武汉市东沙水系分散污水应急处理技术

杨剑锋

摘  要：东沙水系服务范围内混接污水、地下水入渗水、施工基坑排水等多种来水，致使该区域晴天的来水量不仅大，而且水质很不稳定。如不及时抽排，辖区有渍水危险，持续高温晴热天气时水质还会恶化，直接排江，不符合长江大保护的理念，针对的矛盾，为解决水安全问题、改善水环境，综合考虑采用气浮+吸附过滤工艺，实现排放达到一级A标准后排放，既实现对箱涵来水削峰的目的，解决当前低洼地段的渍水问题，又可以削减排入长江的污染物总量，经济效益和社会效益突出。

关键词：东沙水系;长江大保护;分散式污水处理

中图分类号：X703         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）28-0140-03

Abstract： Dongsha Water System within the service range of mixed sewage， groundwater infiltration， construction foundation pit drainage and other water， resulting in a large amount of water coming from sunny days in this area， and the water quality is very unstable. If we do not pump and drain in time， the area will be in danger of waterlogging， and the water quality will deteriorate when the weather continues to be hot and sunny. The direct discharge of the river does not conform to the concept of great protection of the Yangtze River. In view of the contradictions， in order to solve the problem of water safety and improve the water environment， comprehensive consideration is given to the use of air floatation plus adsorption filtration process to realize the discharge after the discharge reaches the first class A standard， which can not only realize the purpose of cutting the peak of the box culvert， solve the waterlogging problem in the current low-lying areas， but also reduce the total amount of pollutants discharged into the Yangtze River. The economic and social benefits are outstanding.

Keywords： Dongsha Water System; Yangtze River protection; decentralized sewage treatment

1 背景介绍

东沙水系主要依靠新生路排水站和前进路排水站抽排入江，其中新生路排水站（总抽排能力为40.0m3/s）与前进路排水站（总抽排能力9.0m3/s）通过两根直径为2000mm的管道连接，水系呈连通状态。汇水范围内存在混接污水、地下水入渗水、施工基坑排水等多种来水，致使该区域晴天的来水量不仅大（约10万m3/天），而且水质很不稳定。汇水区域范围内的污水处理厂（二郎庙、沙湖污水处理厂）已满负荷运行，无法接纳更多的水量。排江泵站晴天不允许抽排，但实际来水量较大，如不抽排，汇水区域地势较低处有渍水风险，出现水安全问题;如排江泵站晴天抽排，入江水质较差，不符合排江水质要求，也不符合长江大保护的理念。同时规划中输水深隧及北湖污水处理厂尚未投入使用。

在上述基础设施尚未发挥作用的一段时间内，需要对上述污水进行临时应急处理。如不及时抽排，辖区有渍水危险，直接排江，不符合长江大保护的理念。

2 临时应急处理措施

为解决水安全问题、改善水环境，需要就地处理部分区域来水，使其达到《城市污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准后排放。通过对东沙水系详细调查，从取水量、取水点设置、排水通道等多方面进行分析比选，最终筛选可能满足要求场地。利用湖大附小西边、沙湖路北边一块闲置空地作为污水应急处理项目的实施地点。该处位于新生路水系最低点，箱涵底标高较低，能最大限度的满足取水量需求，另外使用该蓄水塘可有效缓解湖北大学湖大附小渍水问题。水塘面积约12100m2，水深约2.2-3m，平均水深2.5m，最大可蓄水量达30000m3。综合比较考虑采用气浮+吸附过滤工艺，对水系靠近湖北大学附近箱涵3万m3/天的来水进行污水应急处理后外排。出水达到一级A标准，暂时排入水塘蓄起来，再利用新生路排水站集中抽排出江。既可以实现对箱涵来的水削峰目的，解决当前低洼地段的渍水问题，又可以削减排入长江的污染物总量。

