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南京市管道非開挖修復CIPP紫外光固化修復增效實踐經驗

發布時間: 2022-12-04  點擊次數: 329次

南京市污水管道非開挖修復提質增效實踐管道非開挖CIPP紫外光固化修復工藝經驗,江蘇南排市政建設工程有限公司 南京市主城區針對污水管網“高水位低濃度"問題,采取物探測繪、水質檢測、清疏檢測、即查即改等措施,創新管網排查“四位一體"治理模式,實現城鎮污水處理提質增效目標,為水環境治理提供助力。

南京市主城區污水管網排查實踐[J]. 給水排水,2022,48(9):112-116.



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Part.1

南京市污水管網現狀及分析

1.1 南京市污水管網建設發展歷程

1985年至2008年,逐步建立和形成截流式合流制為主的污水排放體系;2009年至2018年,集中開展分流制排水系統建設,形成相對完善的污水收集系統;2018年起,有序開展管網排查和問題管網整治及提升行動,推動污水管網可持續發展。


2020年,南京市完成主城區六大污水收集系統市政污水管網排查和即查即改,污水處理提質增效顯著。為進一步提升污水收集和輸送效能,南京市計劃通過5年時間有序推進問題管網專項整治及提升,實現“污水不入河、外水不進管、進廠高濃度、減排高效能"。


1.2 污水管網排查政策

國家和行業層面都明確提出了污水管網排查工作要求,努力實現“城市生活污水集中收集效能顯著提高"的發展目標。如《關于印發城市黑臭水體治理攻堅戰實施方案的通知》(建城〔2018〕104號)、《關于印發城鎮污水處理提質增效三年行動方案(2019~2021年)的通知》(建城〔2019〕52號)、《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》的通知(發改環資〔2020〕1234號);《城鎮排水管渠與泵站運行、維護及安全技術規程》(CJJ 68-2016)等。


1.3 污水管網排查難點

當前污水管網排查主要難點體現在以下幾方面:

(1)數據不完善。隨著城市建設的發展,地下管線急劇增加。地下管線錯綜復雜、數據不精準、不完善已嚴重影響地下管線運行安全。尤其是老城區在合流管的基礎上新建了污水管,后期運行過程中又因電、氣、通訊、地鐵等市政工程頻繁改造,雨污水管道混接現象較為普遍,合流制、分流制交替存在,難以形成一套完整且準確的管網數據。


(2)技術路線復雜。管網排查綜合了管線探測、水質檢測、管道檢測與評估、管道修復等多項工作,存在工作內容多、工作量大、不確定因素多等特點,需要形成一套多專業融合、多方式協同推進的技術路線。


(3)作業風險大。排水管道維護作業屬于高危勞動作業。井下作業是市政排水管道維護作業中經常遇到的一種特殊作業項目,需要進入排水管道、檢查井、閘井等市政排水設施內部進行檢查維修,作業難度和危險性都較大。尤其是污水管道普遍具有埋設深、流速快、作業空間狹小、污染嚴重、管內情況復雜等特點,易發生作業人員中毒等安全事故。


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Part.2

管網排查工作實踐

2020年至2022年,南京市主城區通過試點循序漸進,因地制宜地開展管網排查整治,最終實現污水收集效能及水環境質量的雙提升。


2.1 基本概況

(1)污水系統情況。南京市主城區包含六大生活污水處理系統(見圖1),分別為江心洲(67萬m3/d)、城北(30萬m3/d)、城東(35萬m3/d)、鐵北(19.5萬m3/d)、仙林(10萬m3/d)、城南(5萬m3/d)污水處理廠,污水處理能力共166.5萬m3/d,總服務面積約500 km2,配套市政污水管道約1700 km、污水泵站40座。


圖1 南京市主城區六大污水系統


(2)主要問題。①高水位:主城區六大污水處理廠進水泵房實際運行水位普遍高于設計水位2 m以上,尤其是江心洲、城北污水系統來水量長期超過設計水量,2021年日均處理負荷超100%,瞬時水量較大時污水管網水位持續提升,部分低洼地段發生污水漫溢情況。②低濃度:2022年,主城區六大污水處理廠進水平均COD濃度約180 mg/L,BOD5濃度約70 mg/L,尤其是處理的江心洲污水處理廠進水濃度偏低,嚴重影響污染物減排效益。


