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排水管道如何整治?向德国排水管道整治看齐

2016-10-08 09:08来源:给水排水微信关键词:排水排水管道德国收藏点赞

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排水管道检测就如同人体健康体检,只有把问题查清楚了,才能够对症下药。不依靠现代检测手段,就无法准确知道缺陷的存在,更无法判定缺陷的严重程度。

1.2.3缺陷整治要跟上检测的目的是发现缺陷,而维修整治就是根据检测结果,有针对性地采取清通、修理、修缮和更新等措施,消除缺陷,恢复功能,延长使用寿命。当检测发现缺陷后,应根据缺陷的类别,及时采取相应措施进行维修整治。

解决功能性缺陷问题主要依靠排水管道养护来解决,及时清除淤泥、拆除坝头和树根等障碍物,打通管道,恢复过水断面。

对于结构性缺陷,则应根据缺陷的严重程度,制定近、中、远期维修整治计划,“有病抓紧治”是排水管道维修整治的根本原则。德国称有17%的排水管道需要在近、中期内进行整治就是根据检测结果确定的。结构性缺陷的整治,一般除地面塌陷或严重错口等情形,必须要开挖外更新外,一般宜应尽量选择非开挖的方式,以减少对城市交通等的影响。《城镇排水管道非开挖修复更新技术规程》(CJJ/T 210—2014),为管道结构性修复提供了技术依据。非开挖修理根据修理部位,分为局部修理和整体修理。局部修理主要技术措施包括:嵌补法、注浆法、套环法和局部涂层法,主要适用于接口修理和管体局部修理,如图8所示。整体修理主要技术措施包括:涂层法、翻转法(CIPP)、螺旋管法、短管内衬法等。

这些非开挖修理技术都具备在完全不开挖或少量开挖地面的情况下实施,具有施工时扰民少、对交通和周边影响小、施工过程中完全不会产生次生灾害的优点。上述技术在我国都有使用,也非常成熟。特别是目前套环法、翻转法和短管内衬法使用在我国较为普遍。

德国对采用内衬的修缮方法,修复后管道的使用寿命,平均可以延长使用寿命47 a的评价足以证明这类非开挖技术的推广使用前景的广阔。但由于这些工法所使用的设备和材料基本来自欧美等发达国家,故而修复成本偏高,给使用推广带来一定难度。最近,检测设备、修复材料及修复技术装备产业化推广技术已被列入国家“十二五”水专项的研究课题,相信在不远的将来,排水管道非开挖修理一定会得到推广。

1.2.4GIS系统要动态在地理信息系统(GIS)上叠加排水要素,形成的城镇排水GIS系统为排水管理提供了有效的基础。排水系统的规划设计、日常维护、运行调度、模型动态分析、防涝预警、应急调度等工作均离不开排水GIS系统。国务院办公厅2014年6月3日发布了《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发[2014]27号),要求在2015年底前完成地下管线的普查,建立综合管理信息系统。这为城市排水地理信息系统建立提供了政策依据,有关部门也将出台相关技术标准,指导和规范该项工作。

建好和管好城市排水GIS,要注重借鉴4则经验:一是家底清楚是基础,这是彻底解决排水系统数据缺失、不完整、不准确等问题的前提;二是仅有属性数据还不够,排水GIS中排水管道的管径、标高、材质、厂站规模、设备配置等是必须包括的基本属性数据,但是仅有这些属性数据,排水GIS少了点“活”性,应该将排水设施养护、检测、维修整治等维护管理信息加到数据库里去,这样GIS就能够“活”起来了;三是GIS要动态,城市排水GIS的核心是数据库,及时根据属性数据的变化和管理数据的变化来更新数据库,这是GIS管理的重中之重,没有动态的数据库,就没有合乎实情的指令;四是城市排水管网的数据库只能确定由一家负责管理,数据库共享,不能出现多头管理的现象,只有这样,才能保证GIS及各种目的子系统有效运行。

