况
猎德污水处理系统服务面积约 136.2 km 2 ,服务人口约300万人,以第三产业为主,伴有少量农业。服务范围多数为广州市城区核心区域。区域内主要河涌自北向南独立汇流入珠江前航道,其上游为山区型,河涌坡降大,瞬时流量大,下游为潮汐型,受珠江的影响潮起潮落。猎德污水处理系统分区见图1。
图 1 猎德污水处理系统分区
1.2污水收集处理设施
1.3存在的问题
图2 整治前沙河涌水环境水质情况
( 2)污水厂处理效能较低
2018年,猎德污水处理厂(120x10 4 m 3 /d)超负荷运行及各项一体化设施投入运营, 厂区进水闸水位有所下降,但仍无法降至控制目标水位。厂区水位影响着管网水位,当夜间用水高峰时期厂区水位达到 2.0 m时,沙河涌水均岗截污闸便会出现漫顶溢流。截至2018年8月,厂区平均水位为2.15 m,仅非汛期(1月—4月)厂区水位低于2 m。
随着 2017年下半年各项新建截污工程完工通水,区域内管网基本完善,收集水量增加,厂区进水浓度却逐渐降低。2018年进厂BOD 5 平均浓度仅有 81 mg/L,比2017年同期下降约37%。
2.1复核污水处理能力
根据广州市自来水公司提供的 2017年实际用水量资料,猎德污水系统片区用户用水量约87.67x10 4 m 3 /d。按排放系数0.85考虑,理论计算系统内污水量约为74.52x10 4 m 3 /d,污水处理能力可满足需求,无需扩展处理能力或新建污水处理厂。
2.2复核污水收集设施效能
猎德污水处理系统服务面积约 136.2 km 2 ,管网密度约 17.92 km/km 2 ,与东京等城市持平,管网数量已不是主要问题,但其合流管网约 1170 km,占管网比例的48%,区域内河涌截污多以合流制末端截污为主,导致大量山水、水库水进入污水系统,雨天更是水量剧增。 如:合流渠箱末端截污将大量的山水、水库泄水排入截污管,明显地降低了污水干管的浓度(见表 1)。 下游感潮区域则受珠江潮位影响,江水在高潮位时,经沿线河涌合流制截污或错混接的雨水排放口倒灌进入污水系统。猎德污水处理系统以收集生活污水为主,但进水浓度却较低,据此判断有大量的外水通过管网进入污水系统,因此需提升收集设施的效能。
表 1 部分合流渠箱接入污水干管前、后COD浓度变化 mg·L -1
合流 渠箱 |
渠箱内COD |
污水干管接入前 COD |
污水干管接入后 COD |
水均岗渠箱 |
128 |
212 |
154 |
荷光路南端渠箱 |
150 |
192 |
176 |
岑村公路渠 |
65 |
94 |
86 |
广汕南排洪渠 |
80 |
190 |
120 |
迎龙路渠箱 |
35 |
140 |
80 |
广氮东渠箱 |
42 |
103 |
94 |
2.3确定提质增效思路
猎德污水处理系统的主要问题为流域内清污不分,大量山水、河涌水、地下水等浓度较低的外水,通过合流渠箱、沿涌排水口、管网缺陷点等进入污水系统,占据污水管容,导致污水处理厂负荷增大的同时,大幅降低了进厂污染物浓度。
猎德污水系统的提质增效的治理思路:近期以 “管网挤外水”为主要目标,开展各类型外水挤排工作及合流渠箱“清污分流”项目;远期以推进源头治理,开展排水单元达标创建,建立长效机制,进一步改造优化污水收集处理系统,持续推进污水处理提质增效。
3.1初步分析
3.2水质水量布点检测
图3 猎德污水系统外水侵入区域分布
① 布点步骤及原则
分段分时选取节点取水样检测,确定外水进入污水管网的主要范围:污水管网的主干管及较为重要的支管(≥ d 800mm),间距约2~5 km布设一个点(结合管网密度考虑);整个管网系统的重要节点(支涌暗渠的截污井、过河倒虹处上下游检查井)。对于可能有山水接入或下游位于感潮区域的截污管应加密布点。针对剩余的未明确情况的区域进行再次排查核实;在整治过程中新发现的清水点核查摸排记录,不断完善排水设施数据库,报入管网GIS系统。
