市政排水管网末端作为污水进入自然水体的 “最后一道关口”,其排放水质直接决定着河流、湖泊等受纳水体的生态安全。若末端排放污水未达标(如 COD、氨氮、总磷超标),不仅会导致水体黑臭、鱼虾死亡,还会破坏流域水生态平衡,影响居民生产生活。要确保末端排放水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)或《污水综合排放标准》(GB8978-1996),需构建 “管网水质监测预警 - 源头污染管控 - 过程优化调度 - 末端应急处置” 的全流程管控体系,通过精准监测发现问题、科学管控解决问题。那么,具体如何通过管网水质监测与管控实现这一目标?本文将从监测体系构建、污染溯源管控、调度优化、应急保障四个维度展开深度解析。
一、构建 “末端 - 管网 - 源头” 三级监测体系,精准捕捉水质异常
要确保市政排水管网末端排放达标,首先需建立覆盖 “末端排放口、管网传输段、污染源头” 的三级水质监测网络,实时掌握水质变化动态,为后续管控提供数据支撑 —— 既需监测末端排放水质,也需追踪管网传输过程中的水质变化,更需锁定导致末端超标的污染源头。
1. 末端排放口监测:守住 “最后关口”
市政排水管网末端排放口(如污水处理厂出水口、直接入河排污口)是水质达标的 “最终防线”,需布设高精度、全天候的在线监测设备,确保排放水质实时可控:
监测点位与指标:每个末端排放口需至少布设 1 个在线监测点,重点监测 COD(一级 A 标准≤50mg/L)、氨氮(≤5mg/L)、总磷(≤0.5mg/L)、SS(≤10mg/L)等核心指标;若排放口位于饮用水源保护区周边,需额外监测重金属(如汞、镉)、挥发性有机物(VOCs)等有毒有害物质。例如,某城市入河排污口在线监测数据显示,雨季时 COD 浓度升至 65mg/L(超标 30%),立即启动溯源排查,发现是上游雨污混流导致。
监测设备与频次:选用符合国家认证标准的在线水质分析仪(如重铬酸钾法 COD 分析仪、纳氏试剂法氨氮分析仪),监测频率设为 15-30 分钟 / 次,数据实时传输至智慧水务平台;同时,每周人工采样 1 次进行实验室分析,校准在线监测数据,确保误差控制在 10% 以内。某城市通过 “在线监测 + 人工校准”,将末端水质数据准确率提升至 95% 以上,未出现因设备误差导致的达标误判。
超标预警机制:在智慧水务平台设置分级预警阈值(如 COD 超过 45mg/L 触发黄色预警,超过 50mg/L 触发红色预警),当末端水质超标时,平台自动向运维人员、环保部门推送预警信息(短信、弹窗),同时记录超标时段、超标指标及浓度,为后续溯源提供依据。
2. 管网传输段监测:追踪 “污染路径”
市政排水管网传输过程中,若存在雨污混流、工业废水偷排或管道淤积,会导致末端水质恶化。需在管网关键传输节点布设监测点,追踪水质变化,锁定污染汇入段:
干管关键节点:在距离末端排放口 5-10 公里的管网干管上,每 2-3 公里布设 1 个监测点,监测 COD、氨氮、特征污染物(如工业废水的苯胺、生活污水的 LAS),对比上下游水质差异。例如,某管网干管监测发现,上游 COD 稳定在 300mg/L,下游某节点突然升至 420mg/L,且检测出苯胺(工业特征污染物),后续排查发现该节点下游有一家化工厂偷排废水。
雨污管网交汇处:雨污分流制管网的交汇处易出现污水混入雨水管(或雨水渗入污水管),需在交汇处上下游各布设 1 个监测点。若雨水管下游监测到氨氮浓度超过 10mg/L(正常雨水<5mg/L),说明有污水混入,需整改管网错接问题;若污水管下游流量骤增、COD 下降,可能是雨水渗入,需排查管道破损。
合流制溢流口:合流制管网的溢流口在雨天会排放雨污混合水,需在溢流口布设监测点,雨天时实时监测 COD、SS,若浓度超过 300mg/L(常规溢流污染约 200-300mg/L),需分析是否存在工业废水偷排加重污染。
3. 污染源头监测:锁定 “问题根源”
末端水质超标往往源于源头污染(如工业企业偷排、住宅小区雨污混流),需在污染源头布设监测点,从根源管控水质:
工业企业排污口:对接入市政管网的工业企业,在其排污口上游(企业预处理出口)与下游(市政管网接入点)各布设 1 个监测点,形成 “进出水对照”。若企业下游监测点指标超标(如电镀厂镍浓度>0.1mg/L),立即要求企业整改,避免污染汇入管网末端。某省通过该方式,半年内查处 12 家偷排工业企业,末端管网工业特征污染物超标率下降 60%。
住宅小区雨污出口:在住宅小区污水出户管末端与雨水排放口各布设 1 个监测点,若雨水排放口氨氮超过 10mg/L,说明存在雨污混流,需整改错接管网;若污水出口 SS 骤增(雨天时),可能是雨水渗入,需修复管道。
沿街商铺排水口:餐饮、汽修等商铺的违规排水会污染管网,需在商铺集中排水总管布设监测点,监测动植物油(餐饮)、石油类(汽修),若动植物油超过 50mg/L,要求商铺安装隔油设施。
二、聚焦 “源头管控 + 过程治理”,切断末端超标污染链
通过监测发现末端水质超标后,需从 “源头削减污染” 与 “管网过程治理” 双管齐下,切断污染汇入末端的链条,确保污水在传输至末端前实现水质改善。
1. 源头管控:从 “产生端” 削减污染
工业企业污染管控:对超标排放的工业企业,采取 “限期整改 + 停产整顿” 措施 —— 若企业预处理设施不完善,要求加装污水处理设备(如化工企业加装苯胺去除装置、电镀企业加装重金属螯合设备);若整改后仍不达标,依法责令停产。同时,建立 “一企一档” 监管机制,实时监测企业排污口水质,杜绝偷排。某城市对 8 家超标化工企业实施停产整顿,整改后末端管网 COD 浓度下降 25%。
住宅小区雨污混流治理:对监测发现的雨污混流小区,优先改造老旧管网,更换错接管道;新建小区严格验收雨污管网,确保雨水管与污水管无错接。例如,某市对 30 个老旧小区进行雨污分流改造,改造后小区雨水排放口氨氮浓度从 18mg/L 降至 4mg/L,末端管网雨天 COD 超标率下降 40%。
沿街商铺规范排水:对餐饮商铺,强制要求安装高效隔油设施(如全自动隔油设备),并定期清理;对汽修、洗车店,要求设置油水分离器与沉淀池,禁止含油废水、泥沙直接排入管网。某商业街改造后,商铺排水总管动植物油浓度从 80mg/L 降至 25mg/L,管网堵塞率下降 60%,末端水质 SS 指标显著改善。
2. 管网过程治理:在 “传输中” 净化水质
管网清淤与修复:管网淤积会导致污水滞留、水质恶化(如 DO 下降、硫化氢升高),需定期清淤(每年 1-2 次),采用管道检测机器人(CCTV)排查破损管道,及时修复(如非开挖紫外光固化修复)。某城市对末端管网上游 10 公里干管进行清淤修复,清淤后管网 COD 浓度下降 30%,DO 浓度提升 50%,末端排放水质明显改善。
雨污混流应急截流:在雨季雨污混流严重的管网段,临时布设截流泵与调蓄池,将混流污水抽送至污水处理厂,避免直接排入末端水体。例如,某城市在雨季时,通过截流泵将 300 立方米 / 小时的混流污水抽送至污水处理厂,末端入河排污口 COD 超标率从 50% 降至 10%。
管网水质净化试点:在管网关键节点(如距离末端较近的干管)试点安装小型原位净化装置(如生物膜反应器、活性炭过滤装置),对污水进行预处理,降低末端处理压力。某试点项目通过生物膜反应器,将管网污水 COD 从 400mg/L 降至 320mg/L,为末端达标排放提供助力。
三、优化 “管网 - 泵站 - 处理厂” 协同调度,提升末端处理效率
市政排水管网末端水质达标,不仅依赖源头与过程管控,还需优化 “管网 - 泵站 - 污水处理厂” 的协同调度,确保污水以最优状态进入处理厂,提升处理效率,避免因调度不当导致末端排放超标。
1. 管网与泵站协同:均衡输送污水
流量动态调节:根据管网监测的流量数据,调整泵站抽排强度 —— 当管网流量过大(如雨天),启动备用泵组,加快污水输送,避免管网溢流;当管网流量过小(如晴天),降低泵站抽排频率,避免处理厂进水不足。某城市通过该调度,使污水处理厂进水流量波动从 ±30% 降至 ±10%,处理效率提升 15%。