根据新生路及前進路排水站长期运行结果可知，新生路水系非雨天来水量约为每天10万m3左右，平均来水量约9.218万m3每天。应急措施设计处理量为3万吨每天，另外箱涵内还有蓄水量7万m3/天。由于新生路雨水排水站和污水排水站是相通的，新生路污水排水站设计规模为1.6m3/s，抽排污水至二廊庙污水处理厂。因此新生路污水排水站每天可抽排污水量约13.8万m3，大于箱涵内蓄水量7万m3/天，因此箱涵内储水可由新生路污水排水站抽至二廊庙污水处理厂。污水应急处理项目实施后，每天运行24小时，小时处理量为1250m3，可完全解决湖北大学湖大附小的渍水问题。

第三方检测机构于2018.07.09-2018.07.13日连续五天进行取样检测，湖北大学湖大附小旁箱涵内水质检测结果见表1。

进水质情况分析：

来水水质组成复杂，但各项水质指标不高，C：N：P营养比失调，处理的主要污染因子为有机物、氨氮、总磷、SS。为低浓度污染水，排放标准要求达到一级A标准，现有场地条件及实施周期采用生化法难度较大。工艺中主要去除因子为COD、SS、氨氮、总磷等，因此采用混凝沉淀（澄清）、气浮、过滤、膜分离等工艺均可达到目的，但混凝沉淀（澄清）工艺产生污泥含水率高，导致污泥量大，污泥处理费用高，占地面积较大，以1万m3/天的处理量计算占地约需200m2;过滤工艺目前较成熟，过滤类型较多，但需要反冲洗，耗水量约占处理水量0.3-5%，反冲洗水需要处理，直接排放也是一种污染;膜分离技术出水水质较好，但需要较严格的预处理工艺，膜需要定期更换，投资及运行成本高;气浮处理自动化程度高，占地面积小（以1万吨/天的处理量计算占地约75m2），浮渣含水率较低，浮渣量少;活性炭吸附出水水质好，占地少，但活性炭如果不能再生使用，成本较高。综合以上分析，选用气浮+吸附过滤组合工艺对水体进行净化，气浮可去除水体中的大部分SS，辅以加药等工序可去除氨氮、总磷、SS及部分悬浮性CODcr，气浮出水经吸附过滤可进一步去除来水中的SS、CODcr、色度及重金属，提高出水水质指标及感官。

气浮+吸附过滤工艺特点：

（1）占地面积少，占地面积约≤0.11m2/吨水，施工周期短，满足项目实施要求。

（2）出水水质稳定，进水满足设计时系统出水可稳定达到一级A排放标准。

（3）处理系统有一定的耐冲击负荷能力，当进水水质出现较大范围波动时，出水通过调节依然能达到设计要求。系统能较好的应对排水站这种来水不稳定的场所。

（4）系统产生的二次污染问题有完善的处理措施，操作管理方便。

设计水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，进水水质采用第三方检测均值，设计进出水水质指标如表2。

气浮+吸附过滤组合工艺流程图如图1所示。

工艺流程说明：污水经进水格栅过滤大块颗粒物后经取水泵提升进入絮凝反应系统，絮凝反应池出水进入气浮系统，通过加压溶气后将微小气泡释放进入水体，同时在进水中投加除磷剂，在气泡上浮过程中将水体中的SS及胶体等悬浮物携带至水面，通过刮渣机最终将污染物与水体进行分离，处理干净的水从气浮机底部进入吸附过滤系统，利用介质的吸附和过滤作用去除水中的污染物质，大幅降低COD等的含量，达到深度净化效果，出水进入水箱，在出水箱中投加次氯酸钠后出水达标排放或者回用。清水箱投加次氯酸钠既可满足出水消毒的要求，也可对水体中残留次氯酸钠进一步去除，使出水氨氮达标。过滤系统一部分清水当做反冲洗进水，对滤池定期进行反冲洗。气浮产生的浮渣主要为加药产生的无机污泥，经板框压滤机进行脱水干化至含水率低于60%时外运处理。板框滤液回流至厂区污水收集池处，再进入污水处理系统进行处理。

