2023年12月27日印發(fā)的《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面推進美麗中國建設(shè)的意見》明確“加快補齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板，建設(shè)城市污水管網(wǎng)全覆蓋樣板區(qū)”，其核心要求就是通過各種工程、技術(shù)和管理手段，將更多的生活污水污染物收集到管網(wǎng)內(nèi)，并高效快速地轉(zhuǎn)輸至污水處理廠進行凈化處理，實現(xiàn)污水污染物的應(yīng)收盡收，盡量避免污水外溢影響水環(huán)境質(zhì)量，或在管道內(nèi)反應(yīng)導(dǎo)致污染物衰減。

因此，《工作指南》重點圍繞兩方面部署生活污水管網(wǎng)全覆蓋工作：一是推進城中村、老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部等市政基礎(chǔ)設(shè)施薄弱區(qū)域的管網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)工作，補齊管網(wǎng)建設(shè)“短板”，真正讓居民生活排放的污水都能收集到污水管網(wǎng)內(nèi)，實現(xiàn)形式上的“生活污水管網(wǎng)全覆蓋”。近年來大部分城市已經(jīng)基本完成了直排口、空白區(qū)的治理，因此污水管網(wǎng)未覆蓋區(qū)域相對較少，工程性補短板工作主要集中于管網(wǎng)更新修復(fù)。二是要盡量降低污水收集轉(zhuǎn)輸過程的污染物損失量，包括污水冒溢、反應(yīng)衰減、降雨沖刷流失等，從而真正意義上實現(xiàn)污水污染物的全量收集。“城市生活污水集中收集率”行業(yè)管理指標(biāo)，采用管網(wǎng)收集并輸送至污水處理廠的污染物總量與城市生活排放污染物總量的比值，也就是實際收集的污染物量占應(yīng)收集污染物總量的比值，可以客觀反映一個城市生活污水污染物的全量收集情況，衡量是否真正實現(xiàn)“生活污水管網(wǎng)全覆蓋”。

當(dāng)然，這里有三點需要說明。首先《工作指南》所使用的“生活污水管網(wǎng)”并不是指行業(yè)傳統(tǒng)意義的分流制污水管網(wǎng)，而是包括對生活污水進行收集轉(zhuǎn)輸?shù)母鞣N管網(wǎng)、管涵等。其二，從污水收集轉(zhuǎn)輸過程“碳”平衡角度考慮，城市生活污水集中收集率低并不代表污水污染物直接流失到水環(huán)境中，這里還涉及污染物在管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸過程中發(fā)生代謝反應(yīng)，并以CO₂、CH₄等含“碳”氣體形式散逸到空氣中的“碳”損失量。其三，我們團隊在全國多地開展的污水管網(wǎng)沉積物分析結(jié)果表明，大部分污水管網(wǎng)沉積物的COD/TN約為30~50，COD/TP約為100~180，呈現(xiàn)高碳低氮磷的典型特征。根據(jù)污水收集轉(zhuǎn)輸過程的碳氮磷平衡，這些都可能是導(dǎo)致我國城市污水處理廠進水低碳高氮磷、碳氮磷比例失調(diào)的重要原因。“生活污水管網(wǎng)全覆蓋”是實現(xiàn)排水行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的重要手段和工具。

城市河湖水、低濃度工業(yè)廢棄水、山泉山溪水、施工降水、地下水等污染程度相對較低的非生活污水（也即“清水”）進入生活污水管網(wǎng)，會稀釋生活污水并最終影響城市污水處理廠進水濃度，是排水行業(yè)的國際通病和工程技術(shù)難題，發(fā)達國家也普遍存在非生活污水入流入滲污水管網(wǎng)的問題，但我國的問題更加突出。從生化反應(yīng)機理考慮，大部分“清水”含有NO₃--N等氧化性物質(zhì)，會與污水中的BOD發(fā)生反硝化反應(yīng)，導(dǎo)致BOD過度衰減，這也是我國大部分城市污水處理廠進水碳氮磷比例失調(diào)的重要原因之一。另外，過量截流非生活污水，也可能使管網(wǎng)接納的污水量超過管網(wǎng)輸送能力或污水處理廠處理能力，從而在薄弱節(jié)點出現(xiàn)污水外溢或外排情況，形成持續(xù)性的城市水環(huán)境污染。系統(tǒng)推進“擠清水”工作已經(jīng)成為排水行業(yè)的重要關(guān)注點。

