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污水处理厂进水浓度原因与对策探析

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摘要:污水处理厂进水水质影响整个污水处理厂的运行效果和运行成本,而在污水处理厂实际运营过程中常发现进水污染物浓度偏低现象,既影响COD的减排成效,同时在某种程度上造成城镇污水处理厂的投资浪费。以南方某城市污水厂为例,针对其进水浓度偏低的情况,对污水泵站与污水管网展开调查,分析出了排水体制不完善、外来水源进入污水管网、纳污率低、化粪池设置不合理、居民用水量大幅提高等方面的主要原因,并针对上述原因提出了相应的对策。也能够为处理类似问题提供参考。

关键词:城镇污水处理厂;进水浓度;原因分析;对策

进水水质是确定污水处理厂工艺流程的重要依据,是核算实际减排量的主要参数,直接影响建设费用及运行成本[1]。至2014年某市城区内建有一座污水厂,设计处理能力为8万m3/d,并设有5个提升泵站;该污水处理厂建成投产的主要目的为区域主要污染物减排总量发挥重要作用。但随着污水处理厂的正式运行,一系列问题也逐渐暴露出来,其中最主要的问题是进水COD浓度普遍偏低。针对此情况,笔者进行调查分析,得到以下一些成果。

1调查方法和内容

①搜集资料。联系有关单位收集相关资料和了解相关情况,包括污水厂服务范围的排水管网设计图及竣工图、城市人口、气象气候等资料;城市采用的排水体制、地下水情况及管网维护情况等。对管网图进行详细分析,结合现场调查确定采样点。②对各排水单元包括生活污水原水、截污主管、各级支管、污水泵站等进行主要污染物COD浓度的取样监测。选择具有代表性的居民区进行化粪池处理效率的调查,以及对居民自备水情况进行调查。③对区域排水管网包括污水泵站与各截污工程管网进行调查分析。根据对管网服务范围的人口与用水单位估算理论排水量,与实测范围的实际排水量进行对比进而确定排水管网的纳污率。④找出外来水源进入管网的具体位置,记录其流量和COD浓度,并连续监测多天。⑤根据实验结果和收集的资料进行系统整理,进而对污水厂进水浓度低的原因进行分析与总结,并提出针对性建议和整改措施。

2某市给排水及污水厂实际进水水质现状

据调查,该市城区居民平均用水量为8.91万m3/d,用水高峰期可达到近9.7万m3/d。其排水体制以截流式合流制为主。污水处理厂以进水早、中、晚的混合样反映当天污水处理厂进水水质基本情况。通过对该污水处理厂早中晚混合进水COD浓度进行监测,得出其进水水质变化图,如图1。由图1可知,污水处理厂的进水浓度主要集中在80~100mg/L,处于长期偏低的状态,远未达到设计值300mg/L。

3城市生活污水本底值调查

主要选取了居民集中的小区、行政中心区、具代表性的商业餐饮区、宾馆密集区及医院污水作为城市生活污水本底值调查对象。其监测结果如表1。由表1中的监测结果可知,居民区与商业餐饮区污水浓度相对较高,医院污水浓度偏低,市政中心区与宾馆密集区污水浓度相当。按各种生活污水所占比例计算出生活污水COD浓度加权平均值为189.34mg/L。

4原因分析

4.1排水体制的问题

该市新城区采用雨污完全分流制,然而污水干管尚未修建,污水只能与雨水管合流排入就近河渠,污染水环境;该市排水体制主要还是雨污合流制,老城区目前还在采用暗渠代替管道收集污水的方式,加上该市属亚热带季风性湿润气候,雨水又较频繁且雨季降雨量较大,近年来该市年平均降雨量约为1800mm,这极大的增加了雨水对污水浓度的稀释作用,可以看出,雨污合流系统对污水厂的进水浓度影响较大。

4.2外来低COD浓度水源进入污水管道的影响

调查过程中发现,整个污水管网收集系统中存在多个外来水源进入管网的现象。这些外来低COD浓度水源包括内河涌水、游泳池水及建筑施工用水、地下水等。调查结果显示,内河涌水进入泵站的平均水量达到2.2万m3/d,约占总污水量的1/4,其COD浓度平均为60mg/L;城区内多个小区建有小中型游泳池,其更换的水同建筑施工用水一样,基本都排入城市污水管道,这些都给污水厂进水COD浓度造成了一定影响;该市位于长江中游南岸,拥有异常丰富的水资源且地下水位较高,而大多排水管材质属于混凝土管,在老城区甚至还是刚性接头,因此,地下水、地表水很容易渗入或流入排水管网内,污水浓度便被稀释。

4.3化粪池设置的问题

化粪池是一种简单的初级污水处理分散设施,能够起到一定的污水处理作用,因此在城区内未建有污水处理厂时,很多居民区兴建化粪池处理生活污水,某种程度上可以减轻对水体的污染。但污水处理厂建立后,管网收集了经过化粪池预处理之后的污水,也直接降低了进入污水处理厂的COD浓度。调查结果显示该市整体居民小区化粪池处理效率为35%左右,最终化粪池上清液排入污水管网中。

