何伟健

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510010）

随着我国科学技术的不断发展，以及人们安全环保意识的逐渐增强，国家对污水的排放也制定了一系列的硬性要求[1]。为了更好地运行维护（以下简称“运维”）管理污水系统，需摒弃“重建设轻管理”的观念，从运维管理角度设计和建设污水系统，才能最大限度发挥污水系统的效益。根据多年设计经验，在与建设单位、运维单位、城镇街道负责人等多方探讨后本文得出以下研究结论。

根据以往项目经验，总结出目前污水系统建设、水环境治理与运维管理之间的矛盾主要有以下5 点。

1.1 污水管敷设的路由与污水管维护检修的矛盾

由于管道建设用地协调问题，沿河涌建设的部分涌边截污管敷设在农田、鱼塘边、涌底，或者以挂管形式挂设在堤岸挡墙上。工程完工后，这些管道往往由于缺少检修需要的设备通道，被违法建设骑压掩盖或人为破坏，而无法得到有效检修和维护，导致部分关键节点管网无法正常运行。最终造成污水溢流至河涌，或河涌水倒灌至污水管网中，严重降低了污水系统运行效率及污水处理效率，不符合提质增效的目标。

1.2 污水管网运行水位较高与污水管网隐患检测的矛盾

污水处理系统中污水管网运行水位高的原因有很多种，包括末端截污、管道过流能力不足，管道存在缺陷，泵闸调度不合理，污水处理规模偏小等，而高运行水位导致污水管网常年以满管状态运行，从而无法对污水管网进行完整全面的检测，难以发现和确认污水管网存在的问题。在城中村截污纳管及排水单元达标创建过程中，污水管网高水位运行往往对设计方案有着颠覆性的影响。如果无法排查管网中的错混接情况，雨污分流将无法彻底完成[2]。

1.3 污水系统主通道单一与污水主管检测维修的矛盾

污水管网一般以支状管网分布，每个分区都只通过一根污水主管承担转输任务。在污水系统运行管理中，污水系统主管检测维修工作是运维单位最难推进的工作之一，其主要原因是污水主管的运行水位一般较高，且难以降低，无法对其进行检测；
若主管出现较严重的问题时，对该段主管进行修复时也会对上游污水管网的转输造成影响。对排水设施管理要求的逐渐提高，污水系统主通道若单一运行则不利于维护保养，迫切需要增加备用通道，满足主管定期检测维修的需求。

1.4 水环境治理与污水处理厂减产、停产的矛盾

污水处理厂维修故障设备、检测设备或工艺升级时需减产或停产，此时在污水处理系统污水量不变的前提下，污水势必会溢流至周边水体，对水环境造成较大的污染，且水体持续受污染的时间与污水处理厂检修时长密切相关，暂无其他有效解决办法。

1.5 污水系统运行智能化与管网维护工作滞后性的矛盾

目前的污水系统缺少数据采集硬件，无法有效采集管网系统的日常运行流量、水位等数据，导致搭建智慧排水系统一体化运行平台存在困难。管网维护工作缺少预警和智能化调度环节，通常是在水体污染或经济损失发生后才溯源寻找问题并进行治理，管网维护工作十分被动和滞后。

污水治理是实现国家环境与资源有效利用以及可持续发展的必然选择。针对上述主要矛盾，本文分别从优化涌边截污管道、降低管网运行水位、新建污水系统备用主干管、污水处理系统互联互通、构建智慧排水系统5 个方面进行分析论述[3]。

2.1 优化涌边截污管道

对已建的涌边截污管或挂管进行改造升级，结合碧道建设、涌边涉水违建治理、堤岸整治等工作，打通检修通道，将现有的涌底管或者涌边挂管改造上岸。另外，在后续新建涌边管网设计中应充分考虑检修需要的设备通道，在满足最小用地条件下选取合适管位。图1、图2分别为新市涌萧岗村段挂管截污整治前后的现场照片，通过将涌边建筑首层改造为骑楼，并在涌边创建截污管埋设条件，同步对沿线房屋化粪池进行整治，整段河涌水环境得到大大提升。

图1 挂管截污整治前

图2 挂管截污整治后

2.2 降低管网运行水位

（1）对污水系统主管进行扩容改造。对污水系统的污水主管进行水力校核，对过流能力不满足转输流量需求的主管进行扩容改造，或寻找新路由，建设污水转输管道，以满足污水转输需求，达到降低污水管网运行水位的目的。

（2）优化升级污水提升泵站。核算污水提升泵站规模，对泵站进行提升改造。泵站规模设计除满足本片区规划污水量外，还需结合污水系统特点，在规模计算中增加安全系数，以应对日后调整污水系统纳污范围而增加的污水量。

（3）排除系统外水。外水主要指山水、河涌水、灌溉水等地表水体，通常通过截留合流渠箱、涌边截流口倒灌等方式进入污水系统。治理系统外水主要涉及污水系统提质增效，主要整治措施及步骤如下：对系统污水管网进行充分摸查，对关键节点流量和水质进行分析，得出外水点，针对外水点采取管网完善、排口改造、排水单元达标改造、管网修复及养护、合流渠箱清污分流等措施控制河涌水位。

防止外水入侵污水系统的对策如下：避免重复截污、准确控制截流量及减少雨水截流量，并通过彻底的清污分流逐渐废除截污系统；
通过管道修复解决管道缺陷导致的地下水、河水和山水入渗问题；
通过设置闸门控制河道水位，或优化排水口拍门、鸭嘴阀、下开式堰门等设施，减少河水和潮水的倒灌；
利用行政手段督导自来水和工地水入侵污水系统等问题[4]。

