臨洮縣中鋪污水處理—中尾水工程案例分析

孫 斌

（甘肅臨洮經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管理委員會，甘肅 臨洮 730500）

0 引言

本項(xiàng)目是臨洮縣中鋪污水處理一期工程配套設(shè)施尾水中水工程，工程地點(diǎn)位于中鋪工業(yè)園污水處理廠至園區(qū)高位中水蓄水池。本次園區(qū)的污水處理廠現(xiàn)狀設(shè)計處理規(guī)模達(dá)到1萬m3/d，處理標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)，且需要按照當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境報告書等要求和批復(fù)，規(guī)范設(shè)置污水處理廠的排放口，并建議以綠化和企業(yè)回收利用等方式避免尾水資源的浪費(fèi)。

1 項(xiàng)目背景及分析

1.1 臨洮縣中鋪工業(yè)園區(qū)概況簡介

中鋪工業(yè)園區(qū)與甘肅省會蘭州相距36 km，在臨洮縣的中鋪鎮(zhèn)范圍內(nèi)建設(shè)，也是省級開發(fā)區(qū)——臨洮經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的子園區(qū)，總面積為18.93 km2，產(chǎn)業(yè)以建材、物流、金屬冶煉、機(jī)械及裝備制造、化工產(chǎn)業(yè)等內(nèi)容為主。中鋪工業(yè)園結(jié)合其總體規(guī)劃和要求的標(biāo)準(zhǔn)，按照我國所規(guī)定的人均用水量和臨洮縣的實(shí)際發(fā)展情況，對本園區(qū)內(nèi)部的所有用水量進(jìn)行預(yù)測，估計為1.228萬m3/d，且總用水量為6.543萬m3/d，規(guī)劃日變化系數(shù)規(guī)劃設(shè)計為1.4，在洮河邊新建設(shè)水廠，園區(qū)生活工業(yè)用水由新建水廠供給。

園區(qū)為了減少資金投入，要求園區(qū)內(nèi)的企業(yè)自己建設(shè)或者是聯(lián)合建設(shè)污水處理廠區(qū)，達(dá)到用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，減少工業(yè)廢水的排放量。由此該園區(qū)在西南角建設(shè)一座污水處理廠，在一期建設(shè)期間預(yù)計可實(shí)施每天1萬m3的污水處理量。但是隨著入駐企業(yè)的逐漸增加，排水量逐漸增加，這樣會對區(qū)域內(nèi)的洮河水體和地下水產(chǎn)生極大的影響。而影響水體污染的主要因子包含懸浮物、大腸菌群或者是氮離子和氨離子等。

1.2 中鋪工業(yè)園污水處理廠簡介

該污水處理廠建設(shè)于中鋪工業(yè)園的西南區(qū)邊緣，占地面積為3.01 hm2。

本污水廠的二級處理采取的是CASS處理工藝，深度污水處理采用混合絮凝沉淀過濾工藝，尾水采取二氧化氯進(jìn)行消毒處理。

該污水處理廠本身的進(jìn)出水質(zhì)要求數(shù)據(jù)見表1所列。

表1 污水處理廠進(jìn)出水質(zhì)要求數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

2 污水處理工藝分析

2.1 污水處理工藝流程

（1）污水部分：園區(qū)污水干管→粗格柵及提升泵房→細(xì)格柵及旋流沉砂池→CASS生物處理池→混合絮凝沉淀池→V型濾池→接觸池（二氧化氯消毒）→尾水。

（2）污泥部分：廠區(qū)污泥→污泥濃縮池→污泥濃縮脫水機(jī)房→外運(yùn)填埋［1］。

2.2 核心工藝分析

2.2.1 CASS生物處理工藝

該工藝屬于SBR和ICEAS工藝的一種更新形式。

本次污水處理所使用的CASS工藝，主要是選擇一種可以改變?nèi)莘e的生物選擇器，在該反應(yīng)容器中可以完成有機(jī)污染物和泥水分離的同時操作。并根據(jù)推流的方式來實(shí)現(xiàn)同步硝化、反硝化與碳化的處理功能。

2.2.2 污水深度處理工藝分析

本次污水深度處理主要考慮通過絮凝沉淀+過濾的方式進(jìn)行，具體內(nèi)容如下。

（1）混合。將混凝劑加入水中，根據(jù)混合設(shè)備的支持進(jìn)行快速混合，促使藥劑在水中能夠快速且均勻分布，然后形成可沉絮體的大塊狀，以此來去除水中懸浮的污染物質(zhì)，如病毒、細(xì)菌或者是磷酸鈣等［2］。

