污水井内油块污水隔离装置的设计和应用探索

污水井内油块污水隔离装置的设计和应用探索

林吾威

宁波市水务环境集团有限公司，浙江 宁波 315000

摘要：排水管网日常运维中，常遇到由于餐饮油污、结块粪便堵塞管道造成上下游污水井液位高低差，污水无法以正常水量输送至泵站和污水厂。更有甚者，堵塞管道会导致该处上游污水井冒溢，对周边居民及行人造成恶劣影响。

关键词：污水管网；堵塞；隔离装置；设计与应用

一、市政排水管网现状

位于英国西南部的西德茅斯是英国人向往的度假胜地，但让人大跌眼镜的是，当地发现在排水管道内发现一个足有64米长的巨大油块，它已经堵塞了部分下水道，造成水流不畅。组成这个庞然大物的是当地人在日常生活中使用的烹饪油、来自各方面的油脂、卫生用品以及婴儿尿不湿等。清洁工表示，彻底清洁这个油块至少需要8周时间，他们呼吁居民把这些垃圾倒入垃圾箱，而不是直接冲下马桶。这并不是英国第一次发现巨大油块。2013年和2017年，伦敦的下水道都曾出现过类似的陈年油块。

随着人们对环境保护意识、水质保护意识的逐步提高，国家城市对污水的排放标准进行了严格控制，尤其是涉及到市政排水管网系统。由于城市人口数量较多，商场、店铺和企业同样较多，因此涉及的排水户较为多且复杂。为确保排水管网系统的安全可靠运维，通常会现将商场、店铺和企业等产生的废水排放至污水预留井，而后通过预留井输送至排水管网系统。在商场企业等将废水排放至预留井前，需要该排水户设置隔油池进行预处理，但会存在一些商家企业将处理不达标的废水排至预留井，杂物、油污较多的废水则直接进入市政排水管网系统内，容易导致管道堵塞，若在主汛期水量增大时，易导致污水上涌，冒溢至路面，污染环境且影响市容。市政排水管网是城市防洪排涝、城市水污染防御治理过程中必不可缺的重要公共市政基础设施之一，为了保证排水管网的长期有效安全运行，应提高运维管理方式，提升养护意识，创新管理排水管网，保证其高效、安全运行。市政排水管网的健全与否关系整个城市的经济发展和城市居民的生活和安全。

二、排水管网堵塞原因分析

目前宁波市排水管网系统中，餐饮集中区与老旧小区附近污水井存在不少餐饮油污和结块粪便，时常导致污水管道堵塞，对污水输送形成一定的障碍。源头因素集中为：1.餐饮商家对自身的隔油池未做到规范或者未定期清理隔油池；2.老旧居民住宅区内无物业管理造成化粪池长期未吸粪或因化粪池装置老化致使粪便流入污水支管。然而污水支管问题排查困难、时效性长等问题，污水主干管网堵塞的状况又迫在眉睫。针对上述情况，现阶段国内采用传统的管道养护处理方式为先清掏井内油块及粪便块，后利用疏通车反复疏通该段管道。此种方式养护效率得不到提高，针对餐饮油污、结块粪便堵塞管道问题尚未取得显著改善。

三、油块污水隔离装置的总体设计及研究

1、技术方案初设

基于排水管网出现的堵塞问题本文提出的技术方案是通过管线图纸与现场实际测量出预留管径数据，利用角铁、铁纱网、拉杆及膨胀螺丝等原料制作出贴合管口的污水井内油块与污水分离装置成品，以封堵气囊、强排抽水泵、下井装备为主要的辅助设备，完成污水井内油块污水隔离装置的设计和应用。

2、结构设计灵感

针对污水井内油块及粪便块清理难、疏通难的问题，为改善排水管网养护难点及管理效率，养管单位宁波市水务环境集团有限公司组织多次养管讨论会议及技术灵感沙龙，集思广益，解决难题。