2.2 技術路線

根據水系、泵站、主干管服務范圍,合理劃分排查片區,基于“管網(面)-管線(線)-管段(點)"排查對象,從污水管網全覆蓋、全收集、全處理、管道功能質量、水質水量和輸水效能等方面梳理污水收集系統突出問題和問題成因,結合物探測繪、水質檢測、清疏檢測、即查即改的“四位一體"排查模式,落實科學排查,邊排查邊分析,邊整治邊評估,循環往復,閉環驗證,直至找準問題根源,達到預定成效。排查技術路線見圖2。


圖2 南京市主城區污水管網排查技術路線


2.3 工作內容

南京市建立了統一的排查技術標準和工作制度,形成了有效的物探測繪、水質檢測、清疏檢測、即查即改的“四位一體"排查模式。


(1)物探測繪,摸清家底。分片區從污水節點井→污水主次干管→污水泵站,分水系分流域從排口→雨水管網→污水源頭/雨污混接點進行探查測量,查清排水管網設施基本屬性,主要包括管道位置、管徑、標高、材質、拓撲關系、建設情況等;檢查井坐標、規格、材質、井室結構等;雨污管道錯接混接、截流設施類型關聯情況等。同步繪制雨污水管網系統圖,分析梳理圖面問題,現場復核查證,完成第一階段的疑似問題研判。通過測繪雨水管道2 900km,污水管道1700 km,探明雨污水管道混接點900余處(其中主管混接331處,雨水箅子接入污水井574處),做到了污水系統從污水節點井至污水處理廠的全覆蓋測繪。


(2)水質檢測,追本溯源。對小區雨污水節點井、市政道路污水交匯井、污水管道及關聯河道、雨水排口進行科學布點,分階段開展水質跟蹤檢測,分期形成水質檢測專項報告。通過10萬樣次水質檢測數據分析,一是基本掌握源頭排水戶污水水質情況,根據7 400座污水節點井旱天有效水質采樣檢測數據,主城區污水節點井COD濃度≥300 mg/L的占比42%;COD濃度在200~300mg/L占比約20%;COD濃度在100~200 mg/L占比約20%;COD濃度<100mg/L的占比18%。低濃度節點井(COD<100mg/L)主要分布于沿江區域(地勢低且地下水位高)、沿河道區域、紫金山區域(受山水影響)以及學校、廣場、洗車店、醫院等特殊單位區域。二是研究污水輸送過程水質變化,初步甄別河水倒灌、地下水滲漏等外來水入滲情況,快速鎖定重點排查區域范圍及問題管道設施。


(3)清疏檢測,查明問題。通過封堵調水、人工摸排、視頻檢測、聲吶檢測、全地形機器人、水下機器人等技術手段實施重點區域和問題管道設施的清疏檢測,找準河水倒灌點、雨污混接點、管道和檢查井功能性、結構性缺陷點。累計檢測管道1080 km,發現檢查井室井蓋各類問題8 600余處,管道Ⅲ、Ⅳ級結構性缺陷約9 700余處。在所有管道缺陷中塑料管缺陷最為突出,占比62.5%,主要缺陷類型為脫節、錯口、破裂、變形和起伏;混凝土管占比29.5%,主要缺陷類型為破裂、脫節、錯口和滲漏;金屬管占比8%,主要的缺陷為脫節、錯口采用CIPP紫外光固化修復工藝,江蘇南排市政建設有限公司。


(4)即查即改,提質增效。通過檢查井室特種砂漿噴涂技術、管道CIPP、FIPP、螺旋管內襯、鋼套環等非開挖修復技術,完成即查即改9 000余處,擠外水超10萬m3/d。另有230km問題管道(占比13.5%)計劃通過分段整治、整體更新及新建等方式實施改造提升。


(5)江蘇南排市政特殊設施,重點排查。在完成“四位一體"排查的基礎上,繼續深化排查涉河湖水體、雨水溢流、地下水較高區域的污水設施。通過組合調控河道與管道、雨水管道與污水管道水位關系,排查過河管、沿河管、倒虹管、雨污水管道交叉井、截流、雨天污水漫溢點等關聯設施,分析不同運行工況下污水管道水位、水質、水量關系,進一步診斷污水系統外來水量及入滲方式,提出優化污水收集系統建設運營的方案。


2.4 排查成效

主城區六大污水處理系統2020年較2017年實現了進水COD增長26mg/L,增長率達15%;BOD5增長23mg/L,增長率達34%;進廠泵房前池液位平均下降約0.65m,基本達到“提水質,降水位"的預期目標。2020年排查結束后,隨即開展分年度管網修復工作。圖3 為江心洲污水處理廠2018年至2022年進水COD、BOD5濃度增長情況,其中,BOD5由2018年的平均56mg/L提升至2022年的平均100mg/L。


