城市污水处理厂升级改造工程中的一些设计要点
夏
炜
(上海市政工程设计研究总院安徽分院,安徽合肥230061)
[摘要]
随着我国对城镇污水处理厂污染物排放标准的提升和污水资源化的需求,许多已建污水处理厂面临升级
改造的需要。本文介绍了城市污水处理厂升级改造工程设计中应注意的一些问题,对类似工程的设计具有一定的借鉴意义和实际应用价值。
[关键词]
污水处理厂;升级改造;设计要点;再生水回用
[文献标识码]A[中图分类号]TU27[文章编号]
1、引言
2002年,原国家环保总局、国家质监总局发布《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918.2002),提出了城市污水处理厂排放的一级A和一级B标准。2006年,原国家环保总局对2002年标准作出修改,其中明确规定:城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时,执行一级标准的A标准。各地方也根据当地实际情况制定了地标,例如,“全国最严格”的环保标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》规定,该流域内所有新建污水处理厂的排放标准都要从一级B提高到一级A。
另外,我国近年来城市化趋势明显,城市范围不断扩大,人口大量增加,很多城市水源较为紧张。如将污水处理厂出水作为再生水水源,可以在一定程度上缓解水资源短缺的窘境,并减少受纳水体的污染物排放量。
如上分析,提标和污水资源化需求,是污水处理厂进行升级改造的两个最直接的原因。
2、污水处理厂升级改造的目标
无论是提高标准排放还是进行再生利用,其目标都是将污水中的主要污染物指标进~步降低,同时降低出水中的细菌数量。工程的重点和难点在于氮和磷的去除;如作为再生水使用,管网末梢还有余氯要求。不同标准主要污染物指标可见下表:
序号
l2
1009-5489(2009)16-0142-01
3.2合理确定工艺流程和池型。污水厂出水中悬浮物的主要成分是活性污泥絮体,其本身的有机成份较高。这类生物絮体比重较轻,在生物处理流程的沉淀过程中不易沉降,较高的出水悬浮物会使得出水的BOD5、CODer和TP增加。降低SS值不仅是单纯地使ss指标合格,同时会更进一步地降低其他污染物指标。因此,升级改造工程设计应重视SS的去除。
要通过升级改造达标排放或进行污水再生利用,需要增加深度处理工段,常用的工艺流程(考虑有再生水回用)如下:
图2’1常规混凝沉淀过露处理工艺沉程图
如果取消沉淀环节,采用微絮凝过滤工艺,根据近年来国内研究成果和类似工程的经验,出水也能很好的满足要求。其流程基本同上。
深度处理中最重要的环节是过滤单元,除传统的石英砂滤池外,国内外许多研究机构进行了大量研究工作,开发出活性砂滤池、D型滤池、高效纤维束滤池、滤布滤池,还有BIOFOR滤池、BIOS.
量艇环境用水
6.∞9
0
项目
PH
一级B标准
60—9D
一竣A标准城市泵用水
6j-90
TYR滤池、Biosmedi滤池、脱氮滤池等生物滤池。
在具体工程的工程实践中,可结合进水水质特点和出水要求、回用对象水质要求,经详细的技术经济比较后选用合适的池型。
3.3原有二级处理系统的改造
为确保出水稳定达标,应对污水厂原有的二级处理工段进行复核,使原有生物反应池的供氧能力、各区容积等能够满足标准提
化举■曩■
(COD口)
‘∞《∞
3生化■氯■
(BODj)
‘20‘10《IO《6
■浮韵(黯)
j670
《∞《I,(S,‘∞
《1D
《10
《g(j,
矗氯(以N计J
TNTP
《10《J