但是，作為看不見的地下工程，“清水”量大面廣，比較“隱蔽”，簡單的“檢測”工作通常會改變污水管網(wǎng)的實際運行工況，不能完全反映“清水”問題。實際上，如果按照主動和被動排放行為，可以將“清水”分類為“排入”性清水（如施工降水、工業(yè)廢棄水）和“滲入/流入”性清水（河湖水、山泉山溪水、地下水），應(yīng)結(jié)合實際工程場景選擇不同方式進行排查識別溯源并分類施策。

一是城市河湖水。

城市河湖水可歸類為“滲入/流入”性“清水”。按照“水往低處流”的基本生活常識，可利用河湖水位與管網(wǎng)水位的高低關(guān)系，進行河湖水入滲、入流或倒灌污水管網(wǎng)風(fēng)險的簡單研判。河湖水位低于污水管網(wǎng)運行水位時，通常不會發(fā)生河湖水倒灌污水管網(wǎng)的情況。

河湖沿線管網(wǎng)存在滲漏和倒灌風(fēng)險。按照傳統(tǒng)的排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計模式，城市河湖水體沿線多數(shù)敷設(shè)有排水管網(wǎng)。在管網(wǎng)與河湖臨近的區(qū)域，只要管網(wǎng)水位或河湖水位之下有管網(wǎng)破損點，就可能存在管網(wǎng)水與河湖水“連通”的風(fēng)險。一些城市為了避免污水冒溢進入河湖，會將河湖水位抬升至高于污水管網(wǎng)運行水位，而這種高水位河湖必然會對沿線管網(wǎng)形成“高壓”態(tài)勢，容易在淹沒于水體水位線之下的排口或管網(wǎng)漏點形成河湖水階段性甚至長期入滲入流或倒灌污水管網(wǎng)。在進行管段封堵降水位時，很容易根據(jù)管道蓄水量和排水量的平衡關(guān)系，確認是否存在河湖高水位倒灌或入滲污水管網(wǎng)問題。河湖沿線管網(wǎng)滲漏或倒灌的最簡單治理措施就是協(xié)同降低管網(wǎng)運行水位與河湖水位，讓更多的破損點“裸露”在水位線之上，一勞永逸的措施則是將這些沿河管網(wǎng)全部“搬上岸”，而“打補丁”的進行管網(wǎng)破損點修補只能作為臨時措施，并非長久之計。

穿越河湖底部管網(wǎng)存在河湖連通風(fēng)險。穿越河湖底部敷設(shè)的污水管網(wǎng)，一般會在河湖兩側(cè)設(shè)置檢查井，這樣如果污水管上出現(xiàn)了破損漏水點，那么到底是污水外溢進入河湖，還是河湖水倒灌進入污水管網(wǎng)，則主要取決于兩個檢查井的水位與河湖水位的平衡關(guān)系。按照“連通器”原理，檢查井水位低于河湖水位時，容易出現(xiàn)河湖水倒灌污水管網(wǎng)風(fēng)險；而倒虹吸管出現(xiàn)破損情況時，“抽吸”上游來水的同時，也可能同步“抽吸”河湖水，尤其是上游來水量小于下游“抽吸”排水量時，河湖水自然而然的就開始“補位”。另外，由于居民生活排水水質(zhì)的高度波動性，倒虹吸管上游來水和下游排水水質(zhì)并不穩(wěn)定，通過水質(zhì)檢測進行入滲入流問題評估通常需要比較多的水質(zhì)樣本數(shù)量，測試成本比較高。

二是工業(yè)廢棄水。

《工作指南》使用“工業(yè)廢棄水”，主要是區(qū)別于早期行業(yè)內(nèi)一直使用的工業(yè)廢水概念，是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生，不能被工業(yè)企業(yè)再利用而需要外排的工業(yè)廢水。作為“排入”性“清水”，工業(yè)廢棄水可以人為控制排放時間和排放量，因此很難通過偶爾實施的管道檢測發(fā)現(xiàn)。鑒于工業(yè)廢棄水種類繁多，污染成分復(fù)雜，《工作指南》第3.2.6節(jié)就工業(yè)廢棄水對城市污水處理廠的影響以及不同類型工業(yè)廢棄水的應(yīng)對措施做出了明確說明。

