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城镇污水处理厂项目应注意的问题
田 颖,王 雨,王庆华
( 内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心,内蒙古 包头 014010)
摘 要: 文章结合实例介绍了城镇污水处理项目的项目特征,论述了此类项目环评应注意的几个主要共性问题: 工程选址方案比选、污水处理工艺选择、恶臭污染防治措施、污泥处置、中水回用,可为同行借鉴。
关 键 词: 选址; 城镇污水处理; 恶臭
自上个世纪 90 年代以来,随着我国经济的发展,我国城市化进程日益加快,城市人口数量大量增加,城市规模不断扩大,城市生活污水排放量以年均5% 的速度递增。“十一五”期间,全国设市城市污水处理率由 2005 年的 52%提高至 72%。污水处理项目不但能大量的减少城镇污水污染物的排放量,而经处理后中水回用能缓解一些城镇水资源短缺与经济发展用水需求增加的矛盾。“十二五”期间,污水处理工程项目数量将会增加,尤其是一些小城镇配套建设污水排放管网的项目。如何做好污水处理厂环境影响评价工作值得讨论。文章以一个典型的小城镇污水处理厂项目为例,论述一些该类项目需要注意的共性的问题。
1 项目特征
以某市 A 镇为例,A 镇城区虽然部分铺设了排水管道,但仍有大部分道路和居民区没有排水设施,排水配套率很低,已有的排水管网将镇内雨污水就近排入某河,无排水设施的区域产生的生产和生活污水则漫泼、漫流,自然下渗或蒸发,既污染环境又危害居民身心健康。A 镇污水处理厂及市政污水管网建设工程的实施是为了配合新区的开发建设和旧区改造而进行的配套工程。工程的实施将改善 A镇市政基础设施薄弱、道路不成体系、排水设施不完备、没有污水处理厂的混乱现状。A 镇污水处理项目分为新区、旧区 2 个污水处理厂及各自配套污水、中水管网建设。
文中以某市 A 镇新区拟新建的污水处理厂为例,A 镇新区总污水排放量为 0. 73 万 m3/ d,污水处理厂设计规模确定为0. 8 万 m3/ d。总投资 8 000 万元。
2 环评中考虑的主要问题
2. 1 工程选址方案比选
污水处理厂选址是环评中考虑的主要问题之一,可研与选址有关的因素包括土地利用、征地、规模、排水路线、服务范围等,环评中考虑除以上因素外还有恶臭的影响、厂址周围土地使用类型、受纳水体环境功能、城镇总体发展规划等。
方案比选主要从以下几方面考虑:
( 1) 在城市水系的下游,其位置应符合供水水源防护要求;
( 2) 在城市夏季主导风向的下风向;
( 3) 与城市现有居住、学校、医院等公共设施保持一定的卫生防护距离;
( 4) 靠近污水、污泥的排放和利用地段;
( 5) 应有方便的交通、运输和水电条件。
征占土地的利用性质、是否有拆迁、动迁等移民安置问题,在对厂址选择进行评价的过程中,首先应抓住主要矛盾,应先满足河流下游条件,再采取加强厂区卫生管理和适当加大卫生防护距离来解决因风向造成的污染问题。
以 A 镇污水处理厂选址为例,A 镇污水处理厂备选厂址有 3 个,其中方案 2 为城市总体规划确定的选址。其共同特点是: 位于城市集中供水水源( B河) 下游,水流顺畅; 厂址地质条件好,交通运输和水电供应方便。
2. 1. 1 方案简介
方案 1。污水处理厂设于 A 镇西北部移民新村东北部、B 河西侧,面积 6 ~7 hm2。
新区污水截流管沿百灵路干管收集后,自镇东北角进入外环北路污水截流总干管,汇同旧城区镇南、镇东和镇北 15 条干管所排全部截流污水,再从镇北部沿移民新村与 A 镇之间的公路埋设,使污水自流至处理厂,管道总长度约为 10 000 m。方案 2。本方案为城市总体规划确定的污水处理厂厂址,位于 A 镇西北部新建高产饲草基地东南部、B 河西侧,面积约为 3 ~4 hm2。
新区污水截流管沿百灵路干管收集后,自镇东北角进入外环北路污水截流总干管,汇同旧城区镇南、镇东和镇北 15 条干管所排全部截流污水,再从镇北部沿移民新村与 A 镇之间的公路埋设,使污水自流至处理厂,管道总长度约为 7 600 m。
方案 3。污水处理厂设于 A 镇东北角山的东侧约 150 m 处,面积约为 1. 5 hm2。新区污水截流管沿百灵路干管收集后,自流至镇东北角污水处理厂,管道总长度约为2 300 m。污水经处理后排入 B 河,利用河流自然坡度将水输送到饲草基地附近。
