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中小城市污水处理厂设计的几个问题

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发表于 2011-7-22 10:25:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
  来源: 论文库www.Lwku.com  作者: 尹文选 尹卫红
                          摘要:为使有限的投资取得好的效益,结合中小城市排水工程现状及建设特点,就中小城市污水处理厂设计的谈几点个人看法。

关键词:污水处理厂

  为了保护水体环境,国家已把城市给排水列为基本建设领域重点支持的产业,并提出至2000年我国污水处理率达到25%,2010年污水处理率达到40%的总体目标,要求“七大流域”、“三大湖泊”和重点沿海城市及其近岸海域城市、非农业人口50万以上的城市都要建设城市污水处理厂。据有关资料,2005年我国城市污水排放量达420×108m3,国家在“十五”期间对城市排水设施投资将达1200亿元,而中小城市污水处理项目将占有相当高的比重。为使有限的投资取得好的效益,结合中小城市排水工程现状及建设特点,就中小城市污水处理厂设计的问题谈几点个人看法。
2 排水管网
2.1排水体制
  排水体制是污水处理厂设计所面临的首要问题,它不仅涉及工程投资、环境保护、工程实施的难易程度,还直接污水处理厂的工艺选择。我国的中小城市在长期过程中,由于受投资因素的限制及发展模式的影响,现状建成区多为雨污合流制。合流制区域面积至少占建成区面积的80%以上,而且八十年代以前的建成区,建筑密集,各种地下管线拥挤,要改造为分流制,需增设一套污水管网系统,难度非常大。结合近年国内城市污水处理厂建设的情况,本人认为宜采用混合制的排水体制,即城市新区及有条件改造的建成区采用分流制,大部分现状建成区采用截流式合流制,不宜盲目追求分流制。
2.2合流污水的溢流问题
  传统排水观念认为,合流管渠被暴雨释稀溢流,当径污比达到5-7倍时,不会对水体造成危害,事实并非如此。截流式合流制管网系统,应同时考虑暴雨时合流污水溢流对水体环境的影响,对于合流制管网系统设计,应注意以下几个问题:
2.2.1 截流倍数
  根据受纳水体的环境容量及排水系统组成,确定合理的截流倍数,减少合流污水的溢流频率及溢流量。一般截流干管取n0=1-2,支管系统适当高于干管的截流倍数,取n0=1-3。
2.2.2 雨水调蓄
  结合城市水域水体环境规划及公园绿地建设,利用现有坑塘洼地,在截流干管附近修建调节池,以贮存调节溢流污水,待暴雨过后再将溢流污水送至污水处理厂进行处理。该工程措施可结合城市总体发展规划逐步实施。
2.2.3 环境评价
  进行项目的环境影响评价等前期工作时,计入雨季溢流的污染物量,修正污水处理厂的尾水排放标准。
2.2.4 分流制管网与排水系统的连接
  对于混合制排水体制的管网系统,分流制污水干管应在合流制截流干管的最终溢流井下游接入,严禁先汇流再溢流。
3 污水处理厂设计规模
3.1设计规模的确定
  在实际工程中经常出现实际进厂水量水质偏离设计规模的现象。有一些工程项目,在初步设计阶段污水量以每平方公里0.5×104~0.8×104m3/d进行估算,或不考虑现状管网的完善程度,把设计年限的用水量乘以折减系数0.8进行估算,即做为污水处理厂的设计水量。对于设计进水水质,仅简单类比其它城市污水处理厂的数据。前期工作薄弱,缺少基础研究,是造成实际进厂水量水质偏离设计规模的主要原因。
  污水处理厂设计规模包含设计水量及设计进水水质浓度,是污水处理厂工艺选择及设计的基础数据,特别是污水处理厂有除磷脱氮要求时,除需确定常规污染物浓度外,还应确定营养物浓度、碱度等水质特性,应当引起设计人员的足够重视。
3.1.1 设计水量
  污水处理厂的水量规模,应根据城市历年供水节水统计资料,以现状年的用水量为基础,以年增长率法预测污水处理厂收水范围内设计年限的需水量,并实测市区主要排污口的水量,以实测污水折减系数确定其水量规模。对于截流式合流制管网系统,还应结合管网设计,雨季设计水量,做为工艺选择及各项构筑物计算依据。
3.1.2 设计进水水质
  污水处理厂的设计进水水质,在市区选择几个有代表性的排污口,定期实测其水质水量,采用加权平均确定其现状水质浓度,以此为基础,结合其它监测资料并考虑一定余地,确定设计进水水质。因不同城市产业结构的差异,切忌简单类比。
3.2近期建设规模
  污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究,以合理确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据,其选址用地条件应满足远期处理用地的需要,以利于工程的扩建。对中小城市污水处理厂,近期建设规模不宜过大。原因如下:
  ① 中小城市污水管网普及率较低,污水管网的改造耗时较长,至少3-5年。
  ② 中小城市基础资料缺乏,存在诸多不确定因素,如产业结构调整、某些重点污染的周期性运行等,其水质水量较难准确预测。如果近期建设规模过大,污水处理厂长期达不到设计规模,造成大量设备闲置,投资效益降低。
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 楼主| 发表于 2011-7-22 10:25:53 | 显示全部楼层

