珠三角某市污水系统提质增效监测分析

珠三角某市污水系统提质增效监测分析

林健新

广东爱科环境科技有限公司

摘要：城市污水系统提质增效是当前排水建设的重要工作，随着感知监测技术的发展，利用水量水质在线监测设备对污水系统进行实时运行状态感知，是进行提质增效诊断分析的重要数据来源。本文通过对珠三角某市的污水系统以及城市河涌进行在线监测系统建设，获取了该区域2021年10月至11月的污水管网与城市河涌的水位、COD在线监测数据，并进行了提质增效监测分析，从而为该区域非雨季时期的污水系统提质增效运行与排查建议。

关键字：污水系统、提质增效、在线监测分析

1前言

城市污水系统提质增效是现阶段我国城市污水系统的重要运营目标，其中污水系统的实时运行状态分析是提质增效重要的监测内容，随着物联感知技术的发展，目前污水系统提质增效主要利用在线监测手段[1]，实时获取污水系统的监测数据，主要包括污水管网与周边河涌的水质、液位等，为城市提质增效工作提供重要的数据分析支撑。

根据污水系统提质增效的监测需求，需要对污水系统现状进行综合分析，包括重点分析监测区域内的污水管网分布、暗渠分布、河涌分布等，根据监测片区现状制定合理的监测方案[2] [3]，包括监测点位分布选取、监测因子选取、设备选型等。

构建污水系统的监测体系后，持续获取该片区污水系统的水量水质数据，并进行监测数据的横向分析与连续时段分析，以获取该片区的污水收集现状规律、水质浓度变化规律等，为外水入侵排查提供监测数据支撑[4]。

2项目区域概况

本文的监测区域为珠三角某市的西片区，该区域北至横门水道， 南至沙边路，西至广澳高速，东至中山港大道；总面积约16 km 2。监测区域的排水体制为雨污分流，其中雨、污水管网总长约230km；雨水重力流就近排入内河涌；污水由科技大道DN800~DN1000主干管收集后，经污水提升泵站转输至污水厂进行处理。监测区域内河网较为密集，主要河涌共6条，河宽3~28m不等，总长约11km，由南向北汇入横门水道。

3监测方案制定

3.1监测点位选取

根据污水系统提质增效的监测需求，对监测区域进行在线监测点位布设，其中包含17套污水管网在线液位计、4套污水管网在线水质仪、11套河涌在线水质仪，另有1座污水提升泵站的运行数据直接接入，如图1所示。

图1监测点位分布图

3.2监测数据要求

在线液位计监测指标为污水管道的水深、在线水质仪的监测指标为COD，监测时间为2021年10月至11月，其中，在线水质仪的数据采集发送时间间隔为2h，在线液位计的数据采集发送时间监测为10min。

3.3设备主要参数

（1）COD水质仪主要参数：

①检测方法：重铬酸钾比色法；②检出限值：＜5mg/L；③示值误差：±10%；④重复性：≤5%；⑤零点漂移：±5mg/24h；⑥量程漂移：±10mg/24h；⑦模拟输出：4~20mA模拟输出；⑧服务接口：RS232或RS485；⑨数据通讯：标准MODBUS RS485或RS232，可实现双向通讯和远程控制；⑩传输方式：可选GPRS、GSM或者3G通讯模块传输；⑪工作温度：+5℃~+40℃；⑫供电方式：市政电网供电。

（2）在线液位计主要参数：

①检测方法：投入式压力传感；②测量范围：0~10m；③过载压力：2倍满量程；④准确度：1.0级，0.5级，0.25级，0.1级（包含非线性、重复性及迟滞在内的综合误差）；⑤温度飘移：≤±0.05% FS/℃；⑥温度补偿范围：0~70℃；⑦防护等级：IP68；⑧输出信号：4~20mADC（两线制）；⑨供电电压：13~37VDC

4污水管网监测分析

对污水管网DN800~DN1000污水主干管安装的4台COD在线水质仪与4台在线液位计，进行监测运行分析，得出以下结果。

（1）污水系统水位监测数据分析：如图2所示，10月21日~10月29日、11月13日~11月20日污水系统高水位运行，占运行天数54.8%，10月30日~11月12日污水系统低水位运行，占运行天数45.2%。

图2主干管监测点位水深图

（2）污水系统高水位运行成因分析：① 11月期间，污水临时提升泵房间歇开启一台泵，且10月21日~10月27日、11月16日~11月19日，潜污泵故障，难以同时抽升西片区和中山站濠头片区的污水；② 截污阀关不死，受涨退潮影响，涨潮时濠头涌、沙边涌大量河涌水通过截污蝶阀进入污水管道。

