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河道整治——工欲解黑臭 必先治管道
点击数:486  发布时间:2017/6/28 16:58:24

来源:城建水业

住房和城乡建设部按照国务院《水污染防治行动计划》确定的城市黑臭水体整治目标和工作要求,为指导各地准确把握当前整治城市黑臭水体的核心和关键问题,科学有效实施控源截污措施,在《城市黑臭水体整治工作指南》的基础上,近期又组织编制了《城市黑臭水体整治——排水口、管道及检查井治理技术指南(试行)》。该技术指南发布的目的就是在技术层面深化和细化工作指南中的“控源截污”和“就地处理”两项重要任务;指导各地能够在有限的时间,抓住导致水体黑臭的关键点和核心,采取有针对性的措施,实现有限目标。

作为《指南》的主编,上海城市建设设计研究总院总工唐建国撰文从5个方面解读《指南》,以期帮助从业人员吃透《指南》精神,做好黑臭河道的治理工作。本文刊登的是《指南》的目的、侧重点、治理目标、技术路线和技术对策。

一、《指南》的目的

住房城乡建设部2016年初起组织编制了《城市黑臭水体整治——排水口、管道及检查井治理技术指南》,并于2016年9月发布。

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本《指南》的主要目标是:为《水污染防治行动计划》等文件目标的实现提供技术支持、为《城市黑臭水体整治工作指南》“控源截污”技术提供具体技术指导。

《水污染防治行动计划》(国发〔2015〕17号)提出于2017年底前实现河面无大面积漂浮物,河岸无垃圾,无违法排污口;到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内。直辖市、省会城市、计划单列市建成区要于2017年底前基本消除黑臭水体。到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除。

《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号)明确提出,老城区的海绵城市建设要以黑臭水体治理为突破口,要实施雨污分流,控制初期雨水污染,要加快建设和改造沿岸截流干管,控制渗漏和合流制污水溢流污染。该文件还明确提出“水体不黑臭”是海绵城市建设的主要目标之一。

由住房城乡建设部、环境保护部、水利部、农业部2015年8月印发的《黑臭水体整治工作指南》,该指南明确了城市黑臭水体定义、识别与分级、城市黑臭水体整治方案编制、城市黑臭水体整治技术、城市黑臭水体整治效果评估、组织实施与政策保障等内容。其中“控源截污”是核心措施。

本《技术指南》是对《黑臭水体整治工作指南》中“控源截污”、“就地处理”技术的细化和具体化。从技术层面深化和细化城市黑臭水体整治的源头治理,指导各城市正确把握城市黑臭水体整治工作重点和技术要点,以确保能够如期完成国务院《水污染防治行动计划》中下达的目标和任务。

二、《指南》的侧重点

1. 城市黑臭水体整治目标明确,时间紧、任务重、涉及面广

《水污染防治行动计划》明确提出“到2017年底,直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体;到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内”的目标。

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注:*水深不足25cm时,该指标按水深的40%取值。

本《指南》提出,要解决黑臭根源问题,必须:

(1)抓住导致水体黑臭的主要矛盾;

(2)采取有针对性的措施;

(3)从根本上上阻断导致“黑臭”产生的“污染源”。

根据上述精神,解决黑臭的根源问题,就是采取有针对性的措施,对排水口进行治理,杜绝污水直排,治理水体水倒灌;对各类排水管道及检查井存在的结构性缺陷进行修复和混接点改造,减少地下水等外来水进入排水系统,减少雨污混接。只有这样做,才能够真正体现“控源截污”的内涵,也才是完成其核心内容。

2. 城市水体黑臭成因

从根源上来分析,城市水体黑臭在水里,根源在岸上,关键在排口,核心在管网:水污染物是通过沿水体的各类污水排水口、合流污水排水口和雨水排水口异常排放和溢流导致的。城市黑臭水体整治工作的关键在于对各类排水口的治理;其核心在于城市要有完善、有功效和健康的排水管网。这就是本指南确定侧重点。

3. 城市排水管网存在的主要问题

(1) 敷设在地下水水位以下的排水管道,由于各类结构性缺陷和排水口的不完善,导致大量地下水等外来水入渗进入管道,加之受纳水体水倒灌进入管道,造成“清污不分”;

(2) 分流制地区,雨污混接,导致雨水管中有污水,污水管中有雨水,雨水、污水不能“各行其道”;

