某镇污水处理技术及排水系统优化研究

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　　摘  要：近几年来，某镇的经济建设发展迅速，居民生活水平不断提高，但是该地区的排水系统及污水处理系统建设相对滞后，污、废水的量和污染物的浓度增加，污染问题也将越来越严重，但目前该镇暂无有效的污水处理设施。基于此，笔者在查阅相关资料的基础上，结合该镇污水处理和排水系统存在的问题，提出针对該镇的排水系统和污水处理系统的改善策略。
　　关键词：污水处理技术;排水系统;优化
　　中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）11-0165-02
　　Abstract： In recent years， the economic construction of a town has developed rapidly and the living standard of the residents has been improving continuously. However， the construction of drainage system and sewage treatment system in this area is lagging behind， the amount of sewage and wastewater and the concentration of pollutants are increasing， and the pollution problem will become more and more serious. However， there are no effective sewage treatment facilities in this town for the time being. Based
　　1 排水现状及存在的问题
　　某镇现有排水设施极不完善，排水设施规划与建设滞后，均为合流制，有排水暗沟、明沟、管道和涵洞。大部分排水管网使用年限很长，而且年久失修，破损和淤积严重，难以适应该镇发展需要，下面对该镇排水系统存在的问题进行分析：
　　（1）目前排水系统的规划建设不合理，早期规划没有整体的布局概念，污水系统、工业废水系统、雨水系统缺乏统一的规划。规范性较差，现有排水管网不配套，污水处理收集率低，现有排水管道设施老化，且存在雨水管径普遍偏小的特点，溢水、积水现象时有发生。
　　（2）雨污合流的排水体制，排水管网只是凭借经验估算的方式进行规划设计，且排水管道敷设不完整，雨、污水以合流制的方式依靠地势汇入附近河流，管渠淤积严重，污染物产生的恶臭严重影响防洪渠沿线环境质量。
　　（3）排放管理不严，目前还没有一整套高能低耗的污水处理系统设施，未经处理的工业废水大多直接排入附近水体，污染地表水及地下水水体，进而威胁周围民众的生活健康和严重影响周边环境。
　　随着该镇的不断发展，排水系统体制的优化要满足城镇的可持续发展和满足环境保护需求。为了解决该镇排水系统存在的上述问题，应结合镇上现有的排水系统特点和充分利用现有管渠的基础上，从整体出发，统筹规划，提出适宜的排水体制优化方案，最终形成完善的污水收集及处理系统。
　　2 排水系统优化方案分析
　　2.1 合理选择排水体制
　　排水体制的选择需要结合该镇的实际情况进行分析的，在该镇的排水体制的选择上，笔者通过充分分析当地的自然条件、现有设施情况、年降雨量、年降雨密度、资金情况、下游水体环境等，综合考虑后合理选择排水体制。目前该镇市政建设投资缺乏，污水系统与污水处理系统难以一步优化到位，需要满足环境保护要求的前提下，重点考虑该镇排水体制的可操作性。从该镇排水现状情况分析，考虑到该镇高耗能、高污染的用水企业较少，且绿化率较高，初期雨水径流对河流的污染较小。因此，确定该镇的排水体制采用雨、污分流制。
　　2.2 污水系统优化
　　2.2.1 污水管网收集系统分区
　　上面通过分析，确定该镇的排水体制为雨污分流体制，现在结合该镇的具体情况，对其污水排水进行合理分区。
　　在进行分区前，根据该镇的实际情况，对该镇污水进行总体规划，然后再充分结合该镇的道路分布、地势走向实况，结合目前该镇污水的受纳水体、污水管道重力流的特点和污水处理厂的位置等特点，该镇的规划范围内主要分为镇南污水收集系统和工业园区污水收集系统，其中镇南污水收集系统建筑用地面积为291.31ha，工业园区污水收集系统建筑用地面积为700.48ha。
　　2.2.2 污水管网优化
　　（1）污水干管的布置优化
　　污水管道由于其隐蔽性特点，属于城镇地下永久性工程设施，对于污水主干管，其管径、范围等的规划设计需要按照远期规划。同时，由于每个地区存在地形差异，在该镇的污水管道的优化布置中我们充分结合了该镇的地形情况和污水流动特点，按顺序确定该镇的主干管、次干管的分布位置，并结合该镇污水厂服务位置和规模，合理进行管径的估算;采用顺坡重力流排水，合理降低管道埋深和缩短管道长度。在进行该镇污水管网规划设计参数的确定时，充分考虑了该镇的地形地势和道路坡道等因素，得到减小管径，节省费用的目标。
　　分流制的污水干管设计流量包括污水量和地下水渗入量两部分。其中重力流设计流速一般控制在0.6～4m/s内，管径D=300mm的不计算管段，用3.3‰的坡度控制;压力流管线设计流速不低于0.9m/s。
　　该镇的镇南污水处理系统污水管网管径D=300～700mm，总长约22.16km，有5条干管，收集的污水最终进入该镇已建成的污水厂。其中污水主干管D=400～700mm，长约2km，沿路从东往西布置，最后进入污水处理厂。工业园区污水处理系统污水管网管径D=300～800mm，总长约为48.82km，有12条干管，收集的污水最终进入新建的污水厂中。 　　（2）管材优化