（2）絮凝。藥劑和水充分混合后，能夠產(chǎn)生未達(dá)到自然沉降的微小絮體，而絮凝方式主要是為其創(chuàng)造合適的水力條件，隨后形成一定時間內(nèi)的、良好物理性能的絮凝體，進(jìn)而加速雜質(zhì)與顆粒的快速降解［3］。

（3）沉淀。本次污水廠沉淀部分采取的是斜管沉淀池，其具備負(fù)荷高、流程短和效果好等優(yōu)勢。

（4）過濾。本次污水處理廠的過濾池采取常規(guī)可靠的均質(zhì)濾池形式。

2.2.3 尾水處理方案

（1）管線設(shè)計。設(shè)計在尾水壓力排放管的末端，選擇3 m×2 m×2 m的消能水池，在末端連接重力排放管，管徑選擇為DN500，采取鋼筋混凝土管，長度為5.85 km。

（2）管道計算。本次末端尾水收集管道按照遠(yuǎn)期1.0萬m3/d一次的收集量實(shí)施。Qmax=1.0萬m3/d，h/d=0.5，自然坡度i=0.03，D=0.5 m。

（3）中水高位水池設(shè)計。設(shè)置在園區(qū)北端高處，園區(qū)生活凈水廠廠區(qū)內(nèi)，液面高程2 025 m，容積1 000 m3，尺寸為15.8×15.8×4.5（h）m，1座2格。高位水池接出中水（工業(yè)）配水主管至園區(qū)中水管網(wǎng)（已實(shí)施）。

（4）設(shè)置檢修閥。在管道穿越障礙物時其兩端均需要設(shè)置檢修閥門。如果管道處于無障礙階段，其需要間隔3 km設(shè)置一道檢修閥，采取專用的蝶閥進(jìn)行設(shè)置，避免產(chǎn)生管道品質(zhì)等問題。

（5）防護(hù)設(shè)施的設(shè)置。本次工程所選擇的壓力管道主要在園區(qū)道路沿線鋪設(shè)，基于地形的設(shè)計需求，簡單設(shè)置，將自動進(jìn)排氣閥設(shè)置在管道的隆起點(diǎn)，并且每間隔800 m設(shè)置一個自動排氣閥，將管道內(nèi)的空氣排除，避免管道發(fā)生氣阻問題［4］。并且在管道被放空或者是發(fā)生水錘時將空氣引入，這樣可以防止管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓或者是產(chǎn)生真空水擊的破壞問題。

隨后在管道的低凹位置和倒虹管下游設(shè)置泄水閥與泄水管，根據(jù)實(shí)際的施工情況來設(shè)置。

（6）設(shè)置支墩或者是拖拉墩。需結(jié)合工程管道實(shí)際所受到的壓力，在管道轉(zhuǎn)彎的位置以及管堵位置設(shè)置支墩，保障管道這些地方能夠承受水流動與水壓的阻力。并且在管道閥門來水的方向位置設(shè)置拖拉墩，避免水流強(qiáng)大的沖擊力導(dǎo)致管接口松脫的情況發(fā)生。

（7）管道防腐。本工程所選擇的壓力管道使用鋼管制作，并且需要做好給水管道和排水管道特級防腐措施，保障管道質(zhì)量。同時在考慮不受地面冰凍影響的條件下，盡量減少管道填埋的覆土深度，以此來減少工程造價的投入?？紤]到冬季冰凍深度和停水時間等因素，設(shè)計平均覆土的深度大約為1 m左右。

（8）中水接戶。本次工程設(shè)計的中水輸水管道作為中水壓力輸水管道，每個用水點(diǎn)均要設(shè)置逆止閥。并且如果相關(guān)企業(yè)需要使用中水時，還需要單獨(dú)設(shè)置中水管道系統(tǒng)，禁止其與生活用水管道相互連接，影響生活用水水質(zhì)。

3 工程建筑設(shè)計

3.1 基礎(chǔ)與回填

本次建筑結(jié)構(gòu)的安全等級主要為二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50 a。

