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關(guān)鍵詞:CMFW-2連續(xù)微濾 膜污染 膜清洗 污水回用
Study on a Pilot-Scale of CMFW—2 Continuous Microfiltration Equipment on Wastewater Reuse
Abstract:Advanced treatment of second class urban sewage by CMFW—2 Continuous Microfiltration Equipment on wastewater reuse has been studied on a pilot-scale, the results indicates that the equipment is feasible technically, the effluent water quality of the equipment is steady, and the effluent water quality excels the Water Quality Criteria of Urban Reclaimed Water in the 《Design Criterion for Wastewater Reuse》(the draft of wanting suggestions)(2001 year). And the membrane controlling and cleaning of the equipment is analyzed briefly.
Key words:CMFW—2 continuous microfiltration; membrane pollution; membrane cleaning;wastewater reuse
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市缺水問(wèn)題尤為突出。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)669個(gè)城市中,400個(gè)城市常年供水不足,其中110個(gè)城市嚴(yán)重缺水,北方尤重于南方[1]。為此,在2001年初通過(guò)的“國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃綱要”別強(qiáng)調(diào)了搞好污水處理回用的重要性,因?yàn)閷?shí)施城市污水資源化,可開(kāi)辟新的淡水資源,對(duì)保障城市安全供水具有重要的戰(zhàn)略意義。
膜處理技術(shù)作為高科技領(lǐng)域中一種新興的技術(shù),在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用正日趨廣泛。膜處理技術(shù)具有無(wú)相變、能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、占地少、便于連續(xù)操作、易自控等優(yōu)點(diǎn),但由于膜材料價(jià)格高、膜污染和膜清洗這些問(wèn)題得不到很好地解決,從而限制了膜處理技術(shù)在水處理領(lǐng)域中的大規(guī)模應(yīng)用。
本研究采用CMFW-2連續(xù)微濾裝置對(duì)城市污水處理廠二級(jí)出水進(jìn)行中水回用中試試驗(yàn),以期達(dá)到《污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》(征求意見(jiàn)稿)(2001年)中的城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該裝置采用國(guó)產(chǎn)膜組件,使膜材料價(jià)格大大降低,并與傳統(tǒng)的混凝、沉淀和粗濾技術(shù)相結(jié)合,以適應(yīng)較大的水質(zhì)變化,延緩膜污染周期,保證裝置的正常運(yùn)行。研究中對(duì)該裝置的處理效率進(jìn)行了考慮,對(duì)膜污染的控制與清洗進(jìn)行了分析。
1. 試驗(yàn)裝置與方法
1. 1工藝流程
本研究為現(xiàn)場(chǎng)中試,試驗(yàn)工藝流程如圖1。
圖1 工藝流程圖
試驗(yàn)用水取自北京北小河污水處理廠二沉池,北小河污水處理廠二沉池出水經(jīng)加藥后進(jìn)入CMFW-2連續(xù)微濾裝置進(jìn)行處理,處理水進(jìn)入清水池,清水池出水供給試驗(yàn)小區(qū)回用。
1. 2試驗(yàn)裝置
CMFW-2連續(xù)微濾裝置是武漢市思藍(lán)凈水技術(shù)有限公司研發(fā)的CMFW系列連續(xù)微濾設(shè)備。CMFW-2連續(xù)微濾裝置是由混凝沉淀罐、粗濾罐、微濾膜組件、壓縮空氣系統(tǒng)、組合式反沖洗系統(tǒng)、CIP化學(xué)清洗系統(tǒng)和PLC自控系統(tǒng)等所組成。二沉池出水投加混凝劑,經(jīng)由管式混合器混合后進(jìn)入混凝沉淀罐,混凝沉淀罐出水通過(guò)粗濾罐過(guò)濾,粗濾罐出水由離心泵壓入微濾膜組件過(guò)濾,從而得到達(dá)標(biāo)出水。由于離心泵的壓力作用在微濾膜的內(nèi)外側(cè)造成壓差,將待處理水中大于過(guò)濾精度的全部物質(zhì)和小于過(guò)濾精度的部分物質(zhì)分離出來(lái),從而使待處理水得以凈化達(dá)標(biāo)。
微濾膜組件采用武漢市思藍(lán)凈水技術(shù)有限公司研發(fā)的CMFW系列國(guó)產(chǎn)管式膜組件,其具有耐污染、高機(jī)械強(qiáng)度、高抗氧化能力的特點(diǎn),是一種特別適用于污水回用的膜組件。
1. 3試驗(yàn)方法
CMFW-2連續(xù)微濾試驗(yàn)裝置設(shè)在北京北小河污水處理廠內(nèi)。試驗(yàn)的運(yùn)行參數(shù):運(yùn)行壓力為0.10~0.15MPa,出水流量為120m3/d,反沖洗周期為20min,反沖洗歷時(shí)1min。
試驗(yàn)用水采用二沉池出水,二沉池出水水質(zhì)如表1。
表1 北京北小河污水處理廠二沉池出水水質(zhì)
項(xiàng) 目
濃 度
項(xiàng) 目
濃 度
CODCr(mg/L)
63.2~186.0
總磷(mg/L)
3.57~7.42
濁度(NTU)
7.46~41.6
TDS(mg/L)
444~484
總氮(mg/L)
29.5~42.2
關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)環(huán)節(jié) 污水處理
Abstract: This paper briefly described the city sewage treatment plant design preparation, design documentation, equipment design and selection, process design, detail design, to the attention of the relevant links, and links to the design offered specific proposal, thereby avoiding unnecessary design defects affecting the commissioning, operation management.
Key words: design process; wastewater treatment
中圖分類號(hào):[R123.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
近年來(lái),隨著城市化進(jìn)程的加快,城市排水量劇增,城市水污染防治工作越來(lái)越被各級(jí)政府與社會(huì)各界所重視。如何在污水處理廠設(shè)計(jì)中更好地體現(xiàn)“技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理”的理念,確保建成后的城鎮(zhèn)污水處理廠更好地滿足城市污水收集、達(dá)標(biāo)處理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,已成為污水處理廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的關(guān)鍵問(wèn)題。本文旨在為國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位提供需要重視的問(wèn)題以供參考。
1設(shè)計(jì)前期工作
1.1 資料收集
近20年,國(guó)內(nèi)一些中、小型城市大多是首次新建污水處理廠,同時(shí)在城市排水監(jiān)測(cè)方面技術(shù)力量相對(duì)薄弱,沒(méi)有積累系統(tǒng)完善的城市排水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。這就需要設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位在工程設(shè)計(jì)前期重視城市排水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等關(guān)聯(lián)資料收集整理工作,全面收集城市規(guī)劃、排水體制、污水戶預(yù)處理設(shè)施設(shè)置、排水許可管理、環(huán)保執(zhí)法管理、排水管網(wǎng)雨水收集以及居民排水習(xí)慣等方面的資料,確保所獲取的資料即能真實(shí)反映真實(shí)情況,又具有前瞻性、預(yù)見(jiàn)性,從而為下一步實(shí)施設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2實(shí)地考察
對(duì)于一座首次新建污水處理廠的城市而言,建設(shè)單位提供給設(shè)計(jì)單位的相關(guān)資料往往是為上項(xiàng)目而被動(dòng)應(yīng)對(duì),系統(tǒng)性、可靠性勢(shì)必存在一定的問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入實(shí)地調(diào)查發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、排水現(xiàn)狀、居民生活排水習(xí)慣以及受納水體等情況,并應(yīng)承擔(dān)起城市排水綜合水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)核實(shí)職責(zé),不應(yīng)將這方面任務(wù)一概交由建設(shè)單位去做而不對(duì)相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的真實(shí)性進(jìn)行審核。設(shè)計(jì)單位工作人員僅憑經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單參照同等城市的相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì),在一定程度上將會(huì)影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。在西部某城市的污水處理廠改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)中,正因設(shè)計(jì)單位對(duì)該城市排水狀況未經(jīng)過(guò)認(rèn)真細(xì)致的實(shí)地考察,忽視了該地城區(qū)排水戶大多未設(shè)化糞池、隔油池等污水處理設(shè)施的情況,設(shè)計(jì)采用排水水質(zhì)仍沿用多年前的建設(shè)單位化驗(yàn)室自測(cè)數(shù)據(jù),主要污染物濃度指標(biāo)參數(shù)簡(jiǎn)單依據(jù)同等城市排水水質(zhì)設(shè)計(jì),而實(shí)際污水處理廠主要污染指標(biāo)不僅大大超出《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978)、《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ343)限值,而且嚴(yán)重超出工程設(shè)計(jì)指標(biāo),造成污水處理廠建成投運(yùn)后無(wú)法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
2設(shè)計(jì)文件編制
2.1 設(shè)計(jì)專篇設(shè)置
