黑臭水體治理：濱海城市排海管涵截流改造案例當前位置：首頁 > 新聞動態 > 企業動態 > 正文

為落實黨中央、國務院關于打贏污染防治攻堅戰有關要求部署，加強有關人員經驗交流，推動第二批城市黑臭水體治理示范城市建設，由哈爾濱工業大學環境學院主辦、繼續教育學院承辦，定于2019年8月21-23日在哈爾濱組織開展城市黑臭水體治理高級研修班，具體通知如下。

培訓時間及地點

培訓日期：2019年8月21日-23日（星期三~星期五，20日報到）

報名人數限120人，報滿即止。正值旺季，酒店緊張，按先后回執預留房間。

培訓地點：哈爾濱工業大學（哈爾濱市南崗區西大直街92號）

部分師資

報告人1

任南琪

哈爾濱工業大學教授、博士生導師，中國工程院院士

城市水資源與水環境國家重點實驗室主任，“城市水質轉化規律與保障技術”國家創新研究群體帶頭人。兼任國務院住房和城鄉建設部海綿城市建設技術指導專家委員會主任委員，國務院學位委員會學科評議組成員，教育部資源環境與地球科學部委員,國際水協會（IWA）Fellow,教育部環境類專業指導委員會副主任委員，中國環境科學學會副理事長，中國能源學會副會長，中國土木工程學會常務理事等。主要從事城市水資源與水環境改善對策，污水生物處理工藝、技術與設備，廢物資源化及能源化理論與技術，環境微生物系統生物學與生態學等方面研究。主持國家和省部級項目23項。獲國家技術發明二等獎1項、國家科技進步二等獎2項、省部級獎12項，全國創新爭先獎狀，何梁何利基金科學與技術進步獎1項，著作12部，發表論文SCI收錄600余篇，授權國家發明專利61項。

報告人2

章林偉

中國城鎮供水排水協會副會長（主持工作）兼秘書長

住房和城鄉建設部城建司原副司長，哈爾濱工業大學兼職教授。畢業于哈爾濱建筑工程學院給水排水專業，獲哈尓濱工業大學環境工程碩士。教授級高級工程師、注冊公用設備工程師。曾任建設部科技情報研究所副所長、建設部住宅產業化辦公室處長，住房城鄉建設部城市建設司處長、副巡視員、副司長等職，是城鎮水務、海綿城市建設、城市生態修復、住宅建設及產業化等方面的資深專家。

報告人3

王家卓

中國城市規劃設計研究院北京公司生態市政院院長，高級工程師

住房和城鄉建設部海綿城市建設技術指導專家委員會委員，中國土木工程學會水工業分會理事，財政部PPP專家庫專家。參與多個和城市排水防澇、海綿城市、黑臭水體治理相關文件，參與編寫《海綿城市建設技術指南》、《城市黑臭水體整治——排水口、管道與檢查井治理技術指南》等多個標準規范和技術指南。先后負責海口美舍河治理、武漢機場河黃孝河治理、廈門筼筜湖治理等多個重大黑臭水體整治和流域綜合治理規劃設計項目以及海口、福州、武漢等多個城市黑臭水體整治技術咨詢工作。在城市黑臭水體治理的方案編寫和技術咨詢方面有較為豐富的經驗。先后獲得華夏科技進步二等獎、優秀城市規劃設計獎等獎項十多次。

報告人4

隋軍

廣東首匯藍天工程科技公司技術總監，住建部海綿城市建設技術指導專家委員會委員，研究員

《海綿城市建設評價標準》主要審查人員之一。1999年環保總局研究員，2011年國務院政府特殊津貼（工程技術）專家，2010年度廣東省環保產業優秀企業家、2012年中國勘察設計行業優秀企業家。曾任廣州市政工程設計研究院總工、院長、廣州水務投資集團總工程師、廣州環境投資集團獨立董事。一直致力于市政工程、環境工程領域的工藝理論研究及工程設計、設備研制工作，對水環境綜合整治、黑臭水體治理、雨水低影響開發、給排水系統工程規劃、水力模型、水質模型構建與分析有深入的研究并有豐富的實踐經驗，擅長高濃度有機廢水厭氧處理、難降解有機廢水深度處理、城市污水除磷脫氮、MBR工藝設計與優化運行等。主持完成多項城市污水處理重點項目。

