每個小流域的排水戶均按其排水水量和水質特性進行分級、分類管理，對曾經(jīng)嚴重超標排水的垃圾處理站/填埋場、糞便消納場、綜合性醫(yī)院等重點排水戶，在其排水口安裝了在線監(jiān)測裝置進行重點監(jiān)控（特種有機物和有毒重金屬類）；對可能超標排水的餐飲等部分排水戶，則對其排水水質（特征污染物）進行定期檢測。當發(fā)現(xiàn)排水戶超標排水時，立即向其發(fā)送告知書，通知限期整改。對于逾期未采取整改措施的，及時配合水政執(zhí)法進行管控處理。同時，定期開展社會開放日等活動，加強排水許可宣傳，與街道、居委會、社區(qū)建立聯(lián)動，動員社會力量來共同監(jiān)督超標排水行為。
現(xiàn)階段，排入水質源頭監(jiān)控需要針對重點排水戶安裝在線監(jiān)測裝置，不但數(shù)量多、投資大，而且監(jiān)測的特征污染物各不相同，型號規(guī)格眾多、運行維護困難。因此，集團優(yōu)先采用定期檢測方式并對排水戶實行“信用制”管理：對定期檢測一直未發(fā)現(xiàn)超標排水行為的排水戶，將其信用等級提高一級，并相應降低監(jiān)控頻率；而對發(fā)現(xiàn)超標排水行為的排水戶，發(fā)現(xiàn)一次將其信用等級降低一級，連續(xù)3次降級的排水戶，配合水政執(zhí)法部門監(jiān)督由其自行安裝在線監(jiān)測裝置。實際上，排入水質源頭監(jiān)控更需要全社會提高對排水許可的認識。
2.1.2水質水量預報預警
水質水量預報預警是指，在排水管網(wǎng)的適當位置安裝在線監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測收集污水的水質、水量，并建立污水在管網(wǎng)中的水量疊加模型和水質傳遞模型，為污水處理廠提供進廠污水水質、水量的預報、預警，以便污水處理廠及時進行工藝調控，保障其高效、穩(wěn)定運行。
污水中特種有機物和有毒重金屬類的預報、預警，應當注重對重點排水戶排入污水的源頭監(jiān)控。從污水處理廠工藝調控的需要考慮，主要關注的是污水中常規(guī)污染物的預報、預警，如pH、懸浮物、化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷等控制項目，可根據(jù)實際情況進行選擇監(jiān)測。
對于排水管網(wǎng)中特定的（重力流）管道而言，其水位與流量可建立起一定的對應關系，實踐中一般采用水位監(jiān)測來代替流量監(jiān)測，以降低投資和成本。
目前，北京排水集團結合小流域管理，已在規(guī)模較小的B廠和W廠上游管網(wǎng)的主干管末端及部分小流域末端安裝了水位、化學需氧量、氨氮等集成式在線監(jiān)測裝置，并初步建立了相應的水量疊加模型和水質傳遞模型，基本可實現(xiàn)提前1h左右對進廠污水的水質和水量進行預報、預警。同時，結合集團的標準化管理，針對12種典型的污水水質、水量（及其組合）情況，以W廠為試點制定了相應的運行方案和應急預案，可根據(jù)水質、水量的預報、預警進行快速響應，實現(xiàn)菜單式運行調度，提高污水處理廠的運行效率和水質保障。
計劃到2020年底，北京排水集團將完成對中心城區(qū)所有小流域排水（水質和水量）的在線監(jiān)測，預期可實現(xiàn)提前2～3h對所有污水處理廠的進廠污水進行預報、預警。
2.1.3超標排水追溯
管控超標排水追溯管控是指，污水處理廠檢測發(fā)現(xiàn)或推算（某時段）進廠污水中某（幾）項污染物濃度超標時，由排水管網(wǎng)追溯查找出排入源頭并及時進行管控，以保障污水處理廠運行安全。
北京中心城區(qū)排水系統(tǒng)中，所有污水處理廠都不同程度地存在進水水質超標的現(xiàn)象。在結合排水管網(wǎng)小流域管理進行超標排水追溯過程中，對于連續(xù)或經(jīng)常超標排水的排水戶，可以快速進行追溯，而對于超標排水沒有規(guī)律的排水戶，因無法同步取樣進行檢測，快速追溯比較困難，如垃圾轉運站/處理站/填埋場、糞便消納場和城建施工等。經(jīng)小規(guī)模試點，在排水管網(wǎng)小流域的末端安裝自動取樣裝置可以很好解決同步取樣問題，準備逐步進行推廣。