城市污水處理工程作為投資較大的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,在項(xiàng)目立項(xiàng)審批和竣工驗(yàn)收過(guò)程中,必須辦理工程安全評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)以及相關(guān)竣工專項(xiàng)驗(yàn)收等審批手續(xù)。由于有些設(shè)計(jì)單位在項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)文件中缺少這方面的內(nèi)容,或涉及內(nèi)容不能滿足安全預(yù)評(píng)價(jià)、環(huán)評(píng)等審批、驗(yàn)收環(huán)節(jié)的需要,對(duì)立項(xiàng)審批、竣工驗(yàn)收造成一定的影響。
2.2 設(shè)計(jì)概要(說(shuō)明)提供
工廠設(shè)計(jì)不僅要為施工建設(shè)提供依據(jù),同時(shí)要為運(yùn)行管理提供依據(jù)。因部分運(yùn)行管理單位缺乏相應(yīng)的專業(yè)人員,運(yùn)行管理工作中經(jīng)常會(huì)打電話詢問(wèn)設(shè)計(jì)人員一些數(shù)據(jù),給設(shè)計(jì)單位和運(yùn)營(yíng)管理單位雙方帶來(lái)諸多不便。為此,設(shè)計(jì)單位有必要向建設(shè)單位提供便利,利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)將相關(guān)構(gòu)建筑物、設(shè)備的基本尺寸、性能等簡(jiǎn)要信息資料編制成設(shè)計(jì)概要或設(shè)計(jì)說(shuō)明書,以便于建設(shè)單位或運(yùn)行管理單位查詢利用。
3設(shè)計(jì)設(shè)備選型
3.1污水提升泵的搭配
在日常污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中,由于晝夜進(jìn)水量差異很大,如開(kāi)啟同樣的水泵往往會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行管理不經(jīng)濟(jì)、不合理的情況。因此,工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮大、小污水泵合理搭配運(yùn)行,以便于更好地滿足運(yùn)行工況、降低運(yùn)行能耗。
3.2加氯設(shè)備選型
污水處理廠液氯加氯消毒設(shè)備設(shè)計(jì)要充分考慮必須有氯源保證。由于液氯屬于劇毒化學(xué)藥劑,控購(gòu)審批手續(xù)嚴(yán)格、拉運(yùn)審批手續(xù)繁瑣,在無(wú)氯源保障的情況下工程設(shè)計(jì)要謹(jǐn)慎選擇液氯直接投加設(shè)備。同時(shí),隨著安全、環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格,設(shè)計(jì)單位應(yīng)予以考慮氯氣泄露吸收應(yīng)急處置設(shè)備的配備,尤其是靠近居住區(qū)的污水處理廠更要加以重視。
3.3 污泥脫水設(shè)備選型
國(guó)內(nèi)污水處理廠常用污泥脫水設(shè)備主要有帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)。由于部分帶式壓濾機(jī)和板框壓濾機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)更換濾布、濾板或?yàn)V帶走偏、處理效果不穩(wěn)定、維修費(fèi)力等狀況,一些運(yùn)行單位在資金許可的條件下多考慮將污泥脫水設(shè)備更換為離心脫水機(jī)。從后期運(yùn)行管理、避免設(shè)備投資浪費(fèi)的角度出發(fā),工程設(shè)計(jì)應(yīng)審慎選用當(dāng)前技術(shù)成熟、安全可靠、脫水高效的污泥脫水設(shè)備。
4工藝設(shè)計(jì)選擇
在污水處理工藝選擇方面,一些建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位往往鐘情于選擇流行時(shí)髦的新工藝,存在著“圖新求洋”心態(tài)。不論選擇活性污泥法處理工藝,還是生物膜法處理工藝;不論是選擇典型的處理工藝,還是改良變形工藝,工藝設(shè)計(jì)選擇都應(yīng)針對(duì)城市污水水質(zhì)特性,緊密結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、污水收集、受納水體環(huán)境、水資源利用、電力供應(yīng)保障條件以及污水處理廠區(qū)周邊環(huán)境狀況、下游城市水體狀況等選擇,應(yīng)遵循“因地制宜、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、便于管理”的原則。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的設(shè)計(jì)實(shí)踐、運(yùn)行檢驗(yàn),目前一些污水處理工藝設(shè)計(jì)已趨于成熟,在污水處理工藝選擇方面不應(yīng)該簡(jiǎn)單地“追風(fēng)”,應(yīng)堅(jiān)持選擇的工藝不求最新,但求因地制宜;不求投資最省,但求經(jīng)濟(jì)合理;不求花哨時(shí)髦,但求穩(wěn)定高效;不求管理技術(shù)含量過(guò)高,但求能夠與運(yùn)行管理技術(shù)水平相適應(yīng)。同時(shí),要通過(guò)準(zhǔn)確研判把握國(guó)家環(huán)保政策變化趨勢(shì),為污水處理廠擴(kuò)建、提標(biāo)升級(jí)改造留有余地。
5工藝細(xì)部設(shè)計(jì)
由于一些設(shè)計(jì)人員具體接觸污水處理廠運(yùn)行管理工作少,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)經(jīng)常忽略了“以人為本”的細(xì)節(jié)。例如,在地下廊道設(shè)計(jì)方面未充分考慮通風(fēng)防潮需求,不僅給運(yùn)行管理埋下安全隱患,而且廊道內(nèi)的潮濕氣體極易腐蝕設(shè)在其中的電器設(shè)備、自控模塊;廠區(qū)內(nèi)部分設(shè)施空間狹窄,沒(méi)有預(yù)留足夠的維修作業(yè)空間;部分處理設(shè)施未設(shè)護(hù)欄、防滑地面、遮擋雨雪棚等防護(hù)設(shè)施;沉淀池等處理設(shè)施未設(shè)便于清除上浮污泥的設(shè)施等。因?qū)@些細(xì)節(jié)考慮不周,給以后的運(yùn)行管理工作帶來(lái)了諸多不便,并埋下了安全隱患。
污水處理廠是城市文明形象的外在展示,是城市環(huán)保事業(yè)的“后花園”。污水處理運(yùn)行人員長(zhǎng)期工作在惡劣的環(huán)境中,廠區(qū)美化、綠化、亮化等環(huán)境建設(shè)顯得尤為重要。相對(duì)一般的廠區(qū)設(shè)計(jì)方案而言,污水處理廠設(shè)計(jì)方案更應(yīng)在環(huán)境景觀設(shè)計(jì)方面充分體現(xiàn)了園林式工廠的設(shè)計(jì)理念。
6結(jié)束語(yǔ)
污水處理廠作為城市具有防災(zāi)減災(zāi)、衛(wèi)生防疫、污染防治與城鎮(zhèn)減排、資源化利用等四大基本功能的重要市政設(shè)施。工程設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響到工程施工、達(dá)標(biāo)排放、竣工驗(yàn)收、運(yùn)行管理等多個(gè)方面。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,在具體設(shè)計(jì)中要始終堅(jiān)持方便運(yùn)行管理、高效節(jié)能降耗、改善廠區(qū)環(huán)境安全衛(wèi)生條件的設(shè)計(jì)思路,從設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)入手,堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,充分滿足污水處理達(dá)標(biāo)排放與安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需求,確保充分發(fā)揮工程效益、提高設(shè)計(jì)品位。
參考文獻(xiàn)
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[2]建標(biāo)148-2010,小城鎮(zhèn)污水處理工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S]
[3]GB50014-2006,室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[關(guān)鍵詞]污水處理廠 工藝流程 處理技術(shù)
[中圖分類號(hào)] TU992.3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-9-198-1
1案例工程
A污水處理廠不同的污水處理項(xiàng)目,污水濃度和去除率情況為:CODcr進(jìn)250mg/L、出水100mg/L、去除率60.0%;BODs進(jìn)水150mg/L、出水30mg/L、去除率80.0%;SS進(jìn)水150mg/L、出水70mg/L、去除率53.4%;T-N進(jìn)水30mg/L、出水10mg/L、去除率66.7%;T-P進(jìn)水4mg/L、出水0.5mg/L、去除率87.5%。以上的處理項(xiàng)目,規(guī)模達(dá)到了43萬(wàn)m3/d,為進(jìn)一步提高處理工藝的合理性,并節(jié)省基建費(fèi)用和便于管理,我們有必要對(duì)其污水處理工藝流程進(jìn)行分析和選擇,形成污水處理的優(yōu)化方案。其中污水處理工藝的基本要求為:
(1)實(shí)用性?;谖鬯幚韽S的建設(shè),工程需要盡量減少占地,以及降低工程費(fèi)用,譬如電耗,可通過(guò)設(shè)置合理的經(jīng)濟(jì)指標(biāo),分析工程方案的可行性,從而確定合理的處理標(biāo)準(zhǔn)。
(2)先進(jìn)性。要求污水處理能夠全面提高氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除效率,并有效保護(hù)水資源和再生利用污水,使得處理水質(zhì)指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
(3)易于管理。由于污水處理工藝流程的復(fù)雜性,因此工程所選用的設(shè)備應(yīng)該便于操作和維護(hù),譬如自動(dòng)化技術(shù),并注重水質(zhì)變化的適應(yīng)性和處理出水的穩(wěn)定性。
(4)二次污染少。由于在處理污水的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生大量的淤泥,并產(chǎn)生泡沫和臭味,為避免新的污染源形成,處理工藝要盡量控制污泥產(chǎn)生量,避免造成二次污染。
2污水處理工藝的分析
A污水處理廠綜合《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的基本要求,二級(jí)處理CODcr、BODs、SS、T-N、T-P項(xiàng)目,去除率均能符合要求。污水處理廠已經(jīng)建設(shè)了暖氣池,重點(diǎn)分析污水脫氮的方法和污水處磷的方法:
2.1污水脫氮的方法
污水脫氮非為生物脫氮和非生物脫氮兩種,前者將污水置于好氧的環(huán)境當(dāng)中,借助硝化菌氧化污水的氨氮,將所形成的NaNO2和HNO3置于缺氧的環(huán)境中,在反硝化菌的作用之下,HNO3就會(huì)還原成為分子氮并逸入空氣,實(shí)現(xiàn)污水的脫氮。后者進(jìn)行離子交換、吹脫、加氮,需要結(jié)合曝氣池法,才能夠降低工程的成本。污水處理廠決定采用生物脫氮的方法,并開(kāi)發(fā)了A/O法脫氮系統(tǒng),該系統(tǒng)在曝氣池的前端設(shè)置厭氧區(qū)和缺氧區(qū),并利用進(jìn)水中的BOD作為碳源,有效氧化分解污水的有機(jī)物。A/O法脫氮系統(tǒng)的脫氮率與回流比R有關(guān),具體如公式:脫氮率=R/(R+1),可見(jiàn)只要回流比R適當(dāng),就能夠滿足脫氮的需求。
2.2污水除磷的方法
