干旱地區(qū)小城鎮(zhèn)排水工程設(shè)計(jì)實(shí)例★

張 曉 寧

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001)

干旱地區(qū)小城鎮(zhèn)排水工程設(shè)計(jì)實(shí)例★

張 曉 寧

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001)

簡(jiǎn)述了某鎮(zhèn)排水工程的建設(shè)背景，討論了小城鎮(zhèn)污水來(lái)源與水質(zhì)、水量特點(diǎn)，對(duì)小城鎮(zhèn)排水工程的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了闡述，并介紹了污水處理工藝流程和主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)，分析了工程投資及環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益，為排水工程的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

干旱地區(qū)，小城鎮(zhèn)，城鄉(xiāng)一體化，效益

1 工程背景與概況

山西省某鎮(zhèn)農(nóng)副產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)有傳統(tǒng)的蔬菜業(yè)和奶牛養(yǎng)殖業(yè)，及新興的生態(tài)林果業(yè)和旅游業(yè)。這為促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力保障，但隨著蔬菜加工等企業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益凸顯?，F(xiàn)狀工業(yè)廢水量占污水總量的比例很大，且工業(yè)廢水以蔬菜加工廢水為主，水質(zhì)污染程度較高，其中COD濃度高達(dá)1 000 mg/L以上。大量高濃度工業(yè)廢水及居民生活污水隨意排放，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。

本著城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體化的原則，本項(xiàng)目服務(wù)范圍不僅局限于鎮(zhèn)區(qū)，還包括鎮(zhèn)區(qū)西北方向的一個(gè)自然村及其蔬菜加工園區(qū)。該鎮(zhèn)地處雁門關(guān)北部，常年氣候干旱，雨水水量較小，因此服務(wù)區(qū)排水體制采用截流式合流制，規(guī)劃服務(wù)人口25 800人，設(shè)計(jì)規(guī)模5 000 m3/d，其中一期工程2 500 m3/d。

2 設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)

表1 設(shè)計(jì)污水進(jìn)水水質(zhì) mg/L

污水處理廠設(shè)計(jì)水量5 000 m3/d，原水為居民生活污水及蔬菜加工工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)廢水，其中生活污水約占47.13%，工業(yè)廢水

占52.87%。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)采用加權(quán)平均值法進(jìn)行預(yù)測(cè)，數(shù)值見(jiàn)表1，出水水質(zhì)執(zhí)行GB 18978—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

3 工藝流程及主要構(gòu)筑物

3.1 工藝流程

針對(duì)原水水質(zhì)、水量特點(diǎn)，采用以A/A/O+活性砂過(guò)濾為主體的污水處理工藝，污水處理廠工藝流程如圖1所示。

3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2.1 一級(jí)污水處理構(gòu)筑物

1)進(jìn)水井。進(jìn)水井長(zhǎng)5.0 m，寬1.0 m，深3.5 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2)格柵槽。粗格柵間設(shè)格柵槽2道，設(shè)計(jì)單格流量196 m3/h，過(guò)柵流速0.29 m/s，雨天單格校核流量392 m3/h，過(guò)柵流速0.59 m/s。

3)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容積按最高日6 h的污水流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)容積1 500 m3，平面尺寸31.5 m×16.0 m，有效水深3.0 m。池內(nèi)設(shè)5臺(tái)潛水推流攪拌器，4臺(tái)潛污泵。

4)細(xì)格柵。細(xì)格柵槽分為2格，每格選用1臺(tái)回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵除污機(jī)。單格設(shè)計(jì)流量125 m3/h，過(guò)柵流速0.21 m/s；校核流量250 m3/h，過(guò)柵流速0.41 m/s。

5)沉砂池與砂水分離器。設(shè)旋流沉砂池2座，單池設(shè)計(jì)流量125 m3/h，表面負(fù)荷47.5 m3/(m2·h)，水力停留時(shí)間73.8 s，單池直徑1.83 m，池深2.9 m。每座沉砂池設(shè)漿液分離機(jī)1臺(tái)，空壓機(jī)1臺(tái)，砂水分離器1臺(tái)。

6)初沉池。設(shè)計(jì)采用平流式初沉池4座，靜力式排泥。單池設(shè)計(jì)流量62.5 m3/h，表面負(fù)荷1.0 m3/(m2·h)，沉淀時(shí)間2.0 h，單池平面尺寸B×L=4 m×16 m，沉淀區(qū)有效水深2.0 m。

3.2.2 二級(jí)污水處理構(gòu)筑物

1)A/A/O生物反應(yīng)池。

本項(xiàng)目原水中工業(yè)廢水的排放具有季節(jié)性，每年9月份～12月份 工業(yè)水排放量占到污水總量的53%，且主要污染物濃度遠(yuǎn)大于生活污水，而其余月份則以居民生活污水為主，這兩種工況下原水的水質(zhì)、水量都有很大差異。因此，按有工業(yè)水進(jìn)行A/A/O池的設(shè)計(jì)，并對(duì)無(wú)工業(yè)水的工況進(jìn)行計(jì)算，以期通過(guò)增設(shè)閘門控制A/A/O池的運(yùn)行方式，使無(wú)工業(yè)水時(shí)A/A/O池僅部分廊道運(yùn)行。

