城镇污水处理提质增效主要路径及建议

李盛柏

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南昆明 650200)

2019年，我国住房和城乡建设部等多部门联合提出了城镇污水处理“提质增效”的三年行动方案，将提高城镇居民生活污水收集处理效率，提升污水处理厂进水浓度作为行动目标，以消除污水处理设施空白区域、提高集中收集效能为主要途径，实现城镇污水处理行业质量与效益的双提升[1]。当前，我国城镇污水处理行业在快速发展进程中，已经取得了显著的成就，但是从整体来看，在未来发展中，提高城镇污水收集效能、降低污水处理厂进水浓度等仍旧是未来发展的重要方向。因此，针对现阶段城镇污水处理面临的关键问题，提出污水处理提质增效的主要路径及建议，对于提高城镇污水处理质量与效益具有重要意义。

1 现阶段城镇污水处理面临的主要问题

1.1 城镇污水处理收集效能低

城镇污水处理管道沉积问题是造成我国污水处理总量较大，但是居民生活污水收集率较低的主要原因。在城镇污水处理管道中，主要的沉积物主要以无机固体，如泥沙等，以及大分子有机物，如COD、BOD5等。虽然在管道沉积物中，也包括部分含氮磷的有机物，虽然其并不全是具有溶解性质的氨氮、磷酸盐等，但是沉淀下来的含氮磷的有机物通常会与水发生反应溶解，从而释放出大量的氨氮、磷酸盐等具有溶解性质的物质。同时，这也造成了城镇污水处理厂的进水中，存在碳氮磷比例失衡的情况，污水处理脱氮除磷需要的碳源不够充足，难以满足实际污水处理需求，而提高出水标准，又会对污水处理厂运营造成非常大的经济负担[2]。由于管道沉积物较多，导致污水管网长期高水位运行，且充满度较高，导致居民生活污水集中收集效能难以提升。

1.2 城镇污水处理厂进水浓度低

近年来，我国城市化进程脚步不断加快，处在快速建设发展阶段的城镇在污水处理设施建设压力较大，城镇污水处理管网建设仍旧存在较大空白区域，排污口整治尚未完全完成。这些问题导致降雨雨水、地下水、自来水管网渗漏等外水进入城镇污水管网系统中，造成污水处理厂进水浓度偏低，进水量大，污水处理压力增加。尤其是在南方地区，由于雨季持续时间较长，降雨量较大，大量的雨水进入污水处理管网，造成污水处理厂进水浓度长期处于较低的水平[3]。在地下水位较高的区域，地下水入渗入流也是造成进水浓度低的一个重要因素。此外，当前城镇污水处理中，还存在城镇排水管道错接、混接，工业企业偷排偷放等问题。雨水管道错接到污水管网较为多见，这种情况可能会造成施工降水和基坑排水直接通过错接部分流入污水管网中；又或者是虽然排水管网没有错接或者混接的问题，但是施工降水、基坑排水当中包含较多的泥沙，再加上源头错接混接与沿线沿街商铺等违法排污问题，也会导致雨水口成为排污口，使很多城镇在污水处理中不得不在雨水口末端进行截污。当前，施工降水、基坑排水已经成为城镇污水处理厂进水中，降低进水浓度的一个主要来源，极大地增加了污水处理厂的处理压力。

2 城镇污水处理提质增效的主要路径

2.1 加强管网改造提高污水收集效能

城镇污水处理提质增效工作的重要目标之一，就是提高城镇污水收集效能。加强城镇污水处理管网改造，是提高污水收集效能的主要措施。首先，要加强排水管网系统的建设与完善，提高污水收集效能。一方面，进一步消除城镇排水管网的空白区域，通过完善管网设施建设，增加临时处理设施等，提高排水管网的系统性。另一方面，将外水有效阻挡在污水管网之外，最有效的措施之一就是需要做好“雨污分流”。在以往由于受到资金限制，以及城市发展和污水处理理念滞后，城镇排水管网建设投入相对较低，雨污合流成为很多城市都存在的问题。遵循因地制宜规律，结合城市建设与旧城改造，可以加强雨污分流改造的合流制区域建设。但是，当前合流制区域建设还存在一定的困难，为实现雨污分流，可以通过增加合流制溢流污染快速净化设施，加强雨季污水处理厂处理能力，设置截污调蓄设施等相关举措，进一步完善排水管网系统。此外，对于降水量较低的区域，也可以通过建设有溢流控制的合流制系统，以此来达到雨污分流的目的[4]。