（1）根據(jù)工藝條件，管道的管材選用鋼管，均采取120°中粗砂基礎(chǔ)，管道胸腔內(nèi)的回填土密實(shí)度不能小于0.95。

（2）回填管槽。采取級配砂石來回填管道的胸腔，并且所使用的回填土密度不能一致，需根據(jù)回填部位的不同來確定不同的密實(shí)度。管道兩側(cè)、管道頂部500 mm范圍內(nèi)不能具有有機(jī)物或者是直徑大于50 mm的磚石等硬塊，此位置需要采取輕壓夯實(shí)的辦法進(jìn)行密實(shí)［5］。管道的兩側(cè)壓實(shí)面高度差不能超過300 mm。

（3）構(gòu)筑物的池體選擇現(xiàn)澆整體式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板設(shè)計為整體的鋼筋混凝土底板，下部做出素混凝土墊層。如果在施工區(qū)域遭遇地下水，則需要采取瀝青混凝土墊層作為底板下部的墊層結(jié)構(gòu)。

3.2 管道溝槽開挖與回填

（1）在進(jìn)行管槽的開挖期間，需要結(jié)合開挖深度和開挖土層的差異性來根據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行放坡作業(yè)，如果遇到開挖斷面受到限制或者是邊坡不夠穩(wěn)定的情況，需要結(jié)合實(shí)際情況來選擇安全施工的方式。如使用機(jī)械挖土期間，在整個槽底需要保留0.2～0.3 m厚度的土，在管道鋪設(shè)之前由人工進(jìn)行清理，直到標(biāo)高高度為止。

（2）在管道安裝之后需要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，可結(jié)合管線的長度和地形進(jìn)行分段施工。需要注意的是，在進(jìn)行水壓試驗(yàn)之前，試壓段除了接口之外的管道兩側(cè)和管道頂部以上為止，必須回填土方。高度不應(yīng)小于管道頂部以上0.5 m的位置，并且需要分層進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)［6］。在試驗(yàn)進(jìn)行時需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程和規(guī)范進(jìn)行施工。

（3）在相關(guān)管道和相關(guān)附件安裝完畢且驗(yàn)收合格之后，需要進(jìn)行溝槽的及時回填作業(yè)。在回填溝槽之前，需要將溝槽內(nèi)部雜物進(jìn)行處理，排除內(nèi)部積水，管道兩側(cè)至管頂?shù)幕靥钔帘仨殞ΨQ夯實(shí)，嚴(yán)禁單側(cè)回填或用推土機(jī)從一側(cè)向溝內(nèi)推填。溝槽回填應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求分區(qū)進(jìn)行，具體如圖1所示。

圖1 回填土相關(guān)參數(shù)圖示

3.3 施工期間需注意的問題

（1）在實(shí)際施工作業(yè)期間，如果施工場景為濕陷性黃土環(huán)境，并且還需對周圍建筑物或者是附屬工程進(jìn)行施工作業(yè)，需要根據(jù)該土質(zhì)特點(diǎn)和設(shè)計要求，采取相關(guān)措施來阻止施工用水和場地雨水流入建筑物地基引起濕陷。

（2）在進(jìn)行建筑物臨近施工作業(yè)期間，需要采取相關(guān)措施來保障原有建筑物和管道的正常使用，并且需保持場地內(nèi)排水暢通。

（3）如果發(fā)現(xiàn)地基浸水濕陷或者是建筑物產(chǎn)生裂縫，需要立刻暫停施工作業(yè)，將相關(guān)水源切斷，查找浸水的原因與范圍，觀測建筑物裂縫和沉降情況，并且還需要進(jìn)行繪圖和記錄，保障施工安全性。

（4）在對水池與管道施工完畢之后，需要進(jìn)行嚴(yán)格的水壓試驗(yàn)，如果試驗(yàn)結(jié)果不合格，需要立即進(jìn)行返修或者采取加固措施處理，再進(jìn)行水壓試驗(yàn)，直到試驗(yàn)合格為止。

4 結(jié)束語

污水處理廠經(jīng)處理后的尾水經(jīng)接觸池加氯消毒后，進(jìn)入蓄水池，經(jīng)尾水及中水提升泵房內(nèi)離心泵提升后，經(jīng)園區(qū)道路下中水輸水管道排入輸送至園區(qū)高位水池蓄水池，后經(jīng)中水管線配水管網(wǎng)向園區(qū)各處綠化點(diǎn)及企業(yè)配水，管線沿線預(yù)設(shè)綠化管接口，采用橡膠軟管對沿線道路及植被進(jìn)行澆灑綠化，本論述基于對臨洮縣中鋪污水處理-中尾水工程處理工藝的分析與研究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)污水處理工程提供一些有效的思路與方向，以便滿足污水處理的實(shí)際需求與效果，提升污水處理的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。