為更好進行超標排水管控，北京排水集團還發(fā)揮專業(yè)化的技術優(yōu)勢，主動幫助這些重點排水戶進行污水預處理，如利用其專利“紅菌”（厭氧氨氧化菌）技術進行垃圾滲瀝液的預處理，至今已累計處理16?36萬m3（包括其他城市）。
2.1.4無機雜質廠前去除
無機雜質廠前去除是指，在排水管網(wǎng)的小流域末端、主干管末端、總干管末端等適當位置設置多功能檢查井，將污水中的無機泥砂（特別是當管網(wǎng)進行清淤、疏通作業(yè)或合流制管網(wǎng)排入初期雨水時）沉淀攔截下來，以減少污水處理廠的固體處理負擔和設備設施磨損，保障污水處理廠運行安全。
北京排水集團從2011年初開始多功能檢查井的研究和試驗，至今已在管網(wǎng)中累計設置了57座，累計攔截泥砂約172t。
目前，已開始進行規(guī)劃研究，準備在有條件的總干管末端（污水處理廠外或廠內）設置容積相對較大的多功能應急池，用于總干管清淤時攔截泥砂和進廠污水的應急預處理。
2.2水量均衡
廠網(wǎng)一體化運營可有效利用排水管網(wǎng)的內部空間和跨流域調配設施，充分發(fā)揮其“均衡進廠污水流量、調整各廠運行負荷”的水量均衡作用，保障污水處理廠的高效、穩(wěn)定運行。
2.1.1均衡進廠污水流量
在保證排水管網(wǎng)運行于安全水位的前提下，充分利用管網(wǎng)內部空間可滿足進廠污水流量盡量均衡的要求。目前我國大多數(shù)污水處理廠的運營是僅考慮自身運行方便，不考慮排水管網(wǎng)安全，使管網(wǎng)長期運行在超高水位甚至是部分滿流狀態(tài)，導致部分管道特別是進廠總干管淤積嚴重，給管網(wǎng)的運行維護造成困難。
北京排水集團在2011年初對B廠上游排水管網(wǎng)清淤時，發(fā)現(xiàn)進廠總干管內淤積深度平均達到了43%（以管徑計）左右，就是實行廠網(wǎng)一體化運營之前上游管網(wǎng)長期處于超高水位運行所造成的。實行廠網(wǎng)一體化運營之后，集團協(xié)調了B廠和其上游管網(wǎng)的運行，制定了界面水位的預警值和限定值，在部分小流域出口設置了限流裝置，并根據(jù)污水量隨時間變化的規(guī)律優(yōu)化了B廠的水量調控運行方案，既未給B廠的運行調控增加負擔，也保障了上游管網(wǎng)的運行安全，至今未發(fā)現(xiàn)上游管網(wǎng)產生超標準淤積的情況。
實踐表明，均衡進廠污水流量基本不需要額外增加設備、設施，是最常用也是最容易實現(xiàn)的廠網(wǎng)一體化運營模式。
2.2.2調整各廠運行負荷
調整各廠運行負荷是指，當污水處理廠關鍵設備（設施）進行計劃性維護或故障搶修時，或處于超負荷運行狀態(tài)（如改擴建尚未完成投產，或上游管網(wǎng)新建截污截流設施等）時，或考慮處理水質保障、處理成本最優(yōu)時，通過將部分污水跨廠（流域）調配，調整各廠的運行負荷（處理水量）。
北京排水集團所屬J廠自2014年以來基本處于滿負荷運行狀態(tài)，而G廠仍有負荷余量，利用東三環(huán)污水干線和亮馬河污水干線交叉處設置的（重力流單向）調水閘井，將其上游污水調至W廠，控制調水量約為每天2萬t，既保證了J廠的運行安全，又提高了G廠的運行負荷。
能夠根據(jù)需要調整各廠運行負荷是一個城市排水系統(tǒng)運行調度現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)，對于提高系統(tǒng)保障度有重要作用，但需要在排水管網(wǎng)的適當位置新建污水跨廠（流域）調配設施，包括樞紐泵站（閘井）和聯(lián)通管線。目前，集團所屬G廠與J廠之間、J廠與B廠之間、L廠（再生水）與W廠之間已經(jīng)具備部分污水跨廠調配功能。預計到2025年底，將實現(xiàn)所有污水處理廠流域之間的污水雙向可調配。
2.3水位預調