其次，完善城镇污水管网排查制度。加强对城镇污水管网的系统性排查，全面掌握污水管网基本运行情况，及时发现并解决问题，是推进城镇污水处理提质增效工作的重要手段。通过建立完善的城镇污水管网排查制度，要求相关部门定期组织排查工作，对管网进行全面摸排，清晰梳理城市污水处理、市政雨水收集及地块排水等各项系统设施的运行及功能情况，检查污水直排口以及管网是否存在混接、用户接入等相关信息情况。对于旱季生活污水直排、雨季合流制区域溢流污染控制问题等情况及时解决。重点加强对雨水、地下水入渗等外水进入污水管网情况的摸排，摸清外水进入污水管网的原因、途径以及规律，做好溯源调查，从源头控制好外水入侵的问题。此外，还需要对污水管网质量进行排查，如有必要，需要聘请专业管网检测机构进行管道缺陷评估，及时发现管道开裂、塌陷、错口等问题，避免其造成大量的外水进入管道。

2.2 提升城镇污水处理管网运维管理

提高城镇污水处理管网的运行维护管理，是确保污水管网设施效能充分、稳定发挥的重要措施，同时也是城镇污水处理提质增效的重要基础。在城镇污水管网运维管理中，关键措施是要做好定期清淤工作，保证污水管网持续健康运行，有效避免沉积物大量在管道堆积，严重影响管道运行。在发达国家中，对城市污水管道淤积深度的控制通常是要求在管道直径的5%之下。但是，在我国城市污水处理行业中，较少城市能够真正做到对污水管网进行定期清淤的工作，在很多城市污水管道中，都处于年久失修的状态。同时，污水管道长期低流速运行，进一步加剧了沉积物在管道中的堆积，导致污水管道很多都存在底泥淤积的问题。在我国，部分城市的污水处理管道淤积深度甚至已经达到并且超出管道直径的50%，不仅大大降低了管道的过水能力，同时也对检查井周边地区的空气环境质量造成了严重的影响。因此，加强城镇污水处理管网的运维管理，要求相关部门必须要做好管网的定期清淤工作，严格控制污水管道的淤积深度，保障管道健康运行。同时，相关部门应当加强对区域污水管道清淤养护工作的考核，将管道养护水平和管道淤积深度作为城镇污水管网运行管理质量的重要评价指标，从而确保落实好污水管道定期清淤工作[5]。此外，在城镇污水管网运维管理中，还需要及时根据管网摸排结果，结合日常运维管理记录，解决管网缺陷问题，做好分类整改修复，及时清理修复或改造已经不具备基本功能的“僵尸管网”“断头管网”，提高城镇污水管网整体的污水收集能力，提高污水处理工作效能。

2.3 加强“挤外水”措施

污水处理管网缺陷问题是造成污水处理厂进水浓度低的主要原因，例如，由于污水管网错接混接问题，导致施工降水、基坑排水等外水进入污水管网系统，降低污水处理厂进水浓度[6]。因此，加强“挤外水”措施，是提高污水处理厂进水浓度的关键之处。通过加强管网系统优化，堵死原来的总口截流、截流井、直排口、错接混接口、缺陷部位等一切可能有外水入渗的“通道”。针对不同的外来水入侵，需要采取不同的“挤外水”措施。一是对于降雨造成的雨水入侵，一方面需要完善截污系统，通过减少截流倍数、准确控制截流量、避免重复截污和雨污分流等措施进行；另一方面对于雨污混接情况，需要进行管网混接错接改造，并且规范沿线排水户的行为，对雨季非正常高水平进行严格排查等。二是对于地下水入侵的情况，主要需要解决好管道缺陷，通过提高污水管道设施施工建设质量，加强管道检测与修复，排查雨季非正常高水位等措施，确保管道健康。三是对于河水倒灌造成外水入侵，需要通过加强排水口防倒灌设施建设、雨污分离、控制河道水位、截流并改造加强截污系统；通过提高沿河管道施工质量、加强沿河管道检测与修复等，确保沿河管道运行稳定；此外，还需要加强对雨污混接的管理。通过采取有效的“挤外水”措施，提高污水管道的运输质量和效率，提高污水处理厂的进水浓度，降低进水量，从而提高污水处理厂处理效能。

3 实现城镇污水处理提质增效的有效建议

3.1 加强居民生活污水直排的治理

城镇污水处理提质增效工作中，要想提高居民生活污水收集率，就需要重视对居民生活污水直排的管理。在城镇污水处理中，城中村、城乡接合部等居民区通常是污水管网建设的空白区，同时也是造成居民生活污水直排的重要原因。在居民生活污水处理中，如果直接截断污水直排口，直接就近排入附近的市政管网或者污水处理厂等，都是比较极端的做法，非常有可能造成市政污水管网污水溢流，或者污水处理厂处理能力不足的问题，反而会对环境造成恶劣影响。因此，在对居民生活污水直排口进行截污处理之前，首先要分析打算排入的市政污水管网和污水处理厂是否具有多余地接受并处理这些污水的能力，如果不具有则不能向其排放，而是要制定临时的排放处理措施，并且要立即启动永久治理工程的建设规划。

