污水处理提质增效方案探讨——以山东某污水厂为例

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污水处理提质增效方案探讨  以山东某污水厂为例
[摘 要] 为寻山东某污水处理厂进水生物需氧量(B O D )
浓度偏低的原因,主要分析了从排水户㊁污水管道到污水处理厂整个收集处理系统㊂重点企业排水户的出水大部分采用污水处理设施,导致排入下水道B O D 浓度较低㊂排查污水
管道19.98公里,发现存在结构性和功能性缺陷的达84%,其中功能性缺陷的达68%㊂管道存在沉积㊁结垢㊁错口㊁破裂㊁渗漏等问题,使得污水流速过慢㊁高水位运行㊁稀释等,进而影响进入污水处理厂污水B O D 浓度㊂因雨季导致污水处理厂进水量变化幅度较大的问题,已通过雨污分流改造工程得到解决,处理规模完全满足未来几年污水量增加㊂此污水
处理厂近三年进水B O D 浓度低,平均浓度为79m g
/L ,应通过驯化符合本收集区域进水水质的微生物(硝化菌㊁反硝化菌㊁聚磷菌等),降低运行成本㊂
[关键词] 污水处理;生物需氧量;提质增效[中图分类号]X 703
[文献标识码]A  [文章编号]1009-4563(2023)08-006-03
2019年4月29日,
住房和城乡建设部㊁生态环境部㊁发展改革委三部委联合印发了‘城镇污水处理提质增效三年
行动方案(2019~2021年)“(以下简称‘方案“)的通知㊂同年9月,山东相关主管部门也发布了污水提质增效通知,明
确要求落实推动城市高质量发展和改善人居环境,启动城镇污水处理提质增效三年行动,加快补齐生活污水收集和处理设施短板,打好污染防治攻坚战㊂近年来,各地加大建设力度,污水处理工作取得了长足进步㊂但纵观整个污水收集处理系统,仍存在诸多问题:一方面,污水管网建设严重滞后于城市发展,城中村㊁老旧城区和城乡接合部存在大量管网空白区,造成部分生活污水直排和水体黑臭多发;另一方面,精细化管理不到位,污水管网的管理和运营维护机制碎片化,存在管网破损错位㊁错接混接㊁淤积严重等问题,地下水㊁雨水渗入,导致污水收集
处理设施效益不高,难以发挥应有的作用㊂因此,‘方案“在强化责任落实的同时,充分考虑地区差异,提出因地制宜㊁
一城一策的原则,要求各地政府细化工作目标,形成工作任务清单,落实各项保障措施,确保污水处理
提质增效工作有序推进㊂这是积极务实的做法,兼顾了必要性和可行性,有助于三年行动真正落地取得实效,早日实现污水管网全覆盖㊁全收集㊁全处理的目标㊂总体来看,污水处理提质增效三年行动方案体现了我国污水治理理念的进步,有望逐步解决污水管网建设及运维中出现的问题,为城市水环境的总体改善奠定基础㊂在‘行动方案“的指引下,未来将进一步开展管网建设及运维
标准提升㊁污水收集和处理绩效考评机制㊁污水处理收费政
策调整机制等工作㊂
1 基本概况
山东某污水处理厂收集区域由北向南地势逐渐降低,东西两侧向中间河流倾斜㊂此区域地下水水位较低,降雨
量比较集中,夏季降雨量较大㊂本区域内主要河流只有一条,流经区域中间地带,由北至南汇入至下一级主要河流㊂
2 污水处理系统现状
此污水处理厂是由某投资公司以B O T 方式投资建设,并获得此污水处理厂一定特许运营期㊂污水处理厂于2010年4月份开始试运行,6月份通过环保验收,
主要收集处理本区域的工业与居民生活污水㊂此污水处理厂占地
40亩,污水处理能力3万m 3/d ,现状污水处理规模为1.39
万m 3
/d
㊂污水处理厂采用厌氧-缺氧-
好氧工艺以及深度处理工艺(絮凝㊁沉淀㊁过滤和消毒),如下图所示㊂
污水处理厂处理工艺流程图
该工艺具有传统A A O 工艺的优点,
比如实现同步脱氮除磷㊁有效去除有机物等㊂处理后污水水质可以达到污水排放标准中一级A 标准,可用于道路绿化浇洒以及部分企业中水回用等㊂
此污水处理厂收集范围为东至博阳路㊁西至天烛峰路,北至安家林水库,南至泰新高速㊂本区域主要部分采用雨污分流管道收集污水,部分区域采用截流式合流制收集污水,最终通过沿河截污主干管进入污水处理厂㊂
郑德瑞1 秦2 宋云龙3(1.山东省城乡规划设计研究院有限公司 山东 济南250000;2.山东省环科院环境工程有限公司 山东 济南 250000;3.山东建筑大学设计集团有限公司 山东 济南 250000)
