淺談廣州市竹料污水處理廠擴建工程初雨處理

黃文濤

摘 要：廣州市竹料污水處理廠擴建工程設計規模6萬m3/d，初雨處理設計規模6萬m3/d，初雨處理采用細格柵及旋流沉砂池+高效沉淀池處理工藝。文章通過對初雨水質水量以及主要處理單元工藝設計參數的分析，總結了廣州市初雨處理的設計經驗。

關鍵詞：污水處理廠；合流污水；初雨處理；高效沉淀池；設計運行

1 概述

初期雨水指降雨初期雨水污染物濃度持續較高的徑流量[1]。城市初期雨水污染主要指降雨初期，由于雨滴在淋洗大氣，沖刷城市路面、建筑物、廢棄物等之后，攜帶氮氧化物、重金屬、有機物以及病原體等污染物質進入地表水和地下水，加重城市水源的污染，從而形成影響水資源的可持續利用，加劇水資源短缺的面源污染[2]。

2 廣州市初雨概述

根據廣州市東濠涌流域雨水泵站的運行情況分析每年降雨次數及歷時，從2010年-2012年泵站運行報表分析：2010年4月-9月，雨水泵共使用23次（天），運行時間總和9795min；2011年5月-11月，雨水泵共使用15次（天），運行時間總和5375min；2012年4月-12月，雨水泵共使用21次（天），運行時間總和7465min。廣州市雨季截流污水一年內出現的天數及累計不多，若按常規污水處理工藝，則會浪費其處理能力，同時造成雨季旱季運行管理復雜等一系列問題。因此，對廣州市雨季截流污水處理主要采用一級強化處理，主要采用的工藝有：混凝沉淀、氣浮、砂濾、活性炭吸附、初沉等。

3 廣州市竹料污水處理廠初雨處理工藝設計

3.1 廠區初雨處理現狀

竹料污水廠一期已在遠期二沉池位置修建一初沉池，對雨季截留污水經過簡單的初沉池預處理后直接排放。二期工程將原有初沉池改造作為二期二沉池使用，在遠期用地新建初雨處理構筑物。

3.2 設計水量

竹料污水廠二期擴建后雨季設計規模6萬m3/d污水+6萬m3/d初雨。

3.3 設計進出水水質及去除率

結合國內外案例，特別是廣州市中心城區已建類似工程的設計和運行水質，考慮節省用地和節約投資，按照雨水一級強化工藝進行進、出水水質的設計，確定竹料污水廠擴建工程初雨處理進、出水水質指標，詳見表1。

上述出水指標與《城鎮污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002》中提到的“非重點控制流域……，采用一級強化處理工藝時，執行三級標準”基本相符（CODcr≤120mg/L，BOD5≤60mg/L，SS≤50mg/L，TP≤5mg/L）。

3.4 處理工藝選擇

根據《廣州市初雨處理廠污染物排放標準研究》（2014年3月），推薦采用如微砂循環沉淀池、高效沉淀池等一級強化工藝作為廣州市各初雨處理廠主體處理工藝。

綜上所述，竹料廠初雨處理工藝采用加強預處理工藝，處理工藝流程如下所示：

初雨→粗格柵提升泵房→細格柵及旋流沉砂池→高效沉淀池→外排

3.5 構筑物設計

3.5.1 粗格柵提升泵房

一期原有構筑物已滿足擴建后雨季規模要求，二期擴建僅考慮增加一套粗格柵機，格柵機設計參數為：三索式格柵機：B=1000mm，b=20mm，功率N=3.0kW，1套。

現狀在預留泵位處已安裝水泵，現狀設計規模達到12萬m3/d（雨季），二期擴建無需加泵。

3.5.2 細格柵及旋流沉砂池

（1）設計參數。細格柵及旋流沉砂池按雨季最大設計流量Qmax=6萬m3/d=0.69m3/s設計。格柵清污機柵條間距b=6.0mm，B=1000mm，柵前水深0.80米，功率3.0KW，過柵流速0.6-0.80m/s，過柵最大阻力損失0.3m。

（2）構筑物設計。細格柵及旋流沉砂池包括配水豎井，進水渠、沉砂池出水豎井。細格柵設計選用回轉格柵清污機2臺，安裝傾角75°，每臺格柵前均設有方形閘板，可使每臺格柵單獨工作及維修，細格柵截留柵渣量按0.1m3/103·m3污水，計為12m3/d。在細格柵進水豎井內設超越溢流管道。柵渣由螺旋輸送機經柵渣斗送至細格柵間底部柵渣箱內，定期外運至廠外衛生填埋。

3.5.3 高效沉淀池

高效沉淀池是采用泥渣循環方式及斜管沉淀的一種高效沉淀池。其工藝機理為：通過回流泥渣，在絮凝區與來水充分混合，使絮凝區具有均勻繁多的細小泥渣懸浮物，這些細小泥渣懸浮物作為絮核，促使絮體形成更加快速和密實，從而提高了絮體進入沉淀區后的沉降速度，在處理水量一定的條件下，沉淀系統的容積就可大大減少，其體積要遠小于二沉池，而且處理效果更佳。

高效沉淀池主要由混合區、絮凝區、整流區、沉淀區、污泥濃縮區及泥渣循環與排放系統組成。

（1）設計參數。

設計規模為Qmax=6萬噸/天=0.69m3/s。

混凝池：

最小停留時間：7.29min；Al2（SO4）3（Al2O3含量7.5%）投加量：55 mg/L。

絮凝池：

最小停留時間：2.26min；PAM投加量：1 mg/L。

高效沉淀池：

沉淀池直徑：11 m；總水深：7.0 m；排泥濃度：10 g/L；排干泥量：114t/d。

（2）加藥量。

Al2（SO4）3（Al2O3含量7.5%）：按最大投加量55mg/L投加。

PAM：按最大投加量1mg/l計算，按配置成0.1%濃度的水溶液后投加。

4 結束語

根據廣州市初雨的特點，特別是廣州市中心城區已建初雨處理設施的設計和運行水質，確定初雨處理水質目標。同時結合竹料污水處理廠現狀用地，考慮節省用地和節約投資，初雨處理工藝采用一級強化預處理工藝，即初雨經過粗格柵提升泵房后進入細格柵及旋流沉砂池，并經過高效沉淀池進一步處理，達到初雨水質處理目標后排放。

參考文獻

[1]Lee JH.Bang K W，Ketchum LH.et al First flush analysis of urban stom runoff [J].Science of the Total Environment，2002：163-175.

[2]Sansalone J J. Cristina C M. First flush concepts for suspended and dissolved solids in small in pervious watersheds[J].Journal of Environmental Engineering ASCE，2004，130（11）：1301-1314.

[3]楊華仙，陳鍵，黃慎勇.高密度沉淀池處理合流污水的工藝設計[J].中國給水排水，2012，6（12）：59-62.

[4]區銳成，陳曉添.高效沉淀池在合流污水處理中的運用實踐[J].凈水技術，2013，32（S）：4-6.

[5]趙忠富，黃慎勇，潘南全，等.廣州瀝 污水廠二期工程的設計及運行[J].西南給排水，2013，35（2）：1-6.