②其他事项
上述布点检测工作贯穿提质增效全过程,除前期大致确定外水范围外,在进行临时性或永久性措施改造后,通过同一检测点水质的变化情况,检验已采取措施的实际效果,并适时进行调整。
尽量选取对系统管网情况较为熟悉的设计单位进行检测或配合开展检测工作。
3.3确定外水的主要类型及范围
根据对系统的掌握及管理经验,在初步分析的几种可能进入污水管网系统并导致水质浓度偏低的外水类型基础上,再依据管网系统的分布特征,分别制定试 点区域来摸查对应的外水类型,最终确定影响猎德污水系统水质浓度的外水类型及进入管网主要途径与预判的一致。
3.4结合“洗管 、 洗井”确定外水的准确位置
借鉴《广州市“洗井”“洗管”工作实施细则》相关方法,采用QV(管道潜望镜检测)、CCTV(管道闭路电视)、SONAR(声呐)等检测工具,结合上述5类外水类型的典型特点,查清管网的外水接入点、功能性缺陷、结构性缺陷、偷接偷排、分流区域雨污混接、排水口错混漏接等问题。
3.5明确各类外水治理措施
①山水、湖泊、水库等,通过合流渠箱清污分流工程解决。
②江水、涌水、地下水、雨水等,采用对现有排水设施进行改造修复解决,通过排水单元达标建设逐步改善。
③政策性外水,根据《关于加强政策性外水排放管理的实施意见(试行)》,符合条件的水体排入自然水体或雨水通道。
4.1开展合流渠箱清污分流工程
①渠箱分流改造主要思路
②沙河涌南蛇坑清污分流工程实例
4.2开展管网修复及单元达标
①实施隐患点整治,修复公共管网进水点
②排水单元达标创建,管住源头错混接
4.3疏堵 结合防治 政策性外水
5.1河流断面水质提升,治水成果巩固
图 5 2017年—2019年猎德厂进水闸水位曲线对比
图6 提质增效过程中珠江猎德断面氨氮和溶解氧变化
5.2外水量大幅度减少,管网压力骤减
表2 猎德污水系统外水摸查、处理成果
外水类型 |
发现外水数量(处) |
发现水量/(10 4 m 3 ·d -1 ) |
处理外水数量/处 |
处理水量 /(10 4 m 3 ·d -1 ) |
山水、湖泊、水库泄水 |
40 |
14.29 |
12 |
5.84 |
江水、涌水(通过雨水口及错混接点进入) |
4 |
2.97 |
4 |
2.97 |
江水、涌水(通过拍门、闸门入渗) |
12 |
3.18 |
12 |
3.18 |
地下水(结构性缺陷入渗) |
610 |
8.58 |
610 |
8.58 |
政策性外水 |
28 |
8.86 |
6 |
4.93 |
其他外水汇入 |
191 |
11.20 |
78 |
3.90 |
合计 |
885 |
49.08 |
722 |
29.40 |
5.3进水浓度提升45%,厂区 处理 效能提升
图 7 2018年与2019年猎德厂BOD 5 曲线对比
陈君翰,苏健成,张君贤,等. 广州市猎德污水处理系统“一厂一策”系统化整治[J].中国给水排水,2020,36(22):7-12.
CHEN Junhan, SU Jiancheng, ZHANG Junxian, et al . "One plant, one policy" for systematic management of Guangzhou Liede sewage treatment system[J]. China Water & Wastewater, 2020, 36(22): 7-12(in Chinese).
编辑: 李德强
制作:文 凯