含工業廢水的城市汙水處理廠設計進水水質探討

來源:http://www.amormio929fm.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2019-07-31

  摘要:文章針對城市汙水處理廠進水中含的工業汙水量占總的汙水量的比值很大的情況,由於缺乏實測數據,擬采用人均當量法、類比法進行分析,以確定出最終的設計進水水質。

  關鍵詞:城市汙水處理廠;工業廢水;進水水質;汙水量;人均當量法;類比法 文獻標識碼:A

  1 概述

  在汙水處理廠的設計過程中,設計進水水質的確定對汙水處理廠的設計具有決定性意義,往往決定著城市汙水處理廠的工藝流程的選擇和工程的投資、運行費用等。水質指標濃度值設計過大會造成浪費,濃度值設計過小則不能滿足處理要求。現在已建成的大部分城市汙水處理廠實際進水水質與預測結果存在較大差異,嚴重影響了城市汙水處理廠的運行和管理。因此,在設計中有必要對汙水處理廠類似汙水水質的曆史數據進行整理以及充分進行實地考察進行多方麵分析,力求參數合理,為即將建設的汙水處理廠的工藝選擇提供設計和決策的有力依據。

  2 瀘州市某汙水處理廠工程設計實例

  瀘州市某汙水處理廠工程的納汙範圍為高壩組團和安寧-石洞組團(除魚塘南部外),排水體製采用雨、汙分流製,設計規模近期5萬噸/d,遠期20萬噸/d。本服務範圍內工業用地約占總建設用地的44%~45%,工業用地和工業用水量較大。因此,瀘州市某汙水處理廠進水中含的工業汙水量占總的汙水量的比值為70%。

  2.1 進水水質

  汙水處理廠進水汙染物濃度的高低決定汙水處理工藝流程的選擇,與汙水廠的基建投資和運行費用密切相關。然而,汙水廠進水水質又與居民生活水平、生活用水量、工業用水量以及汙水收集方式等關聯,要準確預測汙水廠建成後服務期內的水質,難度較大。實際工作中對新建工程往往根據人均當量法、實測法和類比法進行城市汙水水質論證,而對擴建、改建和遷建工程,則需重點結合前期工程實際進水水質(即實測法)進行論證。由於瀘州市某汙水處理廠的服務範圍基本屬於新城區,該汙水處理廠屬於新建汙水廠,由於缺乏實測數據,擬主要采用人均當量法、類比法進行分析,以確定出最終的進水水質。

  2.1.1 人均當量法水質。

  第一,生活汙水水質。我國《室外排水設計規範》2014版第3.4.1條建議,城市汙水的設計水質,在無資料時,生活汙水汙染物定額一般按25~50gBOD5/(人・d)、40~65gSS/(人・d)、5~11gTN/(人・d)、0.7~1.4gTP/(人・d)計算。

  瀘州市中心城區最高日綜合用水量550L/(人・d),綜合生活用水量250L/(人・d),根據生活汙水汙染物定額,則相應的城市生活汙水水質見表1:

  表1 當量法生活汙水水質(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS

  設計值 131~262 262~524 209~340

  汙染物名稱 TN TP NH4+-N

  設計值 26.2~57.6 3.7~7.3 21~46.1

  注:CODCr按典型城市生活汙水(見表1)中中低濃度BOD5:CODCr=0.5推算;氨氮按中低濃度NH4+-N:TN=0.8推算。

  表2 汙水排入城鎮下水道水質標準

  序號 控製項目名稱 單位 A等級 B等級 C等級

  1 水溫 ℃ 35 35 35

  2 色度 倍 50 70 60

  3 懸浮物 mg/L 400 400 300

  4 pH值 6.5~9.5 6.5~9.5 6.5~9.5

  5 BOD5 mg/L 350 350 150

  6 CODcr mg/L 500(800) 500(800) 300

  7 NH4-N mg/L 45 45 25

  8 T-N mg/L 70 70 45

  9 T-P mg/L 8 8 5

  注:括號內的數據為汙水處理廠新建或改、擴建,且BOD5/CODcr>0.4時控製指標的最高允許值。

  第二,工業汙水水質。汙水排入城鎮下水道水質標準:本工程服務範圍內的安寧-石洞組團和高壩組團位於瀘州市中心城區的北部以區域物流中心和臨港產業為主,規劃區內工業用地約占總建設用地的44%~45%,工業用水量是居民生活用水量的200%以上。根據《瀘州市城市總體規劃(2010~2030年)》和《瀘州市城市排水專項規劃》,安寧-石洞組團和高壩組團的工業汙水量占總的汙水量的比值為70%。工業廢水排放須達到《汙水排入城鎮下水道水質標準》(CJ343-2010)的相關要求。

  《汙水排入城鎮下水道水質標準》(CJ343-2010)規定:(1)下水道末端汙水處理廠采用再生處理時,排入城鎮下水道的汙水水質應符合A等級標準的規定;(2)下水道末端汙水處理廠采用二級處理時,排入城鎮下水道的汙水水質應符合B等級標準的規定;(3)下水道末端汙水處理廠采用一級處理時,排入城鎮下水道的汙水水質應符合C等級標準的規定;(4)下水道末端無汙水處理設施時,排入城鎮下水道的汙水水質不得低於C等級的要求,應根據汙水的最終去向,執行國家現行汙水排放標準。

