市政污水處理廠事故水池設(shè)計策略

李楠

0 引言

保障市政污水處理廠的穩(wěn)定運行，不僅需要保障污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還需要提升運營管理者的工作水平，以契合和提升市政污水處理廠事故水池的設(shè)計和應(yīng)用效果。由此可見，針對市政污水處理廠事故水池的設(shè)計策略進行分析具有重要意義。

1 事故水池設(shè)計難點

1.1 水量較大

在通常情況下，工礦企業(yè)排放污水的總量較少，所以建設(shè)一個容量較大的事故水池，即能夠儲存至少半個月或數(shù)百天的污水，而從市政污水處理廠的角度來看，污水日處理量通常在萬噸以上，即使需要建設(shè)的是僅儲存一天污水的事故水池，其容積也需要實現(xiàn)萬噸級，但是對這一類型的事故水池進行建設(shè)，既不經(jīng)濟，也不切實際。

1.2 截流難度大

對于工礦企業(yè)來說，如果因為企業(yè)內(nèi)部的污水處理系統(tǒng)失效而導(dǎo)致排放事故的發(fā)生，只需要立即暫停生產(chǎn)，即可停止污水排放，將污染源有效切斷，從而避免污染繼續(xù)蔓延，同時事故水池并不需要承受持續(xù)的進水壓力，也就能夠有效控制事故的發(fā)生和蔓延。但是對于市政污水處理廠來說，因為其收納的污水來自多個企業(yè)以及眾多的城市居民，所以廠內(nèi)一旦有突發(fā)性運行事故發(fā)生，不可能立即將污水來源切斷，事故難以得到有效控制，也就極易引起環(huán)境污染的持續(xù)加劇。

1.3 分流難度大

為了對污染事故進行更加有效的控制，或是更加合理地開展污水處理工作，建議采用“分流”的形式設(shè)計和建設(shè)污水處理系統(tǒng)，不同的污水通過不同的分流管路進入到系統(tǒng)之中，單獨收集和處理具有高環(huán)境風(fēng)險的污水，之后再將其納入綜合性的污水處理系統(tǒng)之中，且一旦出現(xiàn)高毒性、高濃度和極端pH 的污水導(dǎo)致環(huán)境事故發(fā)生，只要將此類型的廢水及時切斷，即能夠?qū)?yīng)急事故進行快速、有效且經(jīng)濟的控制，從而有效降低環(huán)境污染。并且，從實際情況來看，以上類型的廢水量通常不大，也就不需要容積過大的水池，同時，“分流”形式在大型工礦企業(yè)之中的應(yīng)用效果良好，而將其應(yīng)用于市政污水處理廠，其需要與城市管網(wǎng)系統(tǒng)進行配套，城市管網(wǎng)系統(tǒng)則具有大面積鋪設(shè)的特點，若是在其中應(yīng)用分流管路，并對高風(fēng)險廢水進行單獨收集和處理，不僅管理難度較大，而且所需成本較高，整體上來看可行性極低。

2 市政污水處理廠事故水池設(shè)計

2.1 應(yīng)急內(nèi)容分析

從實際上來看，近幾年我國大型污水處理廠中出現(xiàn)的不同類型的排放污染事故，主要由應(yīng)急事件未得到及時有效處理所導(dǎo)致，所以，為了對市政污水處理廠突發(fā)事故引起的水污染進行有效遏制，市政污水處理廠的事故水池設(shè)計工作需要對應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)進行充分考慮。在應(yīng)急體系之中，事故水池的作用在于對可能導(dǎo)致污水處理系統(tǒng)受到不良影響的污水進行暫存，并且在污水最高日最高時階段，可對水量進行調(diào)節(jié)，并從污水源頭處開始針對超標現(xiàn)象實施嚴格的控制，以避免發(fā)生環(huán)境事故。一般，市政污水處理廠需要處理的污水，其源頭為兩個類型，“城市生活污水”和“工業(yè)廢水”。

2.2 應(yīng)急響應(yīng)措施

（1）開啟污水處理廠污水提升泵房—提升泵出水管旁路閥門，使污水能夠直接進入到事故水池。（2）通過電話告知工業(yè)廢水泵站以及城市污水泵站，根據(jù)水位情況采取停頓措施，或是盡量減少泵運行數(shù)量，利用泵池容積進行一定程度的調(diào)節(jié)。（3）通過電話告知用水量大戶、毒性廢水用戶以及污染物總量大戶一類的重點應(yīng)急對象立即減少或停止對污水進行排放，以能夠?qū)⒍拘?、污染及水力負荷降低，從而可以盡可能有效提升污染源控制水平。（4）逐漸減少污水處理廠中的進水之后，即能夠借助緩沖時空，明確污水處理系統(tǒng)整體情況，并及時對系統(tǒng)進行調(diào)整，使污水排放水質(zhì)能夠與排放標準相符，接著則應(yīng)采用事故水池單獨強化處理的方式，將事故水池逐步排空，以能夠為后續(xù)的應(yīng)急工作提供基礎(chǔ)。（5）如果緩沖過程中存在時間不足、空間不足的情況，可能導(dǎo)致水池滿溢現(xiàn)象出現(xiàn)，因此，需要關(guān)閉進水旁路，并單獨進行強化處理，但是進水方面仍處于正常狀態(tài)。