案例工程待處理污水的含磷量為4mg/L,適合采用生物除磷的方法。這種方法采用A/O系統(tǒng),將混合液置于系統(tǒng)前端的厭氧區(qū),迫使聚磷菌受到抑制,從而釋放出來(lái)菌體內(nèi)部的HNO3,借助釋放產(chǎn)生的能量,降解和溶解污水中的CH3OH、CH3COOH和其他葡萄糖類的有機(jī)物,并經(jīng)過(guò)細(xì)胞合成和磷吸收,使得污水中有機(jī)物量迅速降解和溶解,形成高含磷的污泥,通過(guò)污泥的排除而去除磷。工程監(jiān)測(cè)資料顯示,出水進(jìn)入接觸池后,需要加投氮降低污水中磷的濃度。因此污水出磷除了以生物除磷為主,還需要以化學(xué)法輔助補(bǔ)充,以提高工程的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。除此之外,由于污水濃縮池存在厭氧狀態(tài),為避免含有大量磷直接排入污水處理系統(tǒng),需要將FeO3投到除磷池,避免污泥濃縮脫水。
3污水處理工藝的選擇
案例工程的處理工藝分析結(jié)果顯示,工程需要構(gòu)建A/O法曝氣池或者氧化溝。其中構(gòu)建A/O法曝氣池的目的是降解COD、BOD,以及除磷和脫氮。工程污水的濃度不高,為了保持曝氣池里面活性污泥量,并提高除磷的效果,不適合設(shè)置初沉池,以免減少了曝氣池的總?cè)莘e和縮短水力停留時(shí)間。而氧氣溝屬于延時(shí)限氣池,保持氧氣溝的厭氧狀態(tài),逐步降解污水里面的有機(jī)污染物,同時(shí)借助氧氣溝的水流推動(dòng)曝氣充氧設(shè)備,以保持MLSS氧氣溝內(nèi)的懸浮流動(dòng)狀態(tài)和不間斷回流狀態(tài),只要將回流比R值保持在20以上,就能夠提供除磷和脫氮的有利條件。污水處理工程的氧氣溝常見(jiàn)的有T型和O型兩種,前者是三溝交替模式的氧氣溝,在每條溝內(nèi)都安裝單速和雙速轉(zhuǎn)刷的曝氣器,以及安裝治氧探頭,能夠滿足工程所有除磷、脫氮、有機(jī)物污染降解、無(wú)機(jī)物去除等要求。而后者在每條溝的安裝了溶解氧自動(dòng)測(cè)定儀和自動(dòng)控制設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)污水處理的自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè),但對(duì)設(shè)備的要求比較高。因此可判斷T型氧氣溝與案例工程較為匹配。筆者認(rèn)為,在選擇污水處理工藝的時(shí)候,應(yīng)該根據(jù)原來(lái)水質(zhì)的情況、出水要求和處置方法,以及綜合溫度、地質(zhì)、電價(jià)等方面的因素,分析處理方法的優(yōu)缺點(diǎn),具體的判斷標(biāo)準(zhǔn)為:技術(shù)合理,能夠適應(yīng)不同的水質(zhì),而且具有穩(wěn)定的出水達(dá)標(biāo)率,同時(shí)容易處理污泥;經(jīng)濟(jì)節(jié)約,在耗電、造價(jià)、占地等方面費(fèi)用少,而且方便操作設(shè)備;因地制宜,與當(dāng)?shù)丨h(huán)境容量相匹配,能夠與城市規(guī)劃良好銜接。根據(jù)這些判斷標(biāo)準(zhǔn),我們可以判斷A/O法、氧氣溝法均適合案例工程的污水處理,但具體選擇,需要根據(jù)實(shí)際情況而定。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,污水處理工藝流程基本要求為實(shí)用性、先進(jìn)性、易于管理、二次污染少,需要結(jié)合《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的基本要求,進(jìn)行污水處理工藝的選擇,本文選擇的污水處理工藝為污水脫氮的方法和污水除磷的方法,顯示A/O法脫氮系統(tǒng)的脫氮率與回流比R有關(guān),只要回流比R適當(dāng),就能夠滿足脫氮的需求,并注重水質(zhì)變化的適應(yīng)性和處理出水的穩(wěn)定性,為避免新的污染源形成,處理工藝還要盡量控制污泥產(chǎn)生量,避免造成二次污染。
參考文獻(xiàn)
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[2]徐冉,遲成龍,陳書怡.污水處理工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2013,(6):869-874.
關(guān)鍵詞:排水專項(xiàng)規(guī)劃;區(qū)域分散;重現(xiàn)期分區(qū)分級(jí);雨水資源化利用;可持續(xù)發(fā)展
中圖分類號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、引言
城市污水排水系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中的不可或缺的組成部分,是保障城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)和可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要設(shè)施。排水系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)施,是創(chuàng)建良好環(huán)境、實(shí)現(xiàn)和諧社會(huì)、保障居民財(cái)產(chǎn)安全的必備條件[1]。城市排水系統(tǒng)規(guī)劃是一項(xiàng)專業(yè)性規(guī)劃,其包括城市污水排水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃以及城市雨水排水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃,它必須以上一層次規(guī)劃所確定的用地性質(zhì)、用地范圍、城市規(guī)劃道路豎向?yàn)橐罁?jù),對(duì)城市的排水系統(tǒng)進(jìn)行以可持續(xù)發(fā)展為理念,以系統(tǒng)和全面的觀念為指導(dǎo)的城市排水規(guī)劃設(shè)計(jì)。
隨著城市排水工程建設(shè)的發(fā)展,新的觀念不斷涌現(xiàn)出來(lái),因此在編制城市總體規(guī)劃中的排水規(guī)劃時(shí),對(duì)于城市排水系統(tǒng)規(guī)劃的若干問(wèn)題,應(yīng)積極探索和借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),融入新的科學(xué)理念,以保證排水規(guī)劃真正實(shí)施并有效指導(dǎo)排水設(shè)施的建設(shè)。
本文以來(lái)賓市城市排水規(guī)劃為例,從規(guī)劃理念、原則、方法等方面對(duì)城市污水排水規(guī)劃設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究和討論,提出了一些與來(lái)賓市相似的地區(qū)城市有一定借鑒意義的建議。
二、城市排水規(guī)劃中污水管網(wǎng)收集處理方式的研究
目前我國(guó)許多大中型城市出現(xiàn)許多大型的污水收集處理系統(tǒng),最大的是北京高碑店污水處理廠,規(guī)模達(dá)100萬(wàn)m3/d。此類污水處理收集系統(tǒng)一般建在大城市,基建投資以億元計(jì),年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用以千萬(wàn)元計(jì)。優(yōu)點(diǎn)在于污水廠規(guī)模經(jīng)營(yíng),效率高,污水廠運(yùn)營(yíng)成本低,處理出水水質(zhì)有保證等。但隨著時(shí)間的推移,其缺點(diǎn)也逐步暴露出來(lái),過(guò)度集中污水處理主要存在巨額管網(wǎng)投資,運(yùn)營(yíng)的高能耗,在水資源缺乏的低區(qū)對(duì)污水就近利用比較困難的問(wèn)題。廣西為西部地區(qū),城市化和城鎮(zhèn)化建設(shè)起步較晚但向外擴(kuò)張迅速,至2011年底,廣西區(qū)已建設(shè)污水處理廠108座,污水處理規(guī)模達(dá)到336.5萬(wàn)m3/d,縣級(jí)及以上城市基本均建有污水處理廠,城鎮(zhèn)污水處理率達(dá)到65%以上。
污水排水管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)跟不上城市建設(shè)的步伐,部分城市河湖水系發(fā)育、地形起伏大,發(fā)展集中式污水處理廠面臨一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。
在來(lái)賓市城市污水排水系統(tǒng)規(guī)劃中,考慮來(lái)賓市城市中流經(jīng)的紅水河以及起伏的地形,若采用集中式污水處理的管網(wǎng)系統(tǒng),其排水管網(wǎng)需大量建設(shè)提升泵站、過(guò)河排虹管,并加大管網(wǎng)開(kāi)挖深度,管網(wǎng)建設(shè)投資及其運(yùn)行成本會(huì)顯著提高,設(shè)施管理運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差,同時(shí)結(jié)合城市目前在建的桂中水城的水系景觀,城市中心綠地、濕地、湖泊等也需要大量景觀用水,采用集中式污水處理不利于城市遠(yuǎn)期水資源的綜合利用。因此城市排水規(guī)劃應(yīng)因地制宜,適度發(fā)展分散式污水處理廠,優(yōu)化城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)。規(guī)劃來(lái)賓市以紅水河為界自然的分成城東污水處理廠污水收集處理系統(tǒng)和河南污水處理廠污水收集處理系統(tǒng),如圖1所示。以自然河流為界,對(duì)城市污水進(jìn)行分散收集處理,優(yōu)化管網(wǎng)建設(shè),降低投資及其運(yùn)行成本,同時(shí)河南污水處理廠主要位于紅水河以南的工業(yè)集中區(qū),污水深度處理后,在水資源不足時(shí)刻可考慮作為再生水資源。而河?xùn)|污水處理廠的污水處理后可作為桂中水城的景觀水系的補(bǔ)充水源,實(shí)現(xiàn)污水資源化。
一些城市如梧州、南寧、桂林、柳州等地均存在類似的情況,污水收集系統(tǒng)受大中型河網(wǎng)、明顯地形起伏等影響,如南寧和桂林的城市中心綠地、濕地、湖泊等需要大量景觀用水,白色等巖溶發(fā)育地區(qū)旱季也大量需要水資源,采用適度分散的污水處理收集系統(tǒng)有利于水資源的綜合利用。提高城市污水處理率和資源化利用率,保護(hù)水資源和水環(huán)境。同時(shí),很多污水采用BOT形式營(yíng)建,這對(duì)污水適度分散處理提供了方便,污水適當(dāng)分散處理是區(qū)域污水處理發(fā)展的方向。
三、城市排水規(guī)劃中雨水排水系統(tǒng)規(guī)劃重現(xiàn)期分區(qū)分級(jí)設(shè)置問(wèn)題
根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(2011年版)(GB50014-2006)中規(guī)定我國(guó)普通地區(qū)雨水排水重現(xiàn)期主要為1~3年,重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū),應(yīng)采用3年~5年,特別重要的地區(qū)可采用10年。由于雨水系統(tǒng)管渠規(guī)劃設(shè)計(jì)的重現(xiàn)期年限與投資造價(jià)上存在一個(gè)最經(jīng)濟(jì)性和最實(shí)用性的協(xié)調(diào),規(guī)劃中選擇的雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期過(guò)高,則將造成城市排水建設(shè)的投資的增大,選擇的雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期過(guò)低,容易引發(fā)城市內(nèi)澇,輕則影響城市交通,重則對(duì)居民生產(chǎn)生活造成不利的影響,造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失。因此在城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃中,針對(duì)不同的地形情況,氣候特征,地塊徑流系數(shù),區(qū)域滲透調(diào)蓄情況,積水影響以及城市內(nèi)河水位調(diào)控等因素,應(yīng)分區(qū)分級(jí)制定不同情況下城市的排水重現(xiàn)期,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)與安全并重的要求。
