武漢市東沙水系分散污水應(yīng)急處理技術(shù)

楊劍鋒

摘 ?要：東沙水系服務(wù)范圍內(nèi)混接污水、地下水入滲水、施工基坑排水等多種來水，致使該區(qū)域晴天的來水量不僅大，而且水質(zhì)很不穩(wěn)定。如不及時抽排，轄區(qū)有漬水危險，持續(xù)高溫晴熱天氣時水質(zhì)還會惡化，直接排江，不符合長江大保護的理念，針對的矛盾，為解決水安全問題、改善水環(huán)境，綜合考慮采用氣浮+吸附過濾工藝，實現(xiàn)排放達到一級A標準后排放，既實現(xiàn)對箱涵來水削峰的目的，解決當前低洼地段的漬水問題，又可以削減排入長江的污染物總量，經(jīng)濟效益和社會效益突出。

關(guān)鍵詞：東沙水系;長江大保護;分散式污水處理

中圖分類號：X703 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）28-0140-03

Abstract： Dongsha Water System within the service range of mixed sewage， groundwater infiltration， construction foundation pit drainage and other water， resulting in a large amount of water coming from sunny days in this area， and the water quality is very unstable. If we do not pump and drain in time， the area will be in danger of waterlogging， and the water quality will deteriorate when the weather continues to be hot and sunny. The direct discharge of the river does not conform to the concept of great protection of the Yangtze River. In view of the contradictions， in order to solve the problem of water safety and improve the water environment， comprehensive consideration is given to the use of air floatation plus adsorption filtration process to realize the discharge after the discharge reaches the first class A standard， which can not only realize the purpose of cutting the peak of the box culvert， solve the waterlogging problem in the current low-lying areas， but also reduce the total amount of pollutants discharged into the Yangtze River. The economic and social benefits are outstanding.

Keywords： Dongsha Water System; Yangtze River protection; decentralized sewage treatment

1 背景介紹

東沙水系主要依靠新生路排水站和前進路排水站抽排入江，其中新生路排水站（總抽排能力為40.0m3/s）與前進路排水站（總抽排能力9.0m3/s）通過兩根直徑為2000mm的管道連接，水系呈連通狀態(tài)。匯水范圍內(nèi)存在混接污水、地下水入滲水、施工基坑排水等多種來水，致使該區(qū)域晴天的來水量不僅大（約10萬m3/天），而且水質(zhì)很不穩(wěn)定。匯水區(qū)域范圍內(nèi)的污水處理廠（二郎廟、沙湖污水處理廠）已滿負荷運行，無法接納更多的水量。排江泵站晴天不允許抽排，但實際來水量較大，如不抽排，匯水區(qū)域地勢較低處有漬水風險，出現(xiàn)水安全問題;如排江泵站晴天抽排，入江水質(zhì)較差，不符合排江水質(zhì)要求，也不符合長江大保護的理念。同時規(guī)劃中輸水深隧及北湖污水處理廠尚未投入使用。

在上述基礎(chǔ)設(shè)施尚未發(fā)揮作用的一段時間內(nèi)，需要對上述污水進行臨時應(yīng)急處理。如不及時抽排，轄區(qū)有漬水危險，直接排江，不符合長江大保護的理念。

2 臨時應(yīng)急處理措施

為解決水安全問題、改善水環(huán)境，需要就地處理部分區(qū)域來水，使其達到《城市污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準后排放。通過對東沙水系詳細調(diào)查，從取水量、取水點設(shè)置、排水通道等多方面進行分析比選，最終篩選可能滿足要求場地。利用湖大附小西邊、沙湖路北邊一塊閑置空地作為污水應(yīng)急處理項目的實施地點。該處位于新生路水系最低點，箱涵底標高較低，能最大限度的滿足取水量需求，另外使用該蓄水塘可有效緩解湖北大學(xué)湖大附小漬水問題。水塘面積約12100m2，水深約2.2-3m，平均水深2.5m，最大可蓄水量達30000m3。綜合比較考慮采用氣浮+吸附過濾工藝，對水系靠近湖北大學(xué)附近箱涵3萬m3/天的來水進行污水應(yīng)急處理后外排。出水達到一級A標準，暫時排入水塘蓄起來，再利用新生路排水站集中抽排出江。既可以實現(xiàn)對箱涵來的水削峰目的，解決當前低洼地段的漬水問題，又可以削減排入長江的污染物總量。

