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南京市管道非开挖修复CIPP紫外光固化修复增效实践经验

发布时间: 2022-12-04  点击次数: 392次

南京市污水管道非开挖修复提质增效实践管道非开挖CIPP紫外光固化修复工艺经验,江苏南排市政建设工程有限公司 南京市主城区针对污水管网“高水位低浓度"问题,采取物探测绘、水质检测、清疏检测、即查即改等措施,创新管网排查“四位一体"治理模式,实现城镇污水处理提质增效目标,为水环境治理提供助力。

南京市主城区污水管网排查实践[J]. 给水排水,2022,48(9):112-116.



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Part.1

南京市污水管网现状及分析

1.1 南京市污水管网建设发展历程

1985年至2008年,逐步建立和形成截流式合流制为主的污水排放体系;2009年至2018年,集中开展分流制排水系统建设,形成相对完善的污水收集系统;2018年起,有序开展管网排查和问题管网整治及提升行动,推动污水管网可持续发展。


2020年,南京市完成主城区六大污水收集系统市政污水管网排查和即查即改,污水处理提质增效显著。为进一步提升污水收集和输送效能,南京市计划通过5年时间有序推进问题管网专项整治及提升,实现“污水不入河、外水不进管、进厂高浓度、减排高效能"。


1.2 污水管网排查政策

国家和行业层面都明确提出了污水管网排查工作要求,努力实现“城市生活污水集中收集效能显著提高"的发展目标。如《关于印发城市黑臭水体治理攻坚战实施方案的通知》(建城〔2018〕104号)、《关于印发城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019~2021年)的通知》(建城〔2019〕52号)、《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》的通知(发改环资〔2020〕1234号);《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》(CJJ 68-2016)等。


1.3 污水管网排查难点

当前污水管网排查主要难点体现在以下几方面:

(1)数据不完善。随着城市建设的发展,地下管线急剧增加。地下管线错综复杂、数据不精准、不完善已严重影响地下管线运行安全。尤其是老城区在合流管的基础上新建了污水管,后期运行过程中又因电、气、通讯、地铁等市政工程频繁改造,雨污水管道混接现象较为普遍,合流制、分流制交替存在,难以形成一套完整且准确的管网数据。


(2)技术路线复杂。管网排查综合了管线探测、水质检测、管道检测与评估、管道修复等多项工作,存在工作内容多、工作量大、不确定因素多等特点,需要形成一套多专业融合、多方式协同推进的技术路线。


(3)作业风险大。排水管道维护作业属于高危劳动作业。井下作业是市政排水管道维护作业中经常遇到的一种特殊作业项目,需要进入排水管道、检查井、闸井等市政排水设施内部进行检查维修,作业难度和危险性都较大。尤其是污水管道普遍具有埋设深、流速快、作业空间狭小、污染严重、管内情况复杂等特点,易发生作业人员中毒等安全事故。


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Part.2

管网排查工作实践

2020年至2022年,南京市主城区通过试点循序渐进,因地制宜地开展管网排查整治,最终实现污水收集效能及水环境质量的双提升。


2.1 基本概况

(1)污水系统情况。南京市主城区包含六大生活污水处理系统(见图1),分别为江心洲(67万m3/d)、城北(30万m3/d)、城东(35万m3/d)、铁北(19.5万m3/d)、仙林(10万m3/d)、城南(5万m3/d)污水处理厂,污水处理能力共166.5万m3/d,总服务面积约500 km2,配套市政污水管道约1700 km、污水泵站40座。


图1 南京市主城区六大污水系统


(2)主要问题。①高水位:主城区六大污水处理厂进水泵房实际运行水位普遍高于设计水位2 m以上,尤其是江心洲、城北污水系统来水量长期超过设计水量,2021年日均处理负荷超100%,瞬时水量较大时污水管网水位持续提升,部分低洼地段发生污水漫溢情况。②低浓度:2022年,主城区六大污水处理厂进水平均COD浓度约180 mg/L,BOD5浓度约70 mg/L,尤其是处理的江心洲污水处理厂进水浓度偏低,严重影响污染物减排效益。