以來(lái)賓市為例,來(lái)賓市城市目前在建桂中水城的水系縱橫交錯(cuò)穿梭于整個(gè)城區(qū),規(guī)劃雨水排放系統(tǒng)與景觀水系、城市防洪排澇系統(tǒng)相結(jié)合,原則上充分利用地形就近自流排放至受納水體;規(guī)劃充分利用城市中的景觀水系、池塘和湖泊調(diào)節(jié)雨水徑流。市區(qū)內(nèi)自然以及人造的水系比較發(fā)達(dá),可以起到調(diào)洪蓄洪的作用,因此在城區(qū)雨水系統(tǒng)規(guī)劃中根據(jù)不同地塊蓄洪容納程度以及內(nèi)澇頻率采用了分區(qū)分級(jí)的雨水管道重現(xiàn)期,其中地塊標(biāo)高超過(guò)50~100年一遇洪水位,地勢(shì)較陡的區(qū)域,或是有可以起到調(diào)洪蓄洪作用景觀水體的區(qū)域地塊,重現(xiàn)期采用1年,雨水排水主管和短期內(nèi)澇積水影響嚴(yán)重的地塊,采用重現(xiàn)期3年進(jìn)行設(shè)計(jì)并校核排除地面積水的能力。
如美國(guó)、日本、法國(guó)及德國(guó)等國(guó)均在防止城鎮(zhèn)內(nèi)澇的設(shè)施上投入較大,城鎮(zhèn)雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般采用5年~10年。美國(guó)各州都將排水干管的重現(xiàn)期設(shè)定為100年。日本1992年在首都東京興建了直徑10.6m,全長(zhǎng)6.3km的巨型排水分洪工程,最大下水道的直徑是12m左右,排水分洪渠剖面如圖2所示。德國(guó)全境內(nèi)的共有515,000km排水管道,同時(shí)德國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范中要求道路混凝土路面磚必須有10%以上的空隙,使水能滲入地下。而我國(guó)首都北京的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般采用1年~2年,2012年7月的特大暴雨居民生產(chǎn)生活造成了巨大的損失。建議在我國(guó)經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)加大地下排水管道工程投入,采用更高的重現(xiàn)期進(jìn)行設(shè)計(jì),避免不必要的損失。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代工業(yè)工業(yè)園區(qū) 給排水管道設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
快速發(fā)展的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)了我國(guó)生產(chǎn)型企業(yè)的發(fā)展,同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)各地現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)的建設(shè)。傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)對(duì)園內(nèi)企業(yè)規(guī)劃不足、沒(méi)有良好的配套設(shè)施,只是政府劃歸的規(guī)定土地內(nèi)修建道路、供排水管線、電路供應(yīng)等。其中供排水管線的鋪設(shè)更是使用城市供排水管網(wǎng)或縣城供排水管網(wǎng),嚴(yán)重制約了工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)的用水。也導(dǎo)致了許多企業(yè)在廠房建成后采用深打井的方式抽取地下水,為日后的地表下沉埋下了隱患。
1.現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)給排水設(shè)計(jì)重要性分析
科技的快速發(fā)展加快了工業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)度,同時(shí)也加大了對(duì)水的需求。現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)供排水能力的提高不僅僅關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益,更關(guān)系到環(huán)境保護(hù)這一重要問(wèn)題?,F(xiàn)代工業(yè)園區(qū)供排水設(shè)計(jì)不僅僅要滿足企業(yè)生產(chǎn)需求,還要在很大程度上對(duì)企業(yè)排水進(jìn)行管理,通過(guò)現(xiàn)代化集中式污水處理保障工業(yè)園區(qū)排水符合國(guó)家規(guī)定,減少對(duì)環(huán)境的污染。加強(qiáng)現(xiàn)代化工業(yè)園區(qū)供排水設(shè)計(jì),避免企業(yè)由于供水不足而開(kāi)采地下水,造成地表塌陷。同時(shí)避免企業(yè)將廢水直接排入地下,造成地下水污染。加強(qiáng)現(xiàn)代化工業(yè)園區(qū)供排水設(shè)計(jì)是保護(hù)環(huán)境、加快地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)。
2.現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)給排水設(shè)計(jì)分析
2.1充分考察地形特點(diǎn),根據(jù)地形進(jìn)行設(shè)計(jì)
在進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)供排水設(shè)計(jì)前,要充分考察工業(yè)園區(qū)地形特點(diǎn),針對(duì)地形進(jìn)行供排水設(shè)計(jì)。尤其是進(jìn)行排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)以及綜合污水處理廠的設(shè)置上,要根據(jù)工業(yè)園區(qū)的地勢(shì)高低進(jìn)行設(shè)計(jì),將綜合污水處理廠設(shè)置在地勢(shì)較低的一端,工業(yè)廢水通過(guò)排水管網(wǎng)排入廢水處理廠,這樣能夠很大程度上加大排水流速,保障工業(yè)園區(qū)的排水。在進(jìn)行雨雪水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)也要根據(jù)地勢(shì)進(jìn)行,以此加大雨水排泄量,保障工業(yè)園區(qū)在雨季的排水。
2.2設(shè)置專用供水管網(wǎng),保障工業(yè)園區(qū)用水
目前我國(guó)工業(yè)園區(qū)多采用與居民用水共用一個(gè)供水管網(wǎng)來(lái)進(jìn)行工業(yè)供水,導(dǎo)致工業(yè)用水不能滿足需求,也影響了居民用水。而一些對(duì)用水需求較大的企業(yè)更是采用地下水來(lái)補(bǔ)充供水的不足,給地表塌陷埋下了隱患。針對(duì)這樣的情況,在進(jìn)行工業(yè)園區(qū)供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)要針對(duì)園區(qū)內(nèi)企業(yè)規(guī)劃進(jìn)行專用供水線路的設(shè)計(jì)與鋪設(shè),采用工業(yè)用水與日常用水分開(kāi)的方式滿足工業(yè)用水。在進(jìn)行專用供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí),采用球墨鑄鐵管,形成環(huán)狀和枝狀管網(wǎng)。如從園區(qū)專用進(jìn)水管線敷設(shè)一條輸水干管,管徑為500 mm。在園區(qū)內(nèi)敷設(shè)主干管,管徑為300mm ~400mm的給水管,支路上敷設(shè)管徑為200~300mm的給水管。所有道路上每隔120米左右設(shè)置室外消防栓,給水管均敷設(shè)在道路的兩側(cè)對(duì)于專用的日常用水管線,也應(yīng)采用相同材質(zhì)的球墨鑄鐵管,但是管徑可以相對(duì)減小。管路鋪設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃,便于日后的維護(hù)。
2.3現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)
現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)排水管網(wǎng)一般由三部分組成,分別是工業(yè)污水排水管網(wǎng)、日常用水排水管網(wǎng)以及雨水排水管網(wǎng)。傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)中的工業(yè)污水多采用單一企業(yè)污水處理后進(jìn)行排放,其指標(biāo)僅僅要求達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)即可,由于這樣的污水處理增加了企業(yè)的投資和占地,而且企業(yè)還需要專門的人才對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行管理,增加了企業(yè)的成本,制約了企業(yè)的發(fā)展?,F(xiàn)代工業(yè)園區(qū)將排水管網(wǎng)分為三個(gè)部分,其中工業(yè)污水使用專用排水管網(wǎng),將企業(yè)的工業(yè)污水直接排入工業(yè)園區(qū)統(tǒng)一的污水處理廠,通過(guò)統(tǒng)一的污水處理是污水達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)了工業(yè)園區(qū)以及下游環(huán)境。因此,現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)排水管網(wǎng)要在規(guī)劃好的企業(yè)用地中鋪設(shè)一條專用工業(yè)污水排放管網(wǎng),采用環(huán)狀管網(wǎng)鋪設(shè)方式將整個(gè)園區(qū)工業(yè)污水集中處理。對(duì)于企業(yè)的日常用水也采用專用管網(wǎng)進(jìn)行排放,按照住宅小區(qū)排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求以及對(duì)企業(yè)生活用水排放的估算確定管徑。許多建設(shè)單位在進(jìn)行設(shè)計(jì)是對(duì)認(rèn)為管徑越大越保險(xiǎn),不易堵塞,實(shí)際上,過(guò)大的管徑造成流速過(guò)低,而排水坡度較小,更易造成污物沉淀引起堵塞。為此設(shè)計(jì)人員在確定管徑時(shí)應(yīng)進(jìn)行精確計(jì)算,確保管道充滿度符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。使流速大于規(guī)范中的最小設(shè)計(jì)流速,同時(shí)保證管道的最小排水坡度。
對(duì)于園區(qū)內(nèi)的雨水排放管網(wǎng),也要針對(duì)園區(qū)所在地域的季節(jié)情況以及雨量進(jìn)行精確計(jì)算,確保管徑與流量的關(guān)系。避免由于雨水排放帶入的泥沙等因?yàn)榱魉龠^(guò)低導(dǎo)致管網(wǎng)堵塞。
3.排水管道工程設(shè)計(jì)
3.1排水體制的選擇
排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)以批準(zhǔn)的當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)(地區(qū))總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃為主要依據(jù)。排水體制(分流制或合流制)的選擇,應(yīng)更根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當(dāng)?shù)亟涤昵闆r和排放標(biāo)準(zhǔn)、原有排水設(shè)施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件,綜合考慮確定。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。
3.2排水量確定