同时，在居民生活污水直排的治理中，要加强源头治理。一方面，追溯居民生活污水直排的源头问题。造成居民生活污水直排的原因主要是污水管道运输力不足，管道运行水位居高不下。从这一角度来看，降低污水管道运行水位，为居民生活污水排放留出足够的空间，使其能够满足居民生活污水排放峰值时的运输量是根本。另一方面，当前我国大部分城镇的污水处理厂都处于长期超负荷运行的状态，其污水处理能力不足，难以实现居民生活污水高效收集处理，也是造成生活污水直排的重要因素。因此，应当加大城镇污水处理厂建设，明确对居民生活污水“全收集、全处理”的目标，推进污水处理厂的扩建，有效解决污水管道及处理厂直排或者溢流的问题，提高对居民生活污水的集中收集与处理效能。

3.2 建立排水管网信息系统

信息技术的应用对于提高城镇污水处理提质增效发挥着非常重要的作用，建立城镇排水管网信息系统（排水GIS系统），能够准确、完善地收集污水管网运行相关数据，从而为相关工作人员进行污水管网的运维管理提供重要依据。在对城镇污水管网进行运行排查与维护管理过程中，可以将污水管网信息详细录入信息系统当中，并及时根据定期排查结果更新数据，从而为市政管网运营管理提供可靠的数据，提高其管理效率[7]。同时，利用排水GIS 系统，还可以对污水管网设施档案进行详细分析管理，全面了解污水管网设施情况，并在污水管道发生故障时，能够快速、准确地查询定位到故障点，掌握管道的基础信息，解决了在日常运行维护管理中数据查询困难的问题。排水GIS系统还能够作为污水管网设施建设，以及错接混接改造、污水调度等提供重要的支持，为防汛排涝应急指挥提供可靠依据。

此外，以排水管网信息系统为依据，还可以建立完善排水管网许可制度。当前，我国大多数城市已经实现了排水许可信息化管理，其不同于排水GIS系统，主要是作为行政管理内容。根据排水管网许可制度，排水单位可以通过申请污水排入管网的许可，并严格按照许可进行污水排放。同时，通过系统还可以直接在许可排水户信息上标明接驳口，当污水处理厂的进水浓度过低或者进水量较大时，可以作为原因追溯的一个依据。

3.3 实施水质水量在线监测

在建立排水管网GIS 系统的基础上，增强对物联网、传感器等先进技术手段的应用，通过建立动态化、长期化的智慧排水综合管理信息平台，实现对城市污水管网系统的水质水量的在线监测。例如，在城市污水管网的主干网络系统、重点排水户、地下管网交汇处等关键节点设置液位测量仪、流速测量仪、水质监测仪等智能化在线监测设备，在线实时监测管网的运行状态，水质水量情况等，并根据数据进行自主分析，若相关数据超出设定阈值则及时进行预警，从而加强对污水管网运行的管理，及时发现偷排、超排污水的问题以及管网运行故障，提高城市污水管网运行与管控效率。

3.4 推进厂网一体化运维机制

当前，我国城镇污水处理厂运行中，大多数采用的都是厂网分离、建管分离的机制，因此在管理中难免存在各自为政，管理协同性较差，在一定程度上也影响了城镇污水处理的提质增效，同时也不利于污水处理厂运营效益和水环境治理水平的提升。各地政府以及相关部门在进行城市污水处理工作中，可以在综合分析流域、排水区域分区、污水处理厂能力及服务覆盖范围等各项因素的基础上，积极推进厂网一体化的运维机制，实现“厂—网—河”的一体化，编制相关运行方案，以提高污水处理收集效能，提升城市水环境治理效果为目标，制定相关的管理办法及考核标准，提高污水处理设施系统性和完整性的同时，真正提高城市污水处理效能。

3.5 落实海绵城市建设理念

海绵城市建设理念是现代绿色城市建设的重要方向。在城镇污水处理中，通过加强海绵城市建设，借助城市海绵设施的“渗、蓄、净”的功能，加强对雨水等外水的截流，使其向城市土壤中渗入，有效减少雨水进入市政排水管道的总量，同时增强合流制区域溢流控制的效果，降低分流制系统中由于管道错接混接导致的污水管道外溢的总量，从而有效降低降雨污染。

4 结语

加快推进我国城市化建设脚步，提高城市建设质量，必然要求落实城镇污水处理的提质增效。当前，城镇污水处理收集效能低、污水处理厂进水浓度低是影响污水处理提质增效的重点问题。城镇污水处理工作需要加强管网改造、提高管网运维管理、加强“挤外水”等各项措施。同时，加强居民生活污水直排的治理，建立排水管网信息系统，实施水质水量在线监测、推进厂网一体化运维机制、落实海绵城市建设理念，进一步实现城镇污水处理质量与效益的双提升。