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      分析中小城市污水處理廠設計的幾個問題

      2013-12-17 中國環保技術網 我要評論(0) 字號:T | T
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      為了保護水體環境,國家已把城市給排水列為基本建設領域重點支持的產業,并提出至2000年我國污水處理率達到25%,2010年污水處理

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      為了保護水體環境,國家已把城市給排水列為基本建設領域重點支持的產業,并提出至2000年我國污水處理率達到25%,2010年污水處理率達到40%的總體目標,要求“七大流域”、“三大湖泊”和重點沿海城市及其近岸海域城市、非農業人口50萬以上的城市都要建設城市污水處理廠。據有關資料,2005年我國城市污水排放量達420×108m3,國家在“十五”期間對城市排水設施投資將達1200億元,而中小城市污水處理項目將占有相當高的比重。為使有限的投資取得好的效益,結合中小城市排水工程現狀及建設特點,就中小城市污水處理廠設計的問題談幾點個人看法。

      2排水管網

      2.1排水體制

      排水體制是污水處理廠設計所面臨的首要問題,它不僅涉及工程投資、環境保護、工程實施的難易程度,還直接影響污水處理廠的工藝選擇。我國的中小城市在長期發展過程中,由于受投資因素的限制及發展模式的影響,現狀建成區多為雨污合流制。合流制區域面積至少占建成區面積的80%以上,而且八十年代以前的建成區,建筑密集,各種地下管線擁擠,要改造為分流制,需增設一套污水管網系統,難度非常大。結合近年國內城市污水處理廠建設的情況,本人認為宜采用混合制的排水體制,即城市新區及有條件改造的建成區采用分流制,大部分現狀建成區采用截流式合流制,不宜盲目追求分流制。

      2.2合流污水的溢流問題

      傳統排水觀念認為,合流管渠被暴雨釋稀溢流,當徑污比達到5-7倍時,不會對水體造成危害,事實并非如此。截流式合流制管網系統,應同時考慮暴雨時合流污水溢流對水體環境的影響,對于合流制管網系統設計,應注意以下幾個問題:

      2.2.1截流倍數

      根據受納水體的環境容量及排水系統組成,確定合理的截流倍數,減少合流污水的溢流頻率及溢流量。一般截流干管取n0=1-2,支管系統適當高于干管的截流倍數,取n0=1-3。

      2.2.2雨水調蓄

      結合城市水域水體環境規劃及公園綠地建設,利用現有坑塘洼地,在截流干管附近修建調節池,以貯存調節溢流污水,待暴雨過后再將溢流污水送至污水處理廠進行處理。該工程措施可結合城市總體發展規劃逐步實施。

      2.2.3環境評價

      進行項目的環境影響評價等前期研究工作時,計入雨季溢流的污染物量,修正污水處理廠的尾水排放標準。

      2.2.4分流制管網與排水系統的連接

      對于混合制排水體制的管網系統,分流制污水干管應在合流制截流干管的最終溢流井下游接入,嚴禁先匯流再溢流。

      3污水處理廠設計規模

      3.1設計規模的確定

      在實際工程中經常出現實際進廠水量水質偏離設計規模的現象。

      有一些工程項目,在初步設計階段污水量以每平方公里0.5×104~0.8×104m3/d進行估算,或不考慮現狀管網的完善程度,把設計年限的用水量乘以折減系數0.8進行估算,即做為污水處理廠的設計水量。對于設計進水水質,僅簡單類比其它城市污水處理廠的數據。前期工作薄弱,缺少基礎研究,是造成實際進廠水量水質偏離設計規模的主要原因。
      污水處理廠設計規模包含設計水量及設計進水水質濃度,是污水處理廠工藝選擇及設計的基礎數據,特別是污水處理廠有除磷脫氮要求時,除需確定常規污染物濃度外,還應確定營養物濃度、堿度等水質特性,應當引起設計人員的足夠重視。

      3.1.1設計水量

      污水處理廠的水量規模,應根據城市歷年供水節水統計資料,以現狀年的用水量為基礎,以年增長率法預測污水處理廠收水范圍內設計年限的需水量,并實測市區主要排污口的水量,以實測污水折減系數確定其水量規模。對于截流式合流制管網系統,還應結合管網設計,計算雨季設計水量,做為工藝選擇及各項構筑物計算依據。

      3.1.2設計進水水質

      污水處理廠的設計進水水質,在市區選擇幾個有代表性的排污口,定期實測其水質水量,采用加權平均確定其現狀水質濃度,以此為基礎,結合其它監測資料并考慮一定余地,確定設計進水水質。因不同城市產業結構的差異,切忌簡單類比。

      3.2近期建設規模

      污水處理廠設計應進行近期及遠期規模的研究,以合理確定工程分期。以遠期規模做為污水處理廠選址的依據,其選址用地條件應滿足遠期處理用地的需要,以利于工程的擴建。對中小城市污水處理廠,近期建設規模不宜過大。原因如下:

      ①中小城市污水管網普及率較低,污水管網的改造耗時較長,至少3-5年。

      ②中小城市基礎資料缺乏,存在諸多不確定因素,如產業結構調整、某些重點污染企業的周期性運行等,其水質水量較難準確預測。如果近期建設規模過大,污水處理廠長期達不到設計規模,造成大量設備閑置,投資效益降低。

      4處理工藝

      4.1處理工藝類型及選擇

      隨著環境及法規的壓力,城市污水處理廠普遍采用二級生物處理工藝,在生物法中,有活性污泥法和生物膜法兩大類,活性污泥法因其處理效率高,在城市污水處理廠得到廣泛應用。

      活性污泥法有許多種型式,使用廣泛的主要有以下三種類型:①傳統活性污泥法及其改進型A/0、A2/0、AB工藝,②氧化溝工藝,③SBR工藝。

      傳統活性污泥及其改進型A/0、A2/0、AB工藝,處理單元多,操作管理復雜,尤其是污泥厭氧消化工藝,對管理水平要求較高。污泥厭氧消化可回收一部分能量,根據我國污水處理的實踐經驗,污水處理廠設計規模達到20×104m3/d以上,才具有經濟性。

      中小城市污水處理廠,設計規模一般在10×104m3/d以下,由于其技術力量相對較弱,采用氧化溝和SBR工藝具有明顯優勢。

      其優點如下:
      (1)氧化溝法和SBR法的抗沖擊負荷能力強,能夠適應中小城市水質水量變化大的特點。

      (2)氧化溝和SBR法,通常不設初沉池和污泥消化系統,工藝流程簡單,適合管理水平相對較低的中小城市。

      (3)氧化溝和SBR法的基建費用低。

      4.2雨水沖擊負荷與污泥流失

      在排水管網為合流制的條件下,進入污水處理廠的污水流量雨天是晴天的2-4倍,當出現雨水沖擊負荷時,大量活性污泥從曝氣池轉移至二沉池,并造成污泥流失。在常規處理系統中,通常設置超越管,在生物曝氣池前溢流,或分流部分沖擊負荷至二沉池,通過停開曝氣器讓污泥在曝氣池內沉淀,防止污泥流失。但上述方式都不能使有機物得到有效降解。改進型Orbal氧化溝工藝和SBR工藝可解決上述問題。

      4.2.1改進型Orabl氧化溝工藝

      Orabl氧化溝由三條橢圓形同心溝渠組成,污水由外溝依次進入中間溝及內溝,各溝內的有機物濃度和溶解氧濃度均不相同,在去除有機物的同時,可實現除磷脫氮的目的。經改進的Orabl氧化溝設計為雨水分流的運行模式,當雨水高峰流量發生時,可將進水切換至中間溝道,而回流污泥仍連續送往外溝道,使其在外溝道貯存并得到曝氣,可有效地防止活性污泥的流失,同時使有機物得到降解。當雨水沖擊負荷停止后,系統切換至正常運行狀態。

      4.2.2SBR工藝

      SBR是一種間歇式的活性泥泥系統,其基本特征是在一個反應池內完成污水的生化反應、固液分離、排水、排泥??赏ㄟ^雙池或多池組合運行實現連續進出水。SBR通過對反應池曝氣量和溶解氧的控制而實現不同的處理目標,具有很大的靈活性。

      SBR池通常每個周期運行4-6小時,當出現雨水高峰流量時,SBR系統就從正常循環自動切換至雨水運行模式,通過調整其循環周期,以適應來水量的變化。SBR系統通常能夠承受3-5倍旱流量的沖擊負荷。

      5污水回用

      我國屬世界12個貧水國家之一,人均水資源占有量僅2400m3,尤其北方地區人均水資源占有量僅200-400m3,水資源的緊缺狀況在一定程度上限制了工農業生產和城市的發展,許多城市不得不到幾十公里以外開辟水源,其投資在1000元/m3以上,制水成本高達1.0元/m3以上。相比之下,城市污水處理廠二級處理的尾水,是一種穩定的水資源,經過處理后可做為工業冷卻洗滌用水、市政雜用水及城市河道湖面的景觀用水,其投資約200-300元/m3,制水成本在0.30元/左右。我國的天津、大連、太原、青島、泰安等地污水回用的工程實踐,充分證明了城市污水回用的經濟性。

      中小城市工業用水量約占總用水量的50%-70%以上,其中冷卻、洗滌等用水量大但水質要求不高。在中小城市污水處理廠設計中,應研究污水回用的可能性,調查研究回用對象及水質要求,并結合回用水水質要求進行污水處理工藝選擇,進行廠區總平面布置時,應考慮污水回用的處理用地。


      【責任編輯:管理員 TEL:400-666-4470】

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