2. 1. 2 方案比较
三种方案比较见表 1。
通过方案比较,方案 1 中污水处理厂距 A 镇最远,截流管道最长,建设工程量和投资额最大,厂址面积及发展扩建余地最大,限制因素较少,对 B 河污染不大,工程建设无需居民拆迁,对周围居民影响较小,占用荒地。
与方案 1 相比,方案 2( 规划的污水处理厂) 距A 镇稍近,截流管道稍短,建设工程量和投资额略少( 约少不到 7%) ; 污水处理厂厂址面积不大,其占地占用部分饲草基地,发展扩建受到高产饲草基地的限制,没有扩建余地; 在污水截流量和对 B 河的污染程度方面,与方案 1 相同。为规划的污水处理厂用地,符合城市规划。
方案 3 距 A 镇最近,截流管道最短,建设工程量和投资额也最小,但厂址西部为高山,东部为 B河,厂址面积和扩建余地极为有限,由于污水处理厂与居民区距离较近,为满足规定的卫生保护距离,需要部分居民拆迁。此外,恶臭可能对 A 镇居民有影响,其用地为荒地。
A 镇为经济欠发达地区,土地资源匮乏,财力不足,应尽可能利用当地资源条件,因地制宜地解决资源与环境问题。考虑到未来农村的城镇化演变,农业人口向城市转移等因素,A 镇人口将会增加,所以选择的污水处理厂厂址,应在土地利用和发展余地方面具有优势。上述 3 个方案中,仅方案 1 具备此条件。虽然其截流管道最长,建设工程量和投资额最大,但从土地利用、污水处理工程面积和发展、运行维护管理、污水处理率和对居民的影响等多方面综合长远考虑,将其作为推荐方案是可行的。
从城市规划角度考虑,该厂址占用荒地,无需居民拆迁,远离居民区,位于城市取水口下游,水流顺畅,无需建泵站,厂址地质条件好,交通运输和水电供应较方便,厂址还有进一步扩建余地,符合城市规划的要求。
2. 2 污水处理工艺选择问题
城市污水处理采用最多的是常规活性污泥法及其二级强化处理技术。常规活性污泥法主要去除水中以 COD、BOD 为代表的有机物。二级强化处理工艺除去除 COD、BOD 外,还具有除磷、脱氮功能。二级强化处理常用的方法有氧化沟法、AB 法、A2/ O法、A/O 法、SBR 法[1]。对于小型污水处理厂,日处理 10 万 m3以下污水处理设施一般优先采用 SBR 法和氧化沟法。经过对 SBR 法、氧化沟等处理方法的分析比选,A 镇污水处理厂污水处理工艺确定为 SBR 法。SBR 废水处理法是序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。
与传统污水处理工艺不同,SBR 技术采用时间分割的操作方式,替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR 技术的核心是 SBR 反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统[2]。
SBR 反应池内设一隔墙,将反应池分成预反应区和主反应区,墙的底部有孔相通。每一个周期的进水、反应、沉淀、滗水和闲置五道工序都在同一池内周而复始地进行。
SBR 法具有处理效果好,投资占地少,适合小型污水处理项目的优点,A 镇污水处理厂设计选择的SBR 法污水处理工艺合理符合项目特点,可行。
2. 3 恶臭问题
城市污水处理项目排放恶臭是此类项目主要环境问题之一,城市污水处理厂的恶臭污染源主要来自格栅及进水泵房、沉砂池、生化反应池、储泥池、污泥浓缩等装置,恶臭主要成份为硫化氢、氨、挥发酸、硫醇类等。
污水处理厂的恶臭物质溢出量受污水量、污泥量、污水中溶解氧量、污泥稳定程度、污泥堆存方式及数量、日照、气温、湿度、风速等多因素影响[3]。恶臭物质扩散有 2 种形式的衰减,一种是三维空间的物理衰减,另一种是恶臭物质在日照、紫外线等作用下经过一定时间的化学衰减。一般情况下,恶臭以无组织面源形式排放。在污水处理厂中,恶臭浓度最高处为污泥处置阶段,恶臭溢出量最大的工段是好氧曝气池,在曝气过程中恶臭物质逸入空气。
目前应用的恶臭治理方法主要有氧化法、吸收法和吸附法,另外,还有空气稀释法、掩蔽法、小球除臭法等。在美国主要采用高温直接催化燃烧、活性炭吸附、湿法吸收等方法; 日本除了上述方法外,还采用臭氧氧化、生物氧化等方法。但由于一般污水处理厂恶臭产生源面大量小,要想从整体上收集治理是不现实的,只能采取其他有效措施以减少恶臭的影响。以 A 镇新区污水处理项目为例在我国此类项目通常采取的措施有:
( 1) 合理布局,将恶臭主要发生源构筑物( 污泥处理车间、曝气池和二沉池) 尽可能的布置在远离拟建厂址附近居住区等敏感点,以保证环境敏感点在防护距离外而不受到影响。
( 2) 污泥脱水后尽快运至填埋场填埋,对厂内临时堆场要用氯气或漂白粉冲洗喷洒。
( 3) 加强绿化,在厂区的污水、污泥生产区周围设置绿化隔离带,选择种植不同系列的树种,组成防治恶臭的多层防护隔离带,尽量降低恶臭污染的影响。
( 4) 加强管理,污泥浓缩控制发酵,污泥脱水后要及时清运减少污泥堆存,在各种池体停产修理时,池底积泥会裸露出来散发臭气,应采取及时清除积泥的措施来防止臭气的影响。A 镇污水处理项目较小,根据其项目特征,恶臭污染防治除以上措施外,为控制恶臭散发,对各主要散发恶臭的各处理池体加盖,全部封闭,通过风机将恶臭收集,经过 2 座 35 m 高排气筒排放,采取以上措施后臭气排放浓度可达标。
2. 4 污泥处理
完整的城市污水治理工程应包括污泥处理工艺,污泥处理工艺与污水处理厂必须同步规划、同步建设、同步投产、同步运行,污泥处理工艺应依据必须坚持污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化处置原则。目前国内外污泥处置的主要方式有填埋、焚烧、土地利用和建材利用等。目前国外一般采用焚烧方式,我国一般采用填埋或土地利用方式,采用建材利用的方式不多,污泥处理工艺应依据项目特点及所在地区的实际情况而定。
以 A 镇污水处理厂为例,A 镇为小城镇,污水处理量小,污泥产生量小,污水来源为生活污水,基本无工业废水,污泥中重金属含量很低。有机质平均含量达到 384 g/kg,全氮、全磷和全钾分别为27 g / kg、14. 3 g / kg、7 g / kg,有机质、全氮、全磷比纯猪粪分别约高出 1/3 ~2/3,含有植物生长所必需的各种微量元素如 Ca、Mg、Cu、Fe 等,经脱水及消毒处理后可用于肥料和土壤改良剂,项目周围为农区、有闲置土地,有农田、荒地、饲草基地,周围无敏感目标,所以选择土地利用( 堆肥) 方式较合适。
2. 5 中水利用
城镇污水处理厂处理后的中水处理水如何利用也是需要考虑的重要问题,以 A 镇污水处理厂为例,污 水 处 理 厂 投 运 后,处 理 污 水 量 约0. 73 万 m3/ d,处理出水约 0. 65 万 m3/ d,根据类比分析,采用 SBR 工艺的城镇污水处理厂处理后的中水水质一般能够满足《城市污水再生利用城市杂用水质》( GB/T 18920—2002)[4]要求,可以满足道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、冲厕等用水的水质要求。本项目为小城镇污水处理厂,来水无工业废水,基本为居民生活污水,重金属含量较低,经处理后的中水的 Cd、Cr6 +、总 Pb、总 Cu 等主要重金属指标基本满足《农田灌溉水质标准》( GB 5084—2005)[5]要求,所以处理出水也可用于项目附近农田灌溉。
大中型城市污水处理厂水量较大,如所在地区用水紧张,水价较高,污水处理工艺增设深度处理单元后,处理中水水质满足《城市污水再生利用 工业用水水质》( GB/T 19923—2005)[6]要求可用于工业用水。
3 结束语
文章结合实例论述了城市污水处理项目环评中须注意的一些共性问题,每个污水处理项目都有自己的特点,环评工程师在工作中应根据项目实际情况,结合城市规划,确定污水处理厂规模、厂址选择及其污水收集系统是否合理; 根据污水的水质情况、出水水质的要求、污水处理厂的规模、项目投资和运行经济效益、确定设计单位选择的处理工艺是否可行; 如不合理在环评报告中提出合理方案,反馈给设计单位,调整工程设计。环评中必须考虑污水处理厂产生的恶臭对附近敏感点的影响,污泥处置问题及中水回用途径。
参 考 文 献
[1] 李海,孙瑞征,陈振选,等. 城市污水处理技术及工程实例[M]. 北京: 化学工业出版社,2002.
[2] 杨岳平,徐新华,刘传福,等. 废水处理工程及实例分析[M]. 北京: 化学工业出版社,2003.
[3] 史昕龙,陈绍伟. 城市污水污泥的处理与利用[J]. 环境保护,2001,( 3) :45 -46.
[4] GB/T 18920—2002,城市污水再生利用城市杂用水质[S].
[5] GB 5084—2005,农田灌溉水质标准[S].[6] GB/T 19923—2005,城市污水再生利用工业用水水质[S].