在市政排水系统的运行管理中,化学需氧量(COD)作为衡量水体有机物污染程度的核心指标,其数值的异常波动往往暗示着排水系统存在潜在问题。然而,许多导致 COD 异常的根源具有极强的隐蔽性,如管网暗接、渗漏、淤积等,仅通过末端水质监测难以精准定位。因此,借助科学系统的管网排查技术,深入挖掘 COD 异常背后的隐蔽性问题,成为保障排水系统稳定运行和水环境质量的关键环节。
一、COD 异常的隐蔽性问题类型及成因
市政排水管网中,导致 COD 异常的隐蔽性问题并非单一存在,而是多种因素交织作用的结果。这些问题的形成与管网建设年代、维护管理水平、周边环境变化等密切相关。
暗接混接是引发 COD 异常的常见隐蔽性问题之一。部分企业为降低污水处理成本,通过隐蔽管道将高 COD 工业废水接入市政污水管网,这类非法接入点往往隐藏在地下或墙体内部,难以通过常规巡查发现。例如,小型化工企业可能将未经处理的生产废水通过暗管接入雨水管网,在雨季随雨水混入污水系统,导致 COD 值突然升高。此外,老旧小区内部的排水管网改造不彻底,也可能出现生活污水与雨水管道混接的情况,使得旱季雨水管网中 COD 浓度异常偏高。
管网渗漏同样会对 COD 数值产生显著影响。随着运行年限的增长,管网管道可能因腐蚀、沉降、地质运动等出现裂缝或破损。当地下水位较高时,富含有机物的地下水会渗入污水管网,稀释原有污水的 COD 浓度;而当污水管网内水位高于周边地下水时,高 COD 污水则会外渗至土壤和地下水体,导致管网下游 COD 值偏低,同时对周边生态环境造成污染。例如,在软土地区,管网基础沉降可能导致接口松动,引发地下水渗入,使进水 COD 浓度低于理论值。
淤积堵塞是另一个易被忽视的隐蔽性问题。管网内的泥沙、油脂、生活垃圾等长期积累,会形成淤积层。这些淤积物在厌氧环境下会分解产生有机物,导致局部 COD 浓度升高。同时,淤积会造成管道过流断面减小,水流速度放缓,使得污染物在管网内停留时间延长,进一步加剧 COD 值的波动。在餐饮集中区域,管网内油脂淤积尤为严重,夏季高温时,油脂分解会导致 COD 值出现阶段性异常。
二、管网排查的技术手段与应用场景
针对不同类型的隐蔽性问题,需要采用多样化的管网排查技术,结合排水系统的实际情况选择适宜的方法,才能实现精准定位。
闭路电视(CCTV)检测技术是目前管网内部状况排查的主流手段。通过将带摄像头的检测机器人送入管道内部,可实时拍摄管道内壁的影像,清晰呈现管道的破裂、变形、淤积、暗接等问题。在排查 COD 异常时,CCTV 检测能精准发现管道上的非法接入点,如在雨水管道中发现直径较小的暗接支管,结合周边企业分布可锁定污染源。同时,通过观察管道内水流状态和沉积物厚度,能判断淤积堵塞的程度和位置,为清淤方案制定提供依据。不过,CCTV 检测对管道内的水位和淤积量有一定要求,当管道充满度较高或淤积严重时,需要先进行预处理。
声呐检测技术适用于充满水或高水位的管道排查。其原理是通过发射声波并接收反射信号,生成管道内部的三维图像,可检测出管道的变形、破裂、淤积等情况,尤其适用于无法进行 CCTV 检测的深水管道。在 COD 异常排查中,声呐检测能发现管道底部的淤积厚度和范围,评估淤积物对 COD 值的影响。例如,在污水管网的下游段,若声呐检测显示存在大量淤积,结合水质监测数据可判断淤积物分解是导致 COD 升高的原因之一。
示踪剂检测技术是追溯污染源的有效工具。通过在疑似污染源处投放特定示踪剂,如荧光素钠、同位素等,在下游监测点检测示踪剂的出现时间和浓度,可确定污染物的传输路径和来源。在排查企业偷排高 COD 废水时,向嫌疑企业周边管网投放示踪剂,若在市政污水管网的 COD 异常点检测到示踪剂,即可证实存在非法排污行为。示踪剂检测的准确性受水流速度、管道结构等因素影响,需要结合管网水力模型进行分析。
管网水质监测点布设与数据分析也是排查工作的重要组成部分。在管网关键节点设置在线水质监测仪,实时监测 COD、氨氮、pH 等指标的变化,通过分析指标的时空分布规律,可锁定异常区域。例如,某区域管网的 COD 值在夜间出现峰值,结合周边企业的生产时间,可推测存在夜间偷排行为,进而缩小排查范围。同时,定期采集管网不同位置的水样进行实验室分析,对比各点的 COD 值和污染物组成,能为污染源追溯提供数据支持。
三、管网排查的实施流程与重点环节
管网排查发现 COD 异常隐蔽性问题需遵循科学的实施流程,从前期准备到后期验证,每个环节都需严格把控,以确保排查结果的准确性和有效性。