4.4纳污率低

该市自建立污水处理厂后,城市排水管网的铺设相对滞后,许多区域生活污水都无法有效收集至污水干管并排至污水处理厂。市区内仍有部分干管闲置未接入主管,许多区域未铺设污水收集管道,因此造成了排水管网的有效收集区域减小,纳污率低。城区内部分区域干管污水直接排入附近水体,从而发生处理污水量达不到,抽取河水来冒充处理的现象,这样不仅导致污水厂纳污率变低,进水浓度变低,而且造成环境水体的污染,完全没有体现出兴建污水厂的价值。

4.5居民用水习惯

随着该市给水系统的不断完善以及居民生活水平的不断提高,加上该市水价较低、当地居民节约用水意识又不强,导致人均用水量逐年增加。而经调查可知,居民用水量的提高主要体现在洗浴、洗涤等用水量的增大,这些生活污水的有机物浓度又较低,进入管网必然使得污水厂后进水浓度偏低。

5对策

5.1重视城市排水系统建设的前期调研和规划设计

城市排水系统规划和设计的基础资料是评价规划设计质量以及社会和环境影响的决定性因素。主要基础资料包括城市总体规划、现有城市排水系统及设施、当地污水灌溉、污水回用现状等[4]。污水厂如果没有对收集区域的污水水质、收集区域目前的污水管网、没有对污水收集区域的人口数量和用水量等情况进行调查就进行设计,这将导致污水厂建成以后进入污水厂的水量和水质充满不确定性。

5.2完善排水体制

根据国家排水规范中“允许同一城镇可采取不同的排水体制”的规定,近期可多采用截流式合流制排水体制进行过渡,远期随城区建设逐步改造成分流制,可将原有的雨污合流管改成单一雨水管,不再接入截流干管,同时将截流干管作为污水干管使用并封闭其溢流口,并重新铺设污水支管接入污水干管,这样远期就实现了雨污完全分流制[5]。该市老城区建筑密度大,管网铺设也较错综复杂,改造较难,因此可将较易改造的区域,如建筑密度小、管网密度小区域,先改造成雨污完全分流制,再结合规划部门,对较难改造的老城区将其排水体制逐渐改为雨污完全分流制。

5.3减少进入管网的外来水源

调查过程中发现该市进入管网的外来水源主要有雨水、河水(包括大量进入泵站收集池的内河涌)以及地下水。因此,应尽量采取措施减少外来水源进入污水管网,甚至应做到杜绝河水进入管网。对此提出以下措施:①杜绝雨水进入污水管网的主要措施还是将排水体制逐渐改为雨污完全分流制;②对于城区内几条连通污水管网和河涌的排放口,以及充当污水干管收集生活污水的暗渠,在不影响排洪的情况下,可以将其封堵,杜绝雨水及其他低浓度外来水源进入管网;对于容易发生河水倒灌的溢流口,可以安装合适的拍门防止其倒灌。③做好防漏、抗渗处理。设计城市排水管网时,应调查该城市各个区域的地下水及地表水情况,以便更好地做好防漏、抗渗工作,从而达到污水厂进水浓度受地下水地表水渗入影响最小的目的。

5.4逐步改造化粪池

如果不设化粪池,粪便等杂物便直接进入污水管道,容易造成管道堵塞,因此并不提倡完全拆除化粪池,考虑到化粪池对污水厂进水浓度的影响,可对其进行改造。该市大部分小区或大楼均设置三级化粪池,其级数多、污水停留时间长,要使化粪池处理有机物能力降低可以将其级数减少、污水停留时间和厌氧消化时间缩短,起到简单的沉淀效果即可。对应采取的措施可以有减少化粪池级数和减小化粪池体积。

5.5完善污水管网建设和提高纳污率

城市污水厂往往存在的问题是污水厂虽然按计划建成投产,但污水管网却只建了部分污水干管与支管,并没有收集规划区域内的全部污水,造成污水厂实际处理量不足以及未收集的污水直接排入河体污染环境等现象。该市污水处理厂同样存在类似的问题,因此需要重新规划排水管网,能够与旧的排水系统充分衔接,尽量保证规划区域内污水最终全部排入污水厂。

5.6加强居民节水意识,提高用水效率

该市水资源丰富,水价不高,居民用水量逐年增加,也形成了用水浪费的习惯,因此加强居民节水意识显得尤为重要。建议从以下两个方面做起:①做好宣传,鼓励居民节约用水,鼓励居民一水多用,如自行收集洗菜、洗澡等水作为冲厕用水等。②调整水费或者计划用水和定额供水[6],对居民的用水量实现控制,使居民逐渐养成节约用水的习惯。

参考文献

[1]邵林广.南方城市污水处理厂实际运行水质远小于设计值的原因及其对策[J].给水排水.1999,25(2):11-13.

[2]蔡光辉.取消污水处理厂纳污范围内化粪池的剖析[J].煤炭工程,2002,(8):21-22.

[3]樊玲凤,胡家忠,欧亮.城市污水处理厂进水浓度偏低原因分析及对策研究[J].环境科学与管理,2016,(3):132-135.

[4]王满.城市排水系统对污水厂进水主要污染物浓度的影响研究[M].广东工业大学,2012.

[5]谢维,罗建中,王满.高潮河地区污水厂进水COD浓度偏低的影响分析[J].中国给水排水.2012,28(18):9-12.

[6]沈盼.南昌市污水处理厂进水浓度偏低原因分析及对策[J].中国市政工程.2012,1:24-25.

作者:尹文静 单位:安徽省城建设计研究总院股份有限公司

污水处理厂进水浓度原因与对策探析责任编辑:张雨    阅读:人次