現(xiàn)就分流制體制的排水量確定進(jìn)行分析。
(1) 污水設(shè)計(jì)總流量Q(L/s)
Q=Q1+Q2+Q3
其中:1 Q1為居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量(L/s)。按下式計(jì)
Q1=n×N×Kz / (24×3600)
n----污水定額(L/(人*d)),含居民生活污水定額和綜合生活污水定額,可按當(dāng)?shù)赜盟~的80%~90%采用。
N ----設(shè)計(jì)人口數(shù)
Kz----生活污水量總變化系數(shù),按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定計(jì)取或按實(shí)際數(shù)據(jù)采用。
2 Q2為工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量(L/s)。應(yīng)與國(guó)家現(xiàn)行的《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。
3 Q3為工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量(L/s)。工業(yè)廢水量級(jí)及其總變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝特點(diǎn)確定,并與國(guó)家現(xiàn)行的工業(yè)用水量有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。
(2) 雨水設(shè)計(jì)流量Q(L/s)
按下式計(jì)算:
Q=F×q×ψ
其中:1 F為匯水面積(ha)
其劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小及雨水管道布置等情況劃定。地形較平坦時(shí),可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積;地形坡度較大時(shí),應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。
2ψ為徑流系數(shù)。按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定計(jì)取。
3 q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L /(s* ha))。按下列公式計(jì)算:
q=167A1(1+ClgP)/(t+b)n
式中 t---降雨歷時(shí)(min)。t=t1+mt2,t1為地面集水時(shí)間,一般取5~15min;m為折減系數(shù),暗管取2,明渠取1.2;t2為管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間。
4.現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)給排水設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
在進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到所在地域季節(jié)情況、地形情況以及供電線路、通信線路等情況。針對(duì)園區(qū)規(guī)劃以及企業(yè)占地等進(jìn)行雨水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì),科學(xué)合理設(shè)置雨水排水井,為園區(qū)的雨水排放打下基礎(chǔ)。另外對(duì)于北方城市工業(yè)園區(qū)中設(shè)有供熱管線的還要避開(kāi)供熱管線線路。在進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)給排水設(shè)計(jì)后,應(yīng)采用計(jì)算機(jī)模擬等凡是對(duì)設(shè)計(jì)后的管徑、坡度、線路等進(jìn)行檢驗(yàn),確保管網(wǎng)設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況要求。另外,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)地域情況,確定供排水管網(wǎng)走向,避免由于對(duì)地勢(shì)高低掌握不夠造成的鋪設(shè)工程量加大以及日后供排水困難等情況的出現(xiàn)。由于現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)對(duì)供排水要求的不斷提高,在進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到不通企業(yè)對(duì)用水量、排水量的需求,根據(jù)企業(yè)類型的不同,有針對(duì)性增大、減小供排水管徑,確保管線內(nèi)水流速,降低管線堵塞情況發(fā)生幾率。
5.結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)代工業(yè)園區(qū)給排水設(shè)計(jì)是關(guān)系到園區(qū)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)用水、排水的重點(diǎn)。科學(xué)的給排水設(shè)計(jì)是保障企業(yè)正常生產(chǎn)的關(guān)鍵,工業(yè)園區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)部門應(yīng)根據(jù)園區(qū)總體規(guī)劃方針,將同類型企業(yè)規(guī)劃在同一區(qū)域,針對(duì)不同區(qū)域企業(yè)對(duì)給排水需求的不同,進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)。以此保障企業(yè)的生產(chǎn)、保障污水排放。通過(guò)科學(xué)的給排水設(shè)計(jì)為我國(guó)工業(yè)發(fā)展、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】污水能源;節(jié)能設(shè)計(jì)
Utilization of Sewage energy saving design
Sun Wei
(Shaanxi dawn of Architectural Research Ltd Xi'an Shanxi 710000)
【Abstract】Determine the system in the form of sewage source heat pump system according to water quality and sewage treatment plants. Annual heating load curve with hot and cold water supply capacity ratio analysis to determine the water in the heating season and air conditioning supply and return water temperature quarter design. According to the design load and design of each loop supply and return water temperature, the main equipment for the design and selection.
【Key words】Sewage energy;Energy-saving design
城市污水具有水量穩(wěn)定、水溫適宜的優(yōu)點(diǎn)。污水中蘊(yùn)藏的低品位熱能用于冬季供熱和夏季供冷,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。對(duì)于一些污水廠周圍無(wú)集中供熱、夏季空調(diào)供冷系統(tǒng)也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。實(shí)施污水處理廠污水源熱泵項(xiàng)目,可以解決周邊建筑的供熱、供冷問(wèn)題,更解決了污水直接排放的能源浪費(fèi)問(wèn)題。對(duì)節(jié)能減排有重要作用。
1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)形式的選擇。
系統(tǒng)選用污水處理廠出水作為熱源,檢測(cè)相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。須滿足表1要求,表內(nèi)有害物允許值摘自《地源熱泵冷熱源機(jī)房設(shè)計(jì)與施工》(06R115),滿足允許值標(biāo)準(zhǔn)的污水可以直接介入熱泵機(jī)組。考慮到污水受季節(jié)和處理水量的影響,很可能在出現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)的情況,一般采用間接式連接,污水不直接進(jìn)去熱泵機(jī)組,而是經(jīng)過(guò)板式換熱器,將熱量傳遞給熱源側(cè)循環(huán)水。系統(tǒng)形式見(jiàn)圖1。
1.2 污水可利用溫差。
1.2.1 污水的供、回水溫度直接影響污水源熱泵的供熱能力。
1.2.2 夏季,如果熱泵冷卻水進(jìn)水溫度高于33℃,則熱泵的運(yùn)行工況與常規(guī)的冷卻塔相當(dāng),無(wú)法體現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能性;冬季,為防止溫度過(guò)低導(dǎo)致機(jī)組結(jié)冰,蒸發(fā)器進(jìn)水溫度不應(yīng)低于4℃。因此,與污水進(jìn)行換熱的熱源側(cè)循環(huán)水的水溫限值為4~33℃。
1.2.3 污水的最不利溫度根據(jù)冷、熱負(fù)荷與污水冷、熱供應(yīng)能力的比值確定。冷、熱負(fù)荷與污水冷、熱供應(yīng)能力比值最大點(diǎn)即為污水設(shè)計(jì)溫度。為便于定量分析,需要對(duì)冷、熱負(fù)荷與污水冷、熱供應(yīng)能力進(jìn)行無(wú)量綱化。
1.2.4 負(fù)荷的無(wú)量綱化參照《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ34-2010)全年耗熱量計(jì)算公式,按下式計(jì)算:
1.2.8 依據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》查當(dāng)?shù)氐臍庀髤?shù),根據(jù)污水處理廠提供夏季、冬季的污水的最低和最高溫度。通過(guò)無(wú)量綱化分析,繪制污水全年出水溫度與全年氣溫對(duì)比圖,冬季供熱負(fù)荷與污水供熱能力對(duì)比圖,夏季供冷負(fù)荷與污水供冷能力對(duì)比圖。比較確定污水夏季供、回水溫差和冬季供、回水溫差。必須注意:夏季水溫不能不能高于33℃,冬季不低于4℃。
1.3 供、回水溫度確定。
采用冷水機(jī)組直接供冷時(shí),空調(diào)冷水供水溫度不宜低于5℃,冷水供、回水溫差不應(yīng)小于5℃。夏季空調(diào)用戶側(cè)冷水供、回水溫度按7℃/12℃設(shè)計(jì)。
冬季熱用戶既有空調(diào)用戶,也有地板采暖采暖用戶??紤]到地板輻射采暖用戶所占比例較大,冬季用戶側(cè)熱水供、回水溫度取55℃/45℃。
1.4 設(shè)備選型。
依據(jù)周圍用戶分布,確定冬、夏季負(fù)荷。通過(guò)負(fù)荷特點(diǎn)的分析、確定系統(tǒng)分區(qū)。最終確定機(jī)組的大小,以及數(shù)量。選型中,機(jī)組大小的合理搭配,保證機(jī)組在高效率下運(yùn)行,節(jié)能效果明確。
2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需注意的幾個(gè)問(wèn)題
(1)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算應(yīng)進(jìn)行全年動(dòng)態(tài)冷、熱負(fù)荷計(jì)算,分析冷、熱負(fù)荷隨時(shí)間的分布規(guī)律。
(2)污水計(jì)算溫度必須根據(jù)污水處理廠統(tǒng)計(jì)資料選取。
(3)熱泵機(jī)組空調(diào)水側(cè)供熱工況的設(shè)計(jì)出水溫度不宜高于60℃,溫度取10℃。
(4)污水進(jìn)、出換熱器的溫差不超過(guò)7℃。
