某市污水处理及污水资源化.docx
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某市污水处理及污水资源化
西安市都市污水处理惩罚及污水资源化
摘要：
本文介绍了西安市都市污水处理惩罚现状与筹划，以及西安市近期实施的污水处理惩罚厂和回用水工程，论述了西安市开发、利用污水资源的意义。
重点介绍了西安市都市污水回用试点项目的底子条件、试验研究、设计与实施。
作者强调，面对日益短缺的淡水资源，污水是一种潜在的水资源，应引起足够重视；回用水市场开拓初期，用户生长、代价政策极为重要，国度和地方政府应赐与政策支持；都市筹划、建立、治理部分要凭据可连续生长的战略思想，综合考虑污水处理惩罚与污水资源的开发与利用；回用水项目的运营治理要遵循市场规律，回用水的订价要考虑供水单位效益、用水单位蒙受能力和现行物价水平，以便更好地发挥污水资源的作用。
要害词：
西安市水资源污水处理惩罚污水回用模型试验工程设计
0.前言
西安市是世界闻名的历史文化名城，三千多年的城建史和昔日的繁华盛世，给西安留下了极为丰盛的历史文化遗产，使之成为世界著名的文化古都和旅游胜地。
半个世纪以来，西安经过了三次大的建立热潮，已成为我国西部地区改造开放的窗口，经济、科技、文化较为发达的中心都市、国际旅游都市和重要的高新技能财产基地。
"九五"以来，西安市底子设施建立生长迅速，2000年西安市建成区面积已达187km2，人口326万。
凭据《西安市排水筹划（1995年至2010年）》，西安市中心市区分为六个污水收集系统，现状污水排放总量约80万m3/d，污水处理惩罚率约34%。
同时，西安市是一个水资源缺乏的都市，全市人均占有地表水资源量不敷350m3，仅为全国和世界人均占有量的1/6和1/20，大大低于国际公认的维持一个地区社会经济情况所需1000m3的临界值，随着今后都市现代化进程的加快，水资源短缺将会影响都市供水。
而污水是一种稳定可靠的、可再生利用的水资源，是解决都市缺水的一条重要途径，污水经深度处理惩罚后可回用于工矿企业、市政环卫、园林绿化以及都市河道景观等方面。
公道开发和利用都市污水资源，体现了水的"优质优用，低质低用"和"开源节流并重、节流优先、治污为本、科学开源、经济利用"的原则。
1.西安市污水处理惩罚及其回用的现状与筹划
1.1西安市污水处理惩罚现状
西安市现状排水办事面积约152.2km2，排水管道除老城区及东北郊部分为合流管外，其余以分流制为主。
排水管网总长约835.4km。
其中污水管道490km（包罗现状合流管），普及率67%，雨水管渠345.4km，普及率45%，管渠密度约5.5km/km2。
目前污水管网采取都市污水量约80万m3/d，已建成都市污水处理惩罚厂两座，总处理惩罚能力27万m3/d，污水处理惩罚率34%，其中北石桥污水处理惩罚厂15万m3/d，邓家村污水处理惩罚厂12万m3/d。
在中国西部大开发之际，为了使排水设施适应都市的生长，提高管网普及率和污水处理惩罚率，尽快改进都市水情况，西安市政府把都市排水工程系统改革作为"十五"期间的一项重要事情，加大污水处理惩罚厂的建立力度，重视都市管网改革，以改进西安市的水情况质量。
1.2西安市都市供水现状
西安市都市供水设施历经近50多年的建立，尤其是近几年得到了长足的生长，由已往单一的地下水为主要水源，生长到现在以地表水为主、地下水为辅的供水系统。
现有水厂7座，在建水厂1座，其中地表水供水能力72万m3/d（曲江水厂60万m3/d，浐河二水厂12万m3/d），地下水供水能力42万m3/d，供水总能力达114万m3/d，供水面积162km2，供水办事人口227万00人。
1.3西安市都市水资源及用水量
西安市地表水资源总量为21.78亿m3，人均水资源量是全国平均水平的1/6。