前期调研与数据收集是排查工作的基础。需要收集管网的竣工图纸、历年维护记录、周边企业和居民区的排水情况、水质监测历史数据等信息,分析 COD 异常的时空特征。例如,通过分析近一年的 COD 监测数据,确定异常发生的频率、时间段和区域,初步判断可能的原因。同时,现场踏勘周边环境,了解企业类型、生产工艺、排水口位置等,排查潜在的污染源。
制定排查方案应根据前期分析结果,结合管网特点选择合适的排查技术和路线。对于 COD 异常频繁的区域,应优先采用 CCTV 检测和在线监测相结合的方法;对于水深较大的管道,重点使用声呐检测;对于疑似存在偷排行为的区域,可部署示踪剂检测。排查路线应覆盖异常区域的上下游管网,确保不遗漏关键节点。同时,明确各环节的时间节点和责任人,保障排查工作有序推进。
现场排查实施过程中,需注重技术协同和数据记录。不同检测技术的结果应相互印证,如 CCTV 检测发现的暗接支管,可通过示踪剂检测确认其是否为污染源。现场操作人员需详细记录管道的缺陷位置、类型、程度,以及水质监测数据的异常点,拍摄影像资料并标注准确坐标。对于发现的疑似问题,如管道破裂、非法接入等,应及时进行标记和初步分析。
数据综合分析与问题诊断是排查工作的核心环节。将现场排查获取的管道缺陷数据、水质监测数据、示踪剂检测结果等进行整合,结合管网水力模型,模拟污染物的传输路径和扩散规律,确定导致 COD 异常的隐蔽性问题。例如,通过分析 CCTV 检测的暗接位置与水质监测的 COD 峰值点的空间关系,可判断暗接污水是 COD 异常的主要原因;根据管道破裂位置和地下水监测数据,可评估渗漏对 COD 值的影响程度。
四、案例分析:某工业园区管网 COD 异常排查实践
某工业园区市政污水管网近期多次出现 COD 值超标现象,最高值达到 300mg/L,远超设计值 150mg/L。通过末端污水处理厂的水质监测无法确定具体原因,遂开展管网排查工作。
前期调研发现,该园区以化工和机械加工企业为主,近期 COD 异常主要集中在园区东部的污水主干管。调取管网图纸显示,该区域管网建成于 10 年前,部分管道存在沉降风险。现场踏勘发现,东部区域有 3 家化工企业,其生产废水理论上应经预处理后排入市政管网。
排查方案采用 CCTV 检测、示踪剂检测和在线水质监测相结合的方法。对东部区域的污水主干管及支管进行 CCTV 检测,发现距离某化工企业 500 米处的管道上有一个直径 100mm 的非法接入暗管,暗管内水流浑浊,疑似工业废水。随后,向该化工企业的预处理设施排水口投放荧光素钠示踪剂,2 小时后在暗管接入点下游的在线监测点检测到示踪剂,证实该企业通过暗管偷排未经处理的高 COD 废水。同时,CCTV 检测还发现部分管道存在淤积,厚度达 750px,声呐检测显示管道底部有大量沉积物。
数据综合分析表明,企业偷排的高 COD 废水和管道淤积物分解是导致 COD 超标的主要原因。针对排查结果,园区管理部门立即封堵暗管,对涉事企业进行处罚,同时对淤积管道进行清淤处理。后续监测显示,该区域管网的 COD 值稳定在 120mg/L 左右,恢复正常水平。
五、排查结果的应用与长效管理建议
管网排查发现的隐蔽性问题需及时整改,同时应建立长效管理机制,防止类似问题再次发生。对于发现的非法接入点,应立即封堵并追究相关责任方的责任,要求企业完善污水处理设施,确保废水达标排放。对于管网渗漏和淤积问题,应制定修复和清淤计划,优先处理对 COD 值影响较大的区域。例如,对渗漏严重的管道采用非开挖修复技术进行修补,对淤积严重的管段定期进行机械清淤。
建立管网数字化管理平台是实现长效管理的重要手段。将管网排查获取的管道缺陷、水质监测、企业排水等数据整合到平台中,实现数据的可视化展示和动态更新。通过平台可实时监控管网运行状态,当 COD 值出现异常时,能快速调取相关区域的管网数据,辅助判断问题原因。同时,利用平台的数据分析功能,预测管网淤积和渗漏的发展趋势,提前制定维护计划。
加强日常巡查与监管力度也是必不可少的。定期对管网沿线进行巡查,重点检查企业排水口和管道周边环境,防止新的非法接入点出现。加大对企业污水处理设施的监管频次,确保其正常运行。在雨季和企业生产高峰期,增加管网水质监测频率,及时发现 COD 异常波动。
此外,应完善管网建设和维护标准,在新建管网时严格执行雨污分流设计,避免混接问题;对老旧管网进行逐步改造,提高管道的抗腐蚀和抗沉降能力。加强对管网维护单位的管理,规范清淤、修复等作业流程,确保管网处于良好运行状态。
通过科学系统的管网排查,能够精准发现导致 COD 异常的隐蔽性问题,为针对性整改提供依据。结合排查结果实施整改措施,并建立长效管理机制,可有效保障市政排水系统的稳定运行,降低 COD 异常风险,为水环境质量改善奠定坚实基础。