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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇市政污泥處理現狀范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
一、引言
近年來,隨著國家經濟和社會的發展,環境污染日益嚴重,人們已經認識到樹立科學發展觀的重要性,人與自然必須協調發展。作為水環境治理的重要組成部份——城市污水處理得到政府和社會各界的高度重視,新的污水廠不斷建設,污水處理率大幅提高。目前,我市已建成了六大排水系統(紀莊子、咸陽路、北倉、雙林、趙沽里、張貴莊等排水系統)擔負著天津市中心市區污水排放的重任。而市政污泥作為城市排水系統的副產品,它容量大、不穩定、易腐敗、有惡臭,如不加以妥善處理和處置,將造成堆放和排放區周圍環境的二次污染,更有甚者,將其任意施與農業,導致農作物污染土地受到不可逆轉的中毒危害,一直以來未得到足夠重視,其最終處置問題已突現出來。在我市中心市區,污泥能否得到及時而適當的處理與處置,已成為影響污水處理廠正常運行、是否從根本上產生環境效益的重要因素。因此,全面了解污泥處理處置技術及市政污泥處理處置的現狀與問題,力求提出適合的對策,是近期污泥處置工作的重點。
二、背景
天津市區污水廠污泥處理處置的現狀及存在的問題
1. 現狀
天津市現有六大排污系統,中心市區年排污泥量近40多萬立方米,每一。排污系統擬各建處理廠一座,現已建成并投入生產的城市污水處理廠為2座,其他處理廠正在興建之中。
總體來說,天津市污泥來源包括三個方面:
(1)污水廠的脫水污泥(包括紀莊子污水處理廠(330 m3/d)、東郊污水處理廠(300 m3/d)及新建的咸陽路污水廠(320 m3/d)和北倉污水廠(64 m3/d),這4座污水處理廠均采用二級生化處理、污泥中溫消化工藝 ,污泥最終處置方法均為外運堆存,4座污水處理廠日產污泥總量為1014 m3(含水率75%)。
(2)天津市全市下水道的掏挖污泥每天約200立方米(含水率75%);
(3)河道污泥。
2.目前存在的問題
天津市市政污泥 (每天約200噸濕污泥)處置問題多年來一直未能得到解決,目前存在的問題主要有以下幾個方面:
1.天津市城市污水廠污泥現采用簡單的濃縮、脫水技術處理,均沒有進行減量化、無害化和穩定化處理,這顯然不符合國家關于污泥處理處置的戰略思想,也與天津這個大都市的環境政策不符,因此結合現狀對污泥進行“三化”處理已成為各污水廠面臨的主要問題;
2. 近年來,郊縣農民更加習慣于施用化學肥料,致使污泥出路越來越不暢;
3.中心城區下水道污泥均由各市政單位(污水廠、市屬排水所、區屬排水所)分別處置,且又受到地理等條件限制造成污泥分散堆放,污水處理廠污泥和管道污泥的處理與處置沒有形成統一的規劃;
4.各排水所污泥堆放點大多無固定場地,隨機傾倒現象較為嚴重;無正式協議,屬自行亂堆亂放;
5.目前污泥只通過各種渠道遠運至城郊荒地傾倒,每年僅場地補償費用支出約100萬元,同時污泥堆放點的污泥均為露天存放,傾倒地點未做任何衛生處理,其中部分污泥存放點周圍有大片居民區,污泥堆放對居民生活造成一定的影響。污泥也給城郊的原生環境和次生環境帶來了嚴重的二次污染。近年來,連可供污泥傾倒的場地也日趨緊張起來。
6.儲泥點遠離城區,大多分布在外環線以外、城市遠郊區附近,使得污泥運輸費用較高,再加之沿途泄露,給城市景觀造成了損害。
三、市政污泥處理的主要目的及處置方式的研究
1.污泥處理的目的
如前所訴,天津市城市污水廠污泥現采用簡單的濃縮、脫水技術處理,均沒有進行減量化、無害化和穩定化的處理。由此可以看出污泥處理的主要目的:一是穩定化,通過處理使污泥停止降解,使污泥穩定化,從而避免二次污染;二是無害化,殺滅寄生蟲卵和病原微生物;三是減量化,減少污泥最終處置的體積,降低污泥處理及最終處置費用;四是資源化和最終處置,在處理污泥的同時實現化害為利、循環利用、保護環境的目的。
這一目的可以通過對污泥的處理與處置來實現的。目前,國內外污泥處理與處置的方法很多,一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(主要為農用)、填埋及焚燒等不同的處理、處置方法,或用其中某幾個方法組合處置,而污泥的最終出路不外是部分或全部資源化利用或以某種形式回到環境中去,當今世界各國廣泛采用的污泥處置方法有污泥的土地利用、污泥的填埋、 污泥的熱處置以及對污泥制動物飼料、包埋處理以及焚燒灰制磚等處置方法.
關鍵詞:污水廠;優選;處理工藝
中圖分類號:U664.9+2文獻標識碼:A文章編號:
1.城市污水處理廠的規模劃分
根據我國的實際情況,大體上可分為大型、中型和小型污水處理廠。
1.1規模>10×104 m3/d的是大型污水廠,一般建在大城市,基建投資以億元計,年運營費用以千萬元計,目前全國已建成十多座,最大的是北京高碑店污水處理廠,規模達 100×104 m3/d。
1.2 中型污水處理廠的規模為(1~10)×104 m3/d,一般建于中、小城市和大城市的郊縣,基建投資幾千萬至上億元,年運營費用幾百萬到上千萬元,目前全國已建成幾十座,正建的有上百座,今后一段時間還將大量增加。
1.3規模<1×104 m3/d的是小型污水處理廠,一般建于小城鎮,基建投資幾百萬到上千萬,年運營費用幾十萬到上百萬;由于經濟條件的限制,目前這類污水廠剛剛在沿海地區經濟發達的小城鎮出現,今后會越來越多,最終小型污水廠的數量將超過大中型污水廠。
2.處理程度
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理:主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求,經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。
二級處理:主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD、COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標準。