从久远来看，西安是一个水资源缺乏的都市。
凭据西安市都市总体筹划，西安市是由一其中心市区和十一个外围组团组成，市区与组团用水量统一筹划、统一调配。
近几年，随着黑河引水工程完成，西安的水荒问题已根本解决，2000年，全市最高日供水量为114万m3/d，预计2005年最大日用水量为163.6万m3/d，2010年最大日用水量为190.13万m3/d。
加之，都市水体还存在差别水平的污染，2010年以后，西安市用水量仍有一定缺口。
水资源是可以枯竭的，公道开发、利用和掩护水资源是社会生长的永恒主题。
淡水资源的短缺是不问可知的，而都市污水具有量大、会合、水质较为稳定的特点，是一种潜在的水资源，污水经过处理惩罚后完全可以重复使用，并实现水在自然界中的良性循环。
开辟这种非传统水源，实现污水资源化，对保障都市供水宁静亦具有重要的战略意义。
珍惜水资源，公道利用和开发第二水源，是摆在城建事情者面前必须久远考虑的问题。
1.4西安市排水筹划
《西安市排水筹划（1995～2010）》将整个污水排放分为六个系统，即邓家村污水处理惩罚厂系统、北石桥污水处理惩罚厂系统、店子村污水处理惩罚厂系统、袁乐村污水处理惩罚厂系统、纺织城污水处理惩罚厂系统、六村堡污水处理惩罚厂系统，都市污水管网普及率要到达95%以上。
污水处理惩罚厂建立范围见表1。
表1污水厂筹划建立范围
序号
处理惩罚厂名称
总办事 面积 （公顷）
建立范围 （万m3/d）
回用水范围 （万m3/d）
备注
近期
远期
近期
远期
邓家村污水处理惩罚厂
2489
6
38
6
已建成处理惩罚能力12万m3/d，现正进行16万m3/d工艺改革和6万吨/日回用水工程施工建立。
2
北石桥污水净化中心
4854
5
52
0
一期工程15万m3/d已运行。
5万m3/日回用水工程，正进行施工建立。
3
纺织城污水处理惩罚厂
2096
0
20
5
正在商谈利用外洋银行贷款,完成项目可行性研究陈诉。
4
店子村污水处理惩罚厂
4501
25
50
0
正在商谈利用外洋银行贷款，完成项目可行性研究陈诉。
5
袁乐村污水处理惩罚厂
4568
20
40
0
6
六村堡水处理惩罚厂
3339
0
30
5
7
合计
21847
96
230
46
注：
1、回用水范围仅包罗产业利用、市政环卫和都市绿化用水，不含都市河道景观及农业等方面用水。
2、本表所列远期为2020年筹划总范围。
2.西安市近期实施的污水处理惩罚厂和回用水工程
凭据建立部、国度环保总局、科技部关于《都市污水处理惩罚及污染防治技能政策》的通知精神，西安市制定了《西安市都市市政公用设施"十五"筹划及2015年筹划纲领》，筹划在"十五"期间建立纺织城污水处理惩罚厂、店子村污水处理惩罚厂及其配套排水管网设施。
这些项目的实施将改进西安市都市排水设施状况，实行有组织的污水排放和会合处理惩罚，使西安市污水处理惩罚率凌驾60%。
2.1西安市邓家村污水处理惩罚厂
西安市邓家村污水处理惩罚厂始建于1956年，最初处理惩罚能力为4万m3/d一级处理惩罚，经过1963年和1979年两次扩建后，处理惩罚能力到达12万m3/d，并由一级处理惩罚提高到二级生物处理惩罚。
1994年，西安市市政工程治理局依据西安市排水筹划并结合西安市都市生长及西安市水资源短缺状况，对该污水厂再次提出改革方案，一是将污水处理惩罚范围由12万m3/d提高到16万m3/d，二是增加6万m3/d污水深度处理惩罚系统，经深度处理惩罚的水作为产业企业部分用水和市政杂用水。
依据我国《污水回用设计范例推荐标准》（CECS-61:
94）、《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89），结合国内外其它都市污水回用水质标准，并阐发该污水处理惩罚厂运行以来的水质水量，综合确定了邓家村污水厂回用水的设计标准BOD5≤10mg/l、CODcr≤50mg/l、SS≤5mg/l、NH4-N≤5mg/l、TN≤15mg/l、TP≤1mg/l。
污水处理惩罚工艺采取了技能成熟，处理惩罚效果稳定，适应性强的A2/O系统（脱氮、除磷）。
回用水处理惩罚系统采取絮凝沉淀、砂滤系统。
设计投加氯化铁药剂于A2/O系统终沉池配水井中，强化生物除磷，低落终沉池出水中磷的浓度。
沉淀后出水经提升泵站至砂滤池，采取气水反冲洗滤池，过滤后水至清水池，加压后进入回用水管网。
邓家村污水厂改革工程利用外洋政府低息贷款，总投资约1.09亿元，该工程1999年开工，预计2002年3月前二级生物处理惩罚部分可投入运行。
2.2西安市北石桥污水净化中心
西安市北石桥污水净化中心是西北地区范围较大的一座现代化污水处理惩罚厂，总办事面积53.5Km2，筹划人口60万人。
该中心引进外洋DE型氧化沟工艺，一期范围15万m3/d，始建于1994年10月，1998年5月投入试运行。
运行以来出水水质稳定、运行平稳，主要出水指标BOD5≤15mg/l、CODcr≤50mg/l、SS≤15mg/l、TP≤1mg/l、NH4-N≤5mg/l。
北石桥污水回用工程是西安市都市污水回用试点项目，它位于北石桥污水净化中心内，回用水范围10万m3/d，回用于办事区域内的企业以及市政环卫园林等杂用水，该工程目前正在实施中。
2.3西安市店子村污水处理惩罚厂
拟建店子村污水处理惩罚厂位于北二环朱宏路立交以南，二环路与团结库之间，主要采取西安市旧城区、东北郊、西安经济开发区等区域污水，总办事面积为4501公顷。
凭据第四污水厂办事范畴污水水量、水质视察及预测，工程近期建立范围Q=25万m3/d，其中污水回用量10万m3/d，处理惩罚后水排至团结库，经漕运明渠（景观用水）排入渭河（Ⅳ类水体）。
设计进水水质BOD5≤230mg/l、CODcr≤410mg/l、SS≤250mg/l、TP≤5.0mg/l、NH4-N≤40mg/l、PH=6～9；处理惩罚后出水水质BOD5≤20mg/l、CODcr≤60mg/l、SS≤20mg/l、NH4-N≤15mg/l、TP≤1mg/l。
污水处理惩罚拟采取A2/O法，污泥处理惩罚采取中温厌氧消化，重力浓缩后进行机器脱水。
该项目总投资约40000万元。
2.4西安市纺织城污水处理惩罚厂NH4-N
拟建纺织城污水处理惩罚厂位于西安市浐河东岸，西临高速公路以南，东三环以西所狭三角地带，主要采取浐河东、西两岸面积为2096公顷的生产废水、生活污水，其中浐河东岸纺织城组团办事面积为1174公顷，浐河西岸办事面积922公顷。
凭据办事区域水质水量视察及预测，工程设计近期2005年处理惩罚范围Q=10万m3/d，其中污水回用量5万m3/d。
设计进水水质为CODcr=390mg/l，BOD5=200mg/l，SS=250mg/l，NH4-N=30mg/l，TP=4mg/l。
污水厂出水排至浐河（国度Ⅲ类水体），处理惩罚后水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，即出水水质CODcr≤60mg/l、BOD5≤20mg/l、SS≤20mg/l、NH4-N≤15mg/l、TP≤0.5mg/l。
污水处理惩罚拟采取二级生物处理惩罚工艺，污泥处理惩罚采取机器浓缩机器脱水工艺，污水回用深度处理惩罚采取微絮凝过滤技能。
开端估算污水处理惩罚建立总投资约25000万元。
3.西安市都市污水回用试点项目介绍
西安市都市污水回用试点项目以北石桥污水净化中心二级出水为水源，该项目地处西安市西郊产业区，北与西安西郊热电厂一路之隔，东临西安市化工场、西安焦化厂，南依西安日化厂，作为用水大户的冷却用水用户众多，使得净化中心具有良好的污水资源开发条件。