2.2 技术路线

根据水系、泵站、主干管服务范围,合理划分排查片区,基于“管网(面)-管线(线)-管段(点)"排查对象,从污水管网全覆盖、全收集、全处理、管道功能质量、水质水量和输水效能等方面梳理污水收集系统突出问题和问题成因,结合物探测绘、水质检测、清疏检测、即查即改的“四位一体"排查模式,落实科学排查,边排查边分析,边整治边评估,循环往复,闭环验证,直至找准问题根源,达到预定成效。排查技术路线见图2。


图2 南京市主城区污水管网排查技术路线


2.3 工作内容

南京市建立了统一的排查技术标准和工作制度,形成了有效的物探测绘、水质检测、清疏检测、即查即改的“四位一体"排查模式。


(1)物探测绘,摸清家底。分片区从污水节点井→污水主次干管→污水泵站,分水系分流域从排口→雨水管网→污水源头/雨污混接点进行探查测量,查清排水管网设施基本属性,主要包括管道位置、管径、标高、材质、拓扑关系、建设情况等;检查井坐标、规格、材质、井室结构等;雨污管道错接混接、截流设施类型关联情况等。同步绘制雨污水管网系统图,分析梳理图面问题,现场复核查证,完成第一阶段的疑似问题研判。通过测绘雨水管道2 900km,污水管道1700 km,探明雨污水管道混接点900余处(其中主管混接331处,雨水箅子接入污水井574处),做到了污水系统从污水节点井至污水处理厂的全覆盖测绘。


(2)水质检测,追本溯源。对小区雨污水节点井、市政道路污水交汇井、污水管道及关联河道、雨水排口进行科学布点,分阶段开展水质跟踪检测,分期形成水质检测专项报告。通过10万样次水质检测数据分析,一是基本掌握源头排水户污水水质情况,根据7 400座污水节点井旱天有效水质采样检测数据,主城区污水节点井COD浓度≥300 mg/L的占比42%;COD浓度在200~300mg/L占比约20%;COD浓度在100~200 mg/L占比约20%;COD浓度<100mg/L的占比18%。低浓度节点井(COD<100mg/L)主要分布于沿江区域(地势低且地下水位高)、沿河道区域、紫金山区域(受山水影响)以及学校、广场、洗车店、医院等特殊单位区域。二是研究污水输送过程水质变化,初步甄别河水倒灌、地下水渗漏等外来水入渗情况,快速锁定重点排查区域范围及问题管道设施。


(3)清疏检测,查明问题。通过封堵调水、人工摸排、视频检测、声呐检测、全地形机器人、水下机器人等技术手段实施重点区域和问题管道设施的清疏检测,找准河水倒灌点、雨污混接点、管道和检查井功能性、结构性缺陷点。累计检测管道1080 km,发现检查井室井盖各类问题8 600余处,管道Ⅲ、Ⅳ级结构性缺陷约9 700余处。在所有管道缺陷中塑料管缺陷最为突出,占比62.5%,主要缺陷类型为脱节、错口、破裂、变形和起伏;混凝土管占比29.5%,主要缺陷类型为破裂、脱节、错口和渗漏;金属管占比8%,主要的缺陷为脱节、错口采用CIPP紫外光固化修复工艺,江苏南排市政建设有限公司。


(4)即查即改,提质增效。通过检查井室特种砂浆喷涂技术、管道CIPP、FIPP、螺旋管内衬、钢套环等非开挖修复技术,完成即查即改9 000余处,挤外水超10万m3/d。另有230km问题管道(占比13.5%)计划通过分段整治、整体更新及新建等方式实施改造提升。


(5)江苏南排市政特殊设施,重点排查。在完成“四位一体"排查的基础上,继续深化排查涉河湖水体、雨水溢流、地下水较高区域的污水设施。通过组合调控河道与管道、雨水管道与污水管道水位关系,排查过河管、沿河管、倒虹管、雨污水管道交叉井、截流、雨天污水漫溢点等关联设施,分析不同运行工况下污水管道水位、水质、水量关系,进一步诊断污水系统外来水量及入渗方式,提出优化污水收集系统建设运营的方案。


2.4 排查成效

主城区六大污水处理系统2020年较2017年实现了进水COD增长26mg/L,增长率达15%;BOD5增长23mg/L,增长率达34%;进厂泵房前池液位平均下降约0.65m,基本达到“提水质,降水位"的预期目标。2020年排查结束后,随即开展分年度管网修复工作。图3 为江心洲污水处理厂2018年至2022年进水COD、BOD5浓度增长情况,其中,BOD5由2018年的平均56mg/L提升至2022年的平均100mg/L。