‘l,《0j
高后的要求。由于在深度处理阶段需增加化学除磷措施,在二级处理阶段的改造时考虑的要点是如何脱氮,可采用调整缺氧区停留时间、改变内回流比、改变内回流点、调整各区碳源分配比等方法加强脱氮效果。选择外加碳源如甲醇等工艺方案应慎重,因其会使运营成本大幅增加,而甲醇本身也具有一定的危险性。
3.4除臭。随着人民生活水平的提高和日益增强的公众环境意识,城市污水处理厂在运行过程中所产生的臭气问题,已经引起社会越来越多的关注。目前我国早期兴建的污水处理厂随着城市发展已经比较接近居民区、交通要道或村落,因此设置除臭措施也成为升级改造的重要内容。
除臭方法经历了一个发展过程,从最初采用的水洗法,逐步发展到效果较好的微生物脱臭法。可选用的方法有离子除臭法、EC-OLO技术、生物滤池等几种。预处理工段和污泥处理工段是臭气散发比较集中而且强烈的地块,可随全厂改造工程将其中的构筑物加盖后集中处理。
3.5注重与原有工程的衔接。在设计中,注重新增工段与原有工程在平面、流程、高程、建筑风格方面的衔接。在(下转第147页)
‘t5《0j‘I∞0
■大膈矗群
(个,L)
《l∞∞不得控出
表l:不同标准主要污染物指标对比表氨氮值。
3、污水处理厂升级改造工程设计要点
单位:mg/l
注:同类污染物取较低值标准;括号内为水温大于120C时的
3.1对现状问题进行分析和总结。目前我国特别是南方地区城市普遍存在进水水质指标低于设计值的问题,这与污水厂配套管网不完善和建厂初期多用截流制进水管道有关,其后果是碳源不足,给后续生物处理特别是脱氮带来不利影响,提标后总氮达标难度更大。另外,对于采用表面曝气的生物池来说,随之而来的一个问题是,为节省电耗,许多污水厂只需开动一部分曝气器就能满足充氧要求,从而导致推流输入功率不足。笔者接触到的几例改造工程中,建设方都不约而同地提出增加水下推流器。今后在新建项目时可结合这一新情况,在合适位置适当增加水下推流器。
辛事№■n№州_删叼147
②接地体宜用直径为50mm,管壁厚不小于3.5ram,长度2~3m的镀锌钢管或是规格为50mmx50mmx5mm角钢。
③接地体的顶端距地面0.6m以上,钢管或角钢的根数视接地体周围的土壤电阻率而定,如需多根,则要求每根的间距为3~5m。
④接地体距建筑物的距离在1.5m以上,与独立避雷针接地体的距离大于3m。
⑤接地线与接地体的联接应使用搭接焊,接地引入线与接地线用螺丝牢固连接在螺栓上,作为接地线引入户内。
⑥安装接地装置时,接地体必须打入土壤粘土层,同时还要考虑不同地区土壤的干湿层度,通常湿润的土壤电阻率,而干燥的土壤电阻率较高。用食盐、木炭混合可有交地降低土壤电阻率:用食盐、木炭混合后浇水分层夯实,铺好后打入接地体。有条件也可使用长效化学降阻剂,降低土壤电阻率。
⑦接好后测量对地电阻,如果对地电阻超标,则按要求加装更(上接第135页)的配合比应根据原材料、混凝土运输距离、混凝土泵的型号种类、输送管径、采送距离、气候条件等施工条件确定。
(7)碎石最大粒径与输送管内径之比:泵送高度在50ra以下时,对碎石不宜大于I:3,对卵石不宜大于l:2.5;泵送高度在50--100m时,宜在1:4 ̄l:5;泵送高度在100m以上时,宜在I:和l:5。
(8)骨料品质应符合国家现行标准。粗骨料应采用连续级配,(上接第142页)保证水质指标和处理效果的前提下,避免出现明显的风格界线。
在道路设置、绿化、树种、建筑外立面、材质、色彩、装修风格等细节处尽量与原有工程保持一致。
在设备选型中尽量选择和原有同类设备相同厂家的产品,减少管理方在备品备件、维修等的工作量,同时也避免不同产品在自动化控制环节可能出现的冲突。’4、结语