（3）进厂水质浓度偏低：如图3所示，通过污水厂进场前的水质浓度监测数据分析，较10月，11月份西片区污水系统的进厂水质浓度有一定程度升高，进厂前主干管2个监测点位：景怡监测点位COD浓度约74mg/L（10月49mg/L）；濠泗监测点位COD浓度约87mg/L（10月72mg/L）。说明相较于10月份，监测区域的污水提质增效工作在11月份有所成效提升。

图3主干管监测点位COD曲线图

5河涌水深及水质分析

对监测区域的4条主要河涌进行监测数据分析，如图4所示，4条河涌监测数据变化趋势基本一致，说明研究区内的河涌液位和河涌涨退潮直接相关，即每日有两次涨退潮。研究区内的4条河涌水质监测情况为：濠头涌监测点位COD浓度约29mg/L，较10月（36mg/L）降低约7mg/L；三涌监测点位COD浓度约59mg/L，较10月（45mg/L）升高约14mg/L；沙边涌监测点位COD浓度约82mg/L，较10月（59mg/L）升高约23mg/L；下顷九涌监测点位COD浓度约59mg/L，较10月（35mg/L）升高约24mg/L。4条河涌中，水质最优的为濠头涌，平均浓度低于40mg/L，三涌、沙边涌和下顷九涌水质较差，普遍高于40mg/L。并且，当河涌水位下降时，河涌的水质浓度具有上升趋势，说明河涌的水深和水质变化存在负相关规律。

图4主要河涌液位曲线图

6污水泵站运行分析

监测区域的污水提升泵站现有一台潜污泵，潜污泵流量1300m3/h，扬程15m。10月21日到11月20日正常运行期间，污水临时提升泵间歇开启1台泵。启动1台泵时，污水提升流量为1000~1300m3/h。

对临时泵运行时流量与监测区域的污水主管水深监测曲线进行比对分析，如图5所示，临时泵集水池水深变化趋势与监测区域污水主管的末端监测点位基本一致，污水主管末端水位高时，临时泵的集水池水深增大，末端水位水深低时，临时泵的集水池水深减小。

图5临时泵运行流量与液位曲线图

7结论

（1）污水系统高水位运行总结：研究区污水系统水高水位运行天数占比为54.8%，污水管网高水位运行天数占比较大。污水管网高水位运行成因主要有污水泵站水泵机组检修停运与研究区内截污阀存在无法完全关闭，受涨退潮影响，大量河涌水通过截污蝶阀进入污水管道。

通过对研究区污水系统的水位在线监测分析，得出污水系统高水位运行的时段分布、点位分布规律，从而得出提质增效外水入侵排查的最佳时段以及优先排查区域，提高污水系统的外水入侵点排查效率。同时，对研究区的污水泵站、截污阀等关键排水设施运行情况分析，得出排水设施运行过程中存在的问题，为研究区的排水设施运行优化提供了改进建议。

（2）污水系统水质浓度监测总结：较10月，11月份研究区污水系统的进厂水质浓度总体上有一定程度升高，进厂前主干管2个监测点位 COD浓度分别为约74mg/L（10月49mg/L）、 87mg/L（10月72mg/L）。 通过连续的污水系统水质监测分析，分析得出研究区污水管网的进厂水质浓度的逐月变化情况，从而对该片区的提质增效工作成效进行持续逐月评价，为该片区的提质增效成果提供了数据支撑。

（3）河涌水质监测总结：较10月，11月份研究区的河涌COD浓度略有变化， 对研究区内的河涌进行水质监测评价，从而得出污水系统的运行情况与河涌的水质变化关系，通过研究区内的河涌水质浓度变化规律，分析得出COD浓度升高的河涌周边污水管网在存在外水入侵情况的同时，也存在污水外溢的情况，为河涌水环境治理提供了监测数据支持。

8参考文献

[1]张雅泓,高峰,高升,等.排水系统提质增效的外水定量分析及剥离措施研究[J].给水排水,2024,60(04):157-165.DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.LS2023.10.24.0001.

[2]厉智成,梁雨雯.基于排水管网监测的污水系统问题识别及提质增效策略[J].给水排水,2024,60(03):119-124+133.DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2022.08.08.0002.

[3]李一平,郑可,周玉璇,等.南方城市污水处理系统效能评估与提质增效策略制定[J].水资源保护,2022,38(03):50-57.

[4]陆文林,钱铎怀,黄浩辉,等.东莞市水乡片区污水管网外水入侵排查及整治对策研究[J].给水排水,2023,59(S1):433-438.DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2022.11.25.0004.

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