北部工業(yè)區(qū)污水處理系統(tǒng)改造工程初步方案研究

許珊珊 常志宇

【摘要】近年來(lái)，人們對(duì)水資源處理與利用越來(lái)越重視。本文就北部工業(yè)區(qū)污水系統(tǒng)改造工程初步方案研究進(jìn)行如下探討。

【關(guān)鍵詞】污水處理;氯離子;設(shè)計(jì)

1、工程概況

龍泉河污水處理廠因現(xiàn)狀進(jìn)水氯化物嚴(yán)重超標(biāo)導(dǎo)致處理廠生化系統(tǒng)無(wú)法啟用，處理后尾水排入龍泉河后造成河道兩側(cè)樹木枯萎。

本工程主要為北部工業(yè)區(qū)污水處理系統(tǒng)改造研究，解決龍泉河污水處理廠進(jìn)水氯化物超標(biāo)問題及提高污水收集率，保證龍泉河污水處理廠正常運(yùn)行。

2、現(xiàn)狀情況調(diào)研分析

①龍泉河污水處理廠現(xiàn)狀運(yùn)行概況

《青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)分區(qū)規(guī)劃》遠(yuǎn)期（2020年）確定的整個(gè)龍泉河污水系統(tǒng)，包括開發(fā)區(qū)北部新區(qū)青蘭線以西區(qū)域、王臺(tái)居住區(qū)和黃山工業(yè)區(qū)。

龍泉河污水處理廠于2010年年底完成近期建設(shè)任務(wù)，并在12年4月26日試生產(chǎn)。龍泉河污水處理廠運(yùn)行最低水量要求為4千m3/d，對(duì)進(jìn)水氯化物含量要求為不超過3千mg/L。

污水廠試運(yùn)行期間進(jìn)水量約3300m3/d，進(jìn)水氯化物含量12368mg/L，因進(jìn)水氯化物嚴(yán)重超標(biāo)導(dǎo)致污水處理廠生化系統(tǒng)無(wú)法啟用，處理后污水排入龍泉河后造成河道兩側(cè)樹木枯萎。

②北部工業(yè)區(qū)現(xiàn)狀污水管網(wǎng)概況

北部工業(yè)區(qū)現(xiàn)狀污水，經(jīng)珠宋路D800污水管道、紅石崖十一號(hào)路D600污水管道、昆侖山路D1000污水管道收集后，自南向北進(jìn)入紅石崖八號(hào)路D1200及紅石崖十三號(hào)路D1200污水主干管，最終排入龍泉河污水處理廠。其中紅石崖八號(hào)路D1200主干管為UPVC管，紅石崖十三號(hào)路D1200主干管為鋼筋砼管。

前期市政養(yǎng)護(hù)部門初步查勘，人工進(jìn)入管道對(duì)現(xiàn)狀污水管道拍照及錄像，發(fā)現(xiàn)紅石崖八號(hào)路及十三號(hào)路D1200污水主干管局部管道接口處和檢查井有外水內(nèi)滲現(xiàn)象，且滲漏量較大。

③周邊區(qū)域、污水廠、泵站現(xiàn)狀情況

2.1王臺(tái)黃山片區(qū)概況

經(jīng)過與王臺(tái)鎮(zhèn)建設(shè)方對(duì)接，王臺(tái)規(guī)劃污水處理廠因土地及環(huán)保等因素制約，暫不具備實(shí)施條件。隨著王臺(tái)鎮(zhèn)截污工程建設(shè)，污水管線逐步實(shí)施至規(guī)劃處理廠位置;

根據(jù)《青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)龍泉河污水處理廠一期初步設(shè)計(jì)》，王臺(tái)居住區(qū)及黃山工業(yè)區(qū)至2020年總水量達(dá)到13.06萬(wàn)m3/d（居住3.46萬(wàn)m3/d，工業(yè)區(qū)9.6萬(wàn)m3/d），該部分污水規(guī)劃均接納進(jìn)入龍泉河污水處理廠。

王臺(tái)鎮(zhèn)及黃山工業(yè)區(qū)污水可沿現(xiàn)狀路經(jīng)泵站提升后接至八號(hào)線主干管，進(jìn)入龍泉河污水處理廠。

2.2鐮灣河污水處理廠概況

鐮灣河污水處理廠位于黃河路以南、江山路以東，服務(wù)范圍為開發(fā)區(qū)中部城區(qū);鐮灣河污水處理廠一期采用A/O生物脫氮工藝，處理規(guī)模為4萬(wàn)m3/d，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。二期采用深井曝氣活性污泥法，處理規(guī)模為4萬(wàn)m3/d，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2.3黃張路泵站概況

黃張路泵站位于黃張中路，服務(wù)重石化工業(yè)區(qū)，設(shè)計(jì)日均提升能力為7.2萬(wàn)m3/d，泵站出水排入鐮灣河污水處理廠。該泵站于06年運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行日均提升能力為2千m3/d。