根據(jù)新生路及前進路排水站長期運行結(jié)果可知，新生路水系非雨天來水量約為每天10萬m3左右，平均來水量約9.218萬m3每天。應(yīng)急措施設(shè)計處理量為3萬噸每天，另外箱涵內(nèi)還有蓄水量7萬m3/天。由于新生路雨水排水站和污水排水站是相通的，新生路污水排水站設(shè)計規(guī)模為1.6m3/s，抽排污水至二廊廟污水處理廠。因此新生路污水排水站每天可抽排污水量約13.8萬m3，大于箱涵內(nèi)蓄水量7萬m3/天，因此箱涵內(nèi)儲水可由新生路污水排水站抽至二廊廟污水處理廠。污水應(yīng)急處理項目實施后，每天運行24小時，小時處理量為1250m3，可完全解決湖北大學(xué)湖大附小的漬水問題。

第三方檢測機構(gòu)于2018.07.09-2018.07.13日連續(xù)五天進行取樣檢測，湖北大學(xué)湖大附小旁箱涵內(nèi)水質(zhì)檢測結(jié)果見表1。

進水質(zhì)情況分析：

來水水質(zhì)組成復(fù)雜，但各項水質(zhì)指標不高，C：N：P營養(yǎng)比失調(diào)，處理的主要污染因子為有機物、氨氮、總磷、SS。為低濃度污染水，排放標準要求達到一級A標準，現(xiàn)有場地條件及實施周期采用生化法難度較大。工藝中主要去除因子為COD、SS、氨氮、總磷等，因此采用混凝沉淀（澄清）、氣浮、過濾、膜分離等工藝均可達到目的，但混凝沉淀（澄清）工藝產(chǎn)生污泥含水率高，導(dǎo)致污泥量大，污泥處理費用高，占地面積較大，以1萬m3/天的處理量計算占地約需200m2;過濾工藝目前較成熟，過濾類型較多，但需要反沖洗，耗水量約占處理水量0.3-5%，反沖洗水需要處理，直接排放也是一種污染;膜分離技術(shù)出水水質(zhì)較好，但需要較嚴格的預(yù)處理工藝，膜需要定期更換，投資及運行成本高;氣浮處理自動化程度高，占地面積?。ㄒ?萬噸/天的處理量計算占地約75m2），浮渣含水率較低，浮渣量少;活性炭吸附出水水質(zhì)好，占地少，但活性炭如果不能再生使用，成本較高。綜合以上分析，選用氣浮+吸附過濾組合工藝對水體進行凈化，氣浮可去除水體中的大部分SS，輔以加藥等工序可去除氨氮、總磷、SS及部分懸浮性CODcr，氣浮出水經(jīng)吸附過濾可進一步去除來水中的SS、CODcr、色度及重金屬，提高出水水質(zhì)指標及感官。

氣浮+吸附過濾工藝特點：

（1）占地面積少，占地面積約≤0.11m2/噸水，施工周期短，滿足項目實施要求。

（2）出水水質(zhì)穩(wěn)定，進水滿足設(shè)計時系統(tǒng)出水可穩(wěn)定達到一級A排放標準。

（3）處理系統(tǒng)有一定的耐沖擊負荷能力，當進水水質(zhì)出現(xiàn)較大范圍波動時，出水通過調(diào)節(jié)依然能達到設(shè)計要求。系統(tǒng)能較好的應(yīng)對排水站這種來水不穩(wěn)定的場所。

（4）系統(tǒng)產(chǎn)生的二次污染問題有完善的處理措施，操作管理方便。

設(shè)計水質(zhì)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，進水水質(zhì)采用第三方檢測均值，設(shè)計進出水水質(zhì)指標如表2。

氣浮+吸附過濾組合工藝流程圖如圖1所示。

工藝流程說明：污水經(jīng)進水格柵過濾大塊顆粒物后經(jīng)取水泵提升進入絮凝反應(yīng)系統(tǒng)，絮凝反應(yīng)池出水進入氣浮系統(tǒng)，通過加壓溶氣后將微小氣泡釋放進入水體，同時在進水中投加除磷劑，在氣泡上浮過程中將水體中的SS及膠體等懸浮物攜帶至水面，通過刮渣機最終將污染物與水體進行分離，處理干凈的水從氣浮機底部進入吸附過濾系統(tǒng)，利用介質(zhì)的吸附和過濾作用去除水中的污染物質(zhì)，大幅降低COD等的含量，達到深度凈化效果，出水進入水箱，在出水箱中投加次氯酸鈉后出水達標排放或者回用。清水箱投加次氯酸鈉既可滿足出水消毒的要求，也可對水體中殘留次氯酸鈉進一步去除，使出水氨氮達標。過濾系統(tǒng)一部分清水當做反沖洗進水，對濾池定期進行反沖洗。氣浮產(chǎn)生的浮渣主要為加藥產(chǎn)生的無機污泥，經(jīng)板框壓濾機進行脫水干化至含水率低于60%時外運處理。板框濾液回流至廠區(qū)污水收集池處，再進入污水處理系統(tǒng)進行處理。

