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村鎮(zhèn)生活污水處理偏大設計問題分析與對策

發(fā)布者:華騏環(huán)?!“l(fā)布時間:2018-06-12  

06/12
2018
      與城市污水相比,村鎮(zhèn)生活污水具有面廣分散、水量相對較小、水質水量日變化較大、季節(jié)性差異較大等特點。村鎮(zhèn)生活污水處理設施的設計多參考國家現(xiàn)行規(guī)范或者指南,基于安全和發(fā)展等一系列原因往往造成偏大設計,常出現(xiàn)處理水量只占設計規(guī)模很小的比例,或者實際處理水質濃度偏低,總體設計偏大的情況。而偏大設計往往導致實際運行時污水處理設施閑置率高,投資運行浪費嚴重,這又與村鎮(zhèn)相對較為落后的經濟發(fā)展情況不符。本文對一些村鎮(zhèn)生活污水處理偏大設計問題進行了分析,并提出了相應的對策,供相關設計人員參考。
 
01 偏大設計造成的影響
 
      對于污水處理設施,在建成運行之初進水水質和水量低于設計值的現(xiàn)象很常見,這也符合一座污水處理廠建成后運行10-20年的長遠發(fā)展要求。但對于村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng),由于相對規(guī)模較小,實際情況與設計的細微偏差往往會對污水處理系統(tǒng)造成較大影響。對設計規(guī)模和設計進水水質的過高估計,導致村鎮(zhèn)污水處理設計偏大,造成村鎮(zhèn)污水處理廠長期處于低負荷運行狀態(tài),出水水質較差,不經濟也浪費資源,更不能充分發(fā)揮污水處理廠的環(huán)境效益,主要體現(xiàn)在以下2個方面:
 
1.投資方面
 
偏大設計造成投資成本大,投資成本回收期長。
 
2.運行方面
 
偏大設計對運行情況主要存在3個方面的影響:首先,偏大設計造成管道實際流速低于設計值,管網水力條件差,污染物在管道內沉積,不能正常送往污水處理系統(tǒng)進行處理。其次,污水處理生化系統(tǒng)易過度曝氣,致使活性污泥老化,系統(tǒng)出水水質較差。再次,污水處理主要設備不能處在高效運行區(qū),造成能源浪費,運行費用偏高。
 
02 偏大設計原因分析
 
1.水量偏大原因
 
設計規(guī)模比實際處理水量偏大存在多方面原因,主要受以下幾點影響:
 
(1)規(guī)劃設計的影響
 
與城市污水相比,村鎮(zhèn)生活污水具有面廣分散、水量相對較小、水質水量日變化較大、季節(jié)性差異較強等特點,給實際調研帶來很多不便,村鎮(zhèn)生活污水處理設施的設計多參考國家現(xiàn)行規(guī)范或者指南進行設計。
 
對于村鎮(zhèn)污水處理,生活污水占較大部分,因此影響尤其嚴重。對于農村生活污水處理規(guī)模的計算,通常采用“設計人口數X居民綜合生活污水定額X排水系數”的方法。此方法較為簡便,但多數情況下,推算數值偏大。另外,我國現(xiàn)有規(guī)范通常對“居民綜合生活污水定額”和“排水系數”2個指標進行了規(guī)定;現(xiàn)有的村鎮(zhèn)生活污水處理的規(guī)范體系主要有:CJJ/T 246-2016《鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村給水工程規(guī)劃規(guī)范》、CJJ 123-2008《鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村給水工程技術規(guī)程》、CJJ 124-2008以及《分地區(qū)農村生活污水處理技術指南(試行)》,通過對比發(fā)現(xiàn),規(guī)范給出的參數選擇范圍較大,而設計一般遵循安全可靠的基本原則,設計人員極易在設計時取較大值進行計算,尤其是在缺乏同地區(qū)類比資料的情況下。
 
CJJ/T 246-2016、CJJ 123-2008和CJJ 124-2008這兩大體系的規(guī)范是針對村鎮(zhèn)的具體規(guī)范,具有一定的指導意義。其中,CJJ 124-2008根據室內衛(wèi)生設施的設置情況和社區(qū)類型等給出了生活用水定額規(guī)定,具有一定的針對性。而CJJ123-2008對于排水系數的取值為0.6-0.9,并沒有針對室內衛(wèi)生實施情況給出具體參考數值,此參考范圍仍然較大。《分地區(qū)農村生活污水處理技術指南(試行)把我國劃分為6個區(qū),針對村鎮(zhèn)室內衛(wèi)生設施設置情況對用水定額和排水系數都給出了具體參考數值,此指南比上述3條中的規(guī)范體系,更具有參考意義;但由于是試行指南,目前設計時卻很少作為設計依據進行參考。
 