  由於瀘州市某汙水處理廠出水要考慮再生水處理,因此工業廢水排放應符合A等級標準。

  目前入駐企業廢水排放標準:根據瀘州市龍馬潭區環保局提供的安寧-石洞組團和高壩組團目前入駐企業情況,本工程服務範圍內企業主要包括化工、機械、白酒、食品等,大小企業約42個。

  根據資料,2012年服務範圍內已統計的企業的汙水排放量約為2.6萬m3/d。企業廢水主要執行《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級標準、《發酵酒精和白酒工業水汙染物排放標準》(GB 27631-2011)、《肉類加工工業水汙染物排放標準》(GB13457-92)。其廢水量占比分別為96.2%、3.1%、0.7%。   《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996):根據瀘州市環保局的要求,企業廢水排放需執行《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級標準,但考慮到本工程建設統一的二級汙水處理廠,因此排放標準按排入二級汙水處理廠執行三級標準考慮,具體見表3:

  表3 汙水綜合排放標準(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 300 500 400 - - 25

  《發酵酒精和白酒工業水汙染物排放標準》(GB 27631-2011):按排入二級汙水處理廠執行間接排放標準考慮,具體見表4:

  表4 發酵酒精和白酒工業水汙染排放標準(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 80 400 140 50 3.0 30

  《肉類加工工業水汙染物排放標準》(GB13457-92):按排入二級汙水處理廠執行三級標準考慮,具體見表5:

  表5 肉類加工工業水汙染排放標準(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 300 500 400 - - 40

  第三,汙水廠進水水質。按排入城鎮下水道水質標準確定:企業產生的工業廢水按排入城鎮下水道水質標準考慮,並根據安寧-石洞組團和高壩組團的工業廢水量占總的汙水量的比值為70%。由此進行加權平均,預測的汙水廠進水水質見表6:

  表6 汙水廠進水水質(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 267~303 599~671 321~357 53.4~62 6.3~7.3 35.4~42.3

  按目前入駐企業廢水排放標準確定:根據目前入駐三種類型企業廢水排放標準考慮(加權平均),並根據安寧-石洞組團和高壩組團的工業汙水量占總的汙水量的比值為70%。由此進行加權平均,預測的汙水廠進水水質見表7:

  表7 汙水廠進水水質(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 243~282 418~496 334~373 32.4~41.8 3.2~4.3 23.3~30.9

  2.1.2 類比法水質。類比法即是根據類似城市或類似汙水廠(如同為城市汙水或工業廢水)測評項目水質。

  本設計選取了成都市高新西區、某工業園區汙水廠的設計進水水質進行類比分析。

  第一,成都市高新西區汙水處理廠設計進水水質。成都市高新西區汙水處理廠位於成都市西北近郊郫縣境內,汙水處理廠設計總規模為4萬m3/d,其中近期工程2萬m3/d。2003年9月建成的高新西區汙水處理廠運行至今,運行狀況良好,設計進水水質見表8:

  表8 高新西區汙水處理廠設計進水水質(單位:mg/L)

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 200 400 200 35 4 25

  第二,成都市某工業園區汙水處理廠。成都市某工業園區汙水處理廠設計總規模為12萬m3/d,其中一期工程4萬m3/d。由於是工業園區汙水廠,工業廢水所占的比例約為60%。該工業園區汙水處理廠一期工程建成投產以來處理效果良好,其設計進水水質見表9:

  表9 一期工程設計進水水質

  汙染物名稱 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  設計值 250 500 350 38 5.1 25

  第三,我國其他地區類似的汙水處理廠設計進水水質。

  2.2 水質確定

  根據上述兩類方法得出的水質情況,可以看出,當服務範圍內的工業用水量較大時,汙水處理廠的進水水質明顯高於城市生活汙水處理廠的水質,其汙水屬中高濃度汙水。因此,結合城市建設現狀和發展方向,以實際情況為基準,綜合確定瀘州市某汙水廠設計進水水質。其各項指標如表10所示。

  3 結語

  針對城市汙水處理廠進水中含的工業汙水量占總的汙水量的比值很大的情況,為保證擬建汙水處理廠能夠達到預定效果,節省基建投資及常年運行費用,必須保證排入本係統的工業廢水按國家規定標準排放,加強汙染源治理,超標項目在廠內預處理,達標後方可排入城市下水道。在此前提下,采用人均當量法、類比法進行分析並綜合各方麵資料、參考已建成汙水處理廠近年來實際進水狀況擬確定汙水處理廠的進水水質。

  參考文獻

  [1] 陳剛新,念東,等.汙水處理廠進水水質及負荷變化的調查研究[A].第四屆中國城鎮水務發展國家研討會暨中國城鎮供水排水協會2009年年會論文集[C].2009.

  [2] 上海市建設和交通委員會.室外排水設計規範(GB50014-2014)[S].北京:中國計劃出版社,2014.

  [3] 羅婷,梁佳斌.汙水處理廠設計中進、出水水質參數的確定[J].天津建設科技,2006,(增刊).

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