为了保护水体环境,我国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。据有关资料显示.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达 1 2∞亿元人民币.为使有限的投资取得好的效益,笔者仅就中小城市污水处理厂设 计的问题谈几点个人看法。
排水管网:1.排水体制。我国中小城市在长期发 展过程中.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,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.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: 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n。=1—2.支管系统适当高于干 管的截流倍数.取n。=1—3。 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。该措施可结合城市 总体发展规划逐步实施。 环境评价。进行项目的环境影响评价 等前期研究工作时,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。 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。
设计规模: 1.设计规模。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 别是当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。 2.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,计算雨季设计水量,作为工艺选择及 务项构筑物计算依据。 3.设计进水水质。设计污水处理厂 的进水水质,应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,并以此为基 础,结合其它监测资料考虑一定余地确定 设计进水水质。因不同城市产业结构的差 异.设计中切忌简单类比。 4.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。应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 点污染企业的周期性运行等,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,会造成 大量设备闲置,投资效益降低。
处理工艺: 1.处理工艺类型及选择。根据环境及 法规的要求,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应用。 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/O、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20×1 04m3/d以上, 才具有经济性。 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j中击负荷 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。 2.雨水;中击负荷与污泥流失。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j中击负荷时,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>中击负荷至二沉 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0rbaf氧化沟 工艺和sBR工艺可解决上述问题。 5.改进型oPabl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0rabI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。
SBR工艺:SBR是一种间歇式的活 性泥系统.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。 结语 我国属世界1 2个缺水国家之一,人均 水资源占有量仅2400咿.尤其北方地区人 均水资源占有量仅200—400mu,水资源的 紧缺状况在一定程度上限制了工农业生产 和城市的发展.许多城市不得不到几十公 里以外开辟水源,其投资在1 000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 工业冷却洗涤用水、市政杂用水及城市河 道湖面的景观用水,其投资约200—300 元/w.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。 我国中小城市工业用水量约占总用水 量的50%一70%以上,其中冷却、洗涤等 用水量大但水质要求不高。笔者认为,在 中小城市污水处理厂设计中,应研究污水 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.只有保证水资 源得到充分利用。
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