3.1处理惩罚范围与水质
凭据北石桥污水净化中心运行以来的二级处理惩罚水量、水质统计资料，回用水用户对水质水量的要求，确定污水深度处理惩罚回用工程设计范围和水质标准。
通过对1999年1月至2000年9月期间二级处理惩罚系统运行进行统计阐发，日处理惩罚水量平均在13万m3/d以上，并且出水水量稳定、可靠。
在对用户的视察底子上，确定回用水范围10万m3/d，分两期实施，一、二期范围均为5万m3/d。
二级处理惩罚进、出水月平均水质设计出水水质见表2。
表2二级处理惩罚进、出水月平均水质统计表
项目
单位
进水水质
设计进水值
出水水质
设计出水值
GB8978-1996一级排放标准
PH
7.72
6.5～8.5
7.78
6～9
6～9
BOD5
mg/l
194.28
180
11.14
20
20
CODcr
mg/l
315.66
400
20.32
100
60
SS
mg/l
424.14
255
10.45
20
20
TP
mg/l
3.13
-
1.15
-
0.5
NH3-N
mg/l
17.60
32
1.11
25
15
污水深度处理惩罚进水水质采取北石桥污水净化中心设计二级处理惩罚出水水质。
出水水质标准依据国度《污水回用设计范例推荐标准》（CECS-61:
94）、《产业循环冷却水水质标准》（GBJ5050-95）、《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）和国内外其它都市回用水标准，并参照用户要求而确定，具体指标见表3。
表3 深度处理惩罚厂出水水质标准
序号
项目
单位
水质 标准
备注
序号
项目
单位
水质 标准
备注
1
浊度
度
≤5
9
总固体
mg/l
≤1000
2
BOD5
mg/l
10
10
总硬度
mg/l
≤450
3
CODcr
mg/l
50
11
总碱度
mg/l
≤350
4
色度
度
≤30
12
铁离子
mg/l
≤0.3
5
PH
6～9
13
氯化物
mg/l
≤300
6
TP
mg/l
≤1.0
14
余氯
mg/l
0.2
管网未端
7
TN
mg/l
≤15
夏季
15
一般细菌总数
个/ml
＜5×105
异氧菌总数
8
NH4-N
mg/l
≤10
夏季
16
臭味
mg/l
无不快感
3.2模型试验及工艺技能路线选择
为包管北石桥污水回用工程技能可靠，西安市市政工程治理局组织有关单位进行了污水回用项目的深度处理惩罚模型试验。
深度处理惩罚模型试验采取了下列5种工艺试验方案：
①方案A直接过滤；
②方案B微絮凝过滤；
③方案C混凝+助凝+过滤；
④方案D混凝+沉淀+过滤；
⑤方案E混凝+助凝+沉淀+过滤；
经过5个月的重复模型试验，表明方案D和方案E两种方案能满足回用水出水水质要求。
通过技能与经济阐发，拟定方案D为设计方案，并通过改变进水水质，对方案D做可靠性试验，以查抄工艺运行的可靠性。
方案D可靠性试验结果及其与方案D、E模型试验结果见表4。
表4方案D可靠性试验与方案D、E模型试验结果
项目
指标
方案D可靠性试验滤柱周期：
21小时 34分钟
方案D模型试验滤柱周期：
21小时 20分钟
方案E模型试验滤柱周期：
22小时 24分钟
平均进水
平均出水
平均去除率
平均进水
平均出水
平均去除率
平均进水
平均出水
平均去除率
1
浓度（度）
15.66
3.38
58.4
4.17
2.0
52.4
8.54
1.61
81.5
2
CODcr
28.37
8.24
62.9
19.71
13.62
30.7
33.5
16.19
51.4
3
SS
21.24
0.78
68.8
1.37
0.52
61.2
6.29