(3) 因地下水入渗、雨污混接、河水倒灌等问题,导致雨水泵站、合流泵站不能够按照设计水位运行,高水位运行的结果是,雨前放空的结果就是“一腔黑水”入河;

(4) 排水管道维护管理滞后,除了不能够及时发现排水管道存在问题、缺陷外,由于清通养护不及时,积存在管道中的淤泥雨天只能够入河;

(5) 敷设在地下水水位以上的排水管道,污水外渗成为污染地下水和土壤的因素之一。

上述问题久而不治,就会以排水口“常流水”和水体发生黑臭来表现,也会以城市发生道路塌陷来“报复”。

三、《指南》的治理目标

1.消除旱天污水直排,削减雨天溢流

旱天,确保各类排水口无污水排放;雨天,有效降低排水口溢流。各地应结合当地雨型、雨量、受纳水体情况和“海绵城市”建设,具体制定溢流控制标准,原则上治理后的溢流频次应降低50%以上。

2.提升污水处理效益,减少污水外渗

排水管道敷设在地下水水位以下的地区,城市污水处理厂旱天进水化学需氧量(CODCr)浓度不低于260mg/L,或在现有水质浓度基础上每年提高20%;排水管道敷设在地下水水位以上的地区,污水处理厂年均进水CODCr不应低于350mg/L。有效降低污水外渗量,减轻对地下水和土壤污染的影响。一定要牢记:污水处理厂进水浓度上不去,黑臭水体污染物浓度下不来。

3.降低系统运行水位,恢复截流倍数

污水管道运行水位不高于设计充满度,最大充满度不超过0.9。雨水、合流制提升泵站运行水位原则上不高于进水管管顶。无截流干管的合流制系统应增加截流干管,其截流倍数应满足《室外排水设计规范》要求;有截流系统的合流制,恢复原设计的截流倍数。雨水管道不得作为合流管道或者污水管道使用。

高水位运行弊病很多,运行单位有共识。是否能够把运行水位降下来,也是检验管道质量的重要因素之一。

通过排水口改造、排水管道建设和完善、排水管道及检查井各类缺陷修复、地下水入渗治理、雨污混接改造、排水设施管理强化等一整套措施,实现“一箭数雕”:

(1) 消除旱天污水直排、削减雨天溢流;

(2) 降低地下水入渗和混接、提高系统排水能力;

(3) 提高污水处理厂进厂浓度,提升污水处理效益;

(4) 减少污水外渗,减少对土壤和地下水污染;

(5) 减少道路塌陷诱因,提高城市安全。

四、《指南》的技术路线

排水口、管道及检查井治理内容很多,调查和治理的工作量也很大,所以就需要抓核心、抓关键点、抓重点。

技术路线应该有四条路径:

(1)查排水口旱天有无污水(包括雨水排水口的污染水)

重点检查和治理直排污水:通过旱天直排调查,确定和实施各类排水口的治理、污水收集处理对策。

(2)查排水口雨天有无溢流污染

重点检查和治理污水混接:通过对排水口雨天溢流污染的调查,制定管道及检查井缺陷(包括混接)的检查(调查)、调蓄和就地处理及强化维护的具体措施,治理排水口、控制合流溢流污染、防止倒灌;

(3)查污水处理厂进水量

重点检查和治理雨水混接和河水倒灌:结合地下水位情况和排水管道缺陷(包括混接)调查,解决污水外渗和地下水入渗、倒灌问题;

(4)查污水处理厂进水浓度

重点检查和治理地下水入渗、雨水混接和河水倒灌:对于进水浓度异常偏低的,就要采取措施解决排水口倒灌、管道及检查井的地下水入渗问题。

上述技术路线归纳起来就是:从排水口表象入手,找原因;从管道及检查井问题症结为切入点,采取有针对性措施;以旱天污水不直排、雨天少溢流,污水处理厂进水水量稳中有升、进水水质浓度明显提升为评判标准,理清了以排水口、管道及检查井治理为重点的黑臭水体整治头绪。

五、《指南》的技术对策

技术指南可以用“一个核心,七大措施,多项目标”来概括。即以“控源截污”为核心,通过“查、改、修、分、蓄、净、管”等措施,解决“关键在排口,核心在管网”的问题。

“工欲解黑臭,必先治管道”点出了黑臭水体治理的前提和关键。“查、改、修、分、蓄、净、管”七项措施相辅相成,为黑臭水体整治关键和核心问题的解决提供了具体手段和方法。