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3 污水处理系统分析
3.1 排水户分析
对流入此污水处理厂的排水户分析发现,目前工业污
水占比约30%,工业污水组成以纺织(约10%)㊁综合制药(约5%)㊁牛奶加工㊁屠宰㊁食品制造(约5%)为主,其它如机械加工㊁高端制造等占比较少(约10%),主要为工厂地面清洗水及职工生活污水㊂调查了泰山啤酒排污口㊁盛源
粉体排水口等13家排水大户,排入下水道B O D 浓度均小于10m g
/L ㊂企业排入下水道B O D 浓度较低,一是因为企业建有污水处理设施消耗了B O D ,二是因为有些企业产生污水的B
O D 浓度较低㊂针对此污水处理厂排水企业污水生化性低特点,建议适当放宽(如泰山啤酒厂)污水的排放标准,增加污水的可生化性㊂
污水处理厂实际俯视图
3.2 污水管网分析
对现状污水管网进行普查,主要排查雷鼓石大街㊁创业大街㊁名堂路㊁科技西路等道路下污水管道㊂本次一共排查19.98公里,评估管道段数为461段,存在结构性和功能性缺陷的段数为388段,占比为84%㊂其中,
结构性缺陷占32%,功能性缺陷占68%㊂说明现状污水管网问题主要集中在功能性缺陷方面,其中功能性缺陷分为四个等级㊂其中一级功能性缺陷占比56%,二级功能性缺陷占比21%,
三级功能性缺陷占比13%,四级功能性缺陷占比10%㊂存在管网破裂㊁错节等缺陷导致污水外渗㊁稀释㊁高水位运行等问题,进而导致管网中污水B
O D 降低㊂污水管网是污水系统的脉络,建议近期修复管网结构性和功能性缺陷,保证污水不外渗㊁汇流畅通,以此提高污水可生化性㊂
3.3 污水处理厂进水量分析
对此污水处理厂日进水量变化分析,2018和2019年
污水处理厂实际处理水量在7-10月份明显高于其他月
份,最大流量为35000m 3
/d ,但到2020年污水处理厂实际处理水量稳定下降到20000m 3
/d
㊂现场调研结论受两个因素影响,主要原因是夏季雨期间雨水混入管网,另外夏季的
生活污水量及部分工业污水排放量也比冬季大㊂2020年水量之所以下降是因为进行了雨污分流工程,减少雨水混入管网㊂从污水处理规模考虑,此污水处理厂保持
30000m 3
/d 现状规模即可满足未来几年污水处理㊂3.4 污水处理厂进水水质分析
2018~2020年此污水处理厂进水B O D 与C O D 浓度详
见下图㊂污水处理厂近三年进水B O D 平均浓度为79m g
/L ,C O D 平均浓度为217m g
/L ,B O D /C O D 比值为0.36㊂B O D /C O D 比值大于0.3,适宜采用生物处理㊂但进水B O D 浓度相对还是偏低,使得污水处理厂在碳源投加方面成本较高㊂污水处理厂应结合先进的污水处理模式,驯化符合本收
集区域进水水质的微生物(硝化菌㊁反硝化菌㊁聚磷菌等)
与传统硝化反硝化相比,建议驯化培养同步硝化反硝化菌
(新菌株S N D 5
),可以实现同步脱氮除磷,减少碳源消耗㊂4 实现城镇污水处理提质增效的建议
4.1 加强居民生活污水直排的治理
城镇污水处理应该加强提质增效工作,促进污水收集效率和质量的提升,需要全面的污水直排的管理工作㊂目前城镇的污水处理中,城中村㊁城乡接合部等部位的居民一般都没有建设污水管网系统,造成污水直排的方式存在㊂在居民生活污水处理的环节,如果直接进行污水直排口截断方式处理,直接排放到周边的管网或者污水处理厂,这是非常极端的方式,容易产生市政管网污水溢流的情况,或者处理厂的处理能力不足,也会引发严重的环境污染问题㊂因此,居民生活污水直排口应该加强截污处理工作,首先要分析排放到市政污水管网以及污水处理厂时,是否具备足
够的污水处理能力,如果不具备排放能力而排放,将会给环
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境造成严重的污染问题
