排水診斷的“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”—智慧排水之亂彈(45)
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小編按:“黑臭在水里,根源在岸上,關鍵在排口,核心在管網(wǎng)”,要想改善城市水環(huán)境質(zhì)量,提高排水系統(tǒng)運行處理效率,管網(wǎng)是繞不過去的坎,那么對復雜的、大型的、隱蔽的、分布式的管網(wǎng)要如果和診斷看病,如何量化分析,如何系統(tǒng)分析,本文做了一些討論,供大家參考。
2019年5月5日,國家三部委印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案》(2019年——2021年),明確規(guī)定要對城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)進行全面排查,確保污水處理廠進水的生化需氧量(BOD)濃度不低于100mg/L。在此《三年行動方案》提出后,“提質(zhì)增效”成為了城鎮(zhèn)排水領域的絕對熱點詞匯!在中國知網(wǎng)上輸入“排水提質(zhì)增效”作為主題詞,進行搜索,共有35條相關的結果。
根據(jù)年份來看,在2019年,文章發(fā)表數(shù)量急劇增加;而2020年前9個月即便受疫情影響,相關的成果數(shù)量也并未減緩?梢,該項工作仍保持著極高的熱度,也預示著未來圍繞著提質(zhì)增效這個主題將會產(chǎn)生大量的技術需求。
那么,污水廠進水濃度低的原因是什么?“提質(zhì)增效”到底要怎么做?有哪些方法呢?對于這些問題,相關成果中都進行了總結,且具有很強的一致性,以下幾點也是主要原因:
(1)污水收集系統(tǒng)不健全,污水存在直排問題
(2)排口低于河湖水位,管網(wǎng)存在倒灌問題
(3)排水系統(tǒng)持續(xù)高水位、低流速運行,存在排水不暢問題
(4)雨污錯接混接,雨水口旱天有污水排出,污水管網(wǎng)雨天有雨水混入
(5)埋于地下的污水管道,面臨外水入滲問題,地下水和河水進入,造成“清污不分”
看到這些原因,是不是感覺很熟悉?這是因為早在《三年行動方案》提出之前,2015年9月,住建部與環(huán)保部聯(lián)合發(fā)布的《黑臭水體整治工作指南》也曾成為排水領域的熱點。面對黑臭水體的整治工作,“黑臭在水里,根源在岸上,關鍵在排口,核心在管網(wǎng)”已經(jīng)成為了共識,對排水管網(wǎng)進行系統(tǒng)排查,查找問題也是黑臭水體整治工作的核心。
從“黑臭水體”到“提質(zhì)增效”,熱點詞匯的更替感覺關注點也有了變化,畢竟對象從水體到了水廠,但細究原因及應對措施,卻具有高度的重合性。其實,早于“黑臭水體”和“提質(zhì)增效”,在排水領域最熱的詞非“海綿城市”莫屬。
2014年底,住房和城鄉(xiāng)建設部對外印發(fā)《海綿城市建設技術指南》,從第一批試點到第二批,全國很多城市在進行城市改造和規(guī)劃設計時都踐行了“海綿理念”。“海綿城市”的核心關注點雖然是城市雨洪管理,但其中也提出了對水環(huán)境改善的要求。
通過以上分析可以看出,從“海綿城市”、“黑臭水體”到如今的“提質(zhì)增效”,城市排水系統(tǒng)領域的熱點詞匯不斷在更新替換,然而,落實到具體工作方面,一致性還是相當高的!