三級處理:進一步處理難降解的有機物,氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后,經過格柵或者篩率器,之后進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉淀池,以上為一級處理(即物理處理)。初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法(其中活性污泥法的反應器有曝氣池、氧化溝等。生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉淀池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理。一級處理結束到此為二級處理。三級處理包括生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法,二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
3.環境保護方面問題
3.1污水處理后的污泥
污水廠接納的污水大部分為生活污水,污水中有毒有害成份較少,同時污水處理過程中產生的污泥已基本得到穩定,經過濃縮與脫水后,水率可降為76~80%,泥餅是非流質固體,便于運輸。污水廠投產后,對污泥的成份作出分析及試驗后,可作為農肥酌情施用于非食用農作物和綠化林地。
3.2對周圍環境的影響根據實際數據預測污水處理廠建設完成后,每年可減少排放水體的污染物:BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TN、TP
4.城市污水廠的處理工藝
城市污水的主要污染物是有機物,因此目前國內外大多采用生物法。也有采用化學法的,比如四川遂寧市的污水就采用化學強化一級處理,但這種工藝的去除率不高,出水達不到國家規定的標準,只適用于某些特定的對出水水質要求不高的地方。
在生物法中,有活性污泥法和生物濾池兩大類,生物濾池的處理效率不高,衛生條件較差,我國只有少數幾座生物濾池城市污水處理廠,而活性污泥法占絕大多數。
活性污泥法有很多種型式,使用最廣泛的主要有三類:①傳統活性污泥法和它的改進型 2A/O、/O工藝,②氧化溝,③SBR工藝。
4.1傳統活性污泥法是應用最早的工藝,它去除有機物的效率很高,在處理過程中產生的污泥采用厭氧消化方式進行穩定處理,對消除污水和污泥的污染很有效,而且能耗和運行費用都比較低,因而得到廣泛應用。近20年來,水體富營養化的危害越來越嚴重,去除氮、磷列入了污水處理的目標,于是出現了活性污泥法的改進型A/O法和/O法。A/O法有兩種,一種是用于除磷的厭氧--好氧工藝,一種是用于脫氮的缺氧―好氧工藝;/O法則是既脫氮又除磷的工藝。
4.2氧化溝是活性污泥法的一種變型,在水力流態上不同于傳統活性污泥法, 是一種首尾相接的循環流,通常采用延時曝氣,在污水凈化的同時污泥得到穩定。它不設初沉池和污泥消化池,處理設施大大簡化。氧化溝具有傳統活性污泥法的優點,去除有機物的效率很高,也具有脫氮的功能。如果在溝前增設厭氧池,還可同時除磷。氧化溝這種高效、簡單的特點,使它在中小型城市污水處理廠中得到廣泛應用。
4.3 SBR是序批式活性污泥法,它的基本特征是在一個反應池中完成污水的生化反應、沉淀、排水、排泥,不僅省去了初沉池和污泥消化池,還省去了二沉池和回流污泥泵房,處理設施比氧化溝還要簡單, 而且處理效果好,有的SBR工藝還具有很強的脫氮除磷功能。 SBR 工藝對自控要求高,過去自控設備不過關,這種工藝無法推廣,近年來自控技術和儀表應用于污水處理已經過關,我國昆明第三、第四污水廠采用SBR工藝已成功運行數年,因而SBR工藝得到大力推廣,成為業內人士十分關注的一種工藝。
5.市政污水廠優選的處理工藝
大型城市污水處理廠的優選工藝是傳統活性污泥法及其改進A/O法、/O法。目前世界上絕大多數國家(包括我國)的大型污水廠大多采用傳統活性污泥法、A/O和/O法,我國的北京高碑店污水廠、天津紀莊子污水廠和東郊污水廠、沈陽市北部污水廠、鄭州市污水廠、杭州市四堡污水廠、成都市三瓦窯污水廠等都采用這種工藝,這不是偶然的,因為這種工藝對大型污水廠具有難以替代的優點: 第一,傳統活性污泥法、A/O和/O法與氧化溝和SBR工藝相比最大優勢是能耗較低、運營費用較低,規模越大這種優勢越明顯。對于大型污水廠來說,年運營費很可觀,比如規模為40×104 m3/d的污水廠,1 m3污水節省處理費1分錢,一年就節省146萬元。這種工藝的能耗和運營費低的原因是:
a.設置初沉池,利用物理法以最小的能耗和費用去除污水中相當一部分有機物和懸浮物,降低二級處理的負荷,顯著節省能耗;
b.污泥采用厭氧消化,它比氧化溝和SBR工藝的同步好氧消化顯著節省能耗,是一種公認的節能工藝。這種工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和SBR工藝高,但隨著規模的增大,氧化溝和SBR的基建費也成倍增加,而常規活性污泥法的投資則以較小的比例增加,兩者的差距越來越小。當污水廠達到一定規模后,常規活性污泥法的投資比氧化溝與SBR還省,所以,污水廠規模越大,常規活性污泥法的優勢就越大。 第二,常規活性污泥法、A/O和/O法的主要缺點是處理單元多,操作管理復雜,特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理,消化過程產生的沼氣是可燃易爆氣體,更要求安全操作,這些都增加了管理的難度。但由于大型污水廠背靠大城市,技術力量強,管理水平較高,能滿足這種要求,因而常規活性污泥法的缺點不會成為限制使用的因素。
根據我國目前的現實情況,城市污水處理處于起步階段,法規和制度都不夠健全,對污泥的穩定化要求沒有明確的規定,同時由于排水管網系統不夠完善, 大多數城市污水的有機成分不高,加之污泥厭氧消化的管理和沼氣的利用還缺乏成熟的經驗,這些因素都降低了包含污泥厭氧消化工序的常規活性污泥法、A/O和/O法的經濟性。因此,有時可能采用SBR和氧化溝工藝更為經濟,在這種情況下,20)×104 m3/d的城市污水處理廠,有必要對各種工藝進行詳細的技術經濟比較,以確定最佳工藝。
6.結束語
市政污水處理廠建設作為市政環境污染防治的重要措施和手段之一,越來越受到政府和社會各界的高度重視,市政污水處理廠建設所需的一次性投資大,污水處理廠常年的運行費用較高,因此需要科學合理地設計,選擇正確的工藝至關重要,為了城市的環境更加美好,我們必須對每一個環節都進行認真的研究和總結,整理出一套適合城市的污水處理方案,不斷吸取經驗,力求做到完美。
參考文獻:
[1]李嘉穎,關于某污水處理廠設計中的幾點體會.建筑與規劃設計。2008.12.