㊂加强生活污水直排源头治理㊂一方面,追溯居民污水排放的源头㊂引发生活污水直排的原因主要是管道运输能力不足,管道运行水位比较高,难以降低㊂从这个方面进行分析,减少污水排放的水位,给居民提供足够的空间,让其能够在排放高峰期也能处于正常使用的范围内㊂另一方面,我国很多城镇污水处理厂在投入使用后,长期处于超负荷的运行状态,污水处理能力较低,无法实现污水集中性处理,这也是引发污水直排的原因㊂因此,全面落实城镇污水处理厂的建设管理,实现全面的收集和处理,使得污水处理效果满足标准,防止在直排或者溢流等情况,达到处理的效果,改善城市的水环境质量,带动城市的高质量发展㊂此外,还要加强污水处理厂的运维管理,时刻关注排放量,一旦超出标准,应立即启动应急预案,并采用合理的措施,规避同类型问题的发生㊂
4.2 建立排水管网信息系统
信息技术的全面应用,促进城镇污水处理效果全面提升,达到提质增效的效果,通过构建完善的城镇排水管网信息系统(排水G I S 系统)
,掌握管网运行的数据信息,使得工作人员能够提高污水管网的运维管理水平,系统管理有效地执行㊂在城镇污水管网的运行中,落实排查与维护管理措施,掌握相关的污水管网运行信息,并且能够定期进行运行效果的排查,掌握相关的数据信息,得到可靠的数据,促进城镇污水处理厂管理水平全面提高㊂
应用排水G I S 系统实现污水管网基础设施的全面管理,详细分析各项数据,掌
握当前管网运行数据,并且在系统投入使用后,能够及时㊁
准确地掌握故障点位,获得管道基础设施,从而掌握日常运维中各项数据信息,达到维护管理的需要㊂排水G I S 系统提高污水管网运行效果和质量,给污水调度㊁管网改造提供有力的支持,也会帮助防汛排涝工作的顺利进行,提供可靠的数据信息㊂此外,排水管网数据信息完全掌握之后,还能建设高质量的污水管网运行管理制度㊂目前我国的很多城市都已经进行排水许可信息化管理,与以往的排水G I S 系统有着很大的差异,增加行政管理的内容㊂结合当前排水
管网许可制度,排水单位可以申请污水管网的许可,根据相关的许可进行污水排放管理㊂同时,还要进行系统的排水信息的分析和了解,在污水管网的进水浓度小或者进水量大时,作为系统处理的依据使用㊂4.3 实施水质水量在线监测
通过构建完善的排水G I S 系统,充分利用物联网㊁传感器等现代化技术,达到动态化㊁长期性管理,并且进行指挥排水综合性系统构建,打造全面的管理平台,实现水质监测效果和质量的提高,满足在线监测工作的需要㊂比如,城市污水管网系统内建设主干网络体系,进行重点排查和管理,地下管网交汇的关键位置设置液位测量仪㊁流量测量仪㊁水质监测仪等,发挥出现代设备的优势,快速完成监测和控制,掌握各项数据信息,促进管理效果的全面提升㊂此外,还要分析各方面的数据,做好全面记录工作,
为今后的工作开展和提升奠定基础㊂
4.4 推进厂网一体化运维机制
目前我国的城镇污水处理厂长期投入使用中,很多单位都会选择应用厂网分离㊁建管分离的管理体系,在管理时协调性比较差,也会导致城镇污水处理厂的运行效果带来不利的影响,也会阻碍运行效果,产生不当的效益,也难以提高环境治理的水平㊂各个地方政府从实际情况出发,分析当前城镇污水处理厂运行效果,并且发布相应的管理制度,构建高质量的管理体系,发挥出现代化管理模式的优势㊂与此同时,制定考核管理办法,激发出各级单位工作人员的积极性,落实环境保护各项措施,为环境污染治理提供基础条件,才能实现系统化的管理,促进污水处理效果全面提升㊂4.5 落实海绵城市建设理念
在我国的现代城镇化高质量发展的背景之下,绿发展体系不断建设㊂城镇污水处理的环节,利用海绵城市建设理念的应用,通过应用 渗㊁蓄㊁净 的作用,进行雨水等外水渗流的效果,在土壤结构内进行蓄积处理,并且能够减少市政系统内的水量,满足人们日常生活的需要,也能防止出现城市洪涝灾害㊂此外,海绵城市系统的建设和运营还能减少分流系统内因为错接而引发的污水管道外溢的问题,避免发生降雨污染等严重的问题,切实提高运行的效果和质量㊂
5 结论
山东某污水处理厂污水处理提质增效应从以下几方面采取措施:
5.1 泰安市主管部门针对本收集区域工业废水比例较高的特点,应因地制宜制定企业污水排放标准,提高排水户出水B O D 浓度㊂5.2 作为污水系统脉络的排水管网,经普查后,修复功能性和结构性缺陷,保证污水收集在中间环节的顺畅㊂
5.3 该污水处理厂应结合先进的污水处理模式,驯化符合本收集区域进水水质的微生物(硝化菌㊁反硝化菌㊁聚磷菌
等),降低运行成本㊂
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