纵观整个升级改造工程,各种措施的核心都是围绕着水质做文章,污水厂的进水水质,对于合理确定整个工程方案具有重要意义。因此,加强收集系统的建设和管理,提高污水收集率,使实际(上接第143页)密排钢板桩施工。综合其他因素:该工程拟建的d1800ram--d2000mm雨水管道管径大、埋深为4.5m,,-6.0m;河北路沿线现状管道繁多,拟建管道与现状管道纵横交错;河北路道路两侧沿线为现状2-3层居民楼。本工程尤以滨江道路口为重要节点:由于滨江道是天津市最繁华的商业街,北侧紧邻两座7层商业大厦,且现状路面完好,严禁施工破路。综上所述,虽然项管施工工程费相对较高,但减少全程管线切改费用;降低施工难度;将管道施工对周围建筑物、现状管道的影响最小化。因此本工程拟建该段排水管道时设计为采用顶管施工工艺。
(上接第145页)为1.35米,横桥向间距为1.30米,每层分别设一个入水口、一个出水口。根据出水口水温温差用加压水泵控制输入水量,并在浇注过程中一直循环通水,使混凝土快速地通过冷却水管把热传递给水,以降低混凝土内部的水化温度过快升高,并在浇注完混凝土后持续通水14天。
3.8为了掌握大体积混凝土的温度变化规律,及时了解温差对大体积混凝土质量的影响,采取常规测温技术,对底板混凝土的上、中、下进行布点观测,以便采取相应的技术措施,防止混凝土开裂。
在混凝土浇筑前,用钢管预先放置在底板内并高出板顶lOOmm,并固定于底板筋上,钢管下口事先封死,温度计项端与预埋管之间用保温材料塞严,防止水分浸泡,并做好测温点的编号。采用玻璃温度计,温度计在管内停留不少于5rain,当温度计在管内抽出时,立即读出温度值。混凝土浇筑后I-5天,每2h测一次,第扣10天,每4h测一次,每次同时测出大气温度及草袋与混凝土表面之间的温度,随时观察温差情况,以便采取相应措施。
2004.
多的接地体,直到接地电阻小于4欧姆为止。
⑧在用电电源进线断路器处设置漏电保护器,漏电时能及时动作,确保用户生命安全。
笔者并不赞成用户自制接地装置,但鉴于目前国内用电安全形势,以及不规范接地在一些地方相当普遍的现象,与其说禁止用户自制接地装冕,倒不如因势利导,指导用户正确安装接地装置,尽量改善用户的安全用电环境。需要特别指出的是:自制接地装置只是一种不得已的临时接地措施,最终还是要请有资质的电力安装部门按规范安装接地保护装置。
【参考文献】
【l】电工工艺[M】.北京:中国水利电力出版社,1998.【2】实用电工手册【M】.北京:水利水电出版社2008.
【3】实用电力接地技术【M】.北京:中国电力出版社出版社,2002.【4】农村电工实用技术【M】.北京:人民邮电出版社,2005.
针片状颗粒含量不宜大于10%。细骨料宜采用中砂。通过O.315ram筛孔的砂,不应少于15%;砂率宜控制在38%,--45%。
(9)泵送混凝土的水灰比宜为0.4加.6,最少水泥用量宜300kg
/m3,泵送混凝土的坍落度宜为160--I80ram。
(10)泵送混凝土应选用合格品种的外加剂及合适的掺量。
进水水质更贴切于设计水质,对于发挥工程投资效益,减少污染物排放量,具有重要意义。
升级改造工程有其自身的特点,相对于新建工程设计难度更大,应当仔细调研、全面考虑、彻底分析,提出切实合理的改造和实施方案。
【参考文献】
【l】张履,李春光.浅谈城市污水处理厂的技术改造【J】.中国给水排水,【2】沈耀良,王宝贞废水生物处理新技术-理论与应用[M】.北京:中国环境科学出版社,2006.
【3】蔡芝斌,张志峰、黄春.绍兴污水处理厂曝气系统的改造【J】.中国给水排水,2006.