(5)由于初投資較高,污水源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型分析必須考慮資金成本、投資回收年限、運(yùn)行費(fèi)用等因素。通過(guò)經(jīng)濟(jì)性分析,對(duì)經(jīng)濟(jì)效益明顯的污水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)決策。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 給排水;室外設(shè)計(jì);注意事項(xiàng);小區(qū)
1、引言
隨著城市化進(jìn)程的加快,以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城鎮(zhèn)住宅小區(qū)逐漸增多,住宅小區(qū)配套設(shè)施逐漸增多,其中給排水工程是建筑工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容之一,尤其是給排水室外設(shè)計(jì)質(zhì)量,會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響,甚至是對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生一定程度的影響。因此,對(duì)給排水室外設(shè)計(jì)進(jìn)行研究具有重要意義。本文對(duì)有關(guān)給排水在室外設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)進(jìn)行研究和探討,希望對(duì)建筑使用性能的提升有所幫助。
2、工程概況
某小區(qū)位于城郊地區(qū),占地面積約為20萬(wàn)平方米,小區(qū)服務(wù)人口大約1萬(wàn)人,總戶數(shù)設(shè)計(jì)是2950戶,整個(gè)小區(qū)建筑樓層為5層,1梯兩戶,同時(shí)配備其他公共建筑,比如液化站、商業(yè)區(qū)、幼兒園以及醫(yī)院等。該建筑小區(qū)室外給排水系統(tǒng)不完整,建筑小區(qū)東側(cè)連接水塔重力流給水管道,南側(cè)連接市政給水管網(wǎng),小區(qū)東側(cè)和南側(cè)都有市政雨水管網(wǎng)和污水管網(wǎng),二者流向相同,管徑略有區(qū)別,市政雨水管網(wǎng)管徑是DN1000,污水管管徑是DN600,小區(qū)不在城市污水處理中心的服務(wù)范圍之內(nèi)。
3、小區(qū)室外給排水設(shè)計(jì)
(1)小區(qū)用水量
小區(qū)用水單位包括日常生活用水,商業(yè)區(qū)等公共區(qū)域用水。公共建筑用水定額和居民生活用水量按照《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》,計(jì)算方法按照小區(qū)居民人數(shù)和綠化道路面積對(duì)其當(dāng)天最大用水量進(jìn)行計(jì)算,給出用水量最大值。
(2)選擇室外排水管材
和金屬管材相比較而言,塑料管材的優(yōu)點(diǎn)很明顯,包括損失小、節(jié)能、污染小、質(zhì)量輕、耐腐蝕等。其中,HDPE管材是塑料管材中最具代表性的材料,強(qiáng)度要大于其他塑料管材,可以直接應(yīng)用于城市道路,所以此小區(qū)室外排水工程排水管材選擇HDPE管材。這種管材進(jìn)行連接時(shí)只需要膠圈連接或者熱熔連接,施工方便。
(3)給水管道設(shè)計(jì)
首先,給水管道設(shè)計(jì)先進(jìn)行混凝土支墩的設(shè)置,給水球墨鑄鐵管在室外給水的應(yīng)用較為廣泛,對(duì)于一些口徑較大的室外給水鑄鐵管,一般是在管道系統(tǒng)的水平彎頭、管道末端以及返彎處進(jìn)行混凝土支墩的設(shè)置,支墩消除了土壤條件差、管內(nèi)水壓較大而產(chǎn)生的外力,造成的管道接口處出現(xiàn)松動(dòng)。因此對(duì)于管徑大于350 mm,或者是土壤較為松軟時(shí)需進(jìn)行混凝土墩的設(shè)置。
其次,在鋼管的防腐蝕方面,由于考慮到管材會(huì)受到土壤、地下水等方面的侵蝕作用,而且在地下雜散電流的作用下會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),因此對(duì)金屬表層產(chǎn)生損壞,所以必須要采取適當(dāng)措施,避免管材發(fā)生腐蝕,以及減少雜散電流作用對(duì)絕緣層產(chǎn)生的腐蝕,以此延長(zhǎng)管材的使用壽命。
4、小區(qū)室外給排水系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)
(1)生活給水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)
小區(qū)地理位置處于城郊區(qū)域,與城市自來(lái)水廠的距離比較遠(yuǎn),小區(qū)的室外供水依靠市政給水管網(wǎng),然而小區(qū)的整體居民生活用水需求量非常大,供水管網(wǎng)壓力無(wú)法滿足此需求,所以小區(qū)給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)在小區(qū)中心進(jìn)行蓄水池的設(shè)置,或者是進(jìn)行集中變頻水泵加壓房的設(shè)置,以此確保小區(qū)內(nèi)正常用水需求。除此之外,小區(qū)生活用水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)用水進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),消防用水量和居民生活用水量基本保持一致,室外消防栓利用市政給水管網(wǎng)壓力,消防用水設(shè)計(jì)按照同時(shí)一處起火考慮。
(2)生活污水處理
小區(qū)位于城郊區(qū)域,不處在城市污水處理范圍之內(nèi),沒(méi)有配備獨(dú)立的生活污水處理系統(tǒng),設(shè)置化糞池是比較常見(jiàn)的處理方式,初步使用成效顯著,如果長(zhǎng)期使用而沒(méi)有定期清理淤泥,淤泥越來(lái)越多,化糞池有效容積變小,管道容易堵塞,大大降低污水處理效果。日常生活污水和工業(yè)廢水相比有一些區(qū)別,和城市污水相比較而言,水質(zhì)的變化不大,污染比較少,并且結(jié)合實(shí)際管理辦法,建議企業(yè)選擇通過(guò)無(wú)淤泥污水處理方式,在小區(qū)周邊進(jìn)行小型污水集中處理的方式,加強(qiáng)給排水中污水處理設(shè)計(jì),對(duì)污水管道進(jìn)行定期清理,以保證污水處理效果符合相關(guān)規(guī)范。具體處理工序:所有的污水經(jīng)過(guò)收集、過(guò)濾,去除掉直徑較大的顆粒和雜質(zhì),污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池對(duì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié),主體設(shè)備環(huán)節(jié)污水先經(jīng)過(guò)兩個(gè)小時(shí)的沉淀和氧化處理,利用消毒、過(guò)濾和混凝等方式進(jìn)行凈化,這種處理方式處理的水可以進(jìn)行綠地澆灌,以此節(jié)約水資源。除此之外,產(chǎn)生的淤泥還可以進(jìn)行壓縮處理后用作農(nóng)肥。
5、綜合處理雨水和污水分流管道
(1)室外給排水管道設(shè)置
小區(qū)室外給排水進(jìn)行管理和設(shè)置,應(yīng)當(dāng)結(jié)合城市的總體管線設(shè)計(jì),包括燃?xì)狻㈦娏?、電信、熱力、雨水、污水等管線,垂直范圍之內(nèi)嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)管線垂直高度進(jìn)行確定,還需要注意小區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng)高程與市政排水管線的銜接問(wèn)題,需要考慮方便進(jìn)行日常檢修。在水平平面,要按照相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)不同管線水平位置進(jìn)行規(guī)劃,一是為了防止出現(xiàn)管線搶位的情況,另外是考慮未來(lái)擴(kuò)建或者是線路改造等變化。除此之外,還要考慮區(qū)域內(nèi)地勢(shì)比較平坦,對(duì)污水和雨水管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),為了防止出現(xiàn)施工偏差的情況,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行一定坡度設(shè)計(jì),而且要把排水管道坡度放大,對(duì)于排水管道的暢通有所幫助。
(2)污水管道和雨水管道進(jìn)行分流處理。雨水管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要注意雨量對(duì)于排水系統(tǒng)的影響,如果短時(shí)間之內(nèi)雨量加大,很容易導(dǎo)致內(nèi)澇,甚至是雨水倒灌的情況,會(huì)對(duì)小區(qū)居民正常生活產(chǎn)生一定程度的影響,所以要加強(qiáng)雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),特別是雨水旺盛的雨季。還要注意污水管線和雨水管線進(jìn)行分流處理,先對(duì)污水進(jìn)行充分處理然后再排放,可以在城市排水高峰期大大減少城市的污水污染程度。污水管道和雨水管道施工過(guò)程中要對(duì)檢查井進(jìn)行標(biāo)示相關(guān)字樣以示區(qū)別,防止出現(xiàn)污水管道和雨水管道混接的情況,導(dǎo)致水體被污染,甚至是對(duì)整個(gè)排水系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
6、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,以及人們對(duì)于日常生活用水運(yùn)行安全的重視,給排水系統(tǒng)的規(guī)模和要求也越來(lái)越高,因此有必要做好給排水設(shè)計(jì)方面的工作,以此保證給排水系統(tǒng)環(huán)境保護(hù)和運(yùn)行安全,尤其是給排水在室外設(shè)計(jì)方面,需要在達(dá)到相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際情況,因地制宜,才可以讓給排水設(shè)計(jì)工程變得經(jīng)濟(jì)合理。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 污水處理; 再生利用; 存在問(wèn)題; 發(fā)展戰(zhàn)略
1前言
城市污水是水量穩(wěn)定、供給可靠的一種潛在水資源,城市污水的再生利用是開(kāi)源節(jié)流、減輕水體污染程度、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水問(wèn)題的有效途徑之一。
目前,我國(guó)再生水的用途有以下方面: 城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境娛樂(lè)和補(bǔ)充水源水等。具體用途為: ①環(huán)境娛樂(lè)性用水主要為形成娛樂(lè)性或觀賞性湖泊等; ②再生水用于城市雜用的有: 綠化用水、沖洗車輛用水、澆灑道路用水、廁所沖洗水、建筑施工和消防用水; ③再生水用于農(nóng)業(yè)可以采用直接灌溉和排至灌溉渠或自然水體進(jìn)行間接回用兩種方式; 農(nóng)業(yè)用水需求量大,水質(zhì)要求一般也不高,是污水再生利用產(chǎn)業(yè)的主要需求者之一。一般經(jīng)二級(jí)處理的城市污水出水水質(zhì)都能達(dá)到或超過(guò)農(nóng)業(yè)灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。再生水用于工業(yè)包含兩方面: 工業(yè)利用再生的城市污水和工業(yè)廢水的內(nèi)部循環(huán)。再生水可用于量大面廣的冷卻水、洗滌沖洗用水及其它工藝低質(zhì)用水,因此它最適合冶金、電力、石油化工、煤化工等工業(yè)部門的利用。娛樂(lè)用水又可以分為主要接觸和次要接觸兩大類。主要接觸是指人體同水的接觸是長(zhǎng)時(shí)間的和直接的,并且有吸入的可能,比如游泳; 次要接觸是指諸如劃船、釣魚(yú)和進(jìn)行觀賞等活動(dòng),一般情況下并無(wú)浸水的可能。污水再生利用的其它方式還包括防止地面沉降的地下水回灌、飲用型回用及補(bǔ)充地下水儲(chǔ)量。同時(shí),城市污水處理后的水也可看作是水文循環(huán)的組成部分,將合乎質(zhì)量要求的出水排放到河流水體中,使河流水體能維持或變成供下游使用的水源,不僅經(jīng)濟(jì)可行,而且可減少風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)揮河流自凈能力。