不同工況下的運(yùn)行方式如圖2,圖3所示。

生物反應(yīng)池采用A/A/O池，總設(shè)計(jì)流量按最高日平均時(shí)污水量，為250 m3/h，分4組，單體A/A/O池設(shè)計(jì)為折尺廊道形，分厭氧段、缺氧段、好氧段，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單池平面尺寸L×B=17.2 m×18 m，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)表面積分別為18.8 m2，73.66 m2，217.14 m2，有效水深5.0 m。為了防止污水中的懸浮物及活性污泥在厭氧段和缺氧段沉降，在厭氧段和缺氧段布置攪拌機(jī)；好氧段設(shè)曝氣系統(tǒng)；在每池好氧段末端設(shè)混合液回流泵，以回流硝化液。

有工業(yè)水工況設(shè)計(jì)參數(shù)如下：設(shè)計(jì)流量250 m3/h，混合液回流比200%，混合液污泥濃度3 500 mg/L，污泥回流比100%，總污泥齡20 d，厭氧區(qū)水力停留時(shí)間1.5 h，缺氧區(qū)水力停留時(shí)間5.9 h，好氧區(qū)水力停留時(shí)間17.3 h，總剩余污泥量849.3 kg/d。無(wú)工業(yè)水工況設(shè)計(jì)參數(shù)為：設(shè)計(jì)流量113.52 m3/h，混合液回流比200%，混合液污泥濃度3 500 mg/L，污泥回流比100%，總污泥齡30 d，厭氧區(qū)水力停留時(shí)間3.3 h，缺氧區(qū)水力停留時(shí)間6.3 h，好氧區(qū)水力停留時(shí)間8.4 h，總剩余污泥量239.2 kg/d。

2)二沉池。

二次沉淀池采用平流式，沉淀池設(shè)計(jì)為4組，每組中間設(shè)導(dǎo)流墻將沉淀池分為2格(共8格)運(yùn)行。單池設(shè)計(jì)流量62.5 m3/h，表面負(fù)荷0.8 m3/(m2·h)，沉淀時(shí)間2.6 h，設(shè)計(jì)水平流速1.7 mm/s，沉淀區(qū)有效水深2.0 m，單池長(zhǎng)16 m，寬5 m，每座二沉池配套桁架式吸泥機(jī)1套。

3.2.3 三級(jí)污水處理構(gòu)筑物

1)混合池。

設(shè)機(jī)械混合池分4格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?；旌铣卦O(shè)計(jì)流量250 m3/h，混合時(shí)間90 s，單格平面尺寸1.4 m×1.4 m，有效水深0.8 m。混合設(shè)備采用三葉軸流型推進(jìn)式攪拌器。

2)反應(yīng)池。

設(shè)機(jī)械攪拌反應(yīng)池分4組，每組3格，共12格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)流量250 m3/h，反應(yīng)時(shí)間16.9 min，單格平面尺寸1.4 m×1.4 m，有效水深3.0 m。攪拌設(shè)備采用豎軸板框式攪拌器。

3)過(guò)濾池。

本工程三級(jí)處理過(guò)濾方式選用活性砂過(guò)濾器。設(shè)計(jì)活性砂濾池分4組，每組2格，共8格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。濾池單格設(shè)計(jì)流量31.25 m3/h，過(guò)濾速度5.2 m/h，強(qiáng)制濾速6.9 m/h，單格過(guò)濾面積6.0 m2，接觸時(shí)間14 min。每格濾池設(shè)活性砂過(guò)濾器1套，共8套。

4)消毒池。

本工程采用ClO2消毒。污水處理廠設(shè)消毒池2座，每座2格，共4格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)流量125 m3/h，有效容積64 m3，消毒接觸時(shí)間30.7 min，有效水深3.2 m，平面尺寸L×B=5 m×4 m。

4 結(jié)語(yǔ)

1)針對(duì)干旱地區(qū)小城鎮(zhèn)排水工程水質(zhì)、水量特點(diǎn)，確定了合理的污水處理工藝，污水處理廠出水水質(zhì)可達(dá)到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2)污水處理廠運(yùn)行后BOD年消減量399 t，COD年消減量399 t，TN年消減量399 t，TP年消減量399 t。

3)工程總投資6 582萬(wàn)元，單位水量經(jīng)營(yíng)成本1.37元/m3。

Design case of small town sewage treatment project in arid region★

Zhang Xiaoning

(ShanxiAcademyofUrbanandRuralPlanningandDesign,Taiyuan030001,China)

The construction background of a sewage treatment project in small town was introduced. The source and character of raw water was discussed and the design principle was expounded. The wastewater treatment process and parameter of main treatment structures were stated. The project invest, environmental benefit and economic effect were analyzed, so as to provide some reference for sewage treatment project design.

arid region， small town， urban-rural integration， benefit

1009-6825(2015)07-0111-02

2014-12-22 ★：中華環(huán)境保護(hù)基金會(huì)遼寧環(huán)境科研教育“123工程”資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：CEPF2009-123-2- 6)

張曉寧(1985- )，女，碩士，助理工程師

TU992

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