“共抓大保護,不搞大開發。”蕪湖作為長江沿線的重點城市和長江保護的首批試點城市,對長江大保護起著重要的作用。新形勢下,水環境系統面臨提質增效的任務,上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司研究院院長呂永鵬在“2021(第十三屆)上海水業熱點論壇”上闡述了源網廠河一體化治理下,蕪湖長江大保護項目的探索經驗。
“共抓大保護,不搞大開發。”蕪湖作為長江沿線的重點城市和長江保護的首批試點城市,對長江大保護起著重要的作用。新形勢下,水環境系統面臨提質增效的任務,上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司(以下簡稱“上海市政總院”)研究院院長呂永鵬在“2021(第十三屆)上海水業熱點論壇”上闡述了源網廠河一體化治理下,蕪湖長江大保護項目的探索經驗。

呂永鵬
長江病了,病得還不輕!
2016年1月,習總書記在重慶深入推動長江經濟帶發展座談會發表重要講話,明確提出“共抓大保護,不搞大開發”、“把修復長江生態環境擺在壓倒性位置”。2018年4月26日,習近平總書記在武漢主持深入推動長江經濟帶發展座談會上強調:“長江病了”,而且病得還不輕。治好“長江病”,要科學運用中醫整體觀,追根溯源、診斷病因、找準病根、分類施策、系統治療。
呂永鵬以城市為代表,介紹了長江流域不同區域的水系統特征。
長江流域的上游,以重慶為代表,山地城市高落差,不對稱向心水系,河道水動力強,管網敷設難度大,老城區合流制CSO溢流;
中游的武漢,是千湖之省、百湖之市(166個湖,市域面積四分之一),合流制城區80平方公里、郊區70平方公里,截流倍數低;
中下游的蕪湖,沖積平原,水動力差,斷頭浜區域易黑臭。地下、河道水位高,雨污混接、管網漏損嚴重,污水廠進水濃度低;
下游的上海,平原感潮河網地區,水動力差,斷頭浜區域易黑臭,地下水位高、河道水位高,內環內合流制。
這些地區在地形、地質、地貌、城市形態上有著不同的特征,但也有著以下共性特征:年均1100~1200mm,3日一雨,老城區CSO(合流制溢流),河道水質差,城市密度大,水生態退化,汛期是5~9月(60~70%),內澇風險大。
試點前,蕪湖污水系統面臨的三大痛點
蕪湖很有代表性,共6026平方公里,人口388萬。是長三角城市群副中心城市、安徽省第二大城市、第二大經濟體。2020年,地區生產總值3753億元,財政收入642億元,在治理水環境方面有一定的資金實力和基礎。蕪湖擁有長江岸線194公里,占安徽段岸線1/4,是長江大保護重要節點城市,因此,蕪湖成為首批試點城市之一。
試點前,污水廠進水濃度偏低,處理能力不均衡,主城區處理能力不足。主城區污水管網長期高水位運行,極端天氣存在污水溢流。污水管網建設尚未全覆蓋,部分區域仍存在一些污水管網的空白區。存量污水管網存在混接和缺陷,管網存在滲漏現象,內滲造成污水廠進水濃度偏低,外滲對水環境造成污染。
呂永鵬具體分析了試點前蕪湖污水系統主要存在的問題。
首先,蕪湖的污水處理系統不完善。其中,蕪湖市共規劃有10座污水廠,已建7座。供水規模約75萬m3/d,已建污水廠規模53萬m3/d,朱家橋、城南、濱江污水廠實際已滿負荷,現狀處理能力不足。平均進水CODCr<200mg/L,進水濃度偏低。主要污水廠現狀出水標準為一級B,出水標準低。
其次,污水管網高水位運行。蕪湖市污水管網系統高水位運行情況較為普遍。不僅市政管網,甚至源頭地塊內部管網也受下游高水位頂托影響,以高水位狀態運行。
以朱家橋污水處理廠為例。朱家橋污水處理廠設計規模為22萬m3/d,實際進水量約23.5萬m3/d,收水范圍內供水量約23萬m3/d,正常情況下不應出現污水外溢的問題。但現狀污水干管系統高位運行,其常年水位高程均在保興垾水位以上1米左右,大量污水通過兩側截污管道上的溢流口,倒流進入保興垾水體。
第三,管網雨污混接問題嚴重。通過存量主干管網檢測階段性統計,共發現缺陷147140個,一、二級缺陷約占73%,三、四級缺陷占27%。功能性缺陷中,障礙物居絕大多數,占比10%;沉積缺陷其次,占比6%。結構性缺陷中,錯口最多,占比24%;其次為破裂缺陷,占比20%;再次為腐蝕和變形缺陷,占比均為15%。混接調查共發現雨污混接點1794個,其中72%左右為源頭單元內部排水系統污水接入雨水管道,市政雨污水錯、混接情況占28%。平均1km的污水管網大約有70個缺陷。