中小城市污水处理厂设计的几个问题

  4 处理工艺
4.1 处理工艺类型及选择
  随着环境及法规的压力,城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺,在生物法中,有活性污泥法和生物膜法两大类,活性污泥法因其处理效率高,在城市污水处理厂得到广泛。
  活性污泥法有许多种型式,使用广泛的主要有以下三种类型:①传统活性污泥法及其改进型A/0、A2/0、AB工艺,②氧化沟工艺,③SBR工艺。
  传统活性污泥及其改进型A/0、A2/0、AB工艺,处理单元多,操作管理复杂,尤其是污泥厌氧消化工艺,对管理水平要求较高。污泥厌氧消化可回收一部分能量,根据我国污水处理的实践经验,污水处理厂设计规模达到20×104m3/d以上,才具有性。
  中小城市污水处理厂,设计规模一般在10×104m3/d以下,由于其技术力量相对较弱,采用氧化沟和SBR工艺具有明显优势。其优点如下:
  (1)氧化沟法和SBR法的抗冲击负荷能力强,能够适应中小城市水质水量变化大的特点。
  (2)氧化沟和SBR法,通常不设初沉池和污泥消化系统,工艺流程简单,适合管理水平相对较低的中小城市。
  (3)氧化沟和SBR法的基建费用低。
4.2 雨水冲击负荷与污泥流失
  在排水管网为合流制的条件下,进入污水处理厂的污水流量雨天是晴天的2-4倍,当出现雨水冲击负荷时,大量活性污泥从曝气池转移至二沉池,并造成污泥流失。在常规处理系统中,通常设置超越管,在生物曝气池前溢流,或分流部分冲击负荷至二沉池,通过停开曝气器让污泥在曝气池内沉淀,防止污泥流失。但上述方式都不能使有机物得到有效降解。改进型Orbal氧化沟工艺和SBR工艺可解决上述。
4.2.1 改进型Orabl氧化沟工艺
  Orabl氧化沟由三条椭圆形同心沟渠组成,污水由外沟依次进入中间沟及内沟,各沟内的有机物浓度和溶解氧浓度均不相同,在去除有机物的同时,可实现除磷脱氮的目的。经改进的Orabl氧化沟设计为雨水分流的运行模式,当雨水高峰流量发生时,可将进水切换至中间沟道,而回流污泥仍连续送往外沟道,使其在外沟道贮存并得到曝气,可有效地防止活性污泥的流失,同时使有机物得到降解。当雨水冲击负荷停止后,系统切换至正常运行状态。
4.2.2 SBR工艺
  SBR是一种间歇式的活性泥泥系统,其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标,具有很大的灵活性。
  SBR池通常每个周期运行4-6小时,当出现雨水高峰流量时,SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式,通过调整其循环周期,以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。
5 污水回用
  我国属世界12个贫水国家之一,人均水资源占有量仅2400m3,尤其北方地区人均水资源占有量仅200-400m3,水资源的紧缺状况在一定程度上限制了工农业生产和城市的,许多城市不得不到几十公里以外开辟水源,其投资在1000元/m3以上,制水成本高达1.0元/m3以上。相比之下,城市污水处理厂二级处理的尾水,是一种稳定的水资源,经过处理后可做为冷却洗涤用水、市政杂用水及城市河道湖面的景观用水,其投资约200-300元/m3,制水成本在0.30元/左右。我国的天津、大连、太原、青岛、泰安等地污水回用的工程实践,充分证明了城市污水回用的经济性。
  中小城市工业用水量约占总用水量的50%-70%以上,其中冷却、洗涤等用水量大但水质要求不高。在中小城市污水处理厂设计中,应污水回用的可能性,调查研究回用对象及水质要求,并结合回用水水质要求进行污水处理工艺选择,进行厂区总平面布置时,应考虑污水回用的处理用地。


  1 王文远 污水截流工程截流倍数选择的研究,给水排水,1997,10
  2 颜秀勤 奥贝尔氧化沟的工程应用性能研究,给水排水,1999,7
  3 周 雹 中、小型城市污水处理厂的优选工艺,中国给水排水,2000,10
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