3 投資估算及成本分析

每天處理水量按30000m3考慮時投資估算，（單位：萬元，本方案不含地質(zhì)不良情況下的地基處理費及水塘清淤、岸線修復(fù)等費用）：

（1）A設(shè)備費（1105.06）+B構(gòu)筑物及輔助材料費（394.57）+C場平及進場道路修整（65）+D通水費（1）+E外用電纜材料及安裝（100）+運輸費（（A+B+C+D+E）*2%）（22.1）+安裝費（（A+B+C+D+E）*5%）（55.25）+設(shè)計費（25）+工程管理費（15）+工程招投標費（6）+勘察費（3）+項目咨詢服務(wù)費（5）+專家咨詢費（2）=1798.98萬元。

經(jīng)以上分析，當處理規(guī)模為3萬m3/天時，出水水質(zhì)達一級A標準時工程總投資約1798.98萬元，折算成m3水投資為599.66元/m3。

（2）單位（元/m3）成本測算：人工費用（平均支出每人5500元/月*12月*10人）0.067+電費（電耗0.176kW·h/噸，電單價0.62元/kW·h）0.109+原材料費（包含PAC、PAM、脫氮劑等藥劑）1.00+藥劑費（PAC，投加量100mg/L，單價900元/噸）0.09+藥劑費（PAM，投加量0.8mg/L，單價10500元/噸）0.0084+藥劑費（投加量820mg/L，單價1100元/噸）0.902+浮渣（10.5噸*280元/噸）0.098+化驗費（每天12個指標，平均每個指標成本50元，年運行時間330天計算）0.02+設(shè)備檢修費（按設(shè)備投資2%計?。?.022+管理費（按工程投資的2%計?。?.036+稅金（抵稅后綜合）0.187+系統(tǒng)折舊（設(shè)備總投資1105.06萬元，按五年折舊;筑物及輔助材料394.57萬按一年折舊，三通一平等一次性投資費用299.35萬，按一年折舊攤銷至水費;綜合平攤噸水費用為0.923）0.923=2.462元/m3。

由以上分析可知綜合水價為2.462元/m3，總體水處理費用單價處于經(jīng)濟合理范圍。

4 結(jié)束語

采用氣浮+吸附過濾工藝，當進水水質(zhì)在設(shè)計范圍內(nèi)時，系統(tǒng)處理出水可穩(wěn)定達到一級A排放標準。處理系統(tǒng)有很強的耐沖擊負荷能力，當進水水質(zhì)在10%范圍內(nèi)變化時，出水依然能達到設(shè)計要求。系統(tǒng)占地面積少，施工周期短，易于實施。系統(tǒng)無二次污染產(chǎn)生，操作管理方便。2018年10月，武漢市東沙水系分散污水處理應(yīng)急措施3萬m3/天的應(yīng)急處理項目穩(wěn)定運行，進出水水質(zhì)均由第三方檢測單位不定期不定時抽樣檢測，氣浮出水水質(zhì)COD、氨氮、總磷、總氮等指標均能達到設(shè)計要求，偶爾存在超標現(xiàn)象的為懸浮物SS和BOD5含量。在氣浮出水經(jīng)過吸附過濾后，可去除80%以上的SS，因此SS達標不成問題，由于BOD5大約60%左右是隨懸浮物SS伴生的，因此在去除掉SS后，相應(yīng)的BOD5也能去除50%左右，通過吸附過濾工藝后可確保出水達到設(shè)計要求，同時有效緩解了轄區(qū)范圍內(nèi)湖北大學(xué)等重要機構(gòu)的漬水風險。

建議：挖掘現(xiàn)有污水處理廠潛能，盡可能多的處理不達標排水，徹底解決武昌區(qū)積玉橋段排江水系的水環(huán)境問題。同時應(yīng)加大力度實施區(qū)域雨污分流系統(tǒng)改造，減少來水量;進行管網(wǎng)排查及施工工地管理，減少地下水滲入量及施工基坑排水量;實施節(jié)水工程，從源頭上減少生活污水的排放總量。

參考文獻：

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