危險廢物處置場初期雨水收集系統設計

孫月馳，李曉尚，葉雅麗，肖 寧，張亞琳，湯萌萌，杜 昱

（1.中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津 300074；2.中環保水務投資有限公司，北京100022）

1 初期雨水量的計算

危險廢物處置場的初期雨水量計算國內相關規范沒有明確的規定，各設計單位根據各自的經驗值進行計算。在《石油化工企業給水排水系統設計規范》中規定，一次降雨污染雨水總量宜按污染區面積與其15～30 mm降水深度的乘積計算，考慮到危險廢物處置場的污染程度與石油化工企業相似，因此按照污染區面積與其降水深度的乘積來計算初期雨水量符合危險廢物處置場的條件，是合理可行的。初期雨水量按下式計算：

式中：Q為一次降雨污染雨水量（m3）；F為污染區面積（m2）；h為降水深度（mm），宜取15～30mm。

按照單位面積被污染的初期雨水量是一個固定值的特點，在危廢處置場內設置1座初期雨水收集池，池容積不小于一次降雨被污染的初期雨水量。

2 初期雨水收集池的設置

對于占地面積較大的危險廢物處置場來說，一般處置場內雨水管網距離較長，考慮到雨水管網起端收集的被污染雨水流入雨水收集池時間會較長，此時距離雨水收集池較近區域的潔凈雨水會進入收集池。因此在雨水管網距離較長的條件下，雨水收集池容積增加很多，造成浪費。為減小雨水收集池容積，在面積較大的危險廢物處置場可以設置多個雨水排放分區，在每個分區內分別設置初期雨水收集池，這樣可以減小雨水收集池的總容積，運行管理也比較靈活。初期雨水收集池布置見圖1。

圖1 國內某危險廢物處置場初期雨水收集池布置示意

3 初期雨水收集系統設計

3.1 系統工藝流程

初期雨水的收集采用自動控制［1］，初期雨水首先經過雨水分流井的雨水收集電動閥進入初期雨水收集池，待初期雨水收集池水位達到最高時，也即被污染的初期雨水完全進入初期雨水收集池，此時關閉雨水收集電動閥，開啟雨水排放電動閥，未被污染的雨水排入市政雨水管網或自然水體［3］。

3.2 系統運行

初期雨水收集系統裝置見圖2。

圖2 初期雨水收集裝置示意

在未降雨時確保初期雨水收集池呈空池狀態，同時雨水收集電動閥呈開啟狀態，雨水排放電動閥呈關閉狀態。

降雨時初期雨水由廠區雨水管網進入雨水分流井，然后通過雨水收集電動閥進入初期雨水收集池。

隨著流入雨水量的增加，初期雨水收集池內的水位逐漸升高，待達到最高水位時，水位信號通過液位傳感器傳遞給雨水收集電動閥和雨水排放電動閥，關閉雨水收集電動閥，同時開啟雨水排放電動閥，此時被污染的初期雨水已經完全進入初期雨水收集池，而潔凈的雨水通過雨水分流井和雨水排放電動閥排入市政雨水管網或自然水體。

初期雨水收集池達到最高水位時，開啟排水泵，將被污染的初期雨水排入污水處理站進行處理。

4 初期雨水處理系統

被污染的初期雨水主要含有油類、重金屬、少量有機污染物和較高的懸浮物，采用物化處理工藝，使之達到回用水的標準［2］，工藝流程見圖3。

圖3 初期雨水處理工藝流程

廢水先在調節池內均勻水質水量后，進入氣浮池去除油類和懸浮物，然后進入氧化還原槽，在其中投加硫酸亞鐵發生Fe2+與Cr6+的氧化還原反應，為保證反應的順利進行，還需投加硫酸降低原水的pH，使pH保持在適合發生反應的范圍內。

原水在經過氧化還原反應后進入中和反應槽發生中和反應，投加的藥劑包括NaOH、Ca(OH)2、Na2S。NaOH主要用于提供OH-，Ca(OH)2主要用于提供Ca2+以去除氟化物，Na2S主要用來提供S2-以去除汞。反應槽中的主要反應是中和反應，投加的OH-的作用一是使原水的pH升高，二是使原水中的大多數重金屬離子（包括Cr3+、Pb2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+等）與OH-發生沉淀，廢水pH保持在8～9。

在廢水進行中和后，進入絮凝反應池，投加PAC（聚合氯化鋁）與PAM（陰離子聚丙烯酰胺）。在絮凝反應池中絮凝劑發生水解、橋架、吸附、卷帶作用，把原水中和后生成的小顆粒沉淀物網捕成大顆粒礬花，保證原水的SS以及色度的去除。

原水經過絮凝反應后進入斜板（管） 沉淀池，其構造簡單，維護管理方便，對原水的SS有著非常良好的去除效果。在經過沉淀池后，原水中的主要有害危廢物質基本上得到去除，由泵送至砂過濾器，出水再進入活性炭過濾器進行深度處理，之后再排入回用水池，排放前加二氧化氯消毒，使得出水得到進一步的深度處理，最后達標排放或回用。

產生于沉淀池的污泥自流排入儲泥池，砂過濾器和活性炭過濾器的反洗水也排入儲泥池，儲泥池上清液由泵送至均衡池，底泥由泵加壓送至污泥濃縮池，濃縮池上清液自流回均和池，污泥送至板框壓濾機壓濾后固化填埋。

5 結論

1）危險廢物處置場設置初期雨水收集裝置是保護人類生態環境和人體健康的需要。

2）初期雨水量按照污染區面積與其降水深度的乘積來計算。

3）對于占地面積較大的危險廢物處置場，應分區設置初期雨水收集池。

4）初期雨水收集系統按照設定程序自動運行。

5）被污染的初期雨水應采用氣浮+氧化還原+絮凝沉淀+過濾處理工藝，處理后出水達到回用水標準。

［1］陸榮海.工業企業初期雨水的收集和處理探討［J］.給水排水，2008，34（S）：262-264.

［2］岳強，范亞民，楊浩明，等.危險廢物填埋場廢水處理工藝設計［J］.環境衛生工程，2009，17（3）：53-58.