1工程概況

工程概況黃孝河為武漢市城市內(nèi)河（上游為暗涵，下游為明渠），承擔(dān)著漢口東部51.4km2城區(qū)的雨、污水排放任務(wù)，服務(wù)人口110萬(wàn)人；其中京廣鐵路以南地區(qū)為合流區(qū)（即上游暗涵段），面積約為18.4km2，雨水經(jīng)黃孝河暗涵排入黃孝河明渠，合流制排水系統(tǒng)的旱季污水通過(guò)在暗涵出口處設(shè)置鋼壩閘攔截，經(jīng)污水泵站提升至污水處理廠進(jìn)行處理。但雨季時(shí)，由于大量雨水的匯入，導(dǎo)致合流制污水量遠(yuǎn)超污水處理廠的處理規(guī)模，進(jìn)而在黃孝河明渠起端發(fā)生合流制溢流（CSO）污染。武漢市黃孝河CSO強(qiáng)化處理設(shè)施旨在解決黃孝河明渠雨季的CSO污染問(wèn)題，將雨季污水處理廠消納不了的CSO污水接入CSO在線強(qiáng)化處理設(shè)施，通過(guò)調(diào)蓄池來(lái)調(diào)節(jié)CSO來(lái)水量與強(qiáng)化處理設(shè)施處理規(guī)模的不平衡。具體工程方案如圖1所示。

黃孝河CSO強(qiáng)化處理設(shè)施位于武漢市江岸區(qū)黃孝河明渠與張公堤交匯處西南側(cè)，緊鄰后湖泵站。工程建設(shè)規(guī)模6m3/s，間歇運(yùn)行，污水處理工藝為細(xì)格柵、曝氣沉砂池、高效沉淀池、精密過(guò)濾設(shè)備、紫外消毒池；污泥經(jīng)高效沉淀濃縮后進(jìn)入帶式濃縮脫水一體機(jī)，減量后外運(yùn)。全廠采用離子除臭工藝對(duì)產(chǎn)臭單體的臭氣進(jìn)行處理，并進(jìn)行了屋頂花園等立體的高標(biāo)準(zhǔn)綠化設(shè)計(jì)，環(huán)境友好。黃孝河CSO強(qiáng)化處理設(shè)施建成后的效果如圖2所示。

2設(shè)計(jì)進(jìn)設(shè)計(jì)進(jìn)、、出水水質(zhì)出水水質(zhì)CSO強(qiáng)化處理設(shè)施處理對(duì)象主要為合流制排水系統(tǒng)產(chǎn)生的溢流污水即CSO污水，是以城市污水為本底，混有因降水而產(chǎn)生的徑流污染，及因沖刷作用而攜帶的管道底泥，因?yàn)镃SO污水的特點(diǎn)很大程度上取決于降水情況，所以其污染具有非連續(xù)性、暴發(fā)性、隨機(jī)性的特點(diǎn)。CSO水質(zhì)隨城市降雨特性、居民生活習(xí)慣、城市氣候、空氣污染程度以及道路清洗頻率等屬地性因素不同而不同，根據(jù)國(guó)內(nèi)外合流制排水系統(tǒng)溢流污水水質(zhì)情況，同時(shí)參考同一流域內(nèi)的三金潭污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)，結(jié)合城市規(guī)劃功能，經(jīng)綜合分析后確定了黃孝河CSO強(qiáng)化處理設(shè)施的設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)。TSS是CSO污染物中一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，的研究也得出徑流污染中TSS和COD具有較高污染性，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究也得出了一致的結(jié)論。有研究表明，TSS與COD、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)線性相關(guān)性及指數(shù)相關(guān)性良好，這可能是因?yàn)榉侨芙鈶B(tài)的污染物存在于TSS中，所以TSS可以較好地指征CSO污水的污染特性。以此為基礎(chǔ)，并結(jié)合受納水體的環(huán)境容量及環(huán)評(píng)的具體要求，將TSS和TP作為CSO強(qiáng)化處理設(shè)施的出水水質(zhì)控制指標(biāo)，即TSS≤10mg/L，TP≤1mg/L。CSO污水中含有大量的致病微生物，其隨水體傳播會(huì)嚴(yán)重威脅城市居民的身體健康，參考國(guó)外CSO均進(jìn)行消毒處理的工程經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目對(duì)CSO污水進(jìn)行消毒后排放，出水執(zhí)行糞大腸菌群數(shù)≤1000個(gè)/L。