【關鍵字】市政污水處理,問題,對策
中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
加強對市政工程污水處理問題的分析和研究,有助于改善城市污水處理的現狀,提高城市的環境質量,同時還有利于促進人民生活水平的提高。
二.現階段污水處理存在的主要問題
1.現行體制缺陷
(1)建設投資主體單一 ,無論是新增投資還是更新改造均基本依賴于財政撥款 ;
(2)缺乏競爭、管理僵化、冗員嚴重、工作效率低 ,其根源在于計劃經濟管理模式限制了人們的改革思路和對競爭機制的真正認識 ;
(3)由于對財政資金缺乏監控,容易產生浪費現象,污水處理廠的運行經費核撥大多都是參照往年的運行情況來確定 ,因此各污水廠為了保證次年的充足經費,必然產生一種“今年不多用,明年就吃虧”的心理 ,這是監控體制問題的癥結所在。
2.污水處理設備建設不完善
污水處理設備建設不完善,典型的體現就是多數污水處理廠未配備除臭裝置。由于污水固有的揮發作用,產生臭氣是不可避免的,這時就需要安裝相應的除臭裝置。尤其是在進水池、格柵間、沉砂池、初沉池、儲泥池、脫水機房等產生臭氣的重災區,更需要安裝除臭裝置,以減少對員工身心和環境的污染。
3.技術落后
由于在技術方面的落后,導致維修量的不斷增加,加之我國污水處理設備多數為進口,維修成本客觀上就高。當進口的設備經幾年的使用后,都會產生不同程度的磨損,這給維修帶來不少的麻煩。如請國外專家來進行維修,所產生的費用較大,單位難以承受。而如果自己進行維護和修理,又需要有相應的專業維修人員,目前這樣的人才較為缺乏。另外,有些進口的污水處理設備在國外已是被淘汰的產品,相關的零部件難以找到,給維修帶來較大困難。
4..管網建設配套不完善
特別是許多縣城的管網建設配套很差 ,造成城區污水集中處理率偏低。還有個別地區配套管網雖已建成 ,但是管網終端與污水處理廠的進水口對接卻遲遲不能到位 ,使配套管網形同虛設 ,污水處理廠很難發揮作用。
5.財政資金保障不足
財政資金保障不足主要體現在污水處理硬件設施建設資金投入不足和硬件設施維護運行經費的不足。一是體現在污水處理硬件設施建設財政資金保障不足。包括污水處理廠建設在內的污水處理設備建設和購置資金都存在供應不足問題。這主要體現在地區差異和城市規模差異上。在地區差異上,東南部這方面投入資金相對充足,西北部則相對不足;在城市規模差異上,大城市的這方面投入相對充足,中小城市則相對不足。
6.污水處理技術和工藝上的不足
導致污水處理技術和工藝不足的原因有兩方面:
(一)污水處理工藝選擇上的誤區。當前,一些地區和城市在污水處理工藝的選擇方面,存在較為嚴重的跟風現象,多數單位或部門只是一味的追求新設備和新工藝,與本地區的污水水質、污水排放量、污水除污量以及污水處理后的再利用的實際情況脫節,不能有效發揮出新設備或新工藝的優勢,產生出新的浪費現象的發生,使新設備或新工藝的運行成本大幅上升。
(二)污水處理工藝技術上存在的不足。當前,我國污水處理工藝存在的問題主要不是工藝創新不夠,工藝供給不足,而是工藝流程關鍵性技術上攻破力度不夠。尤其是污泥無害化處理技術,難以達到國家標準。排污出水的標準應該說是基本上能達標,主要是在污水處理過程中產生的污泥處理不當。污泥處理不當極易造成二次環境污染。有些地區在沒有通過相關檢測部門嚴格檢測的情況下,隨意將污泥作為城市綠化用肥,也將污染土壤。
三、水處理及其回用分析
在污水深度處理、超深度處理、污水再生回用已經實用化了的今天,城市總體規劃與給水排水系統規劃都應當重新考慮,將污水的再生和回用放到重要位置上來。21世紀排水系統的定位應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水的資源化,從而恢復健康水循環和良好水環境,維系水資源可持續利用。
1、污水處理廠的規模、數目與選址
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。按照傳統規劃方法,污水處理廠廠址一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區,但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠,需鋪設的回用水管網費用相應增加,不利于污水的資源化。因此,在確定污水處理廠廠址時,還應對再生水的用戶進行調查分析(城市中的自然水面、小河、綠地和工業再生水用戶),并根據回用水的需求,在城市中適當位置設置污水凈化廠(再生水廠),收集附近區域的城市污水,根據回用水質要求加以處理之后就近回用。
2、處理工藝
污水處理的方法較多,按照不同的分類標準可以分成不同的工藝流程。因此應該根據污水水質和回用水水質的要求,對水處理單元進行多種組合,通過技術經濟比較來選擇出經濟可行的污水處理流程。污水處理廠的設計進水水質,應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。
(一)AB工藝方法
AB工藝方法全名為吸附生物降解法,該工藝方法具有高負荷性的處理污泥方式,沒有依據傳統的慣例設計初沉池,而是將整個曝氣池分為AB高低負荷的兩個階段,并各自具有獨立的污泥沉淀及回流系統。其中A段為高負荷段,水力在這個階段停留的時間一般為30分鐘,該段利用生物降解作用并依據活性污泥的易吸附及絮凝沉降特點以最快的速度將污水中的各類有機物吸附于其上,同時進行合理的降解分化,使得回流的出水負荷得到有效降低。
(二)UNITANK工藝方法
UNITANK工藝方法是SBR方法的創新發展,全稱為交替式活性污泥法。該工藝分三個矩形池進行污水處理,可通過在相鄰池的公共墻上開洞或在池底部架設通道的方式進行連通。三個池均有各自的供氧設備,其中位于中間的池擔負曝氣池的作用,而分布于兩邊的池則交替承擔沉淀及曝氣功能,在邊池位上沒有設置固定的污泥排放裝置及出水裝置。污水處理工作的實現依據總閘門的控制使污水交替進人三池中,從而有效的實現了進水、排水的連貫操作、周而復始,使污水處理工作周期連續、穩定。該系統的優點在干采用三個連通池的設計概念凸顯了工藝結構的緊湊性及統一性,同時不用額外設置污泥回流系統以及排污、沉淀系統,從而有效的節約了投資建設費用。
3、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至400m3,水資源的緊缺狀況在一定程度上限制了「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/立方米以上,制水成本高達1.0元/立方米以上。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/立方米,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。
目前我國投人到污水廠建設的資金較為有限,要在全國范圍內普遍地實現污水資源化還需要一個認識過程,但是必須注意到這將是解決我國水問題的有效途徑。
四.結束語
綜上所述,市政污水處理對于城市的環境建設具有十分重要的作用,可以有效的改善城市的環境狀況。因此,有必要進一步加強對市政工程的污水處理方面的研究,促進城市環境的改善。
參考文獻:
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[3]劉建強 市政污水微藻種類鑒定及污水培養小球藻研究南昌大學2011-05-01碩士
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【正文】
按照市“六大”活動要求,我圍繞自然生態公園城市這一主題,以“保供水、治污水、排積水”為切入點,聚焦城市建設過程中的市政基礎設施建設亮點、存在的突出問題短板和群眾反映較為強烈的民生關切等,深入市城區三個街道辦事處,通過走訪基層群眾、現場踏勘、座談交流、查閱資料等方式,就城市水環境治理工作開展了深入調研,形成此報告。
一、市城區水環境現狀與問題分析
(一)市城區水體現狀與分析
咸寧市城區水系以淦河為主,淦河全長76.6公里,流域面積854平方公里,除淦河外,市城區還有很多小型河湖、水塘等水體、水系。根據現場踏勘情況分析,我市城區水系主要有兩大特點:一是蓄水空間總量較大。市城區水體數量71處,總蓄水量達600990.8 m3,在汛期具有一定的蓄洪能力,能有效減輕城市防汛壓力。二是水體黑臭現象較多。近年來,我市雖然在黑臭水體治理方面取得了明顯成效,但市城區黑臭水體、小微黑臭水體等依然存在。除濱湖港和浮山河等兩處較大的黑臭水體外,其他黑臭水體中比較具有代表性的是具有咸寧特色的城中村“當家塘”變成“微臭水塘”。根據現場調研情況分析,微臭水塘的形成主要有三個方面的原因:水塘水體封閉,自凈能力較差;缺乏日常管理,基本未進行清淤、疏浚;部分村民環保意識薄弱,直接在水塘中扔倒垃圾。
通過對市城區水體現狀及黑臭水體形成的原因進行分析,我認為,我市水體治理工作主要存在三個方面的突出問題:一是合流制溢流污染嚴重。以濱湖港為例,濱湖港排水片區為合流制排水分區,該排水片區的雨水、污水全部排往濱湖港,導致水體黑臭,景觀效果差。二是工業偷排污染現象依然存在。三是水體急需清淤。市城區大部分水塘和小型溝渠近三年都未進行清淤,僅有少部分納入黑臭水體治理的蓄水水體進行了清淤。
(二)市城區供水現狀與分析
目前,市城區共有三家供水企業,分別是咸寧聯合水務有限公司(簡稱聯合水務)、咸寧思源水務有限公司(簡稱思源水務)和南川源水業有限責任公司(簡稱南川源),現有最大供水能力為29.9萬噸/天,市城區供水以聯合水務公司為主。當前,我市城區日平均供水量約為19.7萬噸/天,現有供水能力能夠滿足生產生活供水需要。市城區供水除保障工業生產和群眾生活需要外,還承擔著消防用水、園林綠化用水、市政道路清掃用水等需要(均通過消防栓取水),此類公服用水方式雖然操作便利、水質有保障,但成本較高,且造成了優質水資源的浪費。市城區供水存在問題:一是老舊小區供水水壓不足。如溫泉辦事處夾皮溝巷輕工小區因地勢較高,小區供水水壓不足,現場走訪時發現該小區每家每戶都在單元門洞的遮雨板上加設了加壓泵,現場一片狼藉,既影響市容市貌,也無法解決根本問題。二是部分小區供水設施“先天不足”。如永安辦事處陽光社區的錦城花園小區因進水管管徑太小且未配建二次供水設施,在用水高峰時水壓嚴重不足;栗林公租房增壓設計從四樓開始,沒有考慮低層住戶太陽能安裝在頂樓的上水需要。三是部分住宅小區供水設施維護管理不善。一些已修建二次供水設施的小區,經常出現水池消毒無人監管等問題,容易造成二次污染。四是我市再生水的利用率較低。按照公園城市建設標準要求,污水處理廠出水回用率要達到30%以上,但目前我市所有污水處理廠均未達標。五是城區消防用水存在隱患。根據《城市消防規劃建設管理規定》《咸寧市城區公共消火栓建設管理辦法》等要求,市城區71條主次干道(總長201.49km),共需設置1679個市政消防栓,目前實際只有789個,且有143個消火栓需要維修更換,缺口較大。
(三)市城區排水現狀與分析
目前市城區雨污管網總長1030公里,其中雨水管網464公里,污水管網492公里,雨污合流管網74公里,城區內建有污水中轉泵站21個,截至2019年底生活污水收集率為34.10%。由于過去市城區排水管網系統缺乏統一的規劃設計,管網布局比較分散、覆蓋范圍相對較小,管線常有雨污混接、混流現象。2019年以來,我市以咸寧大道東片區10.45平方公里為試點,啟動了片區管網詳查工作,調查結果顯示該片區雨污分流效果微弱,一定程度上反映了建成區范圍內小區內雨污管網情況。咸寧大道東片區建成區可分為182個地塊,其中內部分流制無混接錯接的地塊為47個,內部分流制但存在混錯接15個,合流制區域115個,井蓋被淹沒,無法查明區域4個,完全分流制面積占比為28.66%,需改造區域占比71.34%;片區共排查出市政排水管網約112.7公里,其中雨水管網61.6公里,污水管網43.3公里,合流管網7.8公里。通過調研分析,我市在管網建設、污水收集、雨污分流、排水防澇等方面主要存在以下突出問題:一是規劃統籌不夠。城市排水專項規劃滯后于城市總體規劃,前期統籌不夠除了造成管網對接難、排水不暢等問題外,還會給后期改造帶來困難,增加改造成本。二是管網建設管理有待加強。雨污管網建設管理薄弱甚至混亂,還存在部分“真空”地帶,需要進一步完善管理制度,形成事前、事中、事后閉環管理機制,從源頭上杜絕管網建設不規范現象。三是管網維護管理機制混亂。城區污水管網建設單位有市政管理部門、城發集團、咸安區、各污水處理廠、各住宅小區開發商等,建好的污水管道多由投資方自行負責管理維護,造成“交匯處互不連通、堵塞外溢時各顯神通”的管理機制。四是部分老舊小區排水狀況堪憂。部分區域房屋地勢較低,房屋陳舊,導致下雨即淹,嚴重影響居民正常生活。如永安辦事處畢曹街、十全巷等處,房屋一樓在路面以下,在汛期暴雨時積水嚴重。此外,老舊城區由于管道老化、破損等易導致管道堵塞,且部分管道管徑小,堵塞現象較多,急需進行老舊城區管道重建。
二、關于助力自然生態公園城市建議的對策建議
結合調研中對我市水治理工作現狀及問題分析,就統籌城市水治理、助力公園城市建設提出以下建議:
(一)堅持規劃先行,統籌推進治理
以當前正在開展的“十四五”規劃編制工作為契機,結合我市《咸寧國土空間總體規劃》(2019-2035年)編制工作成果,及時編制《咸寧市城區市政基礎設施“十四五”規劃》《咸寧市城區排水防澇專項規劃》《咸寧市城鎮污水處理提質增效專項規劃》等專項規劃,并對《咸寧市城區供水中長期規劃(2020-2035年)》《咸寧市城區排水中長期規劃(2020-2035年)》等中長期規劃進行修編,做好城市水治理頂層設計,轉變傳統建設理念及模式,將市城區水環境治理(供水、雨水、污水中水、海綿城市、智慧水務等)相關的項目建設與城市總體規劃進行統籌考慮,確保城市建設與供排水管網建設同步推進、相輔相成。
(二)升級城區供水管網,確保供水安全
1.堅持質量優先,盡快完成市政供水管網改造。堅持充分利用、適度超前的原則,統籌供水管網現狀布局與未來發展趨勢,合理布局供水管網,積極籌措資金,加快城區供水管網改造。同時,充分考慮消防用水需求,將公共消防設施建設納入城市供水管網改造總體規劃中,做到同步規劃、同步建設,確保滿足消防需求。
2.堅持節水先行,減少水資源浪費。一是要探索制定地方標準,從公共場所開始,從千家萬戶節水龍頭的使用做起,在工程設計、審批等環節嚴格把關,引導節水用具的推廣供應,以當年推廣節能燈應用的魄力,深入群眾,大力淘汰非節水器具的使用。二是加快推進再生水利用。建議“十四五”期間在市城區布局建設再生水管線和取水點,利用再生水進行園林綠化澆灌及環衛作業等,進一步提高污水出水回用率,充分發揮其環保和經濟效益,形成水生態良性循環。