5、顶管施工工艺的发展前景
随着我国现代化城市的不断发展,城市地下建设日益繁荣,明挖工程对城市交通,地下埋设物,城市建(构)筑物,城市环境等产生很大影响,而暗挖工程尤其是顶管工程,对I二述诸方面影响很小,甚至毫无影响。顶管施工技术的优越性越来越突出,但项管工程是一个系统工程,它涵盖岩土工程、地质勘察、土木结构、机械制造、化学灌浆、泥浆配制、自动控制等科学成果,所以还需更多投入研究和实践才能使该技术得以发展和成熟。
城市污水处理厂升级改造工程中的一些设计要点
夏
炜
(上海市政工程设计研究总院安徽分院,安徽合肥230061)
[摘要]
随着我国对城镇污水处理厂污染物排放标准的提升和污水资源化的需求,许多已建污水处理厂面临升级
改造的需要。本文介绍了城市污水处理厂升级改造工程设计中应注意的一些问题,对类似工程的设计具有一定的借鉴意义和实际应用价值。
[关键词]
污水处理厂;升级改造;设计要点;再生水回用
[文献标识码]A[中图分类号]TU27[文章编号]
1、引言
2002年,原国家环保总局、国家质监总局发布《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918.2002),提出了城市污水处理厂排放的一级A和一级B标准。2006年,原国家环保总局对2002年标准作出修改,其中明确规定:城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时,执行一级标准的A标准。各地方也根据当地实际情况制定了地标,例如,“全国最严格”的环保标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》规定,该流域内所有新建污水处理厂的排放标准都要从一级B提高到一级A。
另外,我国近年来城市化趋势明显,城市范围不断扩大,人口大量增加,很多城市水源较为紧张。如将污水处理厂出水作为再生水水源,可以在一定程度上缓解水资源短缺的窘境,并减少受纳水体的污染物排放量。
如上分析,提标和污水资源化需求,是污水处理厂进行升级改造的两个最直接的原因。
2、污水处理厂升级改造的目标
无论是提高标准排放还是进行再生利用,其目标都是将污水中的主要污染物指标进~步降低,同时降低出水中的细菌数量。工程的重点和难点在于氮和磷的去除;如作为再生水使用,管网末梢还有余氯要求。不同标准主要污染物指标可见下表:
序号
l2
1009-5489(2009)16-0142-01
3.2合理确定工艺流程和池型。污水厂出水中悬浮物的主要成分是活性污泥絮体,其本身的有机成份较高。这类生物絮体比重较轻,在生物处理流程的沉淀过程中不易沉降,较高的出水悬浮物会使得出水的BOD5、CODer和TP增加。降低SS值不仅是单纯地使ss指标合格,同时会更进一步地降低其他污染物指标。因此,升级改造工程设计应重视SS的去除。
要通过升级改造达标排放或进行污水再生利用,需要增加深度处理工段,常用的工艺流程(考虑有再生水回用)如下:
图2’1常规混凝沉淀过露处理工艺沉程图
如果取消沉淀环节,采用微絮凝过滤工艺,根据近年来国内研究成果和类似工程的经验,出水也能很好的满足要求。其流程基本同上。
深度处理中最重要的环节是过滤单元,除传统的石英砂滤池外,国内外许多研究机构进行了大量研究工作,开发出活性砂滤池、D型滤池、高效纤维束滤池、滤布滤池,还有BIOFOR滤池、BIOS.
量艇环境用水
6.∞9
0
项目
PH
一级B标准
60—9D
一竣A标准城市泵用水
6j-90
TYR滤池、Biosmedi滤池、脱氮滤池等生物滤池。
在具体工程的工程实践中,可结合进水水质特点和出水要求、回用对象水质要求,经详细的技术经济比较后选用合适的池型。
3.3原有二级处理系统的改造
为确保出水稳定达标,应对污水厂原有的二级处理工段进行复核,使原有生物反应池的供氧能力、各区容积等能够满足标准提
化举■曩■
(COD口)
‘∞《∞
3生化■氯■