图3 江心洲污水处理厂进水COD、BOD5浓度变化


3

Part.3

管网排查工作总结

3.1 优化工作组织

成立工作专班,加强组织领导,层层夯实责任,片区管网养护运行负责人担任建设单位现场责任人,加强对各参建单位的管理。本次排查项目按照污水收集系统进行划分,采用设计施工一体化模式(设计单位牵头),先分析评估,再精准施工。


3.2 重视绩效考核

根据长期养护中对收集系统本底情况的分析,制定与参建单位经济利益挂钩的履约指标和考核制度,如江心洲排查项目要求排查工程竣工后江心洲污水处理厂进水COD浓度连续3个月同比提高10%以上(含10%)、城北排查项目要求排查工程竣工后城北污水处理厂进水COD浓度连续三个月同比提高5%以上(含5%)。一方面加强各参建单位之间深度合作,有效落实排查质量、进度、安全、投资管理;另一方面也可极大地调动各参建单位的工作积极性,有效促进排查工作成效。


3.3 引入特殊技术

排查项目中,除利用潜望镜(QV)、闭路电视(CCTV)、声呐(Sonar)等常规检测手段外,创新利用电法测漏检测和水下机器人检测对无法调排的管段进行检测,利用全地形机器人对大型合流箱涵进行检测,做到污水管网设施应检尽检。另外,利用示踪剂、烟雾发生器、余氯试剂、便携式氨氮检测等措施缩小排查范围,追本溯源。


3.4 开展专项分析

对于污水管网运行的问题易发区域,重点排查分析。本次将沿河管、过河管、拦河入网、截流设施、合流管道等作为重点排查对象,进行专项排查和分析。


3.5 协同即查即改

围绕挤外水、治混接、收污水的工作目标,有针对性地围绕重点问题开展污水管道及附属设施缺陷即查即改,尤其是加强河水倒灌、污水下河、雨污水混接、检查井设施安全等问题整治,减少外来水进入污水系统。即查即改减少了二次调排水的投入,同时也能够快速产生效果。


3.6 推进智慧水务

通过信息技术和管网排查的深度融合,构建“一图、一库、一平台"的污水管网信息化管理系统。


一图:细化排查成果,抓好数据源头。物探测绘数据严格执行《南京市管线探测技术规程》(DB 3201)、《南京市管线数据标准》(DB 3201),并按照南京水务集团相关规定重新对检查井编号,录入南京水务集团有限公司GIS数据库,并以地形图为载体绘制排水管网CAD图,形成污水管网“一张图"。


一库:对排查成果数据进行标准化建库。以“污水管网检测排查成果可视化展示和应用"为工作目标,制定如“一井一档"、“一路一档"、水质检测数据、管道检测报告、CCTV/QV/声呐等视频影像资料、管道液位监控等成果提交标准,实现成果资料数据逻辑检查、格式转换、数据挂接等标准化处理,完成管线探测数据和检测排查资料统一建库。截至2020年底,已录入约46 700座检查井档案、约29 000份视频检测资料、约54 000样次水质检测成果数据。


一平台:强化平台优势推动智慧水务??⒍ㄖ苹南低称教ㄊ迪侄晕鬯沓?、泵站、管网信息系统(不同时期、不同??椋┑恼嫌爰?,综合展示污水厂运营、泵站运营、管网运营、调度系统、巡检系统、养护系统、工单系统、视频系统等八大功能???,坚实打造“一平台"载体,推动智慧水务高质量发展。


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Part.4

结 语

科学利用物探测绘、水质检测、清疏检测、CIPP紫外光固化修复 即查即改的“四位一体"模式,能够有效实现城镇污水处理提质增效目标,具有推广意义。


单一管网排查项目只是短效治标,稍有松懈就会陷入问题反复状态,因此管理者应把视野放在排水管理的长效治标上,积极探索有效的长效管理机制,推动排水设施从规划建设→验收移交→日常维护,污水处理从源头接入→过程输送→处理回用的全周期、全流程管理,实现排水长效管理水平的全面提升。



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