蕪湖項目在治理技術層面,上海市政總院發揮了重要的作用。2018年7月18日,三峽集團與蕪湖市政府簽署框架合作協議。2018年9月30日,啟動城區項目先期施工工作。2019年1月25日,無為縣城鄉污水一體化項目正式中標。2019年5月,上海市政總院作為設計牽頭單位正式中標蕪湖市城區污水系統提質增效(一期)項目,總投資43.7億元。2019年6月5日,長江生態環保產業聯盟成立大會召開,上海市政總院作為規劃設計專委會牽頭單位。2019年7月30日,上海市政總院作為設計牽頭單位中標蕪湖市城區污水系統提質增效(二期)項目,總投資14.18億。
蕪湖大保護項目治理思路
針對以上蕪湖污水系統存在的問題,上海市政總院開啟蕪湖大保護的技術探索。蕪湖市水環境治理以海綿城市理念引領,流域統籌、區域協調,系統調查、系統規劃、系統設計、系統評估;通過管網摸排摸清本底、新建管網完善污水系統、存量管網整治修復、污水廠提標改造、構建智慧廠網管控平臺、制定保障政策機制,促進城鎮污水全收集、收集全處理、處理全達標以及綜合利用,從而實現污水系統的提質增效總目標。
總體思路:流域統籌、系統治理
“做蕪湖治理絕不是只做一個片區,而是需要統籌來考慮的。”呂永鵬認為,上海市政總院作為設計牽頭單位,更應該發揮引領的作用,深入調研水系統問題,科學提出治理方案。他提到了一個有意思的現象,很多城市在管道檢測、修復、擴容等方面做了近60%的工程投資,但污水廠的進廠濃度仍然沒有得到顯著提升。這些投資到底是不是有效的?是不是做到了規劃和設計的引領?還是一進去就沖著工程干,很少考慮投資效益比,很多業內業外人士認為“留下了一地雞毛”。這是政府迫切需要解決的問題。
上海市政總院聯合提出了“三個轉變”:從“水量收集”向“污染物收集”轉變,提高污水集中收集率、進水濃度考核;從“重廠輕網”向“廠網并重”轉變,對管網的建設和運維進行常態化管理;從“重水輕泥”向“泥水并重”轉變;通溝污泥的集中處理處置、污水廠污泥的處理處置。

其中,首先還是要解決污水廠數量不足的問題,上海市政總院調整了原來的規劃和污水廠排放標準(不應該“一刀切”,應根據水環境容量來設計)。蕪湖市規劃共10個污水系統,本工程設計范圍主要涉及其中6個污水系統。其中污水廠提標改造規模總計23萬m3/d,新建、擴建規模總計17.5萬m3/d,城區近期項目包建成后規模總計71.5萬m3/d,占現有城區污水處理量的85.6%。城區近期項目包新建污水管110km,管網排查整治2352km。
提質增效廠網一體
蕪湖水環境治理的第一階段需要解決提質增效的問題,原來廠和網是分開的,現在需要拉到一起考慮,系統推進管網完善和排查整治。包括管網診斷、排水管線核查與補測、排水口調查、混接點調查、管道缺陷檢測等。

提質增效十步法
“我們發現,排查了很多管網,發現每條管網存在的問題都很多,那么到底應該先解決哪個問題?我們就從一個泵站的服務范圍開始做,但是污水廠進水濃度仍然沒有上去。”對此,呂永鵬指出,上海市政總院探索出提質增效十步法(如上圖),其實就是找到20%的問題,解決80%的問題,用20%的錢解決80%的問題,不要一開始把所有的錢都“猛撲”到上面,這樣進度上去了,投資效益比卻沒有上來,因此應該先把事情想清楚再來干,有了效果之后再談久久為功的事情。
核心思路就是先通過基礎數據的收集,對水質進行本底調查,把原來管道的數據進行梳理,確定一個試點區域。以泵站為服務單元,哪個泵站問題大,先解決哪個泵站的問題。每個泵站分為不同的小系統,然后再做下面的小系統。我們將兩平方公里到五平方公里范圍縮短到半個平方公里范圍,會發現市政管網和河道的銜接出了大問題,把這部分堵住,問題就很快解決了。在蕪湖項目探索的方法目前在全國十幾個城市得到了應用。
呂永鵬也談到了另外一個比較頭疼的問題,污泥問題,包括通溝污泥和污水廠污泥。“長江大保護中管道的污泥挖出來,放到哪里去?如果不把污泥問題解決掉,大保護實際上是一種污染轉移。蕪湖項目嘗試做了一個通溝污泥站,在上海若干個地區建了通溝污泥站效果也很好,這應該在全國得到推廣。”


“生態環保工程應該讓市民切實感受到獲得感。現在很多污水處理廠,沒有做到真正的環境友好,反而變成了一種負面資產,周邊的老百姓對此反映比較強烈。如果把污水處理廠變成一個開放的公園,將污水處理和老百姓的需求結合起來,會收獲不一樣的效果。”比如,污水處理廠處理后的出水,再做一些濕地的凈化處理,讓這些水達到更高的品質和標準之后,再排向內河和長江,可以為長江大保護做更多的貢獻。