水质优先输送:若管网某段水质污染较重(如高浓度工业废水),通过泵站调度,优先将该段污水输送至处理厂,避免与其他污水混合后加重处理负荷。例如,监测发现某支管污水 COD 达 800mg/L,立即调度附近泵站,将该支管污水单独输送至处理厂,通过强化处理(如增加曝气时间),确保末端排放达标。
2. 泵站与污水处理厂协同:匹配处理能力
进水水质预警:泵站将管网污水的实时水质数据(如 COD、氨氮、特征污染物)传输至污水处理厂,处理厂根据水质变化调整处理工艺 —— 若进水 COD 骤升,增加药剂投加量;若检测出重金属,启动重金属应急处理单元。某处理厂通过该预警,成功处理了一次进水镍超标的污水,末端排放镍浓度控制在 0.05mg/L 以下。
调蓄错峰处理:在污水处理厂进水口建设调蓄池,当泵站输送的污水量超过处理厂负荷时,将污水暂存于调蓄池,待处理厂负荷下降后再输送处理,避免污水溢流或处理不达标。某处理厂建设 5000 立方米调蓄池后,雨季末端排放超标率从 40% 降至 5%。
四、实践案例:某市市政排水管网末端水质管控落地效果
某市曾因市政排水管网末端入河排污口 COD、氨氮长期超标,被列为流域污染重点整改城市。通过构建 “监测 - 管控 - 调度” 全流程体系,该市用 1 年时间实现末端水质达标,具体措施与效果如下:
监测体系构建:在 2 个末端入河排污口布设在线监测点,监测 COD、氨氮、总磷;在管网上游 10 公里干管布设 5 个监测点,追踪水质变化;在 12 家工业企业、30 个住宅小区、2 条商业街布设源头监测点,形成三级监测网络。
源头与过程管控:查处 6 家偷排工业企业,整改 23 个雨污混流小区,规范 50 家餐饮商铺排水;对 8 公里淤积管网进行清淤,修复 15 处破损管道;雨季时通过截流泵将混流污水抽送至处理厂,截流量达 200 立方米 / 小时。
协同调度优化:建立 “管网 - 泵站 - 处理厂” 数据联动机制,泵站根据管网流量调整抽排强度,处理厂根据进水水质调整工艺;在处理厂建设 3000 立方米调蓄池,实现错峰处理。
整改效果:1 年后,该市末端入河排污口 COD 浓度从 65mg/L 降至 42mg/L,氨氮从 8mg/L 降至 4mg/L,总磷从 0.8mg/L 降至 0.4mg/L,全部符合地表水 Ⅲ 类标准;受纳河道水质从劣 Ⅴ 类提升至 Ⅳ 类,水生态环境明显改善。
五、长效保障机制:确保末端水质持续达标
要避免市政排水管网末端水质达标后反弹,需建立长效保障机制,从制度、技术、人员三方面巩固管控效果:
制度保障:制定《市政排水管网水质管控办法》,明确各部门职责(环保部门负责末端监测、住建部门负责管网维护、城管部门负责源头排查);建立 “水质达标考核机制”,将末端水质纳入相关部门绩效考核,确保责任落实。
技术升级:持续升级智慧水务平台,引入 AI 算法实现水质异常自动溯源(如通过监测数据快速锁定超标源头);试点管网数字孪生技术,模拟不同污染场景下的末端水质变化,提前优化管控方案。
人员培训:定期开展管网运维、水质监测人员培训,提升技术操作能力(如在线监测设备校准、管道检测机器人操作);建立 “应急处置队伍”,针对末端水质超标事件快速响应,缩短处置时间。
结语:全流程管控是末端水质达标的 “根本保障”
市政排水管网末端水质达标,并非仅靠末端监测与处理,而是需要 “从源头到末端” 的全流程管控 —— 通过三级监测体系捕捉水质异常,通过源头管控与过程治理切断污染链,通过协同调度提升处理效率,再辅以长效机制巩固效果。这种 “监测先行、管控跟进、调度优化” 的逻辑,不仅能确保排入自然水体的水质符合环保标准,更能推动市政排水系统从 “被动处理” 向 “主动防控” 转变,为城市水生态安全与可持续发展提供坚实支撑。
未来,随着智慧水务技术的进一步发展,末端水质管控将实现更高级别的 “精准化、自动化”—— 例如,通过 AI 大模型预测水质变化趋势,提前调整管控措施;通过物联网设备实现管网、泵站、处理厂的自适应协同。只有持续创新与完善管控体系,才能让城市的 “地下动脉” 输送洁净污水,让河流、湖泊重现清澈,守护城市水环境的长期健康。