（4）优化污水提升泵站联合调度。在多泵站串联提升的污水系统中，由于上下游提升泵站的调度未联网，各级泵站进水管处于高水位状态。为此，需要将多个污水提升泵站进行联合调度优化，可结合智慧排水系统的建设，通过管道流量实时监控或液位实时监控等手段实时传输系统运行信息，同时增加并联泵站和转输管网，建设并联污水调度系统，软硬件结合实现污水管网运行水位实时调度优化。

2.3 新建污水系统管备主干用管

根据现有污水系统主干管运行情况、污水系统周边水体等级等因素进行分析，研究新建污水主干管备用管的必要性，并尽量寻找与现有污水主干管不同的路由或施工难度较低的路由，建设污水系统备用主干管。备用主干管的投资一般较高，因为需充分研究其路由及管径的合理性，保证管道实施达到设计目标，产生积极的社会效益和经济效益。

2.4 污水处理系统互联互通

上一节中已介绍了污水处理厂停产或减产与水环境治理之间的矛盾，解决该矛盾的手段为污水处理系统互联互通。根据广州市某区污水系统分布图，污水系统之间关系主要有并列分布和上下游分布两种。对于并列分布相邻的两个污水处理系统，根据实际情况和节能要求，两个系统均要建设调水泵站和转输管道；
对于上下游分布的两个污水系统，上游污水处理系统可通过现有污水管（重力管或压力管）转输至下游污水处理厂，仅需在下游污水处理厂新建调水加压站和转输管道反向调水即可。污水处理系统互联互通需针对实际情况进行研究，不一定要改造两个污水处理系统，只要达到当各污水处理系统均具备停产或减产条件时，污水系统不对系统内的自然水体造成污染的最终目的即可[5]。

2.5 构建智慧排水系统

构建智慧排水系统主要包含以下内容。

（1）智慧排水动态感知，包括污水处理厂、城镇排水干管、重要支管、泵站、重要排放口、重要闸口及其他附属设施的动态监测。常规监测项目包括水位数据、流量监测、雨量数据、水质数据、地理数据、视频监控和工况数据等（图3）。

图3 智慧排水系统框架

（2）传输层，包括移动网络、政务专网、控制专网、采集专网、公共以太网等。

（3）平台层，包括统一的数据监控平台、数据交换平台、数据服务平台、GIS 服务平台、模型管理平台等。

（4）应用层，包括在线监测、预警信息、数据分析、地图GIS、模型分析、智慧运维等六大应用系统。

（5）用户层，包括外网、内网及移动端等。

（6）信息安全与运行维护体系，包括应用安全、数据安全、网络安全、物理安全、安全管理等。

（7）政策法规与标准规范体系，包括数据标准、接口规范、管理办法、政策法规等。

通过记录泵站、水厂等进水水质信息，智慧排水系统可设定运行数据的历史数据趋势并利用图形界面进行直观比较，也可交叉分析水质数据与运行模式、原废水变化，还可在报警处理的过程中追踪与统计分析未来故障前兆并发出预警，及时对缺陷管网采取应急措施，并给出针对性的管道日常养护建议。

污水设备是污水管网系统中的一个关键环节，其运行的效率与效果将对整个系统的运行产生直接的影响，所以污水设备的日常保养与维护非常重要。为了提高污水设备的安装调试水平和使用效率，必须确保污水处理厂设备正常工作。为了让污水设备更好地适应污水处理厂的运行需求，在正式安装前应先对污水处理厂的工作环境进行调查。在进行安装调试时，要严格执行相关的施工技术规范。设备安装质量的好坏将直接关系到后续的无载荷测试工作能否正常进行，若发现测试中出现问题应立即处理以确保系统运行的安全、顺畅。在完成空载测试后，技术人员还要进行全面的调试，针对目前设备运行中出现的问题给出最优解决方案，使各装置的功能得到最大程度的发挥。污水处理厂设备的调试是十分关键的，采用科技手段和科学的调试方案能有效地消除机械设备在使用中存在的安全隐患和解决相关的设备故障问题。调试工作也是确保设备运行稳定的重要手段，在正式运行前做好设备的安装和调试工作，可确保其工作的有效性和及时性。

目前，我国城市化、工业化快速发展，城市生活污水、工业废水的日益增多对城市地表水和地下水的环境安全造成了极大的威胁。为应对日益严峻的水环境问题，全国各地都在进行城市污水处理厂的建设。污水管网设计和建设的过程必须充分考虑管网的维护条件，只有保证管网得到有效维护，才能发挥最大效益。本文从污水系统建设和运行维护管理之间的矛盾展开分析，提出污水系统优化的若干措施，力求促进污水系统的维护管理工作往高效化、智慧化的方向发展，以适应5G 物联网发展的要求。

猜你喜欢 泵站处理厂管网 农田灌溉系统中泵站运行管理的问题及对策河北农业(2022年9期)2022-11-27农业水利工程中小型泵站运行管理存在的问题及对策农业科技与信息(2022年12期)2022-11-22污水处理厂应急响应与措施科学家(2022年4期)2022-05-10城市集中供热管网的优化设计建材发展导向(2022年6期)2022-04-18供热一级管网水力计算及分析煤气与热力(2021年12期)2022-01-19试论城镇污水处理厂提标改造相关要点建材发展导向(2021年22期)2022-01-18水利泵站施工质量管控策略建材发展导向(2021年15期)2021-11-05在建污水处理厂机械设备现场安装应注意的问题建材发展导向(2021年7期)2021-07-16市政道路给排水管网设计分析智能建筑与工程机械(2019年6期)2019-09-10污水处理厂的环保节能问题及对策建材发展导向(2019年11期)2019-08-24