報告人5

唐建國

上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司總工程師

歷任中國市政工程西北設計研究院副總工程師、上海市水務局副總工程師等職，期間曾在德國進修學習，現任上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司總工程師。是國家水環境領域著名專家。為住房城鄉建設部城鎮水務專家組成員、住建部村鎮污水處理專家委員會成員、國家水專項城市水環境主題組、全國排水協會專家委員會等成員。

長期從事給水排水工程設計、研究工作，并有多年從事排水行業管理經歷。在水環境治理與保護領域擁有豐富的理論、實踐和管理經驗，先后承擔了數十項給排水工程設計，組織編寫了上海市城鎮污水處理廠污染物超量削減補貼等政策，為完成上海市“十一五”、“十二五”水污染減排工作作出貢獻，獲得“2013年國家污染物減排先進個人”稱號。近五年，獲得國家科學技術進步獎，兩次獲得華夏科技進步獎，多次獲得《給水排水》優秀論文獎，多次獲得上海市優秀工程咨詢獎，是水環境領域著名專家，有較高的知名度和影響力。

陸續增加中...

培訓費：2980元/人，含培訓費、資料費、餐費（校內食堂）等。食宿統一安排。往返交通費、食宿費自理。

報到及住宿地點：西苑賓館（法院街21號，哈爾濱工業大學校區內，標間價格268元）

匯款請注明“城市黑臭水體二期”字樣，便于及時查詢。

招生聯系人：

楊老師 13811151163

沿海地區作為改革開放的前沿陣地率先發展，其排水系統建設年代較早，老城區多采用雨污合流制。雨污水混流排海，是造成近海水體黑臭的主要原因之一。為有效控制近海水體黑臭，結合遠期雨污分流，徹底解決污水入海問題，近期污水截流勢在必行。以典型海濱城市廈門的某排海管涵截流提升改造工程為例，系統介紹排海管涵污水截流改造設計過程，主要圍繞截流流量、泵站選址、截流泵站選型、一體化泵站工藝參數設計等問題，并分析了截流泵站出水排入現狀污水壓力管、現狀檢查井改造等關鍵節點設計，以期為濱海城市排海管涵截流改造工程提供參考。

我國東部濱海城市由于城市化建設早，早期排水系統多采用雨污合流制，老舊城區拆遷困難，短時間內無法實現雨污分流系統的構建。此時，近期實行污水截流，結合遠期雨污分流改造，徹底解決污水入海問題，成為控制近海水體黑臭的有效手段。基于此，本文結合指南及相關設計規范，以廈門某排海管涵截流提升改造工程為例，系統介紹排海管涵的截流改造設計，以期為濱海城市排海管涵截流改造工程提供參考。

1 工程概況

本項目位于廈門本島東側，地處廈門高端金融中心。區域排水情況現狀：現狀6-d1 800排海管涵匯流面積約為3.03 km。上游雨污水混接、城中村（嶺兜村及何厝（上何）等）尚未實現雨污分流，導致雨污水混流排入排海箱涵，雨污水混流情況見圖1，實測旱流污水量見表1。

現狀管渠排海前設有現狀閘門及4 500 m/d截污泵站，雨水向南通過3—d3 200管道排入香山游艇碼頭南側海域，截流污水通過DN250污水壓力管道輸往污水提升泵站。由表1可知，現狀排海管涵實測晴天生活污水量約5 200 m/d，大于現狀截流泵站截流能力，無法滿足實際截流要求，污水溢流入海，造成排海口附近水體黑臭。

2 工藝設計

2.1 總體設計

在呂嶺路近環島路處的排海箱涵上設有現狀截流閘門井，晴天時閘門關閉，防止海水倒灌。污水及初期雨水通過截流管流入截流泵站，經提升后排入前埔污水泵站，繼而進入污水處理廠進行處理。雨天時截流閘門井內閘門打開，雨水通過現狀箱涵排放入海域。如圖2所示。

2.2 設計截流流量

合流制截流溢流排水口應有效提高合流制截流系統的截流倍數，保證旱天不向水體溢流。此外，由于短時間內無法實現雨污分流，故應適當考慮遠期截污泵站擴容需求。

截流井下游管渠的設計流量采用式（1）計算：

式中 Q′——截流井后管渠的設計流量，L/s；

n0——截流倍數；

Q′0——截流井后匯水面積的雨水設計流量，L/s；

Qs——截流井前的旱流污水設計流量，L/s；

Q′dr——截流井后匯水面積的旱流污水設計流量，L/s。

截流倍數取n0=2，截流井下游無匯水流量，計算得設計流量Q′為1.56萬m/d，現狀截流泵站截流能力為4 500 m/d，則需新增截污規模1.11萬m/d。適當考慮遠期截污泵站擴容需求，本次新建截流泵站設計規模采用1.5萬m/d。