圖3 江心洲污水處理廠進水COD、BOD5濃度變化


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Part.3

管網排查工作總結

3.1 優化工作組織

成立工作專班,加強組織領導,層層夯實責任,片區管網養護運行負責人擔任建設單位現場責任人,加強對各參建單位的管理。本次排查項目按照污水收集系統進行劃分,采用設計施工一體化模式(設計單位牽頭),先分析評估,再精準施工。


3.2 重視績效考核

根據長期養護中對收集系統本底情況的分析,制定與參建單位經濟利益掛鉤的履約指標和考核制度,如江心洲排查項目要求排查工程竣工后江心洲污水處理廠進水COD濃度連續3個月同比提高10%以上(含10%)、城北排查項目要求排查工程竣工后城北污水處理廠進水COD濃度連續三個月同比提高5%以上(含5%)。一方面加強各參建單位之間深度合作,有效落實排查質量、進度、安全、投資管理;另一方面也可極大地調動各參建單位的工作積極性,有效促進排查工作成效。


3.3 引入特殊技術

排查項目中,除利用潛望鏡(QV)、閉路電視(CCTV)、聲吶(Sonar)等常規檢測手段外,創新利用電法測漏檢測和水下機器人檢測對無法調排的管段進行檢測,利用全地形機器人對大型合流箱涵進行檢測,做到污水管網設施應檢盡檢。另外,利用示蹤劑、煙霧發生器、余氯試劑、便攜式氨氮檢測等措施縮小排查范圍,追本溯源。


3.4 開展專項分析

對于污水管網運行的問題易發區域,重點排查分析。本次將沿河管、過河管、攔河入網、截流設施、合流管道等作為重點排查對象,進行專項排查和分析。


3.5 協同即查即改

圍繞擠外水、治混接、收污水的工作目標,有針對性地圍繞重點問題開展污水管道及附屬設施缺陷即查即改,尤其是加強河水倒灌、污水下河、雨污水混接、檢查井設施安全等問題整治,減少外來水進入污水系統。即查即改減少了二次調排水的投入,同時也能夠快速產生效果。


3.6 推進智慧水務

通過信息技術和管網排查的深度融合,構建“一圖、一庫、一平臺"的污水管網信息化管理系統。


一圖:細化排查成果,抓好數據源頭。物探測繪數據嚴格執行《南京市管線探測技術規程》(DB 3201)、《南京市管線數據標準》(DB 3201),并按照南京水務集團相關規定重新對檢查井編號,錄入南京水務集團有限公司GIS數據庫,并以地形圖為載體繪制排水管網CAD圖,形成污水管網“一張圖"。


一庫:對排查成果數據進行標準化建庫。以“污水管網檢測排查成果可視化展示和應用"為工作目標,制定如“一井一檔"、“一路一檔"、水質檢測數據、管道檢測報告、CCTV/QV/聲吶等視頻影像資料、管道液位監控等成果提交標準,實現成果資料數據邏輯檢查、格式轉換、數據掛接等標準化處理,完成管線探測數據和檢測排查資料統一建庫。截至2020年底,已錄入約46 700座檢查井檔案、約29 000份視頻檢測資料、約54 000樣次水質檢測成果數據。


一平臺:強化平臺優勢推動智慧水務。開發定制化的系統平臺實現對污水處理廠、泵站、管網信息系統(不同時期、不同模塊)的整合與集成,綜合展示污水廠運營、泵站運營、管網運營、調度系統、巡檢系統、養護系統、工單系統、視頻系統等八大功能模塊,堅實打造“一平臺"載體,推動智慧水務高質量發展。


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Part.4

結 語

科學利用物探測繪、水質檢測、清疏檢測、CIPP紫外光固化修復 即查即改的“四位一體"模式,能夠有效實現城鎮污水處理提質增效目標,具有推廣意義。


單一管網排查項目只是短效治標,稍有松懈就會陷入問題反復狀態,因此管理者應把視野放在排水管理的長效治標上,積極探索有效的長效管理機制,推動排水設施從規劃建設→驗收移交→日常維護,污水處理從源頭接入→過程輸送→處理回用的全周期、全流程管理,實現排水長效管理水平的全面提升。



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