(BODj)
‘20‘10《IO《6
■浮韵(黯)
j670
《∞《I,(S,‘∞
《1D
《10
《g(j,
矗氯(以N计J
TNTP
《10《J
‘l,《0j
高后的要求。由于在深度处理阶段需增加化学除磷措施,在二级处理阶段的改造时考虑的要点是如何脱氮,可采用调整缺氧区停留时间、改变内回流比、改变内回流点、调整各区碳源分配比等方法加强脱氮效果。选择外加碳源如甲醇等工艺方案应慎重,因其会使运营成本大幅增加,而甲醇本身也具有一定的危险性。
3.4除臭。随着人民生活水平的提高和日益增强的公众环境意识,城市污水处理厂在运行过程中所产生的臭气问题,已经引起社会越来越多的关注。目前我国早期兴建的污水处理厂随着城市发展已经比较接近居民区、交通要道或村落,因此设置除臭措施也成为升级改造的重要内容。
除臭方法经历了一个发展过程,从最初采用的水洗法,逐步发展到效果较好的微生物脱臭法。可选用的方法有离子除臭法、EC-OLO技术、生物滤池等几种。预处理工段和污泥处理工段是臭气散发比较集中而且强烈的地块,可随全厂改造工程将其中的构筑物加盖后集中处理。
3.5注重与原有工程的衔接。在设计中,注重新增工段与原有工程在平面、流程、高程、建筑风格方面的衔接。在(下转第147页)
‘t5《0j‘I∞0
■大膈矗群
(个,L)
《l∞∞不得控出
表l:不同标准主要污染物指标对比表氨氮值。
3、污水处理厂升级改造工程设计要点
单位:mg/l
注:同类污染物取较低值标准;括号内为水温大于120C时的
3.1对现状问题进行分析和总结。目前我国特别是南方地区城市普遍存在进水水质指标低于设计值的问题,这与污水厂配套管网不完善和建厂初期多用截流制进水管道有关,其后果是碳源不足,给后续生物处理特别是脱氮带来不利影响,提标后总氮达标难度更大。另外,对于采用表面曝气的生物池来说,随之而来的一个问题是,为节省电耗,许多污水厂只需开动一部分曝气器就能满足充氧要求,从而导致推流输入功率不足。笔者接触到的几例改造工程中,建设方都不约而同地提出增加水下推流器。今后在新建项目时可结合这一新情况,在合适位置适当增加水下推流器。
辛事№■n№州_删叼147
②接地体宜用直径为50mm,管壁厚不小于3.5ram,长度2~3m的镀锌钢管或是规格为50mmx50mmx5mm角钢。
③接地体的顶端距地面0.6m以上,钢管或角钢的根数视接地体周围的土壤电阻率而定,如需多根,则要求每根的间距为3~5m。
④接地体距建筑物的距离在1.5m以上,与独立避雷针接地体的距离大于3m。
⑤接地线与接地体的联接应使用搭接焊,接地引入线与接地线用螺丝牢固连接在螺栓上,作为接地线引入户内。
⑥安装接地装置时,接地体必须打入土壤粘土层,同时还要考虑不同地区土壤的干湿层度,通常湿润的土壤电阻率,而干燥的土壤电阻率较高。用食盐、木炭混合可有交地降低土壤电阻率:用食盐、木炭混合后浇水分层夯实,铺好后打入接地体。有条件也可使用长效化学降阻剂,降低土壤电阻率。
⑦接好后测量对地电阻,如果对地电阻超标,则按要求加装更(上接第135页)的配合比应根据原材料、混凝土运输距离、混凝土泵的型号种类、输送管径、采送距离、气候条件等施工条件确定。
(7)碎石最大粒径与输送管内径之比:泵送高度在50ra以下时,对碎石不宜大于I:3,对卵石不宜大于l:2.5;泵送高度在50--100m时,宜在1:4 ̄l:5;泵送高度在100m以上时,宜在I:和l:5。
(8)骨料品质应符合国家现行标准。粗骨料应采用连续级配,(上接第142页)保证水质指标和处理效果的前提下,避免出现明显的风格界线。
在道路设置、绿化、树种、建筑外立面、材质、色彩、装修风格等细节处尽量与原有工程保持一致。
在设备选型中尽量选择和原有同类设备相同厂家的产品,减少管理方在备品备件、维修等的工作量,同时也避免不同产品在自动化控制环节可能出现的冲突。’4、结语