2.3 泵站選址

泵站選址是一個重要環節，對周圍環境衛生、泵房的基建投資及運轉管理等影響重大。其不是一個孤立的問題，而是與城市和工業園區的總體規劃、城市和市政污水管道的布置、城市地形、污水出路密切相關。

2.3.1 確定可選用地

根據周邊用地規劃情況，結合業主意見，確定符合規劃要求的可選用地。

本項目附近用地，符合規劃要求的可選用地有2處：A處為奧林匹克博物館外公共綠地，B處為；香山游艇碼頭正門（現狀泵站旁）。

2.3.2 泵站選址比選

分析比較可選用地的施工建設條件、基建投資及運維管理、城市和市政污水管道的布置以及對周邊環境的影響等，確定泵站位置。施工建設條件主要考慮用地協調難易程度、施工水電供應等；基建投資及運轉管理主要考慮施工技術難度、主要工程量、運營管理等；社會影響包括建設期及運營期對交通、居民生活、生態環境等的影響。

本項目采用評分評估法綜合分析可選用地各項指標，各評價指標滿分5分，得分越高，對項目越有利。截污泵站選址比選及打分情況如表2所示。

綜合分析可選用地，選址A總得分高，項目符合性好，各項指標均無明顯不利項。本項目推薦選址A奧林匹克博物館外公共綠地。

2.4 泵房形式比選

泵房形式一般分為預制泵站和傳統現澆泵站，根據不同形式泵站的施工周期、占地面積、使用壽命等特點，結合項目實際建設條件及建設要求，科學選擇泵站形式，見表3。

預制泵站較傳統泵站集成度高，占地面積小，土建量少，配套設備少，運行費用低，無柵渣外運，對周邊環境影響小。

施工工期和用地范圍是本項目關鍵的限制因素，設計采用一體化預制泵站。

2.5 泵站進出水管管徑

泵站進出水管管徑除了應滿足過流能力、流速等水力條件外，還應適當考慮遠期擴容空間。流速v計算見式（2）：

式中 R——水力半徑，m；

i——水力坡降；

n——粗糙系數。

由于短時間內無法實現雨污分流，故應適當考慮遠期截污擴容空間，本次泵站進水管采用d800，出水壓力管采用DN500截流流量Q′=174 L/s，截流管管徑800 mm，坡度0.5%，截留管到按滿流計算，球墨鑄鐵管n=0.013，則管道流量934.57 L/s，管道流速1.86 m/s，滿足近、遠期截流要求。

出水壓力管流量Q′=174 L/s，管徑500 mm，球墨鑄鐵管n=0.013，根據Q=Av，則管道流速0.89 m/s，滿足出水壓力管流速0.7～2.0 m/s的要求。

2.6 泵站揚程

泵站揚程與泵站出水的去向密切相關。當出水接入重力管道時，應設置泄壓井，揚程計算應考慮這部分損失；當出水接入壓力管道時，接入點位置的泵站出水壓力管水頭應與現狀壓力管道匹配。泵站出水壓力管水頭太小，不利于泵站正常出水，甚至無法出水；泵站出水壓力管水頭太大，影響現狀壓力管正常排水。因此應特別注意，需要校核現狀壓力管接入泵站出水后對下游管道的影響。

2.6.1 新建截流泵站揚程計算

新建截流泵站揚程通過式（3）進行計算：

式中 H——水泵揚程，m；

H1——壓水管接入現狀DN600管處壓力水頭，m；

H2——吸水池最低水位與接入點標高差，m；

h1——吸水管水頭損失，m，取0.2 m；

h2——出水管水頭損失，m；

h3——安全水頭，m，取0.5～1.0 m。

本項目新建截流泵站設計規模：Q=1.5萬m/d，截流泵站接入現狀d600污水壓力管的接入點處，管中心標高3.95 m，即新建出水壓力管d500中心標高3.95 m，泵站進水管d800底標高-0.36 m。