2城市污水處理與再生利用的規(guī)劃分析
城市污水處理與再生利用設(shè)施的設(shè)計(jì)建設(shè),應(yīng)依據(jù)城市總體規(guī)劃和水環(huán)境規(guī)劃、水資源綜合利用規(guī)劃以及城市排水專業(yè)規(guī)劃的要求,做到規(guī)劃先行,合理確定污水處理與再生利用設(shè)施的布局和設(shè)計(jì)規(guī)模,并優(yōu)先安排城市
污水收集系統(tǒng)的建設(shè)。城市污水處理廠的規(guī)劃設(shè)計(jì),要根據(jù)污染物排放總量控制目標(biāo)、城市地理地質(zhì)環(huán)境、受納水體功能與交換能力、污水排放量和污水再生利用等因素,選擇廠址,確定建設(shè)規(guī)模、處理程度和工藝流程,力求布點(diǎn)合理、位置適當(dāng)、規(guī)模適度。城市污水的處理與再用方式應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和自然環(huán)境條件及地理位置等因素,合理選擇。城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的確定是城市污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是我國(guó)當(dāng)前城市污水處理工程設(shè)計(jì)中存在的薄弱環(huán)節(jié)。城市污水管網(wǎng)的完善,對(duì)城市污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)水質(zhì)的確定至關(guān)重要,目前我國(guó)大多數(shù)城市管網(wǎng)不配套,造成城市污水處理規(guī)模和水質(zhì)難以合理確定,投入運(yùn)行后實(shí)際值與設(shè)計(jì)值往往相差較大,效能難以充分發(fā)揮。
因此,污水處理技術(shù)政策中要求,應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì),優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。必須對(duì)污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定,作出合理的分析預(yù)測(cè)。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時(shí),應(yīng)進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn),必要時(shí)應(yīng)開(kāi)展中試研究。積極審慎地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝,對(duì)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝,必須經(jīng)過(guò)中試和生產(chǎn)性試驗(yàn),提供可靠設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。
3城市污水處理技術(shù)
城市污水處理技術(shù)就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù),將污水所含的污染物質(zhì)從水中分離去除,使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)、有用的物質(zhì),水則得到凈化,并使資 源得到充分利用。
城市污水處理技術(shù)通常有物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、物理化學(xué)處理技術(shù)、生物處理技術(shù)等。 典型的物理處理技術(shù)在城市污水處理中應(yīng)用的有沉淀技術(shù)、過(guò)濾技術(shù)、氣浮技術(shù)等。 典型的化學(xué)處理技術(shù)和物理化學(xué)處理技術(shù)有中和、加藥混凝、離子交換等。 典型的生物處理技術(shù)有好氧牲氧化分解和厭氧生物發(fā)酵技術(shù)。
4城市污水再生利用發(fā)展戰(zhàn)略
城市污水再生利用發(fā)展戰(zhàn)略在中國(guó)的推行,必須從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、規(guī)劃管理、公眾安全等各個(gè)方面進(jìn)行充分準(zhǔn)備,這樣才能在戰(zhàn)略實(shí)施過(guò)程中,從容面對(duì)可能遇到的障礙。
4. 1在城市水環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中納入污水再生利用
改變當(dāng)前把集中式污水系統(tǒng)作為城市水環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)唯一選擇或者絕對(duì)主導(dǎo)選擇的局面。分散式的污水系統(tǒng)要作為水環(huán)境管理的長(zhǎng)期策略選擇。分散式的污水系統(tǒng)更適合污水再生利用,也更有利于城市的可持續(xù)發(fā)展。集中式的城市污水解決方案是不可持續(xù)的。因?yàn)閺恼w上看,這些污水處理廠不斷地把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其他剩余物排入了受納水體。如果要想對(duì)這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或者處理過(guò)的污水進(jìn)行再生利用的話,就意味著巨大的輸送成本投入,可能還會(huì)涉及到包含著更多管道和泵站的第三套管網(wǎng)體系,因?yàn)榻邮茉偕挠脩舸蠖嗍沁h(yuǎn)離污水處理廠址所在地的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是膜技術(shù)的發(fā)展,污水處理設(shè)施的裝置化和小型化使得分散式的污水處理和回用得以實(shí)現(xiàn)。分散系統(tǒng)污水回用設(shè)施跟再生水用戶之間距離縮短,管網(wǎng)費(fèi)用比起集中式的系統(tǒng)大大降低了,從而實(shí)現(xiàn)污水回用系統(tǒng)成本的降低。
4. 2 發(fā)展模式要隨著區(qū)域和時(shí)段的不同而改變
我國(guó)各個(gè)城市的水資源開(kāi)發(fā)與利用狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)狀況等各方面的因素之間存在著相當(dāng)大的差異。從全國(guó)各地區(qū)對(duì)城市污水再生利用的發(fā)展模式進(jìn)行分區(qū),不僅有利于從宏觀上把握全國(guó)再生水利用的方向,而且有助于更好地指導(dǎo)各地區(qū)和城市的污水再生利用工作。并且,如果分區(qū)還能夠體現(xiàn)出時(shí)間上的變化趨勢(shì),那么,從空間角度看,可以對(duì)各城市在選擇污水再生利用發(fā)展模式時(shí)有所指導(dǎo),從時(shí)間角度看,還可以針對(duì)某一城市隨時(shí)間變化進(jìn)入不同分區(qū)有所指導(dǎo)。
4.3在城市污水處理決策中應(yīng)充分考慮污水的再生利用
在我國(guó),花費(fèi)大量投資建設(shè)了城市污水處理廠,但經(jīng)過(guò)處理后的再生水并沒(méi)有得到充分利用,有的地區(qū)甚至還將處理后的再生水與未經(jīng)處理的污水混入一起同流合污,有的地區(qū)沒(méi)有將再生水合理利用卻直接排入江河,造成淡水資源的浪費(fèi)。因此,在城市污水處理決策中應(yīng)充分考慮污水的再生利用。城市污水處理廠出水可用作農(nóng)業(yè)用水、市政雜用水、工業(yè)冷卻用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、地下水補(bǔ)充等;另一方面,城市污水處理廠出水也可看作是水文循環(huán)的組成部分,將合乎質(zhì)量要求的出水排放到河流水體中,使河流水休能維持或變成供下游使用的原水源,不僅經(jīng)濟(jì)可行,而且可減少風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)揮河流自凈能力。
在我國(guó)的城市污水處理技術(shù)政策中,提倡各類規(guī)模的污水處理設(shè)施按照經(jīng)濟(jì)合理和衛(wèi)生安全的原則,實(shí)行污水再生利用。發(fā)展再生水在農(nóng)業(yè)灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態(tài)恢復(fù)和工業(yè)冷卻等方面的利用。城市污水再生利用,應(yīng)根據(jù)用戶需求和用途,合理確定用水的水量和水質(zhì)。污水再生利用,可選用混凝、過(guò)濾、消毒或自然凈化等深度處理技術(shù)。因此,缺水城市和水環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),在規(guī)劃建設(shè)遠(yuǎn)距離調(diào)水之前應(yīng)積極實(shí)施城市污水再生利用工程,同時(shí)做好非投資性或低投資性的節(jié)水減污工作。
5 體會(huì)及小結(jié)
城市污水再生利用發(fā)展戰(zhàn)略是以推動(dòng)牡丹江市水資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)與利用為根本目的,以遵守市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律和生態(tài)規(guī)律為實(shí)施原則,以不同區(qū)域不同階段選擇不同的發(fā)展模式為實(shí)施途徑,把污水再生利用的內(nèi)容納入到城市資源開(kāi)發(fā)與利用規(guī)劃中去,實(shí)現(xiàn)與給水和排水系統(tǒng)進(jìn)行一體化的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行個(gè)監(jiān)督管理。同時(shí),也可看出我國(guó)推動(dòng)城市污水再生利用發(fā)展戰(zhàn)略的本質(zhì)是要建立起水的社會(huì)循環(huán)新模式??傊氡WC污水再生利用全過(guò)程中的人體健康和環(huán)境安全,必須做到以下4 點(diǎn):
1) 對(duì)污水再生利用項(xiàng)目的各種潛在的影響予以全面評(píng)估,以保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)、實(shí)施和日常維護(hù)的全過(guò)程中的人體健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)落在可接受的范圍內(nèi)。
2) 政府要制定污水再生利用的技術(shù)指南和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),提出用于不同用途的再生水水質(zhì)限值,指定最低的處理技術(shù)要求,還要設(shè)定監(jiān)測(cè)頻率。
3) 要建立相應(yīng)的技術(shù)安全監(jiān)管機(jī)制和相應(yīng)的管理隊(duì)伍。
4) 不斷提高公眾對(duì)于安全使用再生水的信心。在未來(lái)的污水再生利用發(fā)展中,對(duì)于一個(gè)具體的回用項(xiàng)目來(lái)說(shuō),公眾能否予以接受是至關(guān)重要的。
參考文獻(xiàn):
[1] 建設(shè)部給水排水產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 城市污水再生利用系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南[M]. 北京: 經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社,2003.