3.堅持以民為本,著力解決老舊小區供水難題。以老舊小區改造工作為契機,堅持總體設計、分步實施的原則,打破傳統小區概念,以片區為單位,適當擴大建設范圍。
4.堅持治保并舉,加強供水管網及飲用水源保護。一是加強供水管網維護管理,嚴格監督管網建設單位按照規范標準進行設計和施工。同時,對損壞管網的行為及時進行處罰和追償。二是進一步加強飲用水源地保護。思源水務的取水點五一水庫未被列入水源地保護區,建議生態環境、水利等部門及時督促整改,切實做好飲用水源地保護工作。三是要及時解決潘灣水廠單電源供電、思源水廠無污泥處置裝置等問題,確保供水安全。
(三)全面摸清底數,推進污水處理提質增效
1.摸清排水管網的現狀和家底。加快推進溫泉、永安、高新區、梓山湖四個片區管網詳細調查、功能病害檢測工作,全面掌握管網運行現狀并進行細化評估,切實解決排水管線“家底不清、現狀不明”問題,為后續管網改造決策提供數據基礎。
2.加強制度建設,強化建設把關。加快推動地方立法或者地方政府規章建設,從法治高度嚴格執行建設項目雨污分流審查機制,在規劃階段、設計階段、驗收階段、管理階段均嚴格執行雨污分流要求,形成閉合管理機制,確保城區所有新建小區排水管網實現全分流,真正做到“凡雨污分流實現不了的地塊不批項目,批準項目不開工,開工項目不驗收,驗收項目不入住”。
3.開展排水管網缺陷修復,清除污水直排、消除管網空白。針對管網詳查中發現排水管網存在的結構性缺陷和功能性缺陷,制定科學合理的施工方案。同時,加大河段不明排口及其排放情況的檢查力度,對河道不明排口來源進行徹查,對偷排、漏排、直排等各種惡意違法行為“零容忍”,做到發現一起、堅決查處一起。進一步大污水管網建設并完善沿河截污管建設,全面消除城中村、城鄉結合部等污水管網空白區、排水基礎設施薄弱區,基本消除河道排污口。
4.加大“當家塘”等小微黑臭水體治理力度。一是堅持系統規劃、綜合治理。綜合考慮生態、景觀、蓄水、文化遺產等功能,并與城市園林綠化緊密結合,進行鄉建文化特色的凝練,形成“一組一塘一景”的美好未來。二是加大宣傳力度。借“創文固衛”東風,動員居民群眾成為保護和監督水塘管理的主體,提高大家對“當家塘”的保護意識。三是激發居民的美麗鄉愁,杜絕“破窗效應”,進行樣板工程建設,保護塘中種植的植物,讓村民在家門口就能感受到藍天碧水的美景,集體受益,逐步自發形成居民自治機制。
5.建設“智慧排水”信息系統。借助云計算、大數據、物聯網等現代信息技術,打造“源、網、廠、站、口”一體化監管體系,實現排水管理地上地下一體化、網格管理精細化、檔案管理信息化、維修養護標準化、監管手段智能化的目標。
6.建立完善長效保障機制。充分發揮“河湖庫長制”作用,結合“創文固衛”等活動的開展,常態化做好河道日常的保潔保障,包括河道保潔、違規傾倒垃圾等違法行為查處等,形成長效管理機制。
(四)堅持疏堵結合,不斷提升城市防洪排澇能力
【關鍵詞】市政;污水處理;工藝研究
市政污水處理工作是美化城市環境、促進社會和諧發展的重要保證,通過對污水處理工藝的科學分析,找出每種方法的科學性與不足性才能有依據的進行改革及創新,從而使市政污水處理工作的開展有序、完備、高效,為美化人們生活環境,促進和諧社會的全面發展做必要的貢獻。
1 幾大工藝方法研究分析
1.1 AB工藝方法
AB工藝方法全名為吸附生物降解法,該工藝方法具有高負荷性的處理污泥方式,沒有依據傳統的慣例設計初沉池,而是將整個曝氣池分為AB高低負荷的兩個階段,并各自具有獨立的污泥沉淀及回流系統。其中A段為高負荷段,水力在這個階段停留的時間一般為30分鐘,該段利用生物降解作用并依據活性污泥的易吸附及絮凝沉降特點以最快的速度將污水中的各類有機物吸附于其上,同時進行合理的降解分化,使得回流的出水負荷得到有效降低。該工藝中的吸附生物主要采用短世代的群落細菌,泥齡均不長。B段的污水處理方式與其他常規性污泥的處理類似,一般處理的負荷較低、泥齡較長。AB工藝方法的優勢在于分兩段進行污水處理,因此去污的效率較高,且系統的工作運行狀態較穩定,對高負荷的污水去污同樣具有較強的耐沖能力及耐負荷能力。另外,選用生物降解的方式能實現較好脫氮除磷目的,且該工藝的耗費電能較低、從而使設備的運轉成本較為合理,在一定程度上實現了運行費用的節約。另外該工藝方法同時也具有不良之處,首先在超負荷的工作狀態下A段曝氣池長期處于厭氧的工作狀態下,如果不實施合理的科學控制則易產生有害氣體,如H2S、臭氧等。同時由于A段的較高負荷工作,污泥處理量較大,因此剩余污泥中還會富含較高的有機物,從而對污水處理的高質量完成造成了一定的影響。
1.2 UNITANK工藝方法
UNITANK工藝方法是SBR方法的創新發展,全稱為交替式活性污泥法。該工藝分三個矩形池進行污水處理,可通過在相鄰池的公共墻上開洞或在池底部架設通道的方式進行連通。三個池均有各自的供氧設備,其中位于中間的池擔負曝氣池的作用,而分布于兩邊的池則交替承擔沉淀及曝氣功能,在邊池位上沒有設置固定的污泥排放裝置及出水裝置。污水處理工作的實現依據總閘門的控制使污水交替進入三池中,從而有效的實現了進水、排水的連貫操作、周而復始,使污水處理工作周期連續、穩定。該系統的優點在于采用三個連通池的設計概念凸顯了工藝結構的緊湊性及統一性,同時不用額外設置污泥回流系統以及排污、沉淀系統,從而有效的節約了投資建設費用。該系統可通過有效的好氧、缺氧及厭氧檢測來根據設備需求進行供氣量改變,進出水閥調節,因此有效的控制了反應時間,使污水中的有機物處理高效、脫氮除磷徹底,同時具有較好的負荷穩定性。另外,交替改變不同的進水位置是本工藝方法的特色之處,靈活多變的操作可依據工作的實際情況降低各段的水污荷載情況,提高系統排污處理的穩定性,從而使污泥的沉降性能得到根本的改善。該系統的缺點在于多個池內部管道布局復雜。因此,也導致了設備投入及維修費用的增加,對輔助設備的質量要求相對較高。
1.3 A2/O工藝方法
A2/O工藝方法也稱為AAO法,是厭氧、缺氧及好氧方法的簡稱,一般用于污水的二級及屯級處理,同時也可用于回用處理,具有良好的排污除磷及脫氮效果。該工藝方法同樣分為三段,即厭氧、缺氧及好氧段。其中前者的工作方式為首先沉淀池排出污水,同時回流的含磷污泥也一同進入,接著聚磷菌吸收一些低級的脂肪酸及易于降解的有機物。缺氧段則通過硝酸鹽對生物的反硝化作用使細菌轉化為可散逸的氮氣排放到大氣中,最終達到脫氮的良好效果。好氧段則是實現除磷及硝化的步驟,硝化細菌將污水中的氮氨通過硝化反應形成硝酸鹽,并利用聚磷菌對磷的吸收作用將大部分磷去除,并最終隨剩余污泥一同排放。該工藝經歷了較長時期的發展,因此其工藝的操作經驗較為豐富,具有污水處理水質穩定、處理停留時間少,各種氧份交替作用下有效抑制絲狀菌滋生、杜絕污泥發生絲狀膨脹,從而保證污泥具有較好的沉降性能等優點。
1.4 創新改良的A2 /O工藝方法
改良的A2 /O工藝方法在傳統工藝方法的基礎上做了進一步的創新,在厭氧池工序開展前增加了脫硝池及選擇池,從而有效的降低了回流污泥中富含硝酸鹽產生的厭氧放磷作用,并達到了抑制絲狀細菌生長的目的。另外依據傳統方法在返硝化過程中缺氧池易出現碳源不足的問題,該方式創新的控制進水按比例的進入厭氧及缺氧池中,同時缺氧區設置在好氧區之前,使好氧區固有的硝化功能充分發揮,可進行混合流到缺氧區的反硝化,從而達到脫氮的目的。另外三區的設計是依據獨立分開的原則嚴格控制的,這樣就有效的杜絕了三池連通為細菌提供的滋生、傳播途徑,使脫氮除磷的污水處理效果穩定、持續,避免二次污染現象的發生。當然,該系統內回流的工作方式使之同樣具有內部結構復雜、能耗高、成本運營高的缺陷。另外該系統中如何達到脫氮及除磷的平衡負荷環境也是今后繼續研究的主要問題。