泵站出水接入的現狀污水壓力管為上游污水提升泵站的出水管。該污水提升泵站規模2萬m/d，Kz=1.49，設計流量1 241.6 m/h，2用1備，單泵流量620 m/h，揚程13.5 m，吸水池最低水面標高0.47 m，出水壓力管管徑600 mm，采用玻璃鋼夾砂管。

式中 q——設計流量，m/s；

l——管段長度，m；

dj——管道計算內徑，m；

Ch——海曾-威廉系數。

根據式（4），取粗糙系數n=0.01，Ch=150，計算污水壓力管出口至新建泵站壓力管出水管接入點的管道沿程損失h0=1.53 m，則壓水管接入現狀DN600管處壓力水頭H1=8.49 m；吸水池最低水位與接入點標高差H2=5.81 m。

截流污水壓力管出口至接入點處的管道沿程損失通過式（5）計算：

式中α——比阻，s/m；

q——設計流量，m/s；

l——管段長度，m。

采用球墨鑄鐵管，取α=0.044 0，計算得h2=0.15 m。

將以上數據代入式（3）中，得新建截流泵站設計揚程H=15.15 m，本次設計取16 m。

2.6.2校核泵站出水壓力管接入后對下游現狀管道的影響

現狀DN600污水壓力管流量為0.34 m/s，本次截留污水1.5萬m/d接入后，現狀DN600污水壓力管流量增至0.51 m/s，流速v=Q/A=1.8 m/s，滿足壓力管流速要求。

現狀DN600污水壓力管流量增大后，接入點至泄壓井管道沿程損失根據式（4）計算得H=0.3 m。接入點處DN600管中心標高3.95 m，泄壓井處DN600管中心標高4.91 m，則現狀DN600污水壓力管流量增大后，泄壓井處剩余壓力水頭為H=8.11 m。

故本次截流污水量接入現狀DN600污水壓力管后，不影響下游管網的正常運行。

2.7 集水井

水泵采用自動控制，有效容積應根據水泵每小時最大啟停次數確定。根據我國現行的泵站相關設計規范，水泵機組采用自動控制，每小時開動水泵不得超過6次。計算見式（6）：

式中 VEff——泵站有效容積，m；

Qp——泵站最大1臺泵的泵送流量，m/h；

Zmax——水泵每小時最大啟停次數。

本次設計集水井內設4臺水泵機位，3用1備，水泵參數：Q=208.4 m/h，設計揚程：H=16 m，功率13 kW。集水井有效容積VEff=8.68 m，有效水深h=0.77 m。泵房凈尺寸：直徑3.8 m，高度9.86 m。地下部分深9.66 m，采用玻璃鋼，見表4。

3 關鍵節點設計

3.1 泵站出水管接入現狀污水壓力管

截流泵站出水壓力管與現狀污水壓力管交匯處，除接入管壓力水頭與現狀管基本一致外，還應注意保持良好的水力條件。

現狀污水壓力管為DN600玻璃鋼夾砂管，泵站出水管為DN500球墨鑄鐵管，采用異形哈夫節連接，連接角為45°。施工時，選擇污水流量小、污水提升泵站間歇工作時段，采用哈夫節破管連接，見圖4。

3.2 現狀檢查井改造

現狀檢查井高2.96 m，寬度14.38 m，上游管道內底標高-0.70 m，截流管道標高-0.70 m，下游排海管閘門關閉，水位上升，新建截流泵站結合現狀泵站共同發揮截流功能。

本次設計泵站調試完畢后，進行截污管施工，采用車載式強力水泵臨時抽吸現狀檢查井內雨污混流水，并利用下游截流泵站及閘門加強水位控制。水位下降后于檢查井室內圍堰，進行截污管破井連接施工，見圖5。

4 結論與展望

為徹底解決污水入海問題，控制濱海城市近海水體黑臭，應優先推行雨污分流。在短時間內無法實現雨污分流的情況下，建議采用近遠期相結合的方式：近期進行污水截流，結合遠期雨污分流，從根本上控制污水入海。排海管涵截流改造設計應注意以下幾點：

（1）截污流量應以實際旱流污水流量為設計依據，不應簡單采用若干初期雨水量。

（2）截流泵站出水接入現狀污水壓力管道，接入點壓力水頭應盡量保持一致，同時必須校核對下游管線的影響。

（3）一體化泵站占地少、建設周期短、自動化控制程度高，在截流提升改造中優勢

來源：給水排水