《污水提质增效平原老城区案例》

  • 来源专题:水体污染治理
  • 编译者: wangyang
  • 发布时间:2020-07-24
  • 以华东地区某城市老城区污水处理厂服务片区为研究对象进行分析,发现采取防倒灌措施后,污水处理厂污染物进水浓度提升明显。平原高地下水位地区污水处理厂进水浓度影响因素由大到小分别为:地下水入渗、管道沉积和降解、河水倒灌、降雨,对污染物进水浓度影响程度(以BOD5计)分别为:25%~34%、17%~26%、13%~18%、7%~10%。在平原老城区实施“清污分流”,建议优先采取的措施为防治河水倒灌、管网修复,管网系统相对完备后可采取降低管网运行水位的措施,雨污分流需伴随着老城区改造循序渐进。通过多项措施的逐步实施,最终实现提高污水处理厂进水浓度的目标。

    2019年4月住房和城乡建设部、生态环境部、发展改革委联合印发《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019~2021年)》(以下简称《方案》),其主要目标:经过3年努力,地级及以上城市建成区基本无生活污水直排口,基本消除城中村、老旧城区和城乡结合部生活污水收集处理设施空白区,基本消除黑臭水体,城市生活污水集中收集效能显著提高。《方案》中提出实施管网混错接改造、管网更新、破损修复改造等工程,实施清污分流,全面提升现有设施效能,并明确要求城市污水处理厂进水生化需氧量(BOD5)浓度低于100 mg/L的,要围绕服务片区管网制定“一厂一策”系统化整治方案,明确整治目标和措施。

    截至2018年6月底,我国城镇污水处理能力已达1.61亿m³/d。然而城镇污水处理厂进水污染物浓度普遍偏低,仍然存在污水直排入河的情况,城市河道黑臭现象严重。中国城镇供水排水协会2017年发布的数据显示,城镇污水处理厂的进水COD平均值仅为267 mg/L,南方地区的一些污水处理厂COD甚至低于100 mg/L,而欧洲污水处理厂的进水COD一般在400~1 000 mg/L。

    本文以服务于华东地区某城市老城区的污水处理厂(以下简称老城区污水处理厂)为研究对象,通过分析该片区污水处理提质增效相关工程措施,提出平原地区污水处理提质增效的实施策略,为污水处理提质增效工作的开展提供技术支撑。

