浅谈广州市竹料污水处理厂扩建工程初雨处理

黄文涛

摘 要：广州市竹料污水处理厂扩建工程设计规模6万m3/d，初雨处理设计规模6万m3/d，初雨处理采用细格栅及旋流沉砂池+高效沉淀池处理工艺。文章通过对初雨水质水量以及主要处理单元工艺设计参数的分析，总结了广州市初雨处理的设计经验。

关键词：污水处理厂；合流污水；初雨处理；高效沉淀池；设计运行

1 概述

初期雨水指降雨初期雨水污染物浓度持续较高的径流量[1]。城市初期雨水污染主要指降雨初期，由于雨滴在淋洗大气，冲刷城市路面、建筑物、废弃物等之后，携带氮氧化物、重金属、有机物以及病原体等污染物质进入地表水和地下水，加重城市水源的污染，从而形成影响水资源的可持续利用，加剧水资源短缺的面源污染[2]。

2 广州市初雨概述

根据广州市东濠涌流域雨水泵站的运行情况分析每年降雨次数及历时，从2010年-2012年泵站运行报表分析：2010年4月-9月，雨水泵共使用23次（天），运行时间总和9795min；2011年5月-11月，雨水泵共使用15次（天），运行时间总和5375min；2012年4月-12月，雨水泵共使用21次（天），运行时间总和7465min。广州市雨季截流污水一年内出现的天数及累计不多，若按常规污水处理工艺，则会浪费其处理能力，同时造成雨季旱季运行管理复杂等一系列问题。因此，对广州市雨季截流污水处理主要采用一级强化处理，主要采用的工艺有：混凝沉淀、气浮、砂滤、活性炭吸附、初沉等。

3 广州市竹料污水处理厂初雨处理工艺设计

3.1 厂区初雨处理现状

竹料污水厂一期已在远期二沉池位置修建一初沉池，对雨季截留污水经过简单的初沉池预处理后直接排放。二期工程将原有初沉池改造作为二期二沉池使用，在远期用地新建初雨处理构筑物。

3.2 设计水量

竹料污水厂二期扩建后雨季设计规模6万m3/d污水+6万m3/d初雨。

3.3 设计进出水水质及去除率

结合国内外案例，特别是广州市中心城区已建类似工程的设计和运行水质，考虑节省用地和节约投资，按照雨水一级强化工艺进行进、出水水质的设计，确定竹料污水厂扩建工程初雨处理进、出水水质指标，详见表1。

上述出水指标与《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》中提到的“非重点控制流域……，采用一级强化处理工艺时，执行三级标准”基本相符（CODcr≤120mg/L，BOD5≤60mg/L，SS≤50mg/L，TP≤5mg/L）。

3.4 处理工艺选择

根据《广州市初雨处理厂污染物排放标准研究》（2014年3月），推荐采用如微砂循环沉淀池、高效沉淀池等一级强化工艺作为广州市各初雨处理厂主体处理工艺。

综上所述，竹料厂初雨处理工艺采用加强预处理工艺，处理工艺流程如下所示：

初雨→粗格栅提升泵房→细格栅及旋流沉砂池→高效沉淀池→外排

3.5 构筑物设计

3.5.1 粗格栅提升泵房

一期原有构筑物已满足扩建后雨季规模要求，二期扩建仅考虑增加一套粗格栅机，格栅机设计参数为：三索式格栅机：B=1000mm，b=20mm，功率N=3.0kW，1套。

现状在预留泵位处已安装水泵，现状设计规模达到12万m3/d（雨季），二期扩建无需加泵。

3.5.2 细格栅及旋流沉砂池

（1）设计参数。细格栅及旋流沉砂池按雨季最大设计流量Qmax=6万m3/d=0.69m3/s设计。格栅清污机栅条间距b=6.0mm，B=1000mm，栅前水深0.80米，功率3.0KW，过栅流速0.6-0.80m/s，过栅最大阻力损失0.3m。

（2）构筑物设计。细格栅及旋流沉砂池包括配水竖井，进水渠、沉砂池出水竖井。细格栅设计选用回转格栅清污机2台，安装倾角75°，每台格栅前均设有方形闸板，可使每台格栅单独工作及维修，细格栅截留栅渣量按0.1m3/103·m3污水，计为12m3/d。在细格栅进水竖井内设超越溢流管道。栅渣由螺旋输送机经栅渣斗送至细格栅间底部栅渣箱内，定期外运至厂外卫生填埋。

3.5.3 高效沉淀池

高效沉淀池是采用泥渣循环方式及斜管沉淀的一种高效沉淀池。其工艺机理为：通过回流泥渣，在絮凝区与来水充分混合，使絮凝区具有均匀繁多的细小泥渣悬浮物，这些细小泥渣悬浮物作为絮核，促使絮体形成更加快速和密实，从而提高了絮体进入沉淀区后的沉降速度，在处理水量一定的条件下，沉淀系统的容积就可大大减少，其体积要远小于二沉池，而且处理效果更佳。

高效沉淀池主要由混合区、絮凝区、整流区、沉淀区、污泥浓缩区及泥渣循环与排放系统组成。

（1）设计参数。

设计规模为Qmax=6万吨/天=0.69m3/s。

混凝池：

最小停留时间：7.29min；Al2（SO4）3（Al2O3含量7.5%）投加量：55 mg/L。

絮凝池：

最小停留时间：2.26min；PAM投加量：1 mg/L。

高效沉淀池：

沉淀池直径：11 m；总水深：7.0 m；排泥浓度：10 g/L；排干泥量：114t/d。

（2）加药量。

Al2（SO4）3（Al2O3含量7.5%）：按最大投加量55mg/L投加。

PAM：按最大投加量1mg/l计算，按配置成0.1%浓度的水溶液后投加。

4 结束语

根据广州市初雨的特点，特别是广州市中心城区已建初雨处理设施的设计和运行水质，确定初雨处理水质目标。同时结合竹料污水处理厂现状用地，考虑节省用地和节约投资，初雨处理工艺采用一级强化预处理工艺，即初雨经过粗格栅提升泵房后进入细格栅及旋流沉砂池，并经过高效沉淀池进一步处理，达到初雨水质处理目标后排放。

参考文献

[1]Lee JH.Bang K W，Ketchum LH.et al First flush analysis of urban stom runoff [J].Science of the Total Environment，2002：163-175.

[2]Sansalone J J. Cristina C M. First flush concepts for suspended and dissolved solids in small in pervious watersheds[J].Journal of Environmental Engineering ASCE，2004，130（11）：1301-1314.

[3]杨华仙，陈键，黄慎勇.高密度沉淀池处理合流污水的工艺设计[J].中国给水排水，2012，6（12）：59-62.

[4]区锐成，陈晓添.高效沉淀池在合流污水处理中的运用实践[J].净水技术，2013，32（S）：4-6.

[5]赵忠富，黄慎勇，潘南全，等.广州沥 污水厂二期工程的设计及运行[J].西南给排水，2013，35（2）：1-6.