市政污水处理厂事故水池设计策略

2022-04-30李楠

中国建筑金属结构 2022年3期

关键词：水池容积处理厂

李楠

0 引言

保障市政污水处理厂的稳定运行，不仅需要保障污水处理系统的稳定性，还需要提升运营管理者的工作水平，以契合和提升市政污水处理厂事故水池的设计和应用效果。由此可见，针对市政污水处理厂事故水池的设计策略进行分析具有重要意义。

1 事故水池设计难点

1.1 水量较大

在通常情况下，工矿企业排放污水的总量较少，所以建设一个容量较大的事故水池，即能够储存至少半个月或数百天的污水，而从市政污水处理厂的角度来看，污水日处理量通常在万吨以上，即使需要建设的是仅储存一天污水的事故水池，其容积也需要实现万吨级，但是对这一类型的事故水池进行建设，既不经济，也不切实际。

1.2 截流难度大

对于工矿企业来说，如果因为企业内部的污水处理系统失效而导致排放事故的发生，只需要立即暂停生产，即可停止污水排放，将污染源有效切断，从而避免污染继续蔓延，同时事故水池并不需要承受持续的进水压力，也就能够有效控制事故的发生和蔓延。但是对于市政污水处理厂来说，因为其收纳的污水来自多个企业以及众多的城市居民，所以厂内一旦有突发性运行事故发生，不可能立即将污水来源切断，事故难以得到有效控制，也就极易引起环境污染的持续加剧。

1.3 分流难度大

为了对污染事故进行更加有效的控制，或是更加合理地开展污水处理工作，建议采用“分流”的形式设计和建设污水处理系统，不同的污水通过不同的分流管路进入到系统之中，单独收集和处理具有高环境风险的污水，之后再将其纳入综合性的污水处理系统之中，且一旦出现高毒性、高浓度和极端pH 的污水导致环境事故发生，只要将此类型的废水及时切断，即能够对应急事故进行快速、有效且经济的控制，从而有效降低环境污染。并且，从实际情况来看，以上类型的废水量通常不大，也就不需要容积过大的水池，同时，“分流”形式在大型工矿企业之中的应用效果良好，而将其应用于市政污水处理厂，其需要与城市管网系统进行配套，城市管网系统则具有大面积铺设的特点，若是在其中应用分流管路，并对高风险废水进行单独收集和处理，不仅管理难度较大，而且所需成本较高，整体上来看可行性极低。

2 市政污水处理厂事故水池设计

2.1 应急内容分析

从实际上来看，近几年我国大型污水处理厂中出现的不同类型的排放污染事故，主要由应急事件未得到及时有效处理所导致，所以，为了对市政污水处理厂突发事故引起的水污染进行有效遏制，市政污水处理厂的事故水池设计工作需要对应急预案系统进行充分考虑。在应急体系之中，事故水池的作用在于对可能导致污水处理系统受到不良影响的污水进行暂存，并且在污水最高日最高时阶段，可对水量进行调节，并从污水源头处开始针对超标现象实施严格的控制，以避免发生环境事故。一般，市政污水处理厂需要处理的污水，其源头为两个类型，“城市生活污水”和“工业废水”。

2.2 应急响应措施

（1）开启污水处理厂污水提升泵房—提升泵出水管旁路阀门，使污水能够直接进入到事故水池。（2）通过电话告知工业废水泵站以及城市污水泵站，根据水位情况采取停顿措施，或是尽量减少泵运行数量，利用泵池容积进行一定程度的调节。（3）通过电话告知用水量大户、毒性废水用户以及污染物总量大户一类的重点应急对象立即减少或停止对污水进行排放，以能够将毒性、污染及水力负荷降低，从而可以尽可能有效提升污染源控制水平。（4）逐渐减少污水处理厂中的进水之后，即能够借助缓冲时空，明确污水处理系统整体情况，并及时对系统进行调整，使污水排放水质能够与排放标准相符，接着则应采用事故水池单独强化处理的方式，将事故水池逐步排空，以能够为后续的应急工作提供基础。（5）如果缓冲过程中存在时间不足、空间不足的情况，可能导致水池满溢现象出现，因此，需要关闭进水旁路，并单独进行强化处理，但是进水方面仍处于正常状态。

经过以上过程，事故水池已经完成了对于毒性最大、浓度最高的污水的接纳，在其出现满溢情况时，污水的水量最低，浓度也最低，能够对系统产生的冲击程度最小，也就能够实现出水的优化。

2.3 容积设计

以公式（1）（2）为依据，科学计算市政污水处理厂中事故水池应该具有的容积，同时为了尽可能降低环境风险，需要对两个部分的水量进行控制，第一部分是在应急响应时间范围之内的排放水量，第二部分则是位于主干管污染程度严重区域内的存留废水。

对公式（2）进行解析，在将要建设的水池之中，V表示容积的有效部分（m），但是在实际上还需要对保护高度进行考虑，通常将保护高度取为0.5～1.0m；t 为直接选取的应急时间（h）。

3 设计实例

3.1 污水处理厂概况

长春市某经济技术开发区的市政污水处理厂的一期提升及二期扩建工程，设计总规模5万m/d（提标2.5万m/d，扩建2.5万m/d），需要处理的污水主要来自开发区的企业所排放的污水。为降低进出污水对污水处理厂对污水处理系统的冲击负荷，保证出水稳定达标，新建事故池，对污水处理厂的原水进行储存。

3.2 设计、运行参数设定

依据污水厂处理厂现状总平面图及预留地情况，新建事故池一座，池长60m、池宽35m；有效水深6m；事故池南北方向朝集水槽按照1%抹坡，集水槽从西至东、从北向南按照1%抹坡。

运行参数：污水处理厂需制定详细的巡检计划进行定期巡检，当发现污水处理厂出现异常（进水水质指标超高或生化池细菌异常死亡等），需打开事故池进行临时储存。

（1）如图1 所示，当污水处理厂无特殊情况时，污水处理厂正常运行，按照工况一进行运行，即关闭FM1、FM2，FM3 正常开启。

图1 污水处理厂在不同情况下的运行状态

（2）当污水处理厂出现异常时，按工况二进行运行，关闭FM1、FM3，开启FM2，污水自提升泵房进入事故池，当污水处理厂进水水量为设计运行水量的60%～90%时，按照工况三进行运行，即开启FM1、FM3，关闭FM2，事故池污水以208m/h 的流量重新进入粗格栅间,与外来污水进行混合，使混合水浓度不高于污水处理厂设计进水指标，经提升后进入污水处理系统;智能喷射器按照要求运行（设备淹没状态下进行曝气搅拌防止沉淀，排空时冲刷池底板），当事故池排空后，关闭FM1，污水处理厂重新按照工况一正常运行。

3.3 水池设计

事故水池的设计停留时间为4h，事故水池的有效容积为11 500m，平面尺寸60.0m×31.9m，取整后为60.0m×35.0m，停留时间为4.38h，事故水池的有效容积为12 600m，事故水池高度为6.5m，其中超高0.5m。水池为半地下式的钢筋混凝土构造矩形池体。池中设置的主要设备包括双法兰电动调节阀DN800 P=1.0MPa N=3KW 一个，双法兰手动蝶阀DN800 P=1.0MPa 一个，双法兰限位伸缩节DN800 P=1.0MPa 一个，智能喷射器 N=15KW 服务半径 25m 3 套，流量计 DN800 一个（与电动调节阀配合使用）。