纵观整个升级改造工程,各种措施的核心都是围绕着水质做文章,污水厂的进水水质,对于合理确定整个工程方案具有重要意义。因此,加强收集系统的建设和管理,提高污水收集率,使实际(上接第143页)密排钢板桩施工。综合其他因素:该工程拟建的d1800ram--d2000mm雨水管道管径大、埋深为4.5m,,-6.0m;河北路沿线现状管道繁多,拟建管道与现状管道纵横交错;河北路道路两侧沿线为现状2-3层居民楼。本工程尤以滨江道路口为重要节点:由于滨江道是天津市最繁华的商业街,北侧紧邻两座7层商业大厦,且现状路面完好,严禁施工破路。综上所述,虽然项管施工工程费相对较高,但减少全程管线切改费用;降低施工难度;将管道施工对周围建筑物、现状管道的影响最小化。因此本工程拟建该段排水管道时设计为采用顶管施工工艺。
(上接第145页)为1.35米,横桥向间距为1.30米,每层分别设一个入水口、一个出水口。根据出水口水温温差用加压水泵控制输入水量,并在浇注过程中一直循环通水,使混凝土快速地通过冷却水管把热传递给水,以降低混凝土内部的水化温度过快升高,并在浇注完混凝土后持续通水14天。
3.8为了掌握大体积混凝土的温度变化规律,及时了解温差对大体积混凝土质量的影响,采取常规测温技术,对底板混凝土的上、中、下进行布点观测,以便采取相应的技术措施,防止混凝土开裂。
在混凝土浇筑前,用钢管预先放置在底板内并高出板顶lOOmm,并固定于底板筋上,钢管下口事先封死,温度计项端与预埋管之间用保温材料塞严,防止水分浸泡,并做好测温点的编号。采用玻璃温度计,温度计在管内停留不少于5rain,当温度计在管内抽出时,立即读出温度值。混凝土浇筑后I-5天,每2h测一次,第扣10天,每4h测一次,每次同时测出大气温度及草袋与混凝土表面之间的温度,随时观察温差情况,以便采取相应措施。
2004.
多的接地体,直到接地电阻小于4欧姆为止。
⑧在用电电源进线断路器处设置漏电保护器,漏电时能及时动作,确保用户生命安全。
笔者并不赞成用户自制接地装置,但鉴于目前国内用电安全形势,以及不规范接地在一些地方相当普遍的现象,与其说禁止用户自制接地装冕,倒不如因势利导,指导用户正确安装接地装置,尽量改善用户的安全用电环境。需要特别指出的是:自制接地装置只是一种不得已的临时接地措施,最终还是要请有资质的电力安装部门按规范安装接地保护装置。
【参考文献】
【l】电工工艺[M】.北京:中国水利电力出版社,1998.【2】实用电工手册【M】.北京:水利水电出版社2008.
【3】实用电力接地技术【M】.北京:中国电力出版社出版社,2002.【4】农村电工实用技术【M】.北京:人民邮电出版社,2005.
针片状颗粒含量不宜大于10%。细骨料宜采用中砂。通过O.315ram筛孔的砂,不应少于15%;砂率宜控制在38%,--45%。
(9)泵送混凝土的水灰比宜为0.4加.6,最少水泥用量宜300kg
/m3,泵送混凝土的坍落度宜为160--I80ram。
(10)泵送混凝土应选用合格品种的外加剂及合适的掺量。
进水水质更贴切于设计水质,对于发挥工程投资效益,减少污染物排放量,具有重要意义。
升级改造工程有其自身的特点,相对于新建工程设计难度更大,应当仔细调研、全面考虑、彻底分析,提出切实合理的改造和实施方案。
【参考文献】
【l】张履,李春光.浅谈城市污水处理厂的技术改造【J】.中国给水排水,【2】沈耀良,王宝贞废水生物处理新技术-理论与应用[M】.北京:中国环境科学出版社,2006.
【3】蔡芝斌,张志峰、黄春.绍兴污水处理厂曝气系统的改造【J】.中国给水排水,2006.
5、顶管施工工艺的发展前景
随着我国现代化城市的不断发展,城市地下建设日益繁荣,明挖工程对城市交通,地下埋设物,城市建(构)筑物,城市环境等产生很大影响,而暗挖工程尤其是顶管工程,对I二述诸方面影响很小,甚至毫无影响。顶管施工技术的优越性越来越突出,但项管工程是一个系统工程,它涵盖岩土工程、地质勘察、土木结构、机械制造、化学灌浆、泥浆配制、自动控制等科学成果,所以还需更多投入研究和实践才能使该技术得以发展和成熟。