2 污水處理工藝的探索和創新
2.1 污水處理技術和方法層面上的工藝創新。污水水質的監測和確定、污水處理方法的選擇、工藝流程的設置,依據的是污水水質,因此,污水水質的監測和確定是非常重要的。在污水水質確定的基礎上,以技術經濟比較來制定科學可行的污水處理工藝流程在實測污水處理廠的設計進水水質時,可以擇期擇地進行,采用加權平均的方法確定其現狀水質濃度,在確定水質濃度的基礎上,綜合其他數據資料,確定設計進水水質,進水水質的設置受制于城市的產業結構,因此,城市之間的進水水質可比性比較差,雷同化不可取,所以,在確定工藝流程時,應把污水處理廠附近的回用水用戶需求狀況予以充分調查分析,適當地對工藝流程進行延長和完善,以達到污水回用水質的要求。
2.2 根據自身實際選擇和設計污水處理工藝。污水處理工藝的選擇、設計和確定要根據所在城市的實際情況,不可盲目求新、照搬照抄。大體上講,目前城市污水的處理方法主要有生物法和化學法。化學法一般情況不提倡使用,只針對特定行業,原因在于化學法可控性比較差,容易誘發二次污染,而且運行成本也比較高。因此,我國目前的污水處理主要以生物法為主。當前,多數污水處理廠普遍采用二級生物處理工藝,主要有活性污泥法和生物膜法兩種。其中,目前在各大城市廣泛采用的是活性污泥法,其優點是處理效率高,但是,在出現如下情形時,還得對工藝進行改進,在大量雨水沖擊負荷時,大面積火星污泥會從曝氣池流向二沉池,從而導致污泥未來得及處理就流失,在這種情形下,可以采用Orbal改進型氧化溝工藝和SBRI工藝予以解決,從而有效降解有機物。
當然,對于大城市,也可以探索城市污水深度處理法,這類方法主要有砂濾法、絮凝沉淀法、膜分離法、活性炭法、臭氧氧化法、離子交換法、濕式氧化法、電解處理、蒸發濃縮法等物理化學方法和生物脫磷法、脫氮方法等,由于深度處理法難度高、技術指標高、運行成本高,對于現在中國大多數城市來講,難以推廣。
3 結束語
城市污水處理是一項復雜的系統工程,從工藝和技術層面探討解決的方式方法只是其中一部分,在實際的污水處理過程中,工藝和技術的改進和創新要和當地的實際情況結合起來,綜合考量,制定科學合理的綜合治理方案,才能從根本上解決污水處理工作的各種問題。
參考文獻
關鍵詞:污水;現狀;處理工藝
Abstract: With the development of modern industry and the rapid development of city population, large quantities of concentrated, city water and wastewater increases in great quantities, makes a lot of city water supply is insufficient, water quality is exasperate with each passing day, the problem of water shortage has become the main problems in the development of countries and regions. How to meet the requirements of the various technical conditions, optimization of sewage treatment and rational use of new technology to solve the problem of sewage treatment, is an important topic.
Key words: sewage treatment process; present situation;
中圖分類號:TU99文獻標識碼:A
一、引言
我國的污水治理工作是從工業廢水治理開始的,近30年來,我們建造和運行了成千上萬座工業廢水處理站,這些技術和經驗在今后大規模的城市污水處理工程中是可以借鑒的。國家已把城市給排水列為基本建設領域重點支持的產業,污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率,又有效地保護了水環境,有利于實現城市水系統的健康、良性循環,從長遠來看,這將是有效地解決我國水資源短缺和水環境惡化問題的優化途徑。
二、市政污水處理的現狀分析
城市污水主要來自于家庭、機關、商業、城市公用設施等排放的生活污水和適量的工業生產廢水,廢水水量大且存在明顯的晝夜周期性和季節周期性變化。污水中的主要污染物有動植物油、懸浮物、碳水化合物、蛋白質、表面活性劑、氮和磷的化合物、微生物等,這些有機污染物一般都比較容易生物降解,可生化性BOD/COD值達到0..5~0.6,且含有氮磷等營養物質,為生物提供了良好的生長環境。
長期以來,城市生活污水的二級生物處理多采用活性污泥法,它是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好等優點。但卻普遍存在著基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現污泥膨脹、污泥上浮等問題,且不能去除氮、磷等無機營養物質。
由于污水處理是一項側重于環境效益和社會效益的工程,因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制,使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的“瓶頸”。目前在城市生活污水處理研究和應用領域,普遍存在的問題有:(1)采用傳統的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現污泥膨脹現象;工藝設備不能滿足高效低耗的要求。(2)隨著污水排放標準的不斷嚴格,對污水中氮、磷等營養物質的排放要求較高,傳統的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主,往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯,形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這勢必要增加基建投資的費用及能耗,并且使運行管理較為復雜。(3)目前城市污水的處理多以集中處理為主,龐大的污水收集系統的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資,因此建設大型的污水處理廠,集中處理生活污水,從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
三、污水處理工藝
