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排水管网系统中的六个重要方面
来源:www.cqzrhj.com 发布时间:2024年01月17日



      河海大学环境学院的李一平教授从环保督察公布案例中突出的溢流污染、管网问题出发,指出形势的复杂与严峻。从排水管网系统中的六个重要方面(收集、输送、提升、处理、回用、管理),进行系统问题识别,总结为“六重六轻”,体现为重污水截污率、轻实际截污效果,重管网覆盖率、轻实际运输能力,重泵站规模、轻泵网联调,重尾水达标、轻回用效益,重工程建设、轻长效管理等。而造成这一局面的原因分布在规划设计、施工建设、运行维护、管理调控等多个环节。


管网是核心 问题很突出



      目前环保督察公布的案例中,溢流污染、管网问题突出。包括:雨污分流整治不到位,雨天污水溢流漫流;管网改造进度滞后,城区污水直排、溢流问题多发等。


      为什么说“核心在管网”?因为城市排水管网建设和运行的缺陷与不足,会引发一系列问题,比如城市内涝积水、污水直排、雨污混排、溢流污染、地面坍塌、地下水和土壤污染等问题,还有危害气体爆炸或中毒的风险。



      近年来,国家高度重视雨污管网建设,陆续出台一系列政策措施,开展城市内涝、污水处理提质增效、打好城市黑臭水体治理攻坚战、提升环境基础设施建设水平等行动。


      特别是23年7月25号发布的《环境基础设施建设水平提升行动(2023-2025年)》,专门对新增污水处理能力以及污水收集管网新建和改造长度提出具体要求(新增处理能力1200万吨/日,管网4.5万公里);提出6方面重点任务,在第一项重点任务中就提到了关于管网建设相关的多个重点内容,包括填补污水收集管网空白,提升收集效能,补齐污水处理缺口等。




管网问题识别:六重六轻



      我们的排水系统生病了,病在哪里?我认为主要体现在整个排水系统的六大方面:即污水收集、输送、提升、处理、回用及管理这六个主要系统,体现为:

污水收集系统:重污水截污率,轻实际截污效果。

管网输送系统:重管网覆盖率,轻实际运输能力。

泵站提升系统:重泵站规模扩大,轻泵网联调提升。

污水处理系统:重厂站规模扩容,轻污水处理效率。

尾水回用系统:重尾水达标率,轻中水回用效益。

排水管理体制:重工程建设,轻工程长效管理。



收集系统



      我国城镇污水处理率高达98.1%,但生活污水集中收集率不到70%;城镇农村则更低,平均治理率不到30%。主要存在3个问题:


      一是“没有”。污水管网空白区多,全国建成区约有50%的城市缺污水管网、生活污水集中率大于70%的县级城市仅52个;管网覆盖不足,建成区管网覆盖率为27%~83%,城市之间差异较大,污水管网占供水管网长度大于90%的城市仅有5个;源头缺失严重,全国平均污水管网缺失率约为50%左右,主要缺收集支管道和入户收集管。


      二是“不够”,管网密度不高。我国平均密度是12.15公里/平方公里(2021年),仅为发达国家的1/3--1/5;管网分布不均匀,污水管道密度低的只有3.37公里/平方公里,高的将近19公里/平方公里。


      三是“不优”,错接混接严重。源头污水混接雨水,某城市30%地块,小区出来的污水浓度就已经变稀,不到260毫克/升(COD),再加上输送过程中管网渗透稀释,进厂浓度就更低;商户和企事业单位混接量比较大,南方某城市普查数据显示,混接占比超70%;规划建设分流制的地区,雨污分流不彻底,形成了事实上的两套“雨污合流系统”,带来冲击负荷大、沉积物占比高、存在管理空白等一系列问题。


输送系统


      我国污水管道普遍缺陷较多,基本上每100米就存在2~3个以上,导致外水入渗、高水位运行等问题。其中,管道结构性缺陷占比高达68%,平均外水入渗达34%;管道功能性缺陷(主要为沉积淤积堵塞)占比32%,北方、南方某典型城市排水管道中分别有60%、75%管道存在沉积物,堵塞占比大概15%。




泵站提升系统


      污水泵站收水能力与设计能力不匹配。泵站污水收集不足;上下游泵站之间、泵站和管网之间不匹配,经常会导致泵站高水位满负荷运行;缺乏联排联调,易导致污水外溢污染。


      雨天泵站溢流排放,入河污染负荷高。其中合流制管网滞留大量雨污水,泵站旱天高水位运行、雨天无缓冲能力,导致溢流污染。


污水处理系统


      我国城镇污水处理厂进水浓度较低的原因,和源头和管网关系密切。我们课题组对西南某城市不同区域300多个地块的长期监测发现,源头地块出水浓度低已经成为普遍现象,很多小区出来的污水浓度就已经低于260毫克/升(提质增效要求),污水接入市政管网前已经出现碳氮比偏低的现象;很多小区仍保留化粪池,其对有机物处理效果明显,加剧排水低碳性;管道内部,污染还在进一步消减,特别是COD消减得很快,基本上每公里要降低几十毫克/升,这也是污水浓度进一步降低的原因。




排水管理体制


      首先,数据感知不全面,融合度不高。体现为感知设备齐全性、准确性、可靠性较低,数据融合方面存在数据共享难、数据孤岛等问题,功能集成度、系统性较低。其次,管理决策智慧化、联调性不足,智慧决策、部门联动和长效管理方面存在显著缺陷、不足。



原因剖析:多个环节都有不足






      之所以存在“六重六轻”的问题,和规划设计、施工建设、运行维护、管理调控都有关系。具体表现为:


      规划不协调:各部门、单位遵循独立的设计标准、规划导则、实施方案;部分规范标准存在空白、不合理等现象;


      建设不配套:施工建设制度、规范不完善;施工质量良莠不齐;大范围分散式的建设运维,效率低下;


      维护不到位:缺乏高效精 准的诊断技术、绿色成熟的养护修复技术、长效系统的运维管理机制;


      管理不统一:基于排水系统全过程智慧仿真模拟技术的智慧管控尚不成熟……


      其中,对于运维环节,主要的瓶颈问题体现为:前期预判的针对性、靶向性不足,缺陷诊断时精度不高,预判预警能力不足;行业现有的缺陷诊断检测方法多元性不足,缺陷识别和定位精度不高,响应机制不明确;养护上,传统修复技术效率不高,绿色修复筛选方法不足,现有技术集成不完整。



小结



      针对上述“六重六轻”的现状和瓶颈,应对的策略就是要实现“六大转变”,即排水系统向努力向“雨污分流、量质并重、泵网联调、提质增效、再生利用、长效管理”的转变。



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