工業(yè)廢棄水影響污水收集處理與利用過程的生態(tài)安全性。工業(yè)廢棄水的生態(tài)安全影響早已引起行業(yè)關(guān)注，生態(tài)環(huán)境部等四部委2021年印發(fā)的《區(qū)域再生水循環(huán)利用試點實施方案》（環(huán)辦水體〔2021〕28號）明確要求“加強區(qū)域再生水循環(huán)利用全過程水質(zhì)水量監(jiān)測，保障再生水利用安全”“接納含有毒有害物質(zhì)的工業(yè)廢水的污水處理廠，不納入試點城市區(qū)域再生水循環(huán)利用體系”。眾多測試結(jié)果表明，即使處理至相對較高排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢棄水，仍可能含有城市生活污水處理廠無法接納和去除的化學(xué)成分，尤其是一些容易引發(fā)生物毒性的化學(xué)物質(zhì)，對污水資源化、水體生態(tài)安全和污泥安全處置與利用都存在潛在的不利影響，其危害可能比新污染物更加嚴(yán)重。

低濃度工業(yè)廢棄水會造成嚴(yán)重的BOD損耗。絕大多數(shù)工業(yè)廢水含有難生物降解有機物，通常需要采取臭氧、芬頓等化學(xué)或電化學(xué)氧化技術(shù)才能實現(xiàn)難生物降解有機污染物的高標(biāo)準(zhǔn)去除，因此處理至行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢棄水可能含有一定的“氧化性物質(zhì)”余量，其典型特征就是相對較高的ORP值。這些工業(yè)廢棄水排入城市污水管網(wǎng)后，會與污水中表征為“還原性”特征的BOD發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致BOD過量損耗。低濃度工業(yè)廢棄水排入污水管網(wǎng)對BOD衰減的影響要遠高于城市河湖水、地下水等天然水，會更進一步加大城市污水處理廠進水碳氮磷比例失調(diào)問題，污水處理廠需要更多的“外加碳源”才能確保氮磷穩(wěn)定達標(biāo)。因此，在組織開展工業(yè)廢棄水“影響污水處理廠出水穩(wěn)定達標(biāo)”風(fēng)險評估時，不僅需要關(guān)注生物毒性以及污染物去除難易程度的影響，也需要關(guān)注低濃度工業(yè)廢棄水對生活污水碳源反應(yīng)衰減的影響。

三是施工降水。

與發(fā)達國家不同，我國很多城市處于大建設(shè)時期，地鐵、樓宇地下工程一般需要定期排放施工降水。施工降水屬于“排入”性“清水”，作為地下工程施工的附屬產(chǎn)物，施工降水更容易通過施工現(xiàn)場“排查”發(fā)現(xiàn)和精準(zhǔn)定位。由于多數(shù)施工排水為“短期”行為，鋪設(shè)專用排水通道向城市河湖水體排放，在實施、審批和管理等方面都存在一定難度，尤其是很多地方管理部門對城市河湖沿線臨時新增排污口的審批程序非常復(fù)雜。因此，施工降水直接排入市政排水管網(wǎng)就成了很多施工企業(yè)的“通行”做法。

四是地下水。

與城市河湖水類似，作為“滲入/流入”性“清水”，地下水水位與管網(wǎng)水位的關(guān)系也可以作為地下水入滲/入流污水管網(wǎng)的最簡單直接的識別方法。污水管網(wǎng)運行水位高于或接近于地下水水位時，一般不會發(fā)生地下水入滲污水管網(wǎng)的情況。但是，隨著污水管網(wǎng)降水位、提流速工作的推進，一些原來不“漏水”的污水管網(wǎng)也可能出現(xiàn)地下水位高于管道運行水位而入滲/入流的情況，因此“檢測”更加容易精準(zhǔn)識別地下水入滲/入流污水管網(wǎng)問題。

當(dāng)然，這里所指的“地下水位”不僅包括傳統(tǒng)意義上的潛水位和承壓水位，也包括城市河湖沿線因河湖水滲入形成的相對較高的地下水層，以及丘陵地區(qū)山泉山溪水排放形成的淺層地下水通道，在實際工程中需要區(qū)別對待。