經(jīng)過以上過程，事故水池已經(jīng)完成了對于毒性最大、濃度最高的污水的接納，在其出現(xiàn)滿溢情況時，污水的水量最低，濃度也最低，能夠?qū)ο到y(tǒng)產(chǎn)生的沖擊程度最小，也就能夠?qū)崿F(xiàn)出水的優(yōu)化。

2.3 容積設(shè)計

以公式（1）（2）為依據(jù)，科學(xué)計算市政污水處理廠中事故水池應(yīng)該具有的容積，同時為了盡可能降低環(huán)境風(fēng)險，需要對兩個部分的水量進行控制，第一部分是在應(yīng)急響應(yīng)時間范圍之內(nèi)的排放水量，第二部分則是位于主干管污染程度嚴重區(qū)域內(nèi)的存留廢水。

對公式（2）進行解析，在將要建設(shè)的水池之中，V表示容積的有效部分（m），但是在實際上還需要對保護高度進行考慮，通常將保護高度取為0.5～1.0m；t 為直接選取的應(yīng)急時間（h）。

3 設(shè)計實例

3.1 污水處理廠概況

長春市某經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的市政污水處理廠的一期提升及二期擴建工程，設(shè)計總規(guī)模5萬m/d（提標2.5萬m/d，擴建2.5萬m/d），需要處理的污水主要來自開發(fā)區(qū)的企業(yè)所排放的污水。為降低進出污水對污水處理廠對污水處理系統(tǒng)的沖擊負荷，保證出水穩(wěn)定達標，新建事故池，對污水處理廠的原水進行儲存。

3.2 設(shè)計、運行參數(shù)設(shè)定

依據(jù)污水廠處理廠現(xiàn)狀總平面圖及預(yù)留地情況，新建事故池一座，池長60m、池寬35m；有效水深6m；事故池南北方向朝集水槽按照1%抹坡，集水槽從西至東、從北向南按照1%抹坡。

運行參數(shù)：污水處理廠需制定詳細的巡檢計劃進行定期巡檢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)污水處理廠出現(xiàn)異常（進水水質(zhì)指標超高或生化池細菌異常死亡等），需打開事故池進行臨時儲存。

（1）如圖1 所示，當(dāng)污水處理廠無特殊情況時，污水處理廠正常運行，按照工況一進行運行，即關(guān)閉FM1、FM2，F(xiàn)M3 正常開啟。

圖1 污水處理廠在不同情況下的運行狀態(tài)

（2）當(dāng)污水處理廠出現(xiàn)異常時，按工況二進行運行，關(guān)閉FM1、FM3，開啟FM2，污水自提升泵房進入事故池，當(dāng)污水處理廠進水水量為設(shè)計運行水量的60%～90%時，按照工況三進行運行，即開啟FM1、FM3，關(guān)閉FM2，事故池污水以208m/h 的流量重新進入粗格柵間,與外來污水進行混合，使混合水濃度不高于污水處理廠設(shè)計進水指標，經(jīng)提升后進入污水處理系統(tǒng);智能噴射器按照要求運行（設(shè)備淹沒狀態(tài)下進行曝氣攪拌防止沉淀，排空時沖刷池底板），當(dāng)事故池排空后，關(guān)閉FM1，污水處理廠重新按照工況一正常運行。

3.3 水池設(shè)計

事故水池的設(shè)計停留時間為4h，事故水池的有效容積為11 500m，平面尺寸60.0m×31.9m，取整后為60.0m×35.0m，停留時間為4.38h，事故水池的有效容積為12 600m，事故水池高度為6.5m，其中超高0.5m。水池為半地下式的鋼筋混凝土構(gòu)造矩形池體。池中設(shè)置的主要設(shè)備包括雙法蘭電動調(diào)節(jié)閥DN800 P=1.0MPa N=3KW 一個，雙法蘭手動蝶閥DN800 P=1.0MPa 一個，雙法蘭限位伸縮節(jié)DN800 P=1.0MPa 一個，智能噴射器 N=15KW 服務(wù)半徑 25m 3 套，流量計 DN800 一個（與電動調(diào)節(jié)閥配合使用）。

4 結(jié)語

市政污水處理廠應(yīng)急體系不僅影響市政污水處理廠的工作質(zhì)量和效率，也影響城市整體的環(huán)境應(yīng)急效果，必須充分考慮其中可能需要的各項應(yīng)急環(huán)節(jié)。應(yīng)急預(yù)案不僅應(yīng)具有系統(tǒng)性以及完整性的特點，而且必須由硬件設(shè)施聯(lián)合響應(yīng)機制共同開展工作，才能實現(xiàn)對于事故水池設(shè)計工作的優(yōu)化，從而實現(xiàn)城市污水的有效處理。