3處理工藝處理工藝

3.1污水處理工藝考慮CSO污水水質(zhì)、水量波動(dòng)范圍大及非連續(xù)性產(chǎn)生的特點(diǎn)，選擇了抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、間歇運(yùn)行、啟動(dòng)迅速、表面水力負(fù)荷高、占地面積小、去除效率高、出水效果穩(wěn)定、易于操作、維護(hù)簡(jiǎn)單的高效沉淀池作為污水的核心處理工藝。高效沉淀池是以回流污泥作為絮凝核心對(duì)絮凝過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化的一級(jí)強(qiáng)化處理工藝，具有優(yōu)化的絮凝機(jī)制、帶有斜管的澄清濃縮池、污泥循環(huán)澄清三個(gè)核心優(yōu)勢(shì)。其產(chǎn)水量高，污泥濃縮同步完成，外排污泥濃度高（20～40g/L），可節(jié)省污泥后續(xù)處理的投資及運(yùn)行費(fèi)用。此外，污泥的回流促進(jìn)了反應(yīng)池中的混凝和絮凝反應(yīng)，且回流污泥中含有一些藥劑成分，回流至絮凝區(qū)后，延長(zhǎng)了藥劑和水的絮凝接觸時(shí)間，使其可以再次得到利用，進(jìn)一步減少藥劑的投加量，可比常規(guī)混凝沉淀工藝節(jié)省藥劑10%～20%。出水采用紫外消毒系統(tǒng)。具體工藝流程見圖3。

3.2污泥處理工藝本工程產(chǎn)生的污泥主要為高效沉淀池濃縮區(qū)的剩余污泥，以無(wú)機(jī)質(zhì)污泥為主，性質(zhì)類似于初次沉淀池污泥，比阻及壓縮系數(shù)小，宜采用壓濾脫水。根據(jù)CSO的污染特點(diǎn)及污水處理工藝，結(jié)合污泥的處置要求，充分考慮運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)難度、投資、噪聲、運(yùn)行穩(wěn)定性等因素，本工程采用帶式濃縮脫水一體機(jī)，將污泥脫水至含水率80%后外運(yùn)。

3.3除臭工藝結(jié)合本工程間歇運(yùn)行的特點(diǎn)，選用運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、占地面積小的離子除臭工藝。其除臭原理：在電場(chǎng)作用下，離子發(fā)生器產(chǎn)生大量的帶電高能顆粒，它與空氣中的氧分子進(jìn)行碰撞形成正、負(fù)氧離子，正氧離子具有很強(qiáng)的氧化性及吸附性，能在極短的時(shí)間內(nèi)氧化、分解甲硫醇、氨、硫化氫、VOC等，最終生成二氧化碳、水等穩(wěn)定無(wú)害的小分子，達(dá)到除臭的目的；同時(shí)負(fù)氧離子依靠自身極性對(duì)污染氣體中的細(xì)微顆粒和懸浮物進(jìn)行吸附，從而實(shí)現(xiàn)凈化空氣的目的；此外，氧離子能破壞空氣中細(xì)菌的生存環(huán)境，起到有效的消毒和殺菌作用。

4主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)本項(xiàng)目工程內(nèi)容：建設(shè)進(jìn)水分配井及儀表間、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、高效沉淀池、精密過(guò)濾設(shè)備間、紫外消毒池、廠區(qū)污水泵坑、污泥脫水車間、加藥間、離子除臭系統(tǒng)、變配電間、機(jī)修、倉(cāng)庫(kù)、車庫(kù)、管理樓等，具體布置見圖4。

4.1細(xì)格柵及曝氣沉砂池細(xì)格柵間與曝氣沉砂池合建，平面尺寸為63.05m×46.60m，處理規(guī)模6m3/s，共3座，單座設(shè)計(jì)流量2m3/s；細(xì)格柵柵條間隙5mm，每座細(xì)格柵間采用3道平行的過(guò)水渠（2用1備），每道放置1臺(tái)回轉(zhuǎn)孔板格柵，每道細(xì)格柵前各設(shè)閘門1臺(tái)，作檢修和切換用。曝氣沉砂池每座分2格，單格設(shè)計(jì)流量1m3/s。單格尺寸為45m×4.4m×3.0m，單格有效容積594m3。水平流速0.076m/s，水力停留時(shí)間9.9min，采用機(jī)械排砂，每座沉砂池設(shè)水平排砂螺桿裝置2套；配2臺(tái)砂泵，互為備用。

4.2高效沉淀池設(shè)高效沉淀池1座，混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面采用屋頂綠化形式，總平面尺寸為120m×40.7m，處理規(guī)模6m3/s，分為6格，單格設(shè)計(jì)流量1m3/s。每格高效沉淀池由2個(gè)混凝池、1個(gè)機(jī)械絮凝池、1個(gè)水力絮凝區(qū)、1個(gè)沉淀-濃縮池組成，其中混凝池有效容積為2×64m3，混合時(shí)間為128s；機(jī)械絮凝池有效容積為380m3，GT值為26600；沉淀-濃縮池直徑17m，斜管面積為180m2，斜管區(qū)上升流速為20m/h，污泥循環(huán)率為3%?？紤]到本廠為間歇運(yùn)行模式，存在每次運(yùn)行時(shí)初期產(chǎn)水不達(dá)標(biāo)的情況，特別設(shè)有將不達(dá)標(biāo)出水回流至起端的自循環(huán)系統(tǒng)，直至出水渠監(jiān)測(cè)指標(biāo)合格后，再出水至下游單體，確保出水實(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)。

