張 曉 寧

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

干旱地區(qū)小城鎮(zhèn)排水工程設(shè)計實例★

張 曉 寧

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

簡述了某鎮(zhèn)排水工程的建設(shè)背景，討論了小城鎮(zhèn)污水來源與水質(zhì)、水量特點，對小城鎮(zhèn)排水工程的設(shè)計原則進行了闡述，并介紹了污水處理工藝流程和主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)，分析了工程投資及環(huán)境、經(jīng)濟效益，為排水工程的設(shè)計提供了參考依據(jù)。

干旱地區(qū)，小城鎮(zhèn)，城鄉(xiāng)一體化，效益

1 工程背景與概況

山西省某鎮(zhèn)農(nóng)副產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)有傳統(tǒng)的蔬菜業(yè)和奶牛養(yǎng)殖業(yè)，及新興的生態(tài)林果業(yè)和旅游業(yè)。這為促進當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展提供了有力保障，但隨著蔬菜加工等企業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題也日益凸顯?，F(xiàn)狀工業(yè)廢水量占污水總量的比例很大，且工業(yè)廢水以蔬菜加工廢水為主，水質(zhì)污染程度較高，其中COD濃度高達1 000 mg/L以上。大量高濃度工業(yè)廢水及居民生活污水隨意排放，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。

本著城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體化的原則，本項目服務(wù)范圍不僅局限于鎮(zhèn)區(qū)，還包括鎮(zhèn)區(qū)西北方向的一個自然村及其蔬菜加工園區(qū)。該鎮(zhèn)地處雁門關(guān)北部，常年氣候干旱，雨水水量較小，因此服務(wù)區(qū)排水體制采用截流式合流制，規(guī)劃服務(wù)人口25 800人，設(shè)計規(guī)模5 000 m3/d，其中一期工程2 500 m3/d。

2 設(shè)計水量與水質(zhì)

表1 設(shè)計污水進水水質(zhì) mg/L

污水處理廠設(shè)計水量5 000 m3/d，原水為居民生活污水及蔬菜加工工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)廢水，其中生活污水約占47.13%，工業(yè)廢水

占52.87%。設(shè)計進水水質(zhì)采用加權(quán)平均值法進行預(yù)測，數(shù)值見表1，出水水質(zhì)執(zhí)行GB 18978—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

3 工藝流程及主要構(gòu)筑物

3.1 工藝流程

針對原水水質(zhì)、水量特點，采用以A/A/O+活性砂過濾為主體的污水處理工藝，污水處理廠工藝流程如圖1所示。

3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

3.2.1 一級污水處理構(gòu)筑物

1)進水井。進水井長5.0 m，寬1.0 m，深3.5 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2)格柵槽。粗格柵間設(shè)格柵槽2道，設(shè)計單格流量196 m3/h，過柵流速0.29 m/s，雨天單格校核流量392 m3/h，過柵流速0.59 m/s。

3)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容積按最高日6 h的污水流量進行設(shè)計，調(diào)節(jié)容積1 500 m3，平面尺寸31.5 m×16.0 m，有效水深3.0 m。池內(nèi)設(shè)5臺潛水推流攪拌器，4臺潛污泵。

4)細格柵。細格柵槽分為2格，每格選用1臺回轉(zhuǎn)式細格柵除污機。單格設(shè)計流量125 m3/h，過柵流速0.21 m/s；校核流量250 m3/h，過柵流速0.41 m/s。

5)沉砂池與砂水分離器。設(shè)旋流沉砂池2座，單池設(shè)計流量125 m3/h，表面負(fù)荷47.5 m3/(m2·h)，水力停留時間73.8 s，單池直徑1.83 m，池深2.9 m。每座沉砂池設(shè)漿液分離機1臺，空壓機1臺，砂水分離器1臺。

6)初沉池。設(shè)計采用平流式初沉池4座，靜力式排泥。單池設(shè)計流量62.5 m3/h，表面負(fù)荷1.0 m3/(m2·h)，沉淀時間2.0 h，單池平面尺寸B×L=4 m×16 m，沉淀區(qū)有效水深2.0 m。

3.2.2 二級污水處理構(gòu)筑物

1)A/A/O生物反應(yīng)池。

本項目原水中工業(yè)廢水的排放具有季節(jié)性，每年9月份～12月份 工業(yè)水排放量占到污水總量的53%，且主要污染物濃度遠大于生活污水，而其余月份則以居民生活污水為主，這兩種工況下原水的水質(zhì)、水量都有很大差異。因此，按有工業(yè)水進行A/A/O池的設(shè)計，并對無工業(yè)水的工況進行計算，以期通過增設(shè)閘門控制A/A/O池的運行方式，使無工業(yè)水時A/A/O池僅部分廊道運行。

