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浅谈城市污水排放处理工程设计要点

       1.引言 

  随着城市污水处理治理力度的日渐深入, 排放标准对污水处理厂设计和运行的影响越来越重要,排放标准的科学性及可实施性愈来愈成为影响行业发展的重要因素。污水处理排放标准不仅仅包括标准的具体数值, 污水处理厂规模大小、取样方法以及评价方法对污水处理排放标准也有至关重要的影响。 

  目前,我国排水领域在污水处理工程设计方面已渐趋规范化,各设计阶段的深度及工程设计内容基本满足国家有关规定,设计参数的选择也基本符合国家和各部门的相关标准和规范,但仍然有一些问题需予以重视并值得探讨。 

  2.城市污水排放工程规划原则 

  (1)应妥善、科学地进行城市污水收集、排放流域的划分。城市排水工程设施规划要结合城市总体规划,从全局出发,统筹安排,使城市排水工程成为城市有机整体的重要组成部分。 

  (2)全面规划,合理布局,应有利于水环境的保护和水质的改善。应该把城市集中饮用水源地的保护放在首要位置。改善河道水质状况,维持河道的景观观瞻,在规划时应考虑“上下游结合”的原则。 

  (3)对于缺水城市,应考虑污水及污泥的资源化,考虑处理水的再利用。如补给河道和湖泊,供公园浇花灌草,利用再生的城市污水灌溉农田,或做工厂冷却水或工艺用水等。下水污泥作堆肥或制有机肥,供农作物及花卉、庭院之用。 

  (4)建立合理、完善的城市排水系统,有计划地兴建城市污水处理厂。要及时、快速、安全地收集和排放暴雨径流量与大量积雪,有效地收集、输送、处理、排放污水,确保城市正常的生产和生活秩序。 

  (5)充分考虑现状,尽量利用和发挥原有排水设施的作用,使新规划排水系统与原有排水系统合理的有机结合。 

  (6)与城市道路规划、地下设施规划、竖向规划、环境保护规划、防灾规划等专业规划密切配合,相互协调,处理好与其它地下管线的矛盾,有利于管线综合利用。 

  3.污水管网设计 

  城市污水管网担负着城市污水的收集和输送,是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节,拟研讨的主要因素有以下几个方面: 

  (1)污水管网规划年限 

  一般污水主干管或次干管都沿城市主干道或支干道敷设,而且由于大多为重力流,较其它市政管线埋设深度深,因此改建和扩建较为困难。一般应按远期污水量设计,在一些大城市和经济发达城市可按远景污水量设计。此外,根据管线重要性不同,设计年限亦有差异,一般城市主干管设计年限长,一次建成后相当长时间不再扩建,次干管、支管和接户管等设计年限可依次降低。笔者认为污水管网在城市主要道路下铺设时,至少按20年考虑,大城市和经济发达城市宜采用年限更长,而不可与污水处理厂远期建设年限(一般为10年)相同,具体规划年限应与当地规划部门及相关部门研究后确定。 

  (2)排水体制 

  一般说,凡在新建市、区或扩建新区建设污水处理工程时,宜采用分流制;在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等,宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统;在雨量稀少地区,如我国西北的部分地区或者边远小城镇,由于污水处理规模小,街道狭窄,两侧建筑密集,施工复杂,无条件修建分流制排水系统,也可考虑采用合流制排水系统。 

  值得注意的是,当截流倍数较大时,旱季和雨季污水量相差较大,污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动,造成冲击负荷,因此在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核,保证处理厂出水稳定达标。 

  4.生物除磷脱氮 

  随着水体对富营养化的主要影响因素氮、磷指标的严格控制,生物除磷脱氮工艺已广泛应用于污水处理设计中。鉴于生物除磷和脱氮存在一定矛盾,比如脱氮过程中所需的硝化菌世代期长,污泥龄长;而除磷则通过剩余污泥的排除而实现磷的去除,污泥龄短。因此,设计时,如选用短泥龄,则硝化过程不完全,脱氮效果低下;反之,若选用长泥龄,也会导致糖质积累,使非聚磷微生物增长而降低了除磷效果。当前设计中在选择泥龄时多采用兼顾的方法,但除磷脱氮均不能达到最佳效果。当然,随着生物除磷脱氮技术的发展,除原有传统A2/O,A/O工艺外,又陆续开发了UCT倒置A2/O,OCO等实用工程新技术,使除磷脱氮效果有很大提高,最近又有新的研究成果-反硝化除磷,使反硝化脱氮与生物除磷有机的结合,是很好的可持续处理技术。但以工程设计而言,尚有以下几点看法仅供讨论: 

  (1)防止富营养化的主要因素是氮和磷,但是在这二者之间。磷的去除更为重要,这是因为自然界藻类中蓝藻的部分种类有着固氮能力,不仅能将水中的NH4__ N,NO3_N固定其中,而且可吸收空气中氮气,作为自身营养源;也就是说,即使处理水中降低了NO3 _N浓度,蓝藻仍可从大气中获得氮源;而磷则不同,一旦将其去除是不可逆反的。为此,为破坏藻类繁殖时所需营养盐的平衡,在除磷脱氮二者之间选择除磷作为重点是合理的。 

  (2)水中存在的总磷(TP),除正磷酸盐(PO4-P)以外,还有粒状磷和溶解性有机磷,其中粒状磷主要存在于微生物和SS中。当A/O除磷系统处理后出水SS较高时,由于粒状磷随水排出,往往不能达到预期的除磷效果。根据日本高度处理设施手册(草案),若要达到出水TP<1mg/l,二沉池出水SS浓度则需<10mg/l。因此,在A/O生物除磷工艺设计时,应根据最终出水SS浓度的要求,选用相适应的合理的设计参数,以保证除磷的效果。 

  (3)目前采用生物除磷工艺的多数设计中,均能充分考虑相关因素对除磷的影响,如进水BOD5/TP值,绝氧状态(既无O2也无NOX-N)污泥龄等,但有的设计往往忽略污泥处理系统磷的再释放现象,比如,仍采用重力浓缩池,上清液重又回入污水系统中,造成再释放的磷返回原系统而未得到去除。一般说,大型污水处理厂设有初沉池时,初沉池污泥可采用重力浓缩,剩余污泥则采用机械浓缩,中小规模污水处理厂,可一并采用机械浓缩;当大型污水处理厂污泥处理采用厌氧消化时,可将消化池上清液集中单独处理,该处理方法一般多采用化学法(如铁盐,铝盐,石灰法)。 

  5.结论 

  市政工程建设应该从具体情况出发,对于工业和生活污水进行适当地处理,本文只是从其中几个方面进行简单探讨,当然还有很多其他重要方面,需要在工作中继续学习和探讨。 

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