流動水體中的顆粒物沉積是重力主導(dǎo)、多因素影響動態(tài)平衡的結(jié)果，顆粒物個體是否發(fā)生沉淀與其比重、形狀、尺寸等物理特征有關(guān)，更與水的動力學(xué)特征有關(guān)。對于線性推流為主要特征的污水管網(wǎng)而言，流速對顆粒物沉積起非常重要的主導(dǎo)作用，提升管網(wǎng)流速是解決顆粒物沉積問題的最有效舉措。按照平均流速計算公式（v=Q/A），要提升污水管網(wǎng)的流速，要么是增加管網(wǎng)流量，要么是減少過水?dāng)嗝婷娣e。實際工程中增加管網(wǎng)流量一般相對較難，而減少過水?dāng)嗝婷娣e實際上就是降低管網(wǎng)運行水位。降低管網(wǎng)運行水位在管網(wǎng)水位受河湖水體或地下水水位影響較小的城市是可以考慮的技術(shù)措施。

一是提升管網(wǎng)流速，避免管網(wǎng)沉積。

我們借助國家重點研發(fā)計劃的支持，在六安搭建了“管渠沉積-沖刷模擬實驗平臺”，開展了流速驅(qū)動下的顆粒物沉積-沖刷實驗。結(jié)果表明，污水流速低于0.3m/s時，會發(fā)生非常明顯的顆粒物沉積現(xiàn)象，尤其是流速低于0.1m/s時，很容易形成管網(wǎng)邊壁效應(yīng)和局部低速紊流，沉積問題比較嚴(yán)重，沉積物的VSS/SS占比也相對較高，通常可達30%以上。流速0.4~0.5 m/s時，雖然也會產(chǎn)生一定的沉積問題，但此時顆粒物沉積過程更像是“洗砂”工藝，比重相對較輕的有機組分會隨著污水流動而向前移動，比重相對較大的泥砂等顆粒物則會沉積到管道底部，而且沉積物的VSS/SS比值相對較低。流速達到0.6 m/s時，雖然沒有明顯的顆粒物沉積問題，但管網(wǎng)內(nèi)并未達到完全混合狀態(tài)，而是以“層流”結(jié)構(gòu)推進，管網(wǎng)底部形成相對明顯的“濃泥層”，會有大顆粒泥砂沉積情況，上部通常會出現(xiàn)“清水層”。流速達到0.8~1.0 m/s時，會對歷史沉積物形成“剝離”效果，底泥逐漸被沖刷進入污水中。因此，污水管網(wǎng)持續(xù)保持0.6 m/s以上的不淤流速，或者階段性地達到1.0 m/s以上的沖刷流速，都能有效緩解沉積問題。

二是減少過程沉積，改善終端水質(zhì)。

進水低碳高氮磷，生物脫氮除磷所需碳源不足是我國大部分城市污水處理廠的典型特征，與此相反，管網(wǎng)沉積物則表現(xiàn)為高碳低氮磷，《工作指南》指出“管道沉積物高碳低氮磷、污水處理廠進水低碳高氮磷”是我國城市排水系統(tǒng)的典型特征，而這種過程產(chǎn)物高碳低氮磷、末端產(chǎn)物低碳高氮磷的情況，也符合物料平衡關(guān)系。生活污水COD以大分子有機物為主，很容易沉淀，而水解過程產(chǎn)生的小分子有機物仍比較容易吸附在泥相；TN和TP以離子態(tài)的氨氮和磷酸鹽為主，且水解過程很容易將分子態(tài)的氮磷轉(zhuǎn)化為離子態(tài)的氨氮和磷酸鹽，進入水相并最終進入污水處理廠。因此，減少管道污染物沉積有助于將更多的高碳低氮磷“優(yōu)質(zhì)碳源”轉(zhuǎn)輸至污水處理廠，進而改善污水處理廠進水碳氮磷結(jié)構(gòu)，提升污水收集處理系統(tǒng)效能，有效降低污水處理廠脫氮除磷對“外加碳源”的依賴程度，真正意義上實現(xiàn)污水收集處理系統(tǒng)的綠色低碳發(fā)展。

降低污水管網(wǎng)日常運行水位，不僅有助于提升污水管網(wǎng)運行流速，系統(tǒng)解決管網(wǎng)沉積問題，還可以使污水管網(wǎng)內(nèi)形成更大的調(diào)蓄空間，有效緩解管網(wǎng)上游排水高峰期間的局部薄弱點位冒溢問題。隨著管網(wǎng)補短板工作的推進，很多城市已經(jīng)初步解決了重大管網(wǎng)病害問題，基本上具備了降水位提流速的工程條件。