3.1處理程度。現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。一級處理主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,生物需氧量一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質,去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標準。三級處理進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。
3.2污水處理工藝分類。污水處理方法按作用原理可分為四大類:物理法、化學法、物理化學法、生物法。市政污水應用最多的是生物法,利用微生物的代謝作用,使廢水中的有機污染物和無機微生物營養物轉化為穩定、無害的物質。常見的有活性污泥法(SBR、AO、AAO、氧化溝等)和生物膜法(生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等)。
3.3污水處理工藝流程。污水處理的整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后,經過格柵之后進入沉砂池,以上為一級處理;而后進入生物處理設備,如曝氣池,氧化溝等,生物處理設備的出水進入二次沉淀池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理;三級處理包括生物脫氮除磷法、混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法等。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
3.4常用污水處理工藝。(1)AB法工藝。AB法工藝將曝氣池分為高低負荷兩段各有獨立的沉淀和污泥回流系統。高負荷A段以生物絮凝吸附為主,B段與常規活性污泥法相似,負荷較低,泥齡較長。AB法A段效率很高,去除BOD達50%以上,并有較強有很好的適應性,節能效益也較好。AB法的主要缺點是污泥產量大,特別是A段的污泥有機物含量高,后續處理難度大。同時由于A段吸附了較大部分的有機物,有可能造成B段碳源不足,硝化不充分。一般而言,AB法工藝對濃度高的污水處理效果較好,且要求有后續污泥消化處理設施。
(2)氧化溝工藝。氧化溝是一種改良的活性污泥法,曝氣池成封閉的溝渠形,其流態是一種首尾相接的循環流,延時曝氣使得污水和污泥同時得到凈化。氧化溝處理設施簡單,沒有初沉池和污泥消化池,具有脫氮功能;運行簡便且處理效果穩定。目前氧化溝已廣泛應用于國內外城市污水及各類工業廢水的處理。傳統氧化溝工藝的缺點主要體現在池深較淺,電耗相對較高。(3)AO工藝及其AAO工藝。AO工藝,即缺氧—好氧污水處理工藝,由缺氧池和好氧池串聯而成,該工藝具有適應能力強,耐沖擊負荷,高容積負荷,不產生污泥膨脹,排泥量少,脫氮效果較好等特點,在去除有機物的同時可以取得良好的脫氮效果。AAO法又稱A2O法,厭氧-缺氧-好氧工藝,是一種常用的污水處理工藝,可用于二級污水處理或三級污水處理,以及中水回用,具有良好的脫氮除磷效果,實際運行中大多以脫氮為主除磷為輔。(4) SBR及其改進工藝。SBR工藝是序批式活性污泥法的簡稱,一般有五個步驟,分別是進水、曝氣、沉淀、排水、閑置。該工藝優點是節省占地,減少污泥回流量,有節能效果;靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質。但是SBR技術對自控技術要求較高,另外它的脫氮除磷效果不夠穩定,如要求脫氮除磷,需做一些改進。SBR工藝的改進工藝主要有CASS工藝、MSBR工藝、ICEAS工藝等。CASS工藝是一種循環式活性污泥法,其預反應區容積較小,相對于傳統SBR反應器設計更加優化。CASS工藝處理工業廢水比例較高的城市污水有很好的效果,且同時有脫氮除磷的效果,防止污泥膨脹的性能良好。 MSBR是改良型SBR的簡稱,是一種可連續進水、高效的污水處理工藝,且簡單,容積小,單池。MSBR結合了傳統活性污泥法和SBR技術的優點,采用單池多格方式,省去了多池工藝的連接復雜的問題。
污水處理是城市化發展中必須研究和處理的一個重要方向,新的處理技術的應用必將給污水處理問題帶來新的變化,將有效解決水問題,進而促進城市的快速健康發展。
參考文獻:
[1]羊壽生.污水處理廠工程設計中的一些常見問題. 給水排水,2006,20(8).
關鍵詞:給排水;運行安全;市政工程
1 引言
市政排水管網因承擔著整個城市的雨污水收集和排放功能,是人們生產和高質量生活必不可少的城市基礎設施。隨著城市的發展,經濟生產的不斷調整,城市道路不斷修建,舊城區的改擴建等,排水管網的普及率在逐年提高。但還存在很多問題,如何從設計角度出發解決好這些問題,不斷提高排水管網的效能和安全性,是每個給排水工程設計者應關心的熱點問題。本文就筆者工作過的某市實際市政排水系統對其運行安全性進行探討。
2 某市排水系統概況
某市最初排水體制為合流制。但是實際運行中,該排水體制的實施造成河道的污染嚴重。從上世紀九十年代以來,新建區域按雨污分流制規劃,已建成區現狀為合流制排水,改造為分流制比較困難,按截流式合流制考慮。目前,該市的污水管網建設已取得重大進展,共建成市政污水管網750 km,城市二級污水處理廠20座,處理能力75.5萬m3/d;城市污水處理率約為75%。
3 現有城市排水系統存在的安全問題分析
3.1 排水管網和泵站系統中的安全隱患
3.1.1 污水管道滲漏,污染地下水源污水管道滲漏包括管道病害造成的滲漏和污水管道滲漏量評定標準允許的滲漏。
(1)管道病害滲漏
該市的雨污水管道大多數建于上世紀八九十年代,多采用鋼筋混凝土剛性平接管道,而管徑超過D1500 mm的雨水管道均采用磚砌拱溝斷面。由于脆性管材的抗拉和抗沖擊強度都很低,受地基不均勻沉降、地面承載力變化、養護不及時、設施老化以及污水中污染物的腐蝕等因素影響.許多管道變形、錯位、破裂,又由于污水管道為地下隱蔽工程,它的病害不易被發現,出現滲漏時,就會污染地下水資源。
(2)標準允許的滲漏
目前我國還沒有單獨的污水管道工程質量檢驗評定標準。現行的依據是《給水排水管道工程施工及驗收規范GB 50268-2008》。現行標準閉水實驗的允許滲水量為:D800mm鋼筋混凝土管為35.35m3/d/km。該市的污水管道折算為D800mm管道長度約240 km,按照該允許滲漏量,每天將向地下滲漏污水8484 m3 ,每年將向地下滲漏污水310萬m3。污水中一般含酸、堿、酚、氰化物、硫化物、有機磷及多氯苯等有害物質,遭到這些物質滲入,地下水資源將受到污染。
3.1.2 雨污水混流.污染河道水體雖然排水管網建設實行的是雨污水分流制,但由于管網不完善,下游無出路,加上管理難度大,排水許可難以實現.致使一些小區、單位以及沿街飯店、洗車點等商戶將污水就近接入雨水管。甚至為了解決污水漫溢問題,有些社區或排水管理部門不得不將污水接入雨水。造成人為雨污混流。在對主城區排水管網現狀調查中,雨污混接現象較普遍,幾乎所有的雨水系統中都有污水接入,甚至部分污水管道中也有雨水接入。由于不經過處理,就直接排入河道,造成水體污染、河道淤積。
3.1.3 雨季路面及下穿式立交橋下積水,影響居民出行。由于受地形高程限制,城市河道縱坡坡度較小,河水常水位較高,城市雨水管道的出水口均淹沒在河道常水位下,屬淹沒出水。由于河水頂托、倒灌,使管道內水流速度減小,排水能力降低.達不到設計排水量,每逢中雨以上強度降雨,就會造成路面長時間積水,嚴重影響市民出行及車輛通行。該問題是每年城市防汛部門較為頭痛的一件事。