2我国排水管道外部渗入水影响分析

外部渗入水量的大小是直接反映排水管道的实际质量状况和管理水平的重要表征指标,在缺少相应检测资料的情况下,污水处理厂的进水水量和浓度就是最有效的证明。

2.1我国污水管道外部渗入水情况调查上海早在2002年就开始了外部渗入水主要部分——地下水渗入情况的调查研究,苏州河以南11个排水系统调查显示,地下水渗入量占旱季污水量(“纯”污水量与外部渗入水量之和)的比值平均为31%,苏州河以北为23%;部分住宅小区的外部渗入(地下)水占旱季污水量的比值为10%~35%。上海崇明某镇污水处理厂设计规模为2.5万m3/d,服务范围的自来水供水量日均2.2万m3/d,但是污水处理厂的进水量却超过3万m3/d。合肥市某小区和所在排水系统实测外部渗入(地下)水量占旱季污水量的34%左右。

前述德国DWA资料介绍,德国外部渗入水量与旱季污水量的比值为28.8%。虽然上海等地的外部渗入水调查数据与德国调查数接近,但研究认为这并不意味着我们的排水管道质量也与德国水平相当。而是在相同区域面积和管道长度条件下,我们的人口密度和污水产生总量比德国要大很多,而且我国的外部渗入水量仅考虑了地下水,所以显示出我们的渗入量与旱季污水量之比与德国相近。

污水处理厂进水浓度偏低,也是外部渗入水大量渗入的有力佐证。上海某分流制(以生活污水为主)污水处理厂,处理规模为2.2万m3/d,其进水COD浓度为330 mg/L,而德国北部以分流制为主的污水处理厂年均COD进水浓度为800~1 000 mg/L,可见上海污水管道的外部渗入水和雨季雨水的混接是影响水质的重要因素。

上海某小区实测外部渗入水量为26%~36%,管网COD浓度为249 mg/L;而另一小区外部渗入水量为10%~20%,其COD浓度为346 mg/L,上述合肥小区测得COD浓度为140~270 mg/L。上海崇明某镇小区实测COD浓度为322 mg/L,对应的城镇收集管网为147 mg/L,污水处理厂进水总管中COD浓度125 mg/L,污水处理厂集水井内COD浓度118 mg/L,从上游到下游浓度一级比一级淡,污水处理厂进水COD浓度仅为小区平均COD浓度的36.6%。可见外部渗入水缺陷是十分严重的。

我国以生活污水为主,或者工业污染源影响较小,城镇污水处理厂进水COD浓度应为400 mg/L,以此推算,上海外部渗入水量占旱季污水量的比例为30%以上的调查是合理的;我国很多城镇污水处理厂进水COD浓度不足200 mg/L,外部渗入水的比例一定在50%以上,甚至超过100%。

2.2外部渗入水影响分析外部水的大量渗入会造成4方面的问题,一是增加了污水处理厂的进水量,降低了污水处理厂进水水质,导致污水处理厂运行效率和污染物减排效率降低,甚至溢流;二是外部渗入水占据了管道的容量,降低了管道的输送效率,也有可能导致在管道和输送泵站处溢流;三是由于管道沟槽回填近年来多是黄沙,地下水的渗入会将黄沙带入管道中,从而掏空沟槽,造成道路塌陷;四是浪费了地下水等珍贵的水资源。

近期有多个媒体报道称:“我国多地污水处理厂超负荷运转,部分生活污水直排湖河,致水体二次污染高发”。造成我国污水处理厂溢流的原因,可以归纳为4种情况:一是污水处理厂进水水量,超过实际处理能力而溢流;二是管网运行调度不合理,造成日夜间进水量负荷波动变化较大,高峰时产生溢流;三是合流制排水系统的污水处理厂按照分流制设计,雨季进水量是污水量的若干倍(取决于截流倍数),造成溢流;四是由于收集管网设计和污水处理厂设计一般仅考虑了污水量10%的外部渗入(地下)水渗入量,而实际中远高于污水量10%的外部渗入水进入污水管道,导致进水量超过处理能力而造成溢流。