　　污水管道一旦敷设完成，如出现问题后期维修和改造都存在较大的难度，所以，在进行污水管材的选择上，要确保其安全性和可靠性并严格按照设计要求进行选取。
　　为了保证污水管道的长期正常排水，其排水管道材料需要满足一定的标准要求，所以在该镇的管道材料选择过程中，为了确保管渠能夠承受内部的水压和外部的荷载，排水管渠需要满足抗腐蚀性能、高强度、密封性、阻力小等标准。目前市场管材类型众多，各种管材各有千秋。本项目以实现降低排水系统造价和符合国家相关标准为目标针对性地进行管材的选择。由于该镇污水管道分散范围广，用量较大，为了有效降低投资成本和方便当地的使用习惯，本次排水系统优化工程中笔者建议污水主干管及次干管中管径大于500mm的采用钢套环钢筋混凝土管，管径小于500mm的干管、次干管及支管可采用排水塑料管;压力管道、过河管道及过铁路管道可采用球墨铸铁管。
　　2.3 雨水系统优化
　　对雨水管网系统进行分区是雨水系统设计的关键，在雨水工程规划系统中，对该镇的实际情况的分析尤其重要，分析因素包括当地的地形情况、地面坡度情况、河流分布情况。在分析的基础上，初步确定雨水分区，尽量保证以较小的管径、最短时间将雨水排入河流或沟壑内。该镇现已形成了截留式合流制的雨水系统布置形式，充分利用地形，依靠重力流截流雨水就近排入水体，不增设雨水泵站。
　　在本次排水系统优化中，需要新建的一些雨水干管进行雨水工程系统的优化，在进行新建雨水干管布置时，充分结合各雨水流域分区的划分和利用已有河渠、洼地、路网、河道水系等基础规划，形成就近多点分散排放布置。
　　3 污水处理系统规划设计
　　3.1 污水处理厂厂址选择
　　由于该镇污水排放较为分散，为了有效的收集和处理污水，采用划区域分别建设污水处理厂，以该镇的自来水厂处为界划分为南、北两个污水分区，南北各设置1座污水处理厂。
　　3.2 污水系统构成
　　南区污水处理厂处理水主要为生活污水，北区污水处理厂处理水主要为工业废水，其中为了方便工业企业利用回用水，在北区污水处理厂建设回用水利用工程。
　　南区污水厂包括污水处理和回用水处理两个系统。北区污水处理厂只包括污水处理系统。
　　3.3 水量、水质确定
　　该镇的近期（2019）规范人口数量为3.11万人，远期（2024年）人口规模为3.45万人，参考临近镇地区临近几年的相关资料、该镇所处城市人均综合用水定额并结合该镇污水处理工程可行性研究报告统一分析，该项目按综合生活用水定额近期为140L/cap.d、远期为160L/cap.d，近期用水量为4.38 103m3/d、远期为5.54 103m3/d，污水排放系数近期为80%、远期为85%，生活污水量近期为3500m3/d、远期为4700m3/d。
　　参考该镇现状工业排水定额，同时考虑工业用水的循环利用程度越来越高，近期工业排水定额确定为0.35万m3/km2.d、工业近期污水量为2300m3/d、远期预测污水量为4400m3/d。
　　经过分析可知，该镇预测的污水量为9100m3/d，其中综合生活污水水量为4700m3/d，工业污水水量为4400m3/d。根据吕河镇区的规划建设，确定本工程的污水处理建设总规模9000m3/d，南区污水处理厂处理规模为4000m3/d，北区污水处理厂处理规模为5000m3/d。
　　同时，分析该镇的现状和预测其未来发展，主要将回用水用于绿化、景观、道路冲洗和工业企业的部分用水。回用水水量近期为2000m3/d、远期为4000m3/d。
　　另外，通过往年相关资料的查阅和结合该镇现状用水情况分析，城镇污水中以生活污水为主。经分析该镇取CODcr/BOD5为2，生活污水的CODcr为438mg/L。
　　3.4 污水处理工艺技术优化
　　目前我国大部分乡镇长期以来污水处理系统去除污染物主要为BOD5、COD及SS，依受纳水体和水质类别的不同。在该镇污水处理工艺技术优化工程上，我们根据该镇经济发展水平和水体环境状况，进行环境影响评价的基础上，确定该镇污水排放标准，按分期实施水质目标，逐步达标。
　　经过综合考虑，南、北区污水处理厂的建设规模为中小型水厂，因为其建设用地面积小，考虑到使用同一种工艺在管理及运行上的方便，最终确定该镇南区和北区两个污水厂二级生物处理工艺同样选择CASS处理工艺。实践证明，该南北污水处理厂在CASS池中的大部分污泥经过好氧反应，比较稳定，该工艺选取较为合理。
　　4 结束语
　　以上是笔者对某镇的排水系统及污水处理系统优化提升的分析，该优化方案是基于了解该镇的实际排水情况和按照国家相关标准规定的前提下进行。最终合理确定该镇的排水体制为雨污分流制，同时根据该镇污水厂的进、出水水质确定了该镇污水处理厂污水处理工艺，具有现实的参考意义。
　　参考文献：
　　[1]宋桂杰，张韵.浅谈小城镇排水体制的选择[J].中国给水排水，2008，24（12）：44-49.
　　[2]给水排水设计手册：城镇排水（第3版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.
　　on this， on the basis of consulting relevant information and considering the existing problems of the town's sewage treatment and drainage system， the author puts forward improvement strategies for the town's drainage system and sewage treatment system.
　　Keywords： sewage treatment technology; drainage system; optimization
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