不同工況下的運行方式如圖2,圖3所示。

生物反應(yīng)池采用A/A/O池，總設(shè)計流量按最高日平均時污水量，為250 m3/h，分4組，單體A/A/O池設(shè)計為折尺廊道形，分厭氧段、缺氧段、好氧段，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單池平面尺寸L×B=17.2 m×18 m，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)表面積分別為18.8 m2，73.66 m2，217.14 m2，有效水深5.0 m。為了防止污水中的懸浮物及活性污泥在厭氧段和缺氧段沉降，在厭氧段和缺氧段布置攪拌機；好氧段設(shè)曝氣系統(tǒng)；在每池好氧段末端設(shè)混合液回流泵，以回流硝化液。

有工業(yè)水工況設(shè)計參數(shù)如下：設(shè)計流量250 m3/h，混合液回流比200%，混合液污泥濃度3 500 mg/L，污泥回流比100%，總污泥齡20 d，厭氧區(qū)水力停留時間1.5 h，缺氧區(qū)水力停留時間5.9 h，好氧區(qū)水力停留時間17.3 h，總剩余污泥量849.3 kg/d。無工業(yè)水工況設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計流量113.52 m3/h，混合液回流比200%，混合液污泥濃度3 500 mg/L，污泥回流比100%，總污泥齡30 d，厭氧區(qū)水力停留時間3.3 h，缺氧區(qū)水力停留時間6.3 h，好氧區(qū)水力停留時間8.4 h，總剩余污泥量239.2 kg/d。

2)二沉池。

二次沉淀池采用平流式，沉淀池設(shè)計為4組，每組中間設(shè)導(dǎo)流墻將沉淀池分為2格(共8格)運行。單池設(shè)計流量62.5 m3/h，表面負(fù)荷0.8 m3/(m2·h)，沉淀時間2.6 h，設(shè)計水平流速1.7 mm/s，沉淀區(qū)有效水深2.0 m，單池長16 m，寬5 m，每座二沉池配套桁架式吸泥機1套。

3.2.3 三級污水處理構(gòu)筑物

1)混合池。

設(shè)機械混合池分4格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?；旌铣卦O(shè)計流量250 m3/h，混合時間90 s，單格平面尺寸1.4 m×1.4 m，有效水深0.8 m?；旌显O(shè)備采用三葉軸流型推進式攪拌器。

2)反應(yīng)池。

設(shè)機械攪拌反應(yīng)池分4組，每組3格，共12格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計流量250 m3/h，反應(yīng)時間16.9 min，單格平面尺寸1.4 m×1.4 m，有效水深3.0 m。攪拌設(shè)備采用豎軸板框式攪拌器。

3)過濾池。

本工程三級處理過濾方式選用活性砂過濾器。設(shè)計活性砂濾池分4組，每組2格，共8格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。濾池單格設(shè)計流量31.25 m3/h，過濾速度5.2 m/h，強制濾速6.9 m/h，單格過濾面積6.0 m2，接觸時間14 min。每格濾池設(shè)活性砂過濾器1套，共8套。

4)消毒池。

本工程采用ClO2消毒。污水處理廠設(shè)消毒池2座，每座2格，共4格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計流量125 m3/h，有效容積64 m3，消毒接觸時間30.7 min，有效水深3.2 m，平面尺寸L×B=5 m×4 m。

4 結(jié)語

1)針對干旱地區(qū)小城鎮(zhèn)排水工程水質(zhì)、水量特點，確定了合理的污水處理工藝，污水處理廠出水水質(zhì)可達到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

2)污水處理廠運行后BOD年消減量399 t，COD年消減量399 t，TN年消減量399 t，TP年消減量399 t。

3)工程總投資6 582萬元，單位水量經(jīng)營成本1.37元/m3。

Design case of small town sewage treatment project in arid region★

Zhang Xiaoning

(ShanxiAcademyofUrbanandRuralPlanningandDesign,Taiyuan030001,China)

The construction background of a sewage treatment project in small town was introduced. The source and character of raw water was discussed and the design principle was expounded. The wastewater treatment process and parameter of main treatment structures were stated. The project invest, environmental benefit and economic effect were analyzed, so as to provide some reference for sewage treatment project design.

arid region， small town， urban-rural integration， benefit

1009-6825(2015)07-0111-02

2014-12-22 ★：中華環(huán)境保護基金會遼寧環(huán)境科研教育“123工程”資助項目(項目編號：CEPF2009-123-2- 6)

張曉寧(1985- )，女，碩士，助理工程師

TU992

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