3 投资估算及成本分析

每天处理水量按30000m3考虑时投资估算，（单位：万元，本方案不含地质不良情况下的地基处理费及水塘清淤、岸线修复等费用）：

（1）A设备费（1105.06）+B构筑物及辅助材料费（394.57）+C场平及进场道路修整（65）+D通水费（1）+E外用电缆材料及安装（100）+运输费（（A+B+C+D+E）*2%）（22.1）+安装费（（A+B+C+D+E）*5%）（55.25）+设计费（25）+工程管理费（15）+工程招投标费（6）+勘察费（3）+项目咨询服务费（5）+专家咨询费（2）=1798.98万元。

经以上分析，当处理规模为3万m3/天时，出水水质达一级A标准时工程总投资约1798.98万元，折算成m3水投资为599.66元/m3。

（2）单位（元/m3）成本测算：人工费用（平均支出每人5500元/月*12月*10人）0.067+电费（电耗0.176kW·h/吨，电单价0.62元/kW·h）0.109+原材料费（包含PAC、PAM、脱氮剂等药剂）1.00+药剂费（PAC，投加量100mg/L，单价900元/吨）0.09+药剂费（PAM，投加量0.8mg/L，单价10500元/吨）0.0084+药剂费（投加量820mg/L，单价1100元/吨）0.902+浮渣（10.5吨*280元/吨）0.098+化验费（每天12个指标，平均每个指标成本50元，年运行时间330天计算）0.02+设备检修费（按设备投资2%计取）0.022+管理费（按工程投资的2%计取）0.036+税金（抵税后综合）0.187+系统折旧（设备总投资1105.06万元，按五年折旧;筑物及辅助材料394.57万按一年折旧，三通一平等一次性投资费用299.35万，按一年折旧摊销至水费;综合平摊吨水费用为0.923）0.923=2.462元/m3。

由以上分析可知综合水价为2.462元/m3，总体水处理费用单价处于经济合理范围。

4 结束语

采用气浮+吸附过滤工艺，当进水水质在设计范围内时，系统处理出水可稳定达到一级A排放标准。处理系统有很强的耐冲击负荷能力，当进水水质在10%范围内变化时，出水依然能达到设计要求。系统占地面积少，施工周期短，易于实施。系统无二次污染产生，操作管理方便。2018年10月，武汉市东沙水系分散污水处理应急措施3万m3/天的应急处理项目稳定运行，进出水水质均由第三方检测单位不定期不定时抽样检测，气浮出水水质COD、氨氮、总磷、总氮等指标均能达到设计要求，偶尔存在超标现象的为悬浮物SS和BOD5含量。在气浮出水经过吸附过滤后，可去除80%以上的SS，因此SS达标不成问题，由于BOD5大约60%左右是随悬浮物SS伴生的，因此在去除掉SS后，相应的BOD5也能去除50%左右，通过吸附过滤工艺后可确保出水达到设计要求，同时有效缓解了辖区范围内湖北大学等重要机构的渍水风险。

建议：挖掘现有污水处理厂潜能，尽可能多的处理不达标排水，彻底解决武昌区积玉桥段排江水系的水环境问题。同时应加大力度實施区域雨污分流系统改造，减少来水量;进行管网排查及施工工地管理，减少地下水渗入量及施工基坑排水量;实施节水工程，从源头上减少生活污水的排放总量。

参考文献：

[1]许伟，杨积德，张建荣，等.太湖流域农村生活污水处理技术比选研究——以东山镇为例[J].环境科技，2016，29（3）：45-48.

[2]刘作敏.城市污水处理技术存在问题及措施探讨[J].科技资讯，2017，15（16）：121，123.

[3]李培艳.循环经济下的陕北地区煤化工污水处理技术应用探讨[J].中国锰业，2018，36（1）：149-152.