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    • 3 案例借鉴 3.1 国外城市经验 19世纪中叶以后,发达国家的一些城市开始建造排水管道系统。经过上百年的建设,发达国家城市普及了排水管道系统,并进行了大量的改善和优化。20世纪后半叶,随着人们对城市非点源污染控制及水环境保护的重视,越来越多的国家和地区提倡将原有合流制排水系统改为分流制,一方面可以解决合流制溢流污染问题,另一方面有助于优化污水处理厂的运行。从20世纪80年代以后,瑞典、美国、德国、日本等国家在很大程度上放弃了“合改分”的思路和做法,发达国家提出了一些新的城市雨洪管理理念,如“低影响开发”(LID)和“绿色雨水基础设施”(GSI)。 3.2 国内城市经验 (1)上海市。 2019年2月,上海市提出了“开展上海市雨污混接综合整治攻坚战的实施意见”,以全力推进雨污混接整治工作,减少雨污混接对水环境的影响,改善水环境质量。工作目标是到2019年底,全面消除建成区分流制地区市政混接,全面完成沿街商户混接、企事业单位混接和其他混接整治,住宅小区雨污混接改造工作完成率超过60%;到2020年底,基本完成建成区分流制地区住宅小区雨污混接改造,健全长效监管机制。 (2)苏州市。 苏州市中心城区于2015年已基本消除黑臭水体,但是仍存在个别河道水质不佳、整体水环境不够稳定的问题。苏州于2016年开展清水工程,对以往中心城区改造难度较大的区域(约占城区总面积10%的污水管网未覆盖区域和合流制管网区域)进行重点攻坚克难,实施截污、分流、清淤,优化活水方案,发扬“苏绣精神”持续开展了一系列精细化控源截污措施。 (3)广州市。 与不少城市类似,广州市以往的治水思路主要采取末端截污、末端补水、环村截污等方式,主要以做工程为主。2016年以来,市委是政府提出推进“3-4-5”治水路线,即,“源头减污,源头截污、源头雨污分流”的“3项原则”,持续推进“4洗清源行动”,坚持“控源、截污、清淤、补水、管理”的5条技术路线。 3.3 可借鉴经验 避开当前城市污水提质增效的需求,不去解决当前污水处理设施建设不平衡不充分的问题,不去偿还“重地上、轻地下”、“重面子、轻里子”的历史欠债,而单独去讲“排水体制”是不科学的,也缺少必要论证。 思明区近期要在认真做好问题排查的前提下(真实地调查清楚)截污水,实现污水全收集、全处理;清污分流,把不是污水的清水分出去,提高污水处理厂进水污染物浓度;赶外水,把不是雨水的外水赶出去,实现合流制管道旱天低水位,雨水管无外水,保证能够把管道淤泥清出来,确保水体下雨不黑;把源头管好,知行合一把雨水径流管控好,减少径流和入管水量和污染物。 4 总体思路与技术路线 思明区属于高密度城区,污水收集和处理系统已基本成型,从污水直排、雨污混接排查与改造等入手,识别主要问题,明确工作重点,结合海绵城市理念和污水提质增效要求,采用“截直排、改混接、治倒灌、堵渗水、削溢流、补空白和规范沿街商业”等手段,明确设施排查、工程建设和改造建设重点及建设时序安排,建立污水处理提质增效长效管理机制。具体技术路线如图5所示。 6.jpg 5 污水提质增效策略 5.1 污水系统完善 综合考虑到思明区污水量,统筹全岛污水系统布局,本岛北部新建1座污水处理厂,形成东部、西部、北部3个较为均衡的污水格局系统,收水面积分别为56.6 km²,29.2 km²和38.1 km²,新建高崎污水处理厂50万m³/d,扩建前埔污水处理厂至50万m³/d,本岛总处理规模达到130万m³/d。 5.2 排水管网排查 排水管网排查主要目的就是加强管网的建设和改造,逐步消除市政和小区的雨污混接,弥补我市污水工程建设的历史欠债,并且能够切实有效指导下一步的工程建设。 首先,制定清淤计划,组织开展对辖区内排水管渠进行全面清淤,确保排水管渠积泥深度不高于管内径或渠净高度的1/5。其次,以排水口为起点,查清所有排水户污染源;对存在污水的雨水接户管进行水质、水位、水量检测,并录入GIS系统,对合流、混流、分流这3种区域进行划区。再次,采用管道潜望镜(QV)、管道机器人CCTV和声纳等对现状管网进行系统检测,查清结构性与功能性缺陷,列出整改问题清单。 思明区排水管网总长度约为1 600 km(包括市政道路和建筑小区内分雨污水管网)按照排水管网排查综合单价50元/m(含清淤、CCTV和混接排查等费用),投资约8 000万元。 5.3 雨污分流改造 针对思明区雨污分流改造存在的困难和问题,结合海绵城市建设理念,分别从源头(建筑)、过程(收集管网)和城市管理等方面作出具体要求,以期探索出一套符合实际、成效较好的雨污分流改造模式。一是源头应优先利用雨水走地表、污水走地下的方式;二是排水单元宜将合流管作为污水管、新建雨水收集系统;三是市政道路宜将合流管作为雨水管、新建污水收集系统;四是接驳口应由市政园林行政主管部门审批位置、防止产生新的混接。 参照上海市和漳州市雨污分流改造模式,雨污分流改造项目按照5 000万元/km²初步估算,雨污混接点按照360个/km²(官任片区数据),总投资约27.3亿元。 5.4 合流制暗涵整治 由于早期的城市建设,思明区建成区的原河道、排洪渠等逐渐变成暗涵,全部为混流有城市污水,并且暗涵底部存在大量生活和建筑垃圾。筼筜湖和近岸排水口设有总闸,通过总口截污的方式将混流污水截至市政污水系统,然后雨季开闸时,暗涵内的大量污染物将进入下游河道,严重影响筼筜湖和近岸海域水环境。 结合城市排水防涝和生态空间需求,首先进行清污分流,对各河流域实施排污口溯源及缺失管网完善,针对溯源的结果在岸上解决污水进入雨水系统的问题,针对污水管网缺失的位置实施管网完善工程,条件允许时结合城市景观、功能、文化及亲水等需求逐步恢复为生态廊道。 6 结语 高密度建成区人口密度、建筑密度和开发强度均相对较高,是人、水矛盾突出的地方,特别是在早期“重地上轻地下”、“重面子轻里子”的发展观念下,地下排水管线建设长期投入不足,导致城镇污水收集处理设施生活污染物收集效率不高、局部生活污水直排、溢流污染控制不到位等问题,污水处理系统效能大打折扣。因此,高密度建成区应在对城镇污水收集、处理系统进行全面而有重点的排查的基础上,以完善生活污水收集管网为重点,通过系统、综合的措施实现污水处理系统质量和处理效能的提升。
  • 《科友环保韩红波:以实际案例解析HPB技术助力城镇污水厂提质增效》

    • 来源专题:水体污染治理
    • 编译者:wangyang
    • 发布时间:2020-10-30
    • 目前,国家、各地方污水处理厂污染物排放标准日趋严格,北京、天津、广东、浙江、陕西、湖南等多地已参照III类至V类水水质制定了地方排放标准,尤其是昆明颁布的地方标准,是现阶段全国范围内城镇污水处理厂水污染物排放领域最严的标准,新建或扩容污水处理厂势在必行。但面对较大的用地及投资运营压力,污水处理厂又该如何提质增效?9月17日,在2020(第十二届)上海水业热点论坛上,湖南科友环保有限公司技术高级总监韩红波以实际案例分享了HPB技术的产业化应用,并以“HPB技术助力城镇污水处理厂提质增效”为题做了主题发言。近几年,国家、地方相继出台了多个标准,污水处理厂面临从《城镇污水处理厂污染物排放标准》 一级B标准提升至一级A标准、准IV类或更高标准的任务。此外,北京、天津、广东、浙江、陕西、湖南等多地已参照III类至V类水水质制定了地方排放标准,尤其是昆明颁布的地方标准,是现阶段全国范围内城镇污水处理厂水污染物排放领域最严的标准。2010年~2019年全国城镇污水排放量平均年增长率为4.25%,全国城镇污水处理量平均年增长率为7.13%,污水处理率从2011年79%逐年上升至2019年95%,平均为88.42%。 近年来,城镇污水收集管网不断完善、污水排放标准不断提高、合流制溢流污染问题日益凸显,新建或扩容污水处理厂势在必行,但受建设用地及运营成本的制约,城镇污水处理厂提质增效也面临着巨大压力,污水处理技术亟待创新与突破。 HPB创新技术引领行业发展 湖南科友环保聚焦污水处理活性污泥法同步提高脱氮除磷效率,创新性开发了应用于城镇污水处理厂新建与提标扩容的HPB(高浓度复合粉末载体生物流化床)技术,有效解决了污水处理厂的提标扩容征地难、建设周期长和投资费用高等难题。