前两种情况,对策措施相对是比较简单的,通过污水处理厂扩容和优化运行调度方案就可以解决。第三种情况则需要增建雨季溢流水处理设施,让雨季超负荷进水得到一定处理后再溢流;这种做法,污水处理厂的污染物减排效果一定好于污水处理厂的单纯提标改造。外部渗入水是我国普遍存在的问题,也是媒体所称称溢流的主要原因;其仅依靠污水处理厂扩容是不能够解决问题的,扩容也是一种盲目和低效的手段,而是应该从管网整治入手,从根本上解决问题,否则外部渗入水缺陷愈加严重,导致溢流也会愈加严重。

2.3解决外部渗入水问题的途径根据德国的经验,外部渗入水量50%以上排水管道系统必须进行整治修复,25%~50%应予以重视,25%以下时可视为正常。

在加强新建排水管道质量的基础上,对于已有管道首先要大力推进排水管道检测,特别是采用电视摄像、声纳等手段,进行内部检测。并按《城镇排水管道检测与评估技术规程》进行病害等级评价,依据病害等级,分轻重缓急进行整治修复。

传统的管道整治修复方法是开挖,在城市交通日益繁忙的当下,管道开挖更换、修理和修复措施不断受到限制,所以逐步推行非开挖措施是必要的。

总而言之,采取有效措施,把污水管网外部水的渗入量降下来,就能够提高我国排水管道质量和解决污水处理厂超负荷运转问题。

3建议

3.1有必要定期开展排水管道状况调查德国坚持了三十多年的排水管道状况调查制度,让德国实实在在掌握了排水管道实际状况,明白还该做什么。建议我国城市也应建立相应的排水管道调查制度,周期性调查,并不是隔几年进行一次普查,这样会因为工作量巨大,而无法实施。应该是重点借助于现代化检测手段,每天都做一点排水管网的检测,5~10年一个轮回,几个轮回下来,一定能够把“埋在地下,看不见”的排水管网状况弄清楚,把整治需求和工作量弄清楚。除此之外,也才能够把一个城市的排水管网与国家对排水防涝新要求的差距是多少弄清楚,把污水真正的全收集和全处理要求差距是多少弄清楚。

3.2有必要抓紧修订相关排水管渠技术规范我国现行《室外排水设计规范》(GB 50014—2014)和《给水排水管道施工及验收规范》(GB 50268—2008)对排水管道的设计、施工及验收进行技术规定,但是前者尚需进一步细化外部渗入水量确定、管材的选取、基础的设置、回填材料等方面的要求;后者则需要对拟用管材的检验、施工次序、回填材料和方式、管道施工质量的保障措施等方面还需要进一步细化和强化,为建设好排水管道提供技术保障。

3.3有必要强化排水管道维护管理排水管道维护管理包括日常巡查、定期养护、定期检测和维修更新等,在编《城镇排水管渠及泵站运行、维护及安全技术规程》对这些内容的周期、具体内容和要求做出了规定,为今后做好排水管道维护管理提供了重要的依据。只有认真按照技术标准要求做好排水管道的维护管理,才能够及时把积泥清干净,让河道少一分污染;才能够及时把障碍清除掉,让管道更通畅;才能够及早发现病害缺陷,让管理者掌握管道的真实状况;才能够及时修复缺陷,让管道保持健康。这项工作首先要落实好维护管理队伍;其次是要编制相应的维护管理定额,为经费申请提供依据;三是要建立相应的第三方检查、政府监管的维护管理机制。当然前提是排水行业主管部门和当地政府要从排水管道维护涉及城市排水防涝保障、城市水环境改善和城市公共安全的高度认识排水管道维护管理的重要性,认识到位,排水管道的维护工作就有了保障。

原标题:排水管道篇,向德国排水管道整治看齐?
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