3、水質(zhì)資料分析

2015年7月上旬，對(duì)工業(yè)區(qū)內(nèi)正常生產(chǎn)用戶排出污水及市政現(xiàn)狀污水管道內(nèi)污水氯化物含量進(jìn)行了檢測(cè)及分析。8月15日對(duì)十一號(hào)線、昆侖山路污水水質(zhì)再次抽樣檢測(cè)。

依據(jù)北部工業(yè)區(qū)污水管道水質(zhì)檢測(cè)電視錄像及區(qū)域水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，已確認(rèn)存在外水內(nèi)滲現(xiàn)象的污水管道。

紅石崖八號(hào)路及十三號(hào)線現(xiàn)狀管道污水氯離子含量1萬(wàn)-2萬(wàn)mg/L;珠宋路、昆侖山路現(xiàn)狀管道污水氯離子含量5千-9千mg/L。

4、現(xiàn)存問題及原因分析

①龍泉河污水處理廠無(wú)法正常運(yùn)行

②北部工業(yè)區(qū)內(nèi)部分現(xiàn)狀污水管道內(nèi)滲現(xiàn)象嚴(yán)重

③北部工業(yè)區(qū)內(nèi)污水管道建設(shè)目前尚未形成系統(tǒng)

④區(qū)域污水管網(wǎng)未形成系統(tǒng)，現(xiàn)狀污水量較少，地下水外水壓力較大造成現(xiàn)狀管道內(nèi)滲。龍泉河污水處理廠現(xiàn)狀收水管網(wǎng)覆蓋率相對(duì)較低，收集的污水量較少。

⑤現(xiàn)狀污水管道缺陷造成內(nèi)滲。依據(jù)前期市政養(yǎng)護(hù)部門初步查勘資料及對(duì)污水管道內(nèi)水質(zhì)檢測(cè)顯示，紅石崖八號(hào)路、紅石崖十三號(hào)路、珠宋路、昆侖山路管道接口及檢查井內(nèi)局部有地下水外水內(nèi)滲現(xiàn)象，且滲漏量較大。

5、初步方案研究

5.1總體方案概述

1.對(duì)北部工業(yè)區(qū)現(xiàn)狀污水管道修復(fù)完善以及對(duì)龍泉河污水處理廠現(xiàn)狀處理工藝進(jìn)行適當(dāng)提升改造相結(jié)合的方案。

2. 將龍泉河污水處理廠污水調(diào)至鐮灣河污水處理廠處理。

因鐮灣河污水處理廠分二期建設(shè)，基本滿負(fù)荷運(yùn)行，且高含鹽污水對(duì)鐮灣河污水處理廠生化系統(tǒng)同樣存在威脅，導(dǎo)致水廠無(wú)法運(yùn)行或水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題。另外，方案二為臨時(shí)措施，實(shí)施時(shí)優(yōu)先考慮方案一。

5.2北部工業(yè)區(qū)污水管網(wǎng)改造方案

（1）新建管道與管道CIPP修復(fù)工藝相結(jié)合改造方案

珠宋路、八號(hào)路污水管道局部重建，八號(hào)路、十三號(hào)路污水主干管封堵暫停使用，同時(shí)按照規(guī)劃完善昆侖山路北段、四號(hào)路、十一號(hào)路污水管網(wǎng)，十三號(hào)路局部新建污水支管為兩側(cè)地塊服務(wù)。

此外，昆侖山路污水主干管進(jìn)行CIPP修復(fù)處理。

本方案污水分兩路進(jìn)龍泉河污水處理廠，一路為沿十一號(hào)路—四號(hào)路，另一路為沿昆侖山路北段。

（2）現(xiàn)狀污水主干管全線CIPP修復(fù)改造方案

根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果及污水管道滲漏情況的錄像調(diào)查，初步判定紅石崖八號(hào)路、十三號(hào)路、珠宋路、昆侖山路現(xiàn)狀污水管道外水內(nèi)滲現(xiàn)象嚴(yán)重，故對(duì)上述路段采用全線CIPP修復(fù)處理方案，需修復(fù)污水主干管總長(zhǎng)約5.2公里。

水翻工藝：管道內(nèi)襯材料采用國(guó)產(chǎn)玻璃纖維軟管，修復(fù)費(fèi)用均價(jià)約6400元/延米。

紫外固化工藝：管道內(nèi)襯材料采用德國(guó)進(jìn)口成品玻璃纖維軟管，修復(fù)費(fèi)用單價(jià)約11300元/延米。

（3）方案比選

方案一中按照規(guī)劃新建紅石（下轉(zhuǎn)172頁(yè)）（上接170頁(yè)）崖四號(hào)路、十一號(hào)路污水管道，進(jìn)一步完善了北部工業(yè)區(qū)污水管網(wǎng)，但施工周期長(zhǎng)，昆侖山路北段D600管道遠(yuǎn)期需改造，八號(hào)路及十三號(hào)路D1200污水管遠(yuǎn)期投入使用，仍需進(jìn)行修復(fù)處理，造價(jià)約5001萬(wàn)元。

方案二中修復(fù)周期短、效果好;采用國(guó)產(chǎn)材料的水翻工藝，工程投資并不大，但采用紫外線固化工藝，使用進(jìn)口材料，比新建污水管道造價(jià)高。采用水翻修復(fù)工藝造價(jià)約3321萬(wàn)。