畢竟,逢雨必澇、水體黑臭、污水廠進水濃度低,這些都是表面現(xiàn)象,透過現(xiàn)象看本質(zhì),問題的核心還是我國城鎮(zhèn)污水收集處理系統(tǒng)存在諸多問題。正所謂哪里有需求,哪里就有市場,萬變不離其宗,“排水診斷”其實才是永恒的話題,具有高度的持續(xù)性!更是無論在海綿城市建設、黑臭水體治理、提質(zhì)增效行動,還是其他城鎮(zhèn)環(huán)境問題解決中不可避免需要面對的工作。
同樣我們再利用中國知網(wǎng),以“排水問題診斷”為主題進行搜索,相關成果就要少很多了,而且都是早年的一些成果。當然,借著熱點問題進行研究是好的,但很多時候需要找到問題的核心、本質(zhì),才能具有長久性。
結合早年的研究成果,結合近年來項目工作的實際經(jīng)驗,接下來就談談城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)診斷工作該如何開展。我們通過以下幾個方面進行梳理,拋磚引玉,為后面的亂彈作為一個引子吧,因此大家可要持續(xù)關注我們的公眾號了~
一、城鎮(zhèn)排水問題
城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)龐大、運行復雜,常常會面臨多尺度的復雜問題并發(fā):在城市/片區(qū)尺度,污水廠運行低效、管網(wǎng)整體運行狀態(tài)及負荷不清;在地塊尺度,小區(qū)內(nèi)存在雨污混接的問題;在管線部分需要對污水管網(wǎng)錯接漏接、入流入滲、污水冒溢等問題進行定量分析診斷,確定問題嚴重區(qū)域及位置。
因此,排水管網(wǎng)診斷的方法就是要適應多尺度問題解析、確保結果的可靠性,可支持長期的運維管理工作。
二、城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)診斷主要技術
在排水診斷中,主要應用的技術包括:人工排查、排水在線監(jiān)測、水質(zhì)化驗及CCTC檢測。(可以參考之前的亂彈文章:排水管網(wǎng)排查診斷的正確打開方式—智慧排水之亂彈(42))
在線監(jiān)測技術能夠?qū)崟r持續(xù)收集數(shù)據(jù),在水量指標:液位、流量、降雨量的監(jiān)測上能夠準確持續(xù)獲取管網(wǎng)信息;在水質(zhì)指標上,可以將電導率、懸浮物濃度、溶解氧濃度作為代表性指標,進行監(jiān)測。在線監(jiān)測技術依托于專業(yè)的在線監(jiān)測設備(這方面可以關注一下THWater,排水管網(wǎng)監(jiān)測中的“筆記本”),可以在大范圍內(nèi)自動采集數(shù)據(jù),人工及經(jīng)濟成本相比于排水檢測要低很多。
多指標的水質(zhì)化驗,主要依賴于實驗室的化驗,需要根據(jù)排水診斷的需求和目的,選擇采樣的點位、采樣條件及化驗指標,反映不同運行條件下,管網(wǎng)排水的水質(zhì)情況。
管網(wǎng)檢測技術中,最常用的為電視檢測(CCTV),可以準確判斷管道和檢查井存在的缺陷、類型、位置、數(shù)量和情況,對問題進行精準定位,支持后期管網(wǎng)的疏通、修復及改造。
三、排水診斷思路
排水診斷具有很強的綜合性,需要在不同情境下進行分析考量。對排水系統(tǒng)而言,最典型的運行場景為降雨和非降雨,因此需要分別在旱天和雨天進行數(shù)據(jù)信息的收集。在旱天情況下,通過單點液位流量監(jiān)測,可進行單點負荷分析,及水量平衡分析,再結合水質(zhì)化驗情況,可對旱天的基本入滲進行定量分析;在旱天監(jiān)測分析的基礎上,在雨天情況下進行監(jiān)測分析,可分析降雨對排水系統(tǒng)的影響;綜合多運行工況下排水系統(tǒng)情況,對溢流風險、廠網(wǎng)調(diào)度、入流入滲等問題進行診斷評估,并將結果支持問題的決策與解決。
在排水診斷過程中,需要首先利用在線監(jiān)測進行大范圍的排查,可以通過固定監(jiān)測、臨時監(jiān)測和輪換監(jiān)測三種模式相結合來提高在線監(jiān)測的覆蓋密度,盡可能全面掌握排水系統(tǒng)的信息;由于在線監(jiān)測可實時持續(xù)收集信息,在相對短的時間內(nèi)即可得到一定的信息量,以此為基礎,再開展局部,有針對性的進行水質(zhì)監(jiān)測和管網(wǎng)檢測工作。
后記:
面對排水系統(tǒng)存在的諸多問題,海綿城市、黑臭水體、提質(zhì)增效,熱點詞匯一直在變,但排水系統(tǒng)的診斷工作都是針對其本質(zhì)與核心的解決方案,不少城市也逐漸開始了相關工作,可惜其中不少都將“排水診斷、排查”與“管網(wǎng)CCTV檢測”劃上了等號。一說要進行排水診斷工作,就直接投入大量資金,對管網(wǎng)開展CCTV的檢測。實際上,這樣的工作模式不僅產(chǎn)生了大量的碎片化數(shù)據(jù)難以處理,也造成經(jīng)濟成本投入巨大,效率不高,并導致項目效果不彰,難以為繼。
要想做好排水診斷工作,從問題為導向到效果為依據(jù),正確的打開方式應該是充分將在線監(jiān)測和管網(wǎng)檢測技術進行有機的結合,利用在線監(jiān)測進行體系化的基礎性排查,及時查明大范圍內(nèi)管網(wǎng)錯接、雨污混接、運行負荷等基礎信息;以此為基礎,有針對性的開展CCTV檢測,才能夠精準鎖定,支持管網(wǎng)升級改造,真正的去提升管網(wǎng)的收集效能,全面加強污水從源頭到末端的管控能力。
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北京清環(huán)智慧水務科技有限公司,一家專注于智慧排水管網(wǎng)在線監(jiān)測及服務的機構。