“开阖法”用于污水收集系统提质增效大获全胜

法国著名作家雨果曾有言,下水道是一个城市的良心。

排水管道,也就是我们常说的“下水道”,由于深埋地下而经常被人们忽略,但它确确实实与每一位居民的日常生产生活息息相关。

 

01
靶向问题

根据昆山市某政府部门反映,昆山一泵站服务区污水浓度很低,水量异常,给下游的污水处理厂带来了很大压力,也给公共财政带来了不必要的浪费。

具体表现为:
泵站进水量远远高于区域供水量:

泵站进水量=1.7×区域供水量

泵站进水浓度长期偏低:
COD抽检结果约为40mg/L,氨氮约为4mg/L(依据2020年7月抽检结果平均值)。
污水系统长期高水位运行:
这意味着不仅仅是雨天,旱天时污水收集系统也有大量不明来水接入。
河道水位对污水收集系统影响明显:
当河道水位过高时,泵站进水量明显增多,COD浓度降低。当河道水位下降时,泵站进水水质明显提升。

污水收集系统长期高水位运行的原因是什么?泵站污水浓度为何异常偏低?多于区域供水量的水又是从哪里来的呢?

 

02
准备调查
为了查明真相,确定外来水的具体位置,誉帆的技术团队需要针对该区域开展系统排查。
地图分区_副本.png

那么,面对约5平方公里、涉及管网140余公里的区域,应该怎么排查?选用什么方法更快速有效?对此问题,誉帆的技术团队快速给出了答案——“开阖法”。

问题还没全部厘清,又来了一个陌生的名词。开阖法又是什么?开阖法是怎么操作的?运用开阖法的效果如何?不用着急寻答案,带着所有疑问,跟着帆妹的思路慢慢看下去吧。

无论事情有多复杂,选对了方法就能事半功倍。对于此次项目,排查人员采用先整体后局部的方法实施。
确定官网拓扑关系(整体)→节点水质测试(确定问题区域)→问题区域排查(开阖法)→问题点位置确定
在确定管网连接关系之后,排查员对区域内关键节点取水,进行水质监测,根据监测结果区分出外水流入点可能存在的区域。

然后,就是“开阖法”大展身手的时刻——对检测后的可能区域展开具体排查,进而查找并确认问题点的具体位置。

03
“开阖法”是什么
开阖法,是一种通过主动控制污水水流方向和流量,来判别污水收集系统中外来水入流区域,进而配合开井调查、仪器探查、烟雾实验和染色实验等方法,确定外水入流位置的探查方法。

看完是不是觉得云里雾里?通俗地说,就是将目标范围的整个污水收集系统划分为几个不同的区域,在每个区域设置“开阖”装置,调节不同区域之间以及区域内部的污水水流状况,配合利用开井调查、仪器探查等方法观察水流变化,从而确定外水入流区域和具体入流位置。

04
“开阖法”的实施

以此次昆山市某泵站服务区域为例,使用开阖法把该区域分为A、B、C三个分区,在三个分区分别设置“开阖”装置。

那么,开阖装置要选在什么位置,才能更好地对水流进行控制、观察其发生的变化?总的来说,开阖装置的位置选择需要考虑以下几个因素:

开阖装置位置的选择

1、 开阖处上游覆盖范围为区域内主要来水区域

2、 开阖位置为区域间关键水流节点,其状态的改变对整体水流影响显著;

3、 开阖装置设置后,污水系统不出现冒溢

按照以上几个原则选定位置,设置好开阖装置后,接下来就是对每一区域的排查实施阶段。

以A区排查过程为例:

调控开阖装置,随着区域内污水水位降低,支管来水区域不断显现,结合该区域内供水数据,得出该部分来水均为外来水。紧接着,排查人员沿着来水方向向上游追溯。

借助于人工开井调查、仪器探查、烟雾实验、染色实验等方法查找出问题点共17处。在这17个问题点中,继续对其中几处来水较大的位置展开排查。在这几处位置点放置流量计,经过24小时的流量监控得知,以上几个外水进入点产生的外水水量约为1400m³/d

确定了A区的外来水流量之后,使用人工排查、仪器检测和示踪试验等方法进一步确定外水接入的具体位置。
在排查过程中,排查人员观察发现,污水流动时,邻近的雨水检查井内,水体也在发生流动,沿着流动方向向上游追溯发现,排水口处有河水倒灌进入雨水管道!
A片区的倒灌水总算是找到了源头,接下来的任务,就是明确它的入流量。在此排水口处放置流量计,监测河水倒灌的流量,流量数据显示如下:
该流量计可以实现双向流量监测,当开启正负记录后,数据的正负变化体现了排水口处水流方向的改变。通过短期流量监测发现,每小时大概有300m³河水倒灌入雨水管道。最终,通过雨水系统与污水系统的混接错接处混流进入污水系统。因此,对于A区而言,外来水多数源于河道水体倒灌。

从上图可以看出,排水管网结构性缺陷所引起的渗漏型外来水也是外水的重要组成部分。

倒灌口.png

05
效果检验

 在排查实施的同时,对发现的问题点进行及时治理,包括对发现的混接错接点进行整改;对管道渗漏缺陷进行局部树脂固化修复和紫外光固化修复;对渗漏的检查井进行堵漏和离心喷涂修复。经过以上处理后,泵站的进水水量大幅减少,水质明显变化,其结果如下:

COD平均浓度约为130mg/L,氨氮浓度约为10mg/L以上,比项目实施前污水浓度大幅提升。
由于排查区域多为工厂厂区,厂区出户水质普遍偏低,导致进入泵站的污水浓度提升空间有限。

 

友情声明:该方法已由上海誉帆环境科技股份有限公司申请发明专利。