本次推薦采用方案二，采用水翻工藝對(duì)現(xiàn)狀存在滲漏問題的污水主干管進(jìn)行全線CIPP修復(fù)。

5.3龍泉河污水處理廠工藝改造方案

（1）進(jìn)水水質(zhì)氯化物含量不超標(biāo)（<3000mg/L）情況下的改造方案

原設(shè)計(jì)40000m3/d污水處理，生物池部分已建設(shè)好日處理20000m3/d，現(xiàn)需日處理水量3000m3/d，生物池部分需調(diào)整功能，其余建（構(gòu)）筑物可低負(fù)荷運(yùn)行。

現(xiàn)有實(shí)際水量和設(shè)計(jì)水量出入很大，本方案調(diào)整構(gòu)筑物功能，設(shè)備型號(hào)，并考慮偏高鹽份廢水腐蝕影響，部分液下設(shè)備更換材質(zhì)。

（2）進(jìn)水水質(zhì)氯化物含量超標(biāo)（>3000mg/L）情況下的改造方案

在原曝氣沉砂池與生物處理段間加入離子交換處理裝置，即曝氣沉砂池-機(jī)械過濾器-全自動(dòng)混床離子交換裝置-生物處理-后繼處理。

（3）方案比選

進(jìn)水水質(zhì)氯化物含量不超標(biāo)（<3000mg/L）情況下的改造方案：改造投資約352.4萬(wàn)元，但處理水量相對(duì)較少，單位污水處理成本增加。

進(jìn)水水質(zhì)氯化物含量超標(biāo)（>3000mg/L）情況下的改造方案：投資約1223.8萬(wàn)元。此外，離子交換器閥門較多，操作復(fù)雜，對(duì)操作人員要求較高;離子交換法再生廢液需進(jìn)行酸堿中和后方能排放，且高濃度尾水排放口需報(bào)批規(guī)劃局和環(huán)保局，落實(shí)排放口位置。

龍泉河污水處理廠工藝改造方案比選從工藝改造方案實(shí)施難易程度、水廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理性、尾水排放處置等方面綜合考慮，在對(duì)污水管網(wǎng)進(jìn)行修復(fù)完善改造后，預(yù)期龍泉河污水處理廠進(jìn)水氯化物應(yīng)達(dá)標(biāo)，建議采用進(jìn)水水質(zhì)氯化物含量不超標(biāo)（<3000mg/L）情況下的改造方案。

5.4其它輔助措施

（1）加強(qiáng)王臺(tái)、黃山工業(yè)園、大窯區(qū)域污水收集

需新建污水管線6.5km，泵站1座，因以上局部區(qū)域正在規(guī)劃建設(shè)階段，初步估算，現(xiàn)狀污水量約1.0萬(wàn)m3/d，隨著該區(qū)域地塊的不斷開發(fā)及污水管網(wǎng)的不斷完善，收集到龍泉河污水處理廠的污水量應(yīng)進(jìn)一步增加，但需盡快配套污水管網(wǎng)設(shè)施。

（2）從黃張路污水泵站調(diào)水至龍泉河污水處理廠

初步估算，調(diào)水水量約2000m3/d，需改造泵站及污水管線，新建污水壓力管道布置在車行道下，可作為污水廠運(yùn)行時(shí)水量及水質(zhì)調(diào)節(jié)的輔助措施，并可調(diào)蓄與鐮灣河污水處理廠水量關(guān)系。

因該措施需新建壓力污水管網(wǎng)10.3km及對(duì)現(xiàn)有黃張路泵站進(jìn)行改造，總投資約4100萬(wàn)元，造價(jià)太高，遠(yuǎn)期水量較大時(shí)，可作為龍泉河污水處理廠補(bǔ)充水源的選擇。

（3）在黃張路與昆侖山路相交周邊道路增設(shè)截污管道。

因黃張路與昆侖山路相交周邊道路現(xiàn)狀已基本建成，但該區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀污水管道破損嚴(yán)重或未配套污水管網(wǎng)，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)污水目前未接入市政污水管網(wǎng)。

建議在黃張路與昆侖山路相交周邊道路增設(shè)截污管道，收集周邊現(xiàn)狀居住區(qū)及企業(yè)污水，提高污水收集率。

近期可結(jié)合現(xiàn)狀實(shí)際情況，通過在黃張路與昆侖山路相交周邊道路增加污水截污管道進(jìn)一步提高污水收集率，保證污水廠正常運(yùn)行。

結(jié)論：

本工程推薦方案為：現(xiàn)狀污水管道全線CIPP水翻工藝修復(fù)+龍泉河污水處理廠內(nèi)部改造（進(jìn)水水質(zhì)氯化物含量不超標(biāo)（小于3000mg/L）情況下的改造）+新建截污管道方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2016）.中華人民共和國(guó)建設(shè)部

作者簡(jiǎn)介：

許珊珊，濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南;

常志宇，青島第一市政工程有限公司，山東青島。