1.80
57.5
4
NH3—N
0.65
0.39
41.6
0.41
0.30
26.0
2.11
1.63
22.7
5
TP
0.51
0.35
64.6
0.28
0.09
66.7
0.345
0.039
90.3
3.3深度处理惩罚工艺设计
依据污水回用模型试验结果，并结合国内外都市污水回用工程实践，本工程采取混凝、沉淀、过滤污水深度处理惩罚工艺，工艺流程如图1所示。
1）提升泵房
提升泵直接在二级处理惩罚系统中的打仗池出水渠内取水。
泵房按两远期一次建成，安装淹没式潜水泵5台，4用1备，单台流量Q=1141.4m3/h，扬程H=13m，配电机功率N=58kw。
2）反响、沉淀池
为了节省占地，反响池与沉淀池合建，分两组，一期先建立一组，每组分两格。
反响池采取水力波形板反响器，共分三级，总反响时间为9.40min，停留时间14.1min，GT=1.48×104，反响器主要设计参数见表5。
表5 反响器主要设计参数
反响室
波峰间隙（mm）
平均流速V1（m/s）
波峰间流速V1′（m/s）
停留时间t（min）
速度梯度G（S-1）
第一反响室
30
0.14
0.209
1.30
20
第二反响室
50
0.065
0.097
2.70
42.6
第三反响室
60
0.049
0.065
5.40
19.68
沉淀池采取平流式，有效水深3.4m，设计水平流速V水=10mm/s，颗粒流速u=0.20mm/s。
沉淀池中加设侧向流波形板沉淀器。
3）滤站
沉淀池出水流经V型砂滤池进行最终净化，滤池、反冲洗泵房和中心控制室等合建，滤池建在室内，反冲洗泵房建在地下，共两组，一期建立1组。
一期1组滤池分为4格，滤料为单层石英砂均质滤料，厚1.2m，有效粒径d=1.2mm，不均匀系数K80≤1.3～1.4。
设计滤池采取气水反冲洗，滤速V=8～10m/h，反冲洗周期18h，每次反冲洗12～15min，水、气反冲洗强度分别为Q水=4.17l/s·m2、Q气=16.67l/s·m2；气水同时反冲洗强度Q气+Q水=16.67+2.09l/s·m2。
4）回用水池及加压泵房
设计回用水池4座，一期先建2座，单池容积4050m3，有效水深4.5m，水池容积占回用水供水量的16.2%。
加压泵房按两期一次建成，凭据回用水用户差别要求，采取分压供水。
水泵为变频调速控制，供水至回用水管网。
水泵的运行将通过管网压力和回用水池内液位信号来控制。
5）加氯系统
设计深度处理惩罚水采取液氯消毒（预加氯和后加氯消毒），预加氯在提升泵房集水井，后加氯在回用水池进水处，加氯量分别为2.0mg/l、5.0mg/l。
滤后水经加氯消毒后，在回用水池中停留约2h，经加压泵房送入回用水管网，出水管上设有余氯阐发取样设备。
设有2台加氯机，单台投加量32kg/h。
加氯间、氯库及加氯设备利用北石桥污水净化中心现有装置。
6）污泥脱水车间
深度处理惩罚日产污泥约3300kg，设计利用现状净化中心污泥脱水车间预留脱水机位置。
机房内现安装200E型带式脱水机2台，单台处理惩罚能力16-21m3/h，一套投药装置，本次设计再增加2台KD10-2000型带式滤机及配套污泥投配泵、自动投药装置、无轴螺旋输送机。
药剂制备与投加、进泥、脱水、出泥、清洗等历程均实施自控联动操纵。
3.3.3工程实施
本工程已于2001年9月开工，目前正在进行土建施工，筹划于2002年6月竣工并投入运营。
4.回用水项目的运营治理与政策支持
4.1回用水项目的运营治理
回用水项目运营治理，应遵循市场规律，逐步创建与市场经济体制相适应的企业治理体制和运营机制。
回用水运营治理机构以独立法人为宜，独立经营
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