關(guān)鍵詞:城市污水處理廠;進(jìn)水水質(zhì);出水水質(zhì);工藝技術(shù);污泥處理與處置
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我們生活的環(huán)境變得越來(lái)越差,特別是水體的污染到了觸目驚心的地步。雖然我國(guó)在城市污水處理廠建設(shè)方面取得一定成效,已建成百余座污水處理廠,但在控制水污染方面,形勢(shì)不容樂(lè)觀,預(yù)計(jì)今后還有大量的城市污水處理廠待建設(shè)。在建設(shè)城市污水處理廠過(guò)程中,設(shè)計(jì)工作是龍頭,在設(shè)計(jì)時(shí)常常碰到一些熱點(diǎn)問(wèn)題,引起各方爭(zhēng)論。本文對(duì)這些問(wèn)題作了剖析。
一、污水處理廠的廠址選擇
污水處理廠位置的選擇,應(yīng)符合城市總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃的要求,并根據(jù)下列因素綜合確定:廠址必須位于集中給水水源下游,并應(yīng)設(shè)在城市工業(yè)區(qū)、居住區(qū)的下游,為保證衛(wèi)生要求,廠址應(yīng)與城市工業(yè)區(qū)、居住區(qū)保持約300m以上距離,廠址宜設(shè)在城市夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè),及主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)結(jié)合污水管道系統(tǒng)布置及納污水域位置;污水處理廠選址宜設(shè)在城市低處,便于污水自流,沿途盡量不設(shè)或少設(shè)提升泵站,有良好的交通、運(yùn)輸和水電條件;有良好的工程地質(zhì)條件;廠區(qū)地形不受水淹,有良好的防洪、排澇條件盡量少拆遷、少占農(nóng)田,同時(shí)因廠區(qū)規(guī)劃有擴(kuò)建的可能,應(yīng)預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展用地。
在擬建新的污水處理廠時(shí),一般需由建設(shè)單位提出2—3個(gè)污水處理廠備選地址,由設(shè)計(jì)部門從中比較選擇。這就要求設(shè)計(jì)人員不要盲目遷就建設(shè)單位的意見(jiàn),應(yīng)親自考察當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,在全面分析的基礎(chǔ)上提出合適的廠址。
二、處理工藝選擇
污水處理工藝選擇是依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量狀況,再依據(jù)受納水體環(huán)境容量或者國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn),確定應(yīng)該去除污染物的項(xiàng)目與數(shù)量,從而選擇合適的污水處理工藝。在選擇污水處理工藝過(guò)程中經(jīng)常討論的問(wèn)題有如下幾方面:
(一)進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測(cè)
城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的確定是城市污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是我國(guó)當(dāng)前城市污水處理工程設(shè)計(jì)中存在的薄弱環(huán)節(jié)。城市污水管網(wǎng)的完善,對(duì)城市污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)水質(zhì)的確定至關(guān)重要,目前我國(guó)大多數(shù)城市管網(wǎng)建設(shè)還不配套,因此造成城市污水處理規(guī)模和水質(zhì)難以合理確定,投入運(yùn)行后實(shí)際值與設(shè)計(jì)值往往相差較大,效能難以充分發(fā)揮。
因此,污水處理技術(shù)政策中要求,應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì),優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。必須對(duì)污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定,作出合理的分析預(yù)測(cè)。對(duì)于城市污水處理工藝方案及其設(shè)計(jì)參數(shù)的確定,進(jìn)行必要的水質(zhì)水量特性分析測(cè)定和動(dòng)態(tài)工藝試驗(yàn)研究。
(二)處理出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
處理廠出水水質(zhì)是按照尾水排入水域類別,再依照國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn),以滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。采用二級(jí)處理工藝,處理出水恐怕難以達(dá)到氨氮與磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn),需要采用脫氮除磷工藝流程,特別是一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中磷酸鹽指標(biāo)0.5mg/L,有相當(dāng)難度。有人提出,處理廠尾水排入非蓄水性河流或非封閉性水域,是否還要控制如此低的磷酸鹽含量。采用生物脫氮除磷工藝,或者化學(xué)除磷工藝,需要增加基建投資與經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用,同時(shí)還要求具有較高的運(yùn)行管理水平。
(三)污水消毒
為了保護(hù)人類的生命健康,保護(hù)好水環(huán)境,世界許多國(guó)家和地區(qū)都要求對(duì)城市污水在排放前進(jìn)行消毒處理。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中,城市污水處理廠出水要加氯消毒,而且對(duì)生物處理后投氯量規(guī)定為5mg/L-10mg/L,并設(shè)停留時(shí)間為30rain混合接觸池。有人提出,國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)城市二級(jí)處理廠出水水質(zhì)未確定大腸菌群數(shù)及余氯值,所以處理廠出水要不要加氯是值得研究的課題。紫外線污水消毒技術(shù)如今已被廣泛應(yīng)用于各類城市污水的消毒處理中,包括低質(zhì)污水,常規(guī)二級(jí)生化處理后的污水、合流管道溢流廢水和再生水的消毒。目前世界上最大的使用紫外線消毒技術(shù)的再生水處理廠是加州santaRosa污水處理廠,處理規(guī)模25萬(wàn)m3/d,該系統(tǒng)為明渠式中壓燈消毒系統(tǒng)。
三、主流處理工藝
(一)關(guān)于活性污泥法
當(dāng)前流行的污水處理工藝有:AB法、SBR法、普通曝氣法等,這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來(lái)的,且各有其特點(diǎn)。
1、AB法(Adsorption—Biooxidation)
該法由德國(guó)Bohuke教授首先開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧,A級(jí)負(fù)荷高,曝氣時(shí)間短,產(chǎn)生污泥量大,污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgMLSS.d)以上,池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3.d)以上;B級(jí)負(fù)荷低,污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同,形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),但不適合低濃度水質(zhì),A級(jí)和B級(jí)亦可分期建設(shè)。
2、SBR法(SequencingBatchReactor)
SBR法早在20世紀(jì)初已開(kāi)發(fā),由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組,輪流運(yùn)轉(zhuǎn),一池一池地間歇運(yùn)行,故稱序批式活性污泥法?,F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,由于只有一個(gè)反應(yīng)池,不需二沉池、回流污泥及設(shè)備,一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池,多數(shù)情況下可省去初沉池,故節(jié)省占地和投資,耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活,可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。
3、普通曝氣法
本工藝出現(xiàn)最早,至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好,經(jīng)驗(yàn)多,可適應(yīng)大的污水量,對(duì)于大廠可集中建污泥消化池,所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理,不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實(shí)踐中,通過(guò)降低普通曝氣池容積負(fù)荷,可以達(dá)到脫氮的目的,在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū),可以除磷,亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除BOD5,工程上稱為普通曝氣法的變法,亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。
四、污泥的處理與處
污水處理廠在水處理過(guò)程中會(huì)截流與排出一定量的柵渣、沉砂和污泥。對(duì)城市污水廠而言,其數(shù)量大約為進(jìn)水量的0.5%-1.5%。目前部分設(shè)計(jì)單位在污水處理廠設(shè)計(jì)中對(duì)污泥處置重視程度不夠,大部分中小型污水廠產(chǎn)生的污泥,經(jīng)濃縮、機(jī)械脫水后直接外運(yùn),這些污泥實(shí)際上均未達(dá)到穩(wěn)定要求,是否會(huì)帶來(lái)環(huán)境的二次污染是值得注意的。因此設(shè)計(jì)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)污泥處置的設(shè)計(jì)與研究,目前常用的污泥穩(wěn)定方法有污泥中溫消化、污泥好氧消化、污泥投加石灰、污泥焚燒等方法污泥綜合利用的試驗(yàn)研究已有各種報(bào)道,例如利用污泥制磚、制陶瓷等用作建筑材料,甚至從污泥中提煉維生素B12等等,但大部分是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),與實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)距離。城市污泥的最終出路,還是用作綠化或農(nóng)田肥料,改良土壤,這似乎是較現(xiàn)實(shí)的綜合利用方案,但目前尚缺少組織推廣應(yīng)用的機(jī)構(gòu),在政策上也缺少支持。事實(shí)上城市污水廠污泥作為“綠色植物”的天然有機(jī)肥料是具有廣闊前途的。一個(gè)城市若有多座污水處理廠,可把各處理廠污泥集中起來(lái),建一座具有相當(dāng)規(guī)模的污泥處理廠,包括處理下水道清通過(guò)程中產(chǎn)生的污泥、化糞池污泥等等,當(dāng)污泥處理廠達(dá)到一定規(guī)模后,可減少單位投資,降低日常費(fèi)用,也便于污泥綜合利用。
五、要注重借鑒外國(guó)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)
我們現(xiàn)在的發(fā)展走的是西方發(fā)達(dá)國(guó)家走過(guò)的先發(fā)展后治理的老路,西方現(xiàn)在在污水處理廠的建設(shè)方面積累了不少經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn);現(xiàn)在已經(jīng)有外國(guó)的設(shè)計(jì)公司進(jìn)軍中國(guó)污水處理市場(chǎng)了,我們?cè)诿鎸?duì)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)也要抓住這個(gè)很好的學(xué)習(xí)和借鑒機(jī)會(huì)。
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