3.1.4 排水設施建設與城市新區開發不同步,存在滯后現象
近年來.隨著城市化進程的加快,城市新區成片開發建設日新月異。但是在開發建設中,往往只注重小區內的建筑和配套設施建設,周邊配套的市政排水管網以及排水出路的系統建設跟不上,結果造成小區建成后排水無出路,居民不能居住或污水漫溢現象時有發生。
3.1.5 超標排放,損害排水設施,危害人體健康。一些單位不按技術標準建設排水設施,表現為:飯店餐廳排水不建設隔油池;洗車點無隔油沉砂池:建筑施工臨時排水不設沉淀池;生活污水的排放不建設化糞池或降低標準減小化糞池型號,甚至許多單位的化糞池長期不清掏,成了“過糞池”;一些從事生物制品、醫療衛生、化學工業、肉類加工、紡織印染業等特種行業的廢水處理設施不運行、行同虛設。以上各種現象帶來的后果都是超標排放,其危害是:①腐蝕排水設施,堵塞排水管道,減少排水設施使用年限,造成路面塌陷、污水廠設備損壞等;②進水超標,超過污水廠的處理水質設計能力,造成出水不達標;③ 污水中的病原體,損害從事排水和污水處理作業的職工健康。
3.1.6 資金不足,維護維修工作滯后,重地上形象工程建設,輕視地下排水管網維修改造,已成為各地不爭的事實。由于排水設施維護的資金長期不到位,造成已建成的排水管網,不能按技術標準要求定期維護、清掏和疏通,致使一些雨污水管道內淤積嚴重,直接影響到排水能力,常出現污水漫溢和雨季路面積水;同樣由于資金原因,使一些標準低、已到報廢年限、急需更新改造的排水管網得不到及時改造。目前只能頭疼醫頭、腳疼醫腳,無法預知未來和即將發生的事故隱患。
3.1.7 缺乏高科技設施,管理手段落后對排水管網的管理、維修和使用,一直沿用傳統的查閱圖紙檔案方式,靠經驗、靠估計和傳統方法對地下管道進行維護、清掏和管理,且效率低、勞動強度大。污水處理廠上游來多少水就處理多少水,缺乏整個管網動態監控和中央調配措施,造成污水廠設備閑置,不能滿負荷運轉;同時,又有大量未經處理的污水排入河道,污染水體。
3.2 污水處理廠運行中的安全隱患。
3.2.1進水超標問題
由于徹底進行雨污水分流改造較困難且過程較長,目前采取截流的方式,來治理雨水管道中的污水,使城市排水體制形成雨污水分流制、合流制以及截流式合流制三種體制并存的狀況。在截流式合流制排水系統中,截流倍數n0的選擇不一定符合實際排水量情況,因此,會造成大量初期雨水進入污水處理廠,使進水的水量和水質超過設計標準(初期雨水中的SS質量濃度會遠遠超過設計標準數倍),其后果是造成污水處理廠出水水質不達標。
3.2.2 惡臭問題
城市污水處理廠惡臭的污染源主要在進水部分和污泥部分,即格柵間、儲泥池、污泥濃縮池、脫水機房以及曝氣池等。惡臭的主要成分為氨、硫化氫、甲硫醇、VFAS、VOCS、細菌和大腸菌。污水及污泥中的惡臭物質向大氣擴散受到諸多因素影響,如水溫、水質、處理工藝、污泥齡、周邊建筑物密度及氣象條件等。
3.2.3 噪聲問題
污水處理廠的噪聲主要是在污水處理過程中鼓風機、管道和水流所產生的。其對人體健康的危害是多方面的,尤其是對聽覺器官的損傷,長期在強噪聲環境下工作可能導致噪聲性耳聾。噪聲對人體中樞神經系統、植物神經及心血管系統方面的損害也很嚴重。此外,一些已建成的污水廠由于缺乏足夠的噪聲隔離設施或是生產設備老化,導致不同程度噪聲超標。
3.2.4 污泥問題
在污水處理過程中。產生的污泥約為污水處理量的1%~2%。污泥中有大量病原菌、寄生蟲、有機污染物和重金屬等有害成分,易腐爛并產生惡臭。目前,處理污泥的主要方法是露天堆放或簡單填埋,尚未走上良性的處置軌道。
4 改進和解決城市排水運行安全隱患的措施
4.1 改善城市道路和下穿立交積水問題
解決現有城市道路積水問題,可采取及時提升河道下游閘門,降低河水標高,減少河水頂托,加快排水速度;必要時,在雨水管道入河增建提升泵站;對現有收水口進行改造,在低洼處增設收水口,采用線性收水口改善收水效果。解決下穿立交積水問題,可采取在立交橋頭抬高路面,形成擋水壩,并增設雨水截流設施.以斷絕客流雨水。同時,改造排水泵站,增加抽升能力。對新建雨水管道的出水口,要考慮河水頂托因素.采取調整設計流速、增大管道斷面、抬高地面標高、建設提升泵站等措施。
4.2 加快治污截污工程和污水處理廠建設步伐。建議全面實施雨污分流排水體制,加快舊城區雨污水分流改造以及污水管道的建設步伐,使污水排放與收集系統更完善、更合理。同時要加快污水處理廠的建設步伐,使污水能夠進行集中處理,以減少水體污染,提高城市污水處理率。
4.3提高設計標準,積極采用“四新技術”,建議國家有關部門組織人員,論證和修改排水管道設計與施工規范以及質量檢驗評定標準中的污水管道相關款,并編制單獨的國家污水管道有關的規范、標準。要盡早淘汰混凝土管等脆性管材和剛性接口,積極推廣新型塑料管材以及柔性接口管材,減少污水滲漏。在排水管道的建設中,要在適當位置增設閘槽井,方便施工截流。在污水處理上,要積極采用新技術、新工藝、新設備,提高處理效率、降低處理成本。要提高泵站設計標準.增大排水能力和運行可靠性。
4.4 合理確定污水處理廠規模,合流制污水處理廠在確定其雨季處理規模及工藝時,應充分考慮初期雨水會使進水的水量和水質超標,導致出水水質不達標問題。因此,要科學、合理、慎重的選擇截流式合流制排水系統的截流倍數n0,盡量減少初期雨水的進入;如果場地及投資允許,可在污水廠內修建水量調蓄池或是選擇具有較強抗沖擊負荷的污水處理工藝,如氧化溝工藝等。污水處理廠的噪聲問題.可以采用隔聲罩,加消聲器,控制管道噪聲,采用提高鼓風機房圍護結構的隔聲能力等措施減小噪聲污染。防止惡臭污染的主要措施有:給池體加蓋、在敞口的沉淀池和曝氣池周邊設多處抽氣及活性碳吸附設備、延長曝氣池中污泥齡以減少惡臭污染物等。污水處理廠與其它建筑物之間應設置綠化隔離帶.既可隔離噪聲、吸收惡臭、凈化空氣,又可美化廠容。另外,條件允許時,建設全封閉的污水廠或地下污水廠,可有效消除噪聲和惡臭污染。對污泥問題的處理和處置要達到減量化、穩定化、無害化和資源化的目的,應統一建設城市污水污泥處置中心,常用處理工藝有填埋、焚燒發電、水泥廠焚燒、厭氧消化/生物制氣、半干化+綜合利用等主要工藝。應根據污泥產生量和污泥成分選擇合適的處理工藝。
4.5 實行現代化管理。提升管理水平。加快技術創新
從2006年開始,該市排水管理部門就開展了排水管網地理信息系統的研制和開發工作.已逐步建立起了排水管網的電子檔案.實行了動態管理。今后.還需要進一步研制和開發排水管網計算機動態監控和中央調配系統,實時監測管網運行的完好情況,向各污水廠合理調配污水資源。同時,要加快對排水設施運行管理中各環節的技術創新改造.加大職工創新能力的培養力度。
4.6 依法建設和管理城市排水設施
嚴格執行《城市排水規劃管理辦法》。(1)依法將城市排水設施的建設和維護管理資金,列入市的年度財政預算。按照養護標準和技術等級,有計劃的對排水管網、泵站進行養護維修和更新改造。(2)依法促使城市規劃、建設部門,根據城市新區開發建設的需要,同步進行配套排水設施的系統建設,要考慮排水出路或臨時出路問題。(3)依法管理排水設施,嚴格用戶排水許可的各項技術標準,認真執行排水許可制度,加大對用戶違章排水、超標排水的處罰力度。