一是協(xié)同推進管網(wǎng)問題診斷與降水位工作。

根據(jù)部分城市污水管網(wǎng)治理經(jīng)驗，對于管網(wǎng)質(zhì)量和病害問題不太嚴(yán)重的區(qū)域，通過技術(shù)手段系統(tǒng)推進管網(wǎng)降水位，逐漸暴露出存在滲漏或倒灌問題的病害點位，并隨時采取“打補丁”的方式進行修復(fù)，可能是當(dāng)前階段一種更加有效的污水管網(wǎng)病害問題快速治理模式。

二是做好小區(qū)源頭管網(wǎng)水位堵點治理。

與市政污水管網(wǎng)不同，居民小區(qū)內(nèi)的污水管網(wǎng)長期呈現(xiàn)低流速沉積-高流速沖刷交替運行狀態(tài)，如工作日上班時間段，留守在樓宇內(nèi)的居民人數(shù)相對較少，排水總量相對較低，這個時間段的污水管網(wǎng)通常呈現(xiàn)極低流速沉積狀態(tài)，而清晨6-8點起床洗漱時段、晚間8-11點浣洗時段的污水管網(wǎng)則可能呈現(xiàn)高流速沖刷狀態(tài)，因此“堵點”較少的樓宇間管網(wǎng)一般比較少沉積。而一些化糞池、管網(wǎng)內(nèi)的碎石塊、施工未清理的混凝土、被樹根頂起的管道段，卻可能形成管網(wǎng)“堵點”，導(dǎo)致管網(wǎng)前段呈現(xiàn)“高水位”狀態(tài)，應(yīng)作為小區(qū)管網(wǎng)降水位的重點工作。

三是做好廠（站）提升水位與管網(wǎng)水位的平衡。

我國絕大部分城市的市政污水管網(wǎng)呈現(xiàn)高水位狀態(tài)，這就好比通過閘壩“堵”起來的城市河湖，即使出現(xiàn)所謂的“逆坡”或者“堵點”，通常也不會直接影響管網(wǎng)的運行狀態(tài)，只會在“逆坡最高點位”區(qū)域形成高于其他區(qū)域的流速。而污水管網(wǎng)運行水位的真正“堵點”通常是被人為抬高的提升泵站、污水處理廠前泵房的“泵運行水位”。尤其是對于地勢較為平緩、管網(wǎng)坡度相對較小的地區(qū)，每抬高1米“泵運行水位”，就可能導(dǎo)致上游主干管數(shù)百米的滿管和數(shù)公里的高水位運行的狀況，因此要降低城市污水主干管的運行水位，首先要考慮各相關(guān)泵站的降水位問題。當(dāng)然，一些污水處理廠運行單位擔(dān)心泵站降水位運行會增加泵的提升能耗，實際上前面已經(jīng)多次提及，管網(wǎng)沉積物是一種高碳低氮磷的“優(yōu)質(zhì)碳源”，將其引入到污水處理廠有助于改善污水處理廠進水碳氮磷結(jié)構(gòu)，降低脫氮除磷對“外部碳源”的需求量，減少污水處理廠運行費用。實際工程運行管理過程中應(yīng)考慮廠-網(wǎng)協(xié)同，做好系統(tǒng)性平衡。

四是做好河湖水位與管網(wǎng)運行水位的平衡。

在解決“泵提升水位”等“堵點”后，影響城市污水管網(wǎng)降水位的最大因素可能是管網(wǎng)運行水位與城市河湖水位的關(guān)系。前已提及，目前我國大部分城市在河湖沿線敷設(shè)管網(wǎng)的情況還是比較常見的，穿越河湖底部的污水管網(wǎng)也并不少見。如果污水管網(wǎng)與河湖水體之間存在滲漏點或連通點，污水管網(wǎng)降水位之后，首先出現(xiàn)的問題可能就是大量河湖水倒灌污水管網(wǎng)。因此，在條件許可的情況下，適度降低城市河湖水體水位，更加有利于實現(xiàn)污水收集系統(tǒng)效能提升的工作目標(biāo)。