摘要:針對寧波某地區(qū)污水泵站水質(zhì)濃度長期偏低問題,以水質(zhì)檢測為主、其他方式為輔的方法對泵站上游污水管網(wǎng)進(jìn)行摸排。具體做法為:先通過CODcr水質(zhì)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(jié)合水量觀察和疏通檢測確認(rèn)外水匯入點位,結(jié)合管網(wǎng)非開挖修復(fù)技術(shù)整治問題管道,最終實現(xiàn)污水系統(tǒng)降流量提濃度。研究結(jié)果顯示,污水進(jìn)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(jié)約5.3萬kW?h電能。
關(guān)鍵詞:提質(zhì)增效;污水水質(zhì);檢測;管網(wǎng);寧波
【資料圖】
1項目概況
寧波位于浙江東部沿海,屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候,每年的降雨天數(shù)比例接近2/5,地下水位高,屬于典型的軟土地區(qū)[1]。本次研究對象為寧波某地區(qū)污水提升泵站上游管網(wǎng),該污水泵站1用1備,單臺泵的流量為820m3/h,實際運行規(guī)模為4000m3/d,整治前4次水質(zhì)檢測的平均進(jìn)水COD為51mg/L,造成下游污水處理廠低負(fù)荷運行,影響污水處理廠運行效能。根據(jù)該片區(qū)人口規(guī)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(wǎng)存在較嚴(yán)重的外水匯入問題,而前期市政污水提質(zhì)增效中已對主管網(wǎng)功能性和結(jié)構(gòu)性缺陷進(jìn)行了修復(fù),故初步判斷為主管連接支管存在嚴(yán)重的外水匯入問題。
2技術(shù)路線
本項目涉及污水收集系統(tǒng)總面積約38萬m2,結(jié)合已有的管線檢測和摸排數(shù)據(jù)資料,將該收集系統(tǒng)分為污水泵站西片區(qū)和污水泵站東片區(qū),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(qū)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(jīng)預(yù)留井接入;如圖2所示,污水泵站東片區(qū)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(jīng)預(yù)留井接入。由于該泵站服務(wù)區(qū)域為老城區(qū),市政污水主管連接的支管共計12處,支管上游內(nèi)部管網(wǎng)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(yè)車輛無法進(jìn)入,支管及小區(qū)內(nèi)部管網(wǎng)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(zhì)檢測為導(dǎo)向,選取COD作為表征污水濃度的主要指標(biāo),采用水質(zhì)對比法進(jìn)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(wǎng)間隔檢修井內(nèi)污水進(jìn)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(jìn)行水量觀察和第二輪水質(zhì)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(wǎng)缺陷進(jìn)行綜合研判并制定修復(fù)方案;第四步是對首輪檢測的檢修井進(jìn)行復(fù)測,評估本次提質(zhì)增效成效。
3實例分析
3.1主管網(wǎng)水質(zhì)分析
根據(jù)圖3結(jié)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(yīng)的污水支管存在嚴(yán)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(jìn)污水泵站的交匯井,本次檢測的COD數(shù)值為56mg/L,介于東側(cè)的WS17和西側(cè)的WS13污水檢修井COD中間值,為正常情況。
3.2支管網(wǎng)分析
根據(jù)第一步污水主管網(wǎng)COD檢測結(jié)果,初步判定外水匯入支管為WS4、WS18和WS25檢修井上游管網(wǎng),其中WS4為排水單元經(jīng)預(yù)留井接入,WS18和WS25為背街小巷污水管網(wǎng)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(xù)少量水流,對WS4和WS4-1進(jìn)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(xù)少量水流,對WS18和WS18-1進(jìn)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(xù)微量水流,WS25、WS25-1、WS25-2、WS25-3均有連續(xù)水流,對WS25、WS25-1、WS25-2、WS25-3和WS25-4進(jìn)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(fù)
根據(jù)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(jīng)檢測,上述6段污水管網(wǎng)為DN300混凝土管,且存在不同程度脫節(jié)導(dǎo)致外江漲潮地下水升高時,地下水通過脫節(jié)處連續(xù)滲入污水系統(tǒng)內(nèi),如圖4所示的上述部分支管疏通檢測發(fā)現(xiàn)脫節(jié)滲漏。根據(jù)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(fù)[4],如圖5所示為局部樹脂固化法修復(fù)后管網(wǎng)狀態(tài)。WS18至WS18-1、WS25至WS25-1至WS25-2至WS25-3至WS25-4每段管網(wǎng)均存在2處及以上嚴(yán)重脫節(jié)滲漏缺陷,局部樹脂固化法修復(fù)無法滿足止水需求,考慮小管徑無法采用不銹鋼雙漲環(huán)法修復(fù),可先采用局部樹脂固化法止水預(yù)修復(fù),再采用CIPP紫外光固化法,對5段污水管網(wǎng)進(jìn)行整段修復(fù)[5],同步對5座井室進(jìn)行注漿堵漏,如圖6所示為WS18至WS18-1段污水支管預(yù)修復(fù)和完全修復(fù)后狀態(tài)。
3.4水質(zhì)復(fù)測與驗證
如圖7所示,經(jīng)過對污水支管檢測與修復(fù),主管網(wǎng)污水檢修井內(nèi)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(wǎng)投入使用已超過20年,考慮到寧波地區(qū)軟土地基的現(xiàn)狀,管網(wǎng)修復(fù)措施只能一定程度上緩解脫節(jié)導(dǎo)致的外水入滲問題,部分主管網(wǎng)和支管網(wǎng)經(jīng)過修復(fù)仍舊存在輕微滲漏情況,由此導(dǎo)致濃度上的局部波動。對比污水泵站進(jìn)水井WS15修復(fù)前后濃度,COD從56mg/L提升至146mg/L,濃度提升160.7%,基本達(dá)到既定的污水提質(zhì)增效目標(biāo)。同時對泵站自動運行的數(shù)據(jù)調(diào)取發(fā)現(xiàn),不考慮下游污水廠和泵站檢修導(dǎo)致臨時調(diào)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(jié)約5.3萬kW?h電能。
4結(jié)論與建議
針對污水系統(tǒng)低濃度運行,采用水質(zhì)檢測為主,其他方式為輔的方法對外水匯入點位進(jìn)行排查,可以有效減少摸排工作量,節(jié)省人力成本和財政資金投入,并且方便快捷準(zhǔn)確。提升生活污水系統(tǒng)的濃度同污水管網(wǎng)提質(zhì)增效本質(zhì)上是相通的,污水管網(wǎng)的健康程度與管網(wǎng)內(nèi)水質(zhì)濃度有很大的關(guān)聯(lián)性,在當(dāng)前大力做好雨污分流的同時也要對污水管網(wǎng)進(jìn)行檢測和修復(fù),對缺陷管段尤其是脫節(jié)滲漏嚴(yán)重的管段要采取合適的修復(fù)方式。通過該方法對污水系統(tǒng)的提質(zhì)增效,即能提升下游污水處理廠運行效率,也具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
作者:唐心紅 何海強 楊云華 單位:寧波市江北區(qū)綜合行政執(zhí)法局 寧波市政工程建設(shè)集團(tuán)股份有限公司