4.3精密過(guò)濾設(shè)備間精密過(guò)濾設(shè)備間1座，混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面采用屋頂綠化形式，總平面尺寸為38.8m×25.5m，處理規(guī)模6m3/s，分為3組，單組設(shè)計(jì)流量2m3/s。每組裝有6臺(tái)精密過(guò)濾器，單臺(tái)設(shè)備規(guī)模為1250m3/h，安全系數(shù)1.3，過(guò)濾效率≥50%。

4.4紫外消毒池設(shè)紫外消毒池1座，地下式，總平面尺寸為21.4m×13.4m，處理規(guī)模6m3/s，分為6組，單組設(shè)計(jì)流量1m3/s，每組160根燈管，每根燈管320W，中間設(shè)有溢流渠。

4.5加藥間加藥間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為31.4m×9.4m，為高效沉淀池提供混凝劑PAC及絮凝劑PAM。混凝劑采用液態(tài)堿式氯化鋁（10%Al2O3計(jì)），以商品原液計(jì)，投加量為60~150mg/L；絮凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM），投加量為0.5~1.0mg/L，投加濃度0.2%。為保證混凝及絮凝效果，提高藥劑利用率，藥劑在高效沉淀池投加點(diǎn)處經(jīng)在線稀釋后再投加。

4.6污泥脫水車間污泥脫水車間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面采用屋頂綠化形式，平面尺寸為43.3m×13m，設(shè)儲(chǔ)泥池一座，分兩格，每格平面尺寸為7m×7m。進(jìn)泥主要為高效沉淀池化學(xué)污泥，含水率約98%，選用帶式濃縮脫水一體機(jī)，設(shè)4臺(tái)，單臺(tái)處理量為80m3/h，設(shè)備進(jìn)行封閉除臭。共設(shè)4套污泥料倉(cāng)系統(tǒng)，單套有效容積100m3。

4.7除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用離子除臭工藝。收集進(jìn)水分配井、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、高效沉淀池、儲(chǔ)泥池及污泥脫水車間產(chǎn)生的臭氣，然后通過(guò)臭氣收集系統(tǒng)集中送入離子除臭裝置，臭氣在離子除臭裝置內(nèi)進(jìn)行分解、氧化等反應(yīng)，使臭氣中的氨、硫化氫、甲硫醇和甲烷等惡臭污染物質(zhì)有效分解，處理后的氣體通過(guò)外排風(fēng)機(jī)達(dá)標(biāo)排放。本工程總除臭風(fēng)量為70000m3/h，采用2套除臭設(shè)備，單套處理能力為35000m3/h，功率46kW。

5工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)黃孝河CSO強(qiáng)化處理設(shè)施處理CSO污水的噸水電費(fèi)為0.045元/m3，噸水藥劑費(fèi)用為0.22元/m3。工程設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

①處理設(shè)施分組設(shè)計(jì)合理，單組可獨(dú)立或聯(lián)合運(yùn)行，且具備進(jìn)配水均勻設(shè)計(jì)的考量，能夠有效應(yīng)對(duì)來(lái)水量的不同工況。

②采用以泥渣為循環(huán)介質(zhì)的普通高效沉淀池作為污水核心處理構(gòu)筑物，具有產(chǎn)水量高、污泥濃縮同步完成、節(jié)約用地、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、節(jié)省藥劑、處理效果好等優(yōu)勢(shì)。

③為滿足高效沉淀池快速啟動(dòng)、出水達(dá)標(biāo)的現(xiàn)實(shí)需要，特別設(shè)計(jì)了從高效沉淀池出水渠回流至其起端進(jìn)水渠的自循環(huán)系統(tǒng)，確保出水實(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)。

④充分考慮間歇運(yùn)行、設(shè)施維護(hù)的需求，全廠單體均設(shè)置了放空檢修系統(tǒng)。

6結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ)武漢市黃孝河合流制溢流強(qiáng)化處理設(shè)施用于處理雨季時(shí)發(fā)生在黃孝河明渠起端的合流制溢流污水，采用細(xì)格柵、曝氣沉砂池、高效沉淀池、精密過(guò)濾設(shè)備、紫外消毒等物化為主的污水處理工藝，其工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

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