【查】

技术指南第二章“排水口调查与治理”以查有无旱天污水直排、雨天有无溢流污染问题为导向,在细化排水口类别和问题描述的基础上,说明了排水口的调查方法、程序。

技术指南第三章“排水管道及检查井检测与评估”以查清排水管道、检查井缺陷(地下水等外来水入渗)和雨污混接问题为重点,在介绍管道及检查井缺陷检查、评估方法和等级确定原则的基础上,在国内首次给出了地下水入渗量、雨污混接和污水外渗调查的方法。

查清问题是制定和实施对策的基础和前提,两章内容体现了以问题为导向的原则。

1. 排水口调查

(1)排水口分类

污水口一共分为三类:

第一类:分流制排水口(4种)

分流制污水直排排水口:向水体直接排放污水的排水口,直接导致水体污染。

分流制雨水直排排水口:因非直接接入污水和在降雨初期排放的雨水水质较差,会给水体带来一定程度的污染。

分流制雨污混接雨水直排排水口:因雨水排水管道存在混接污水、非直接接入污水,故旱天会向水体排污,同时也存在初期雨水污染。

分流制雨污混接截流溢流排水口:针对雨污混接,在雨水排水口实施了截流措施的排水口,其存在溢流污染与水体水倒灌的问题。

第二类:合流制排水口(2种)

合流制直排排水口:没有截流干管的合流制排水口,其类似于分流制中雨污混接雨水直排排水口,但污水所占比重更大。

合流制截流溢流排水口:合流制排水体制中,在合流管渠末端设置截流措施的排水口,存在溢流污染与水体水倒灌的问题。

第三类:其它排水口(3种)

泵站排水口:通过泵站提升、进行集中排水的排水口,包括分流制雨水泵站、合流制提升泵站和截流泵站。其存在严重的溢流污染问题,是需要治理的重点。

沿河居民排水口:沿河居住的居民因污水管道敷设条件差,生活污水直接排放到水体的“排水口”,是受纳水体黑臭的主要原因。

设施应急排水口:污水泵站、合流泵站和污水处理厂设置的应急排水口。

(2)排水口调查

排水口调查的目的是摸清排水口的类型、污水来源和存在的具体问题,掌握排水口排放和溢流的水量与水质特征,为制定治理措施提供第一手资料。

2. 管道调查

(1)检测与评估目的:摸清排水口上游管道及检查井缺陷类别、外来水种类、水量大小、评估缺陷等级和雨污混接情况,为管道及检查井缺陷修复和雨污混接治理提供重要依据。

(2)检测范围与方法:检测范围的重点是存在问题排水口上游排水管道和检查井。检测由排水口开始,由下游至上游,先干管后支管,应尽可能涵盖排水口服务范围内所有排水管道和检查井。

 

(3)检测技术路线:根据排水管道主要节点之间或与排水口出水的污染物浓度对比,快速确定需要检测的排水管道、检查井及需要检测、调查的内容。

(4)排水管道缺陷检测:判定排水管道中结构性缺陷和功能性缺陷的类型、位置、数量和状况。结构性缺陷主要包括:脱节、破裂、胶圈脱落、错位、异物侵入等,是导致地下水入渗管道和污水外渗的主要原因;功能性缺陷主要包括:管道内淤泥和建筑泥浆沉积等,不及时清除会影响水体水质和管道排放功能。

3. 混接调查与评估

《指南》中在国内首次提出雨污水管道混接的调查方法。

(1)危害:污水混接进入雨水管道,是雨水排水口旱天和雨天溢流的主要原因。雨水混接进入污水管道,不但占据了污水管道的容量,也会造成污水处理厂雨天因超负荷而溢流。

(2)目的:主要查清雨水、污水管道非法连接的情况。主要包括:市政污水管道接入市政雨水管道、市政雨水管道接入市政污水管道、市政合流管道接入市政雨水管道、小区等雨水管道接入市政污水管道、小区等污水管道接入市政雨水管道、小区等合流管道接入市政雨水管道等。混接是排水系统的最大弊病。分流制不是设计出来的,也不是建设出来的,而是后天管理出来的

(3)内容:包括下水等外来水入渗调查等。

【改】

“改”是对各类排水口采取堵、截和其它改造措施,堵住直排污水、截流混接水、防治河水倒灌。排水口治理是“控源截污”一系列措施中的重要环节。

技术指南第二章“排水口调查与治理”针对各类排水口存在的问题,给出了排水口治理的对策,介绍了部分新技术。这些对策和技术在实践中证明是有成效的。其中对于分流制雨污混接,推荐了末端截流的方法,实践证明这种“截流式分流制”是适合于我国分流制地区混接改造的一种行之有效的对策措施。