基于该养护问题，联想到生活中家用的厨房沥水滤盆，厨房的沥水池漏斗可以很好的过滤大的物件掉到管道里，一是防止了管道的堵塞，二是防止洗手时贵重的物品，比如戒指等一类小的饰品不慎跌入下水道，以免造成经济损失，带来不必要的麻烦；同时参考污水处理工艺中的格栅有粗格栅和细格栅之分，粗格栅主要用于去除水中漂浮物，细格栅主要去除水中一些细小的颗粒及悬浮物，皆是以过滤的方式去除污水中的固态堵塞物。

结合以上原理，运维管理人员设计制作出一款能使污水中的油块粪便和液体污水在预留管口中分离的装置，应用于各餐饮油污、结块粪便堵塞的预留井，使主干管网的污水顺利通过。前期制作铁质细纱网，配合井内预留管道口的安装作业，进一步提升隔油隔污效率，更好的完成污水正常水量的输送。

污水井内油块污水隔离第一代装置于2020年零星使用，从以往使用经验看安装效果较好，能在预留井中隔离大量的油污粪便块，从而分离出纯液体污水。

3、结构的设计

为解决目前污水井里面的油块出现问题，主要采用的技术方案是设计一种污水井隔油网装置，包括过滤装置和可拆卸组合的安装杆，过滤装置包括安装板和至少一层过滤网，安装杆设置在安装板上端面，过滤网竖设置在安装板内，安装板与过滤网相对应的两侧面为贯穿设置，安装板上端部两侧均设置有限位板，过滤装置如图所示。

4、材料选择

一开始的过滤隔离装置只是一张网，在投入应用中不断升级改进。从使用角铁固定滤网，升级至使用抽卡装置和拉杆、方便拆卸清洗，提高管道养护效率,节约成本。在污水井的过滤装置需要考虑是否有材料可以使污水流过，而把固体垃圾拦截在外，出现的问题是网孔过大，流状油污、粪便无法阻拦，而且网孔过小，污水无法流入。那么就需要选择合适的过滤材料。

5、应用探索

工程案例一：

运维人员定期开展丽园南路管线巡查时发现，丽园南路污水井时常被生活垃圾堵塞污水管道，经排查垃圾来源为上游某看守所。看守所排出固体垃圾在市政污水管道内逐渐堆积，导致管道严重堵塞，从而发生污水冒溢。就此运维养管问题已多次与该看守所相关工作人员沟通协调，亦多次定期清理此段及下游污水管道，但监舍人员在其内部污水设施丢弃固体垃圾的行为，无法收到有效约束。故运维人员在污水井内安装第一代隔离装置，以杜绝冒溢事件发生。第一代的隔离装置将不锈钢平纹编制网直接使用膨胀螺丝固定于井内。经过多种规格不锈钢平纹编制网目的尝试，决定对此污水井使用6目规格网目，拦截效率良好且不易堵塞水流。但使用膨胀螺丝固定于污水井井壁并不牢固，过滤网易被上游来水冲开，而冲走的过滤网同样会成为堵塞管道的“元凶”之一。运维人员完成丽园南路污水主井内油块（固体垃圾）污水隔离装置的安装，成功的隔离了固体垃圾，但也为后续养护运维埋下了隐患。

工程案例二：

由于通达路污水井上游的恒一广场内部未规范化设置餐饮隔油池，也未曾定期清理内部污水管道，从而导致通达路污水井堵塞，发生污水冒溢事件。运维人员首先清理了管道设施，随后同广场管理人员进行沟通，劝告其整改内部隔油设施，定期开展油污清理。但由于沟通多次未果，仍时常有污水冒溢情况发生，考虑市容市貌多方面因素，运维人员在通达路污水井内安装隔离装置，以杜绝发生冒溢情况的发生。从定期对第一代隔离装置巡查与养护结果来看，隔离拦截油污块等垃圾效果良好，但是偶有过滤网脱落情况发生。综合因素考虑之下，运维人员决定升级第一代隔离装置。

第二代隔离装置将不锈钢平纹编制网固定于已搭建焊接好的角钢框架上，再将角钢用膨胀螺丝固定于井壁管口上。不锈钢平纹编制网均匀固定在角钢框架内，不易被上游来水冲击走。安装完成后，运维人员对其固定强度进行了测试，30分钟的高压水枪冲击之下，隔离装置并未出现松动迹象。