廠網(wǎng)一體化運營的管網(wǎng)水位預調，包括“管網(wǎng)維護搶險配合、防汛預警廠網(wǎng)聯(lián)動”兩種具體模式。
2.3.1管網(wǎng)維護搶險配合
管網(wǎng)維護搶險配合是指，排水管網(wǎng)（特別是主干管和總干管）進行計劃性維護或故障搶險搶修期間，污水處理廠及時加大污水抽升（處理）量，以控制界面水位使排水管網(wǎng)在低水位下運行，為管網(wǎng)維護或搶險搶修創(chuàng)造有利條件。
2012年6月底，城區(qū)南部某處的地下工程施工導致周邊給水、排水管線斷裂，施工斷面大量進水，周邊道路出現(xiàn)坍塌，交通嚴重受阻，現(xiàn)場情況極為復雜。事故地點位于北京排水集團所屬X廠上游流域，接到報告后，集團立即組織搶險大隊趕赴現(xiàn)場，查明原因后，調集防汛單元（車）進行截流并抽升至下游污水干線，同時調度X廠立即啟動應急預案，提高抽升（處理）量，保證排水管網(wǎng)處于低水位運行。配合搶險期間，X廠最大處理量達到了其設計處理能力的1?36倍。由于廠網(wǎng)聯(lián)合處置及時、得當，該處大型搶險工程得到了迅速控制，有效降低了事故對水環(huán)境安全的影響，保障了城市的正常運行。
2.3.2防汛預警廠網(wǎng)聯(lián)動
防汛預警廠網(wǎng)聯(lián)動是指，對于有合流制管道的排水管網(wǎng)，當汛期接到防汛預警時，污水處理廠及時加大污水抽升（處理）量，控制界面水位使排水管網(wǎng)在低水位下運行，為雨水預留排水管網(wǎng)（包括調蓄設施）的內部空間，以實現(xiàn)內澇防治和溢流污染控制的雙重目標。
北京排水集團所屬G廠上游管網(wǎng)有700多km的合流制排水管道（舊城區(qū)），因此G廠每年汛期都要進行防汛預警的廠網(wǎng)聯(lián)動演練和備勤，目前已經(jīng)形成了成熟的廠網(wǎng)聯(lián)動防汛應急預案，為城市安全發(fā)揮了應有的作用。
3.結論和建議
3.1結論
近年來，北京排水集團按照統(tǒng)籌建設、協(xié)調運行的理念，對北京中心城區(qū)排水系統(tǒng)廠網(wǎng)一體化運營進行了積極的探索和實踐，實現(xiàn)了廠網(wǎng)建設及運行的統(tǒng)一調度，使北京中心城區(qū)的污水處理率由2010年的95%逐年提高到2014年的97%（見圖3）。
實踐表明，污水處理廠和排水管網(wǎng)的一體化運營，更符合城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的內在特性以及作為城鎮(zhèn)基礎設施的服務定位，更有利于充分發(fā)揮其水環(huán)境保障功能；提出的“水質保障、水量均衡、水位預調”3種基本模式，涵蓋了城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)廠網(wǎng)一體化運營管理的核心內容，現(xiàn)階段在城鎮(zhèn)排水行業(yè)具有一定的可復制性。
3.2建議
城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)實現(xiàn)廠網(wǎng)一體化運營的前提是廠網(wǎng)的統(tǒng)籌建設，但在實踐中往往受到征地拆遷的制約，設施實際建設周期很長，造成廠網(wǎng)（收集與處理）能力的長期不匹配，因此建議城市建設規(guī)劃應一次性留足城鎮(zhèn)排水與污水處理設施的新、改、擴建用地。
現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠并不具備對有毒有害重金屬、特種難降解有機物等的處理能力，建議城鎮(zhèn)排水和環(huán)境保護等主管部門加強對排水許可的宣傳，提高排水戶對依法排水的認識，并動員全社會的力量共同監(jiān)督超標排水行為，共同提高我們自身的人居環(huán)境。
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