末端截流并不影响系统的分流改造,而是两者互为补充,体现了“大分流,小截流”的理念。

(1)排水口治理

排水口治理必须与有效解决雨污混接、排水管道及检查井各类缺陷的修复、封堵地下水,以及设施维护管理统筹进行。可结合“海绵城市”建设和其它措施,有效削减初期雨水污染负荷。

分流制污水直排排水口:封堵、截污、送入污水处理厂。

分流制雨水直排排水口:当地面清扫、浇洒、绿化、餐饮、洗车等通过雨水口的非直接接入污水和初期雨水是引起水体黑臭的主要原因时,可在排水口前或在系统内设置截污调蓄设施。

分流制雨污混接雨水直排排水口:其不能够简单地封堵,可增设混接污水截流管道或设置截污调蓄池。混接污水截流是分流制排水系统,雨污分流治理措施的补充和完善。是“大分流,小截流”理念的具体体现。

分流制雨污混接截流溢流排水口:应在重点实施排水管道雨污混接改造的同时,按照能够有效截流的要求,对已有混接污水截流设施进行改造或增设截污调蓄设施。排水口改造时,应采取防水体水倒灌措施。

在沿河道无管位的情况下,混接污水截流管道可敷设在河床下;敷设在河床下的混接污水截流管必须采取严格的防水体水入渗措施。

合流制直排排水口:按照要求增设截流设施,截流污水接入污水处理系统。排水口改造时,要采取防水体水倒灌措施。

合流制截流溢流排水口:应有效提高合流制截流系统的截流倍数,保证旱天不向水体溢流。

泵站排水口:在排水管道系统完善和治理的同时,根据现有泵站排水运行情况,优化运行管理,特别是要降低运行水位,减少污染物排放量。

沿河居民排水口:对近期保留的居民住房,可采用沿河堤挂管、沿河底敷设管道的方法收集污水。

设施应急排水口:增加备用电源和加强设备维护,特别是加强事先保养工作,降低停电、设备事故发生引起的污水直排。

【修】

"修“”就是针对排水管道和检查井各类缺陷,有针对性地采取修理措施,特别是要封堵地下水渗入、污水外渗。

因受管材质量控制不严格、施工方法不恰当、严密性检查不到位、维护管理跟不上等方面的影响,我国很多地区的排水管道质量状况用“不堪入目”和“惨不忍睹”来形容是不为过的。污水处理厂进水浓度低,或者道路塌陷实际上是对管道质量状况有效的间接反映。

技术指南第四章“排水管道及检查井修复与治理”主要介绍了目前国内外常用的非开挖修复技术,明确提出了地下水等外来水入渗的治理目标。

(1)原则:排水管道及检查井修复需要满足管道的荷载、强度要求、流量要求,修复后的使用年限不应小于30年,经过结构性缺陷修复的污水管道和合流制管道,地下水入渗比例(地下水入渗量和地下水入渗量与污水量之和的比值)不应大于20%(排水区域地下水渗入量调查法),或地下水渗入量不大于70m3/km·d(排水管段地下水渗入量调查法)。

(2)依据:根据管道存在的结构性缺陷,评估判断管道的损坏程度,并依据评分结果给出管道的修复建议。鉴于地下水入渗的危害性,本指南强化了导致入渗缺陷的权重。目前排水管道检测、开挖修理和非开挖修理技术已十分成熟,解决渗漏和其它结构性缺陷问题已不是难题。

【分】

“分” 就是采取有效对策,治理雨污混接,让雨水、污水各行其道,实现雨污分流。

技术指南第四章“排水管道及检查井修复与治理”给出了雨污混接治理的具体方法,或者说具体要求更为恰当。分流制排水系统中,雨水和污水管道互为混接,虽然没有被称之为缺陷,但是混接却是排水系统的“毒瘤”,危害极大。排水口“常流水”和污水处理厂雨天超量是混接问题表现。

雨污混接改造同样也是城市黑臭水体整治的重要内容和工作,而雨污混接问题的解决没有捷径。只有在调查的基础上,认认真真,踏踏实实地一个混接点、一个混接点地改造。要是加强管理,分流制排水系统能否实现真正的分流,是检验排水管理水平的重要标志。混接改造也是黑臭水体整治的重要内容,必须列入“一河一策”中。

 

地下水入渗和雨污混接不解决,深隧也没用!