但此代装置和第一代一样，不便于更换和清理。运维人员完成通达路污水预留井内新型污水井内油块污水隔离装置的安装，试验情况良好，但此代装置和第一代一样，不便于更换和清理。

工程案例三：

运维人员在巡查时发现环城西路污水井存在液位差，随后开展疏通时了解到环城西路真和大酒店广场内部多家餐饮未规范化设置隔油池，也未曾定期清理内部污水管道，从而导致下游预留井堵塞，存在较大的冒溢隐患。首先运维人员组织清理管道内的结块油污，再与酒店管理人员进行沟通，建议真和大酒店广场管理人员做好管理和整治工作，但管理人员表示各家餐饮排水管道图纸无法提供，对管道堵塞表示无能为力，故运维人员决定在污水预留井内安装此装置，以杜绝污水管道堵塞从而发生冒溢事件。第二代隔离装置不便于更换和清理。经过多次设计与试验，顺利完成环城西路真和大酒店与丽园北路一品广场污水井内第三代隔离装置的安装，在第二代的基础上，设计抽拉式导轨和拉杆方便抽取和拆卸清洗，避免了养护人员下井清理保养隔离网。

工程案例四：

丽园南路联丰菜场外的污水井一直以来困扰着运维人员，此污水井内存在两根污水支管接入，且两路来水均带有生活垃圾及结块粪便。而联丰菜场内部污水设施无人管理，导致粪便垃圾堵塞污水管网，发生冒溢，养护疏通频率居高不下。运维人员已多频次清理该段管道设施，亦同菜场管理人员积极沟通，但菜场管理人员态度消极，不予配合清理、整改。运维人员被迫在此污水井内安装双隔离装置，拦截两路生活垃圾及结块粪便而不切断污水流入，切实杜绝污水管道堵塞从而发生冒溢事件。

综合四个工程案例的分析，设计的污水井内油块污水隔离装置使用后效果显著，明显改善油污块堵塞问题，提高了养护效率，与传统方式相比具有明显优势，尤其是丽园南路污水井通过图片对比可以明显看出安装隔离装置后的堵塞问题被解决。因此设计的装置可以积极推广使用，尤其适用于餐饮集中区域的污水井。

6、探索

污水井内油块污水隔离装置具备多功能性，按来水水质的特点，排水管网隔离拦截目标可分为：餐饮油污、结块粪便、建筑工地泥浆、生活垃圾等。不同的隔离目标，使用不锈钢平纹编织网目（6目-80目不等）规格亦不同。安装污水隔离装置前，养管单位会结合排水设施现场实际情况综合考虑适用网目进行安装。

结语：

市政排水管网的日常运行维护与管理工作涉及较多内容，需在各个环节进行细致的管理，将养护巡查责任与路段负责人员落实到位，通过各方的配合实现高效的运行管理与维护工作。科学有效的技术应用在很大程度上能够提高市政排水管网的运维效率，在避免污水外溢、管道塌漏的同时，能保证城市的经济可持续发展和居民的生活。

本文设计的制定新型污水井内油块污水隔离装置，在污水井内油块与污水分离装置及安装作业工艺流程方面都是十分先进的。

对比运维效率指标，进行一次新型污水井内油块与污水分离装置及安装实际所需时间为2小时；传统清理疏通污水井内油污粪便（泥浆块）需要进行清捞、机械疏通、再次清捞等作业步骤，平均时长为4-8小时。相较传统清理及疏通污水井内油污粪便养护模式，做到养护效率上的提高和污水冒溢案件次数大幅减少；

对比运维经济指标，完成一次新型污水井内油块与污水分离装置及安装实际所需人工工时、材料费用合计为700元，传统清理疏通污水井内油污粪便（泥浆块）平均人工和机械费用为2000-5000元。相较传统每月定期清理及疏通污水井内油污粪便养护的费用大幅减少，很多从源头上解决了问题，本设计做到费用成本上的节约，相较传统每月定期清理疏通特殊污水井内油污粪便养护，作业效率也得到显著提升。

本设计在宁波市污水设施养护范围内广泛应用，具有较多优势。基于设计的思路以及设计的创新点并且目前已经发明一种实用新型专利“一种污水井隔油网装置”，该实用新型专利于2021年11月23日已经授权。