(2)投資模式的影響
 
村鎮(zhèn)污水處理越來越傾向于企業(yè)投資,利用PPP模式進行投資建設,其中涉及政府投資的商業(yè)模式,如DBO的商業(yè)模式,由政府投資,企業(yè)進行設計、建造、運營。由于是政府投資,某些情況下為了獲得更多的投資資金,傾向于較大規(guī)模。
 
另外,對于企業(yè)來說,設計規(guī)模越大意味著投資越大,可獲得的利潤就越大。同時,由于企業(yè)的特許經營時間較長,一般而臨10-30年的長遠發(fā)展歷時。從長遠角度考慮,企業(yè)為了控制發(fā)展帶來的風險,污水處理設施能一次建造到位的盡量一次建造到位,從而造成設計規(guī)模遠遠大于實際情況。
 
(3)污水收集管網建設滯后
 
我國現(xiàn)有的部分規(guī)劃和已建管網通常主要為干管。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級污染源分散,集鎮(zhèn)老管網以雨、污合流為主,加之道路狹窄,管道建設施工難度大,投資高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)財力有限等原因,生活污水接入率低,造成實際處理水量與建設規(guī)模相比偏低。
 
2.水質偏大原因
 
(1)規(guī)劃設計的影響
 
當缺乏現(xiàn)狀資料調查條件時,村鎮(zhèn)污水處理廠設計水質的確定有2種方法:
 
第一,參考以上現(xiàn)有國家規(guī)范體系,根據規(guī)范給出的參考數值進行確定。采用此方法的主要缺陷是,規(guī)范給出的參考范圍較大,設計時基于安全可靠的基本原則,易取大值。
 
第二,采用保證率確定設計進水水質的方法。此方法是類比同地區(qū)現(xiàn)有污水處理廠進水水質,利用頻率統(tǒng)計方法對這些數據進行處理,繪制水質濃度頻率曲線,并計算出進水中一定積累頻率下各項污染物濃度,為擬建污水處理廠提供設計水質濃度參考值。采用此種方法時,設計數值較為接近實際情況。但若類比村鎮(zhèn)污水處理廠選擇不當(工業(yè)廢水或者養(yǎng)殖廢水占比過多),或者進水保證率取值較大,易造成設計偏大。
 
(2)項目建成后污水管網滲漏
 
由于地下水位較高,污水管網的滲漏現(xiàn)象較為普遍。因施工質量原因和基礎下陷而造成的檢查井處漏水,因施工質量原因而造成的過河管道處河水倒灌;因接管前污水直排就近河道,接管后原排水口沒有封堵而造成的河水倒灌等,往往會稀釋水質。
 
另外,對于相同的管道施工質量,由于農村路而滲透系數高于城市,暴雨時造成的雨水下滲稀釋對農村污水水質的稀釋強度要高于城市。
 
(3)項目建成后污水管網水力特性的影響
 
村鎮(zhèn)污水量相對較低,排水管管徑相對較大,造成污水在排水管內的流速偏低。排水管道的水力特性不好,致使懸浮物在排水管道的沉積,由于一些污染物在污水中呈懸浮狀態(tài),懸浮物的沉積造成實際水質偏低。
 
03 對策和建議
 
針對村鎮(zhèn)生活污水處理偏大設計的問題,提出以下建議:
 
1.設計方面
 
第一,對于設計規(guī)模和設計水質,應盡可能地進行實地調研確定;針對我國城鎮(zhèn)化的進程,對于村鎮(zhèn)污水處理易優(yōu)先考慮近遠期分期建設。
 
第二,村鎮(zhèn)污水處理廠的選址易就近。盡量避免長距離輸水造成的污染物沉積問題。
 
第三,針對低濃度進水情況,村鎮(zhèn)污水處理工藝應選擇對低濃度污水處理適應性較好的生物膜工藝。
 
第四,污水處理關鍵設備諸如水泵和風機等,易設置變頻器。當實際處理流量較低時,通過調節(jié)電機轉速調節(jié)流量,從而減小功率。防比系統(tǒng)的設備長期處于低效區(qū)運行造成能源的浪費。
 
2.運行方面
 
已建成村鎮(zhèn)污水處理項目盡量避免低負荷運行。運行時要根據實際進水情況調整污泥負荷。