雨污混接治理主要有:

对于分流制地区,如雨、污水管道存在混接问题的,必须进行雨污分流治理。当地区排水管道不完善时,在实施雨污分流治理前,首先按照要求埋设雨水、或污水管道,为实施雨污分流治理创造条件。

对于管道混接点,可采用封堵、敷设新管等方式,改变原有管道的非法连接方式,恢复雨污分流,鼓励结合海绵城市建设统筹实施。

【蓄】

“蓄”就是在系统中设置针对初期雨水、雨污混接水的截、贮等措施,减少直接排放对水体的影响。

技术指南第五章“截污调蓄与就地处理”是对“控源截污”的补充,在排水系统适当部位设置截污调蓄池可以比较好地解决初期雨水、混接污水和道路清扫、浇洒、餐饮、洗车等通过雨水口非直接接入的污水污染问题。技术指南将调蓄定义为“截污调蓄”,是为了不涉及内涝防治,便于措施的实施。

在雨污混接、地下水入渗情况下,我们有“初期雨水”吗?截流5~15mm就能够解决初期雨水污染吗?没有真正分清楚的分流制,没有堵住地下水入渗,初期雨水说得清楚吗?

截污调蓄池 regulatingreservoir of sewage intercepting

(1)截污调蓄池的定义:用于控制混接污水、初期雨水,以及污染道路清扫、浇洒、绿化、路边餐饮、洗车等经雨水口的非直接接入污水的调蓄池。

(2)设置目的:在排水系统中合理设置截污调蓄设施,可有效控制污水和初期雨水污染。

(3)设置原则:

调蓄池的出水应接入污水管网,当下游污水系统余量不能满足调蓄池放空要求时,应设置就地处理设施;

调蓄池的位置,应根据排水体制、管网情况、溢流管下游水位高程和周围环境等综合考虑后确定,有条件的地区可采用数学模型进行设计方案优化。调蓄池的埋深宜根据上下游排水管道的埋深,综合考虑工程用地、工程投资、施工难度、运行能耗等因素后确定;

可结合地下综合管廊建设设置截污调蓄设施。

(4)容积确定:

调蓄池的有效容积应根据当地降雨特征、受纳水体的环境容量、排水系统截流倍数、旱天污水量、初期雨水水质水量特征、排水系统服务面积、区域径流系数和下游污水系统的余量等因素综合考虑后确定。

【净】

“净”就是采取就地应急处理措施,为初期雨水、雨污混接水排放水体前,再上一道锁。

就地处理是针对有些地区截污干管不完善、污水处理厂能力不足等提出的末端治理的临时性措施。

技术术指南第五章“截污调蓄与就地处理”推荐了处理不同污染物的一些技术对策和和适用条件。

“净”的目的是对于近期污水暂不具备接入市政污水管网条件的,宜在排水口附近采用就地处理技术,削减进入水体的污染物。它的原则是作为临时过渡措施,没有规定出水要执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》。“净”的措施要与当地具体情况相结合,简便易行。

《指南》中,根据处理污染物种类,将就地处理方法分为浮渣和漂浮物处理技术、砂粒处理技术、悬浮物处理技术、有机物和氨氮等溶解性污染物处理技术等四类。具体内容可详见《指南》。

【管】

“管”就是强化对系统的维护管理措施,减少管道淤泥对水体的污染。很多地方水体“下雨就黑”与管道中淤泥在雨天冲入水体有很大的关系,而且这些淤泥污染物浓度极高。

上海2016年疏通管道近1.1万公里,疏通率为174%,清除淤泥17万立方米,充分证明强化管理的重要性。管道干净了,水体污染负担也就减轻了。

技术指南第六章“排水口、管道及检查井维护管理”以排水管道及检查井清淤维护为重点,提出了排水管道及检查井的维护和质量考核的具体要求。

目的是及时发现结构性与功能性缺陷和雨污混接等问题,并采取针对性措施,保证设施功能正常发挥。

目前管道管养主要参照《城镇排水排水管道与泵站运行、维护及安全技术规程》(CJJ68-2016)。今后,排水口调查、管道及检查井检测及及时治理维修都属于维护工作的范畴。

鉴于管道中的积泥是影响水体质量的重要意思,指南重点对管道和检查井的养护提出要求。清通养护要常态化,即把淤积在管道中的污泥,及时清出来,即能够保证水的流畅,又能够减少对河道水环境的污染。

 

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