比如,上海市政總院打造的中水回用活水示范項目,對經朱家橋污水處理廠處理后達到一級A水質標準的尾水進行人工濕地處理后,主要指標達到地表水IV類水質,出水回用。項目分兩期建設,一期規模4萬噸/天。原來污水處理廠的周邊有一塊空地,環境品質比較差,屬于臟亂差的區域,上海市政總院將其改造成一個網紅打卡景點,成了市民休閑娛樂的好去處。通過這樣的項目,讓人民真正感受到長江大保護的效果。
此外,蕪湖也在探索長江大保護的新模式——光伏發電,該模式具有節約、高效、環保、生態的特點。作為先期實施的試點項目,朱家橋污水廠分布式光伏發電項目采用“自發自用、余量上網”的運營模式,利用廠區生化池、消毒池及廠房屋面等區域安裝敷設光伏組件,實現裝機容量5.4兆瓦(峰值功率),年發電量500萬千瓦時的建設目標。該案例為污水廠實現雙碳目標做出探索,后面的運行情況還需要及時進行跟蹤。
廠網河岸一體
蕪湖一期項目解決的是廠網一體問題,主要解決的是進廠濃度問題。而蕪湖二期項目解決的是廠網河岸的問題,同時也考慮了源的問題,也就是小區。2015年,蕪湖開展了摸底工作,蕪湖市共有74條黑臭水體,總長度138.25km。2018年底,66條基本達到“初見成效”,群眾滿意度90%以上。2020年底,攻堅克難,治理完成剩下8條黑臭水體,全面消除黑臭,蕪湖作為國家黑臭治理示范城市交了一張漂亮的答卷,上海市政總院作為總體技術服務單位起到了積極作用。2021年,各水系治理完成后進入日常養護期。
通過治理,污水集中收集率從42%提升至60%,達到河道消黑、水清岸綠、魚翔淺底的目的。此外,蕪湖江東生態公園也成為網紅打卡點,新華網、人民網、人民代表報、蕪湖日報、大江晚報、抖音等媒體對此也進行過報道。
但是消除黑臭還是遠遠不夠的,還得做到長制久清,魚翔淺底。因此,上海市政總院又協助蕪湖市選擇了幾十平方公里的區域,也是城南污水廠覆蓋的區域,除了廠網河岸一體之外,在河道旁邊修建了旁路濕地,包括對整個水系統的統一調度,發揮生態系統的作用,達到水質提升的目的。
“黑臭消除后水質要進一步提升一定要發揮生態的作用,原來的黑臭河道治理的思路和措施難以適應新的需求。”上海市政總院最近在上海市科委有一個重大的專項,就是在城市區域如何實現“近自然”的河道水質不斷地提升,又能實現低維護。
要實現廠網河岸一體化運維,智慧也是很關鍵的。蕪湖打造了智慧排水平臺,構建管網模型及監控平臺,來服務于系統運維,這個平臺目前在蕪湖開始在用了。
通溝污泥處理處置
污泥的問題一直是水務行業的老大難問題。對于污泥的處理處置,上海市政總院探索了自己的路徑。通溝污泥預處理+回收利用聯合處理,能基本將無機砂礫和有機質分離,減少無機砂礫的臭度,消除建材利用過程中可能產生臭氣的現象,從而為通溝污泥中無機砂礫的建材回用減小阻礙,實現資源化利用。
以研促產
蕪湖還開展了課題研究,以研促產,來總結過去的項目經驗。目前已經開展了兩個研究:一個是高地下水位地區典型難檢測污水管的檢測與修復技術研究。在長江沿線地區都會遇到這樣的問題,由于長江水位比較高,尤其到汛期,內河水位比較高,水位降不下去,就沒有辦法進行污水管道的檢測和修復,這樣就制約了長江大保護的深入推進。另一個研究是污水廠尾水生態濕地及河道生態用水技術研究。
城市水管家試點
呂永鵬談到,現在已經消除了黑臭河道,但有時也會遭受很多經濟學界專家的非議。他們認為這是在用高投入的方式來換取生態環境,沒有產生很好的回報。比如習總書記曾經考察調研的西溪濕地,通過西溪濕地的整治,對周邊土地進行整體開發控制,這對政府來講是一筆很大的正向資產,既實現了生態多樣性的保護,又使得財政得到持續的提升。這應該是城市水管家來需要做的事情。所以“十四五”期間,在治理環境的同時,也需要考慮經濟的進一步提升,也就是要把綠水青山變成金山銀山。
呂永鵬最后分享了自己對于項目實施的幾點思考:首先需要有頂層設計,有源網廠河智系統規劃;第二,工程實施不要盲目,考慮投資效益比,用20%的錢解決80%的工程問題,有了效果再干久久為功的事情;第三,后期的運維也很重要。智慧水務而不是水務智慧,現在智慧水務平臺蜂擁而上,其實現在連基礎的資料都沒做好,不知道這些平臺是不是能真正起到作用。“上海市政總院最近在浙江臺州椒江區做智慧污水系統項目,整個浙江在做揭榜掛帥的頂層設計探索,很值得鼓勵。”
編輯:李丹
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