江都截污导流调度方案

南水北调东线第一期工程江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司乙级设计证书编号A132005416二○一〇年八月江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司11工程概述1.1概述1.1.1工程概述江都隶属于扬州市，位于江苏省中部，长江下游北岸，京杭大运河东侧，里下河西南部边缘。目前南水北调东线一期工程江都境内有两条输水干线。一条是从长江三江营、沿芒稻河引水，通过江都水利枢纽、高水河向北送入大运河，也是我省目前江水北调的输水线路，由于水环境受到保护，江都城区污水对该条输水线路影响较小，现状水质较好；另一条是通过泰州高港枢纽从长江引水，沿泰州引江河、新通扬运河、三阳河、潼河经宝应站送入大运河。该条输水线路由于受穿江都主城区而过的新、老通扬运河水质的影响，水质呈恶化趋势。为充分体现“先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水”的原则，按照《南水北调东线工程治污规划》、《南水北调东线工程江苏段控制单元治污实施方案》的安排，江都市共有两项截污导流工程，即江都市污水处理工程和江都市污水处理厂尾水输送工程。江都市污水处理一期工程规模为4万吨/日，2003年4月份奠基开工，已于2009年2月建设完成，目前已投产运行，污水处理厂二期工程设计规模为8万吨/日；另一项工程即为本工程，本工程的目的为将污水处理厂尾水通过压力管道输送至长江，避免尾水直接进入南水北调输水主干河道。江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司21.2江都城区排污现状和治污规划1.2.1污水收集处理情况江都市清源污水处理厂一期工程已于2009年建成投入运行。为保证南水北调东线工程输水水质，江都市在进行城市截污管网布设时，按照城市排水体系，优先进行了进行了北区、中区以及部分南区的干管埋设，同时通过不断完善支管的铺设率，以提高整个管网的收集率，减少排入输水干河的污水量，确保新通扬运河治污单元控制目标的实现。由于资金问题，干管铺设率相对较低，因而江都市清源污水处理厂尚未达到设计处理规模，目前污水处理厂平均处理污水1.99万吨/日。尚有2.9万吨/日污水未经收集处理，该部分污水产于西区及部分北区，直接排入金湾河及新、老通扬运河。1.2.2城市治污规划1、截污导流工程根据《江都市污水工程专项规划》，老城区排水系统要改造，改造通过建造一条截留总干管，同时在干管与截留总干管交接处设置溢流井，并在总干管末端新建污水处理厂，晴天时污水送至污水厂处理后再排入水体，雨天时当污水与雨水的混合水道量超过一定数量时，其超过的水量通过溢流井直接排入水体，截流总干管将留下的混合水量送到污水厂；新区新建排水系统，采用雨污分流制，到2010年底在新区全部实行雨污分流制，老城区由合流制改为分流制。⑴管网布设截污管网根据排水分区布设。按中区、西区、北区和南区四个江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司3排水区进行布设。中区：污水截留干管沿玉带河两岸、老通扬运河南岸。新通扬运河北岸布置，在城区东部跨过老通扬运河，汇入北岸的污水截面干管，进入污水处理厂统一处理。西区：规划污水截留干管沿道路布置，在东北部跨过高水河，汇入老通扬运河南岸的污水截留干管。北区：规划污水截留干管沿龙桥河西岸、老通扬运河北岸布置，向东汇入污水处理厂。南区：规划污水截留干管沿新通扬运河南岸、通江河西岸、灰粪港两岸布置，跨过新、老通扬运河，汇入污水处理厂统一处理。⑵污水处理厂设置江都市污水处理厂建于老通扬运河北岸、小涵河西岸的上黄庄，一期工程处理规模4万吨/日，该工程已完成，现已投产运行。近期进行原址扩建，处理规模8万吨/日，2020年终期规模达16万吨/日。污水处理厂采用二级生化处理交替式氧化沟工艺。经污水处理厂处理后，尾水中的污染物排放量设计值分别为：COD为60mg/L、BOD5为20mg/L，SS为20mg/L，NH3+—N为15mg/L、TP为0.5mg/L。⑶尾水排放在本工程实施前，污水处理厂尾水就近排入老通扬运河；本工程投入运行后，尾水通过压力管道输送入江。1.3调度方案概述截污导流工程是南水北调工程的重要组成部分，工程的运行调江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司4度要服从、服务于调水的需要，本次编制的运行调度方案的目的即为明确工程调度原则，细化调度细节，将工程的建设功用最大化，确保干线水质，确保区域水环境，确保工程自身安全。1.4江都市截污导流工程任务和规模国务院批复的《南水北调东线工程治污规划》中，提出治污工程与调水工程同步建设，并适当超前，通过建立“治、截、导、用、整”五位一体的污水治理体系，实现2007年东线一期工程输水干线水质全线达到地表水Ⅲ类水质标准的目标。为此，东线治污工程规划了清水廊道工程、用水保障工程及水质改善工程三大工程，其中清水廊道工程以输水主干渠沿线污水零排入为目标。通过建设城市污水处理厂、工业结构调整、工业综合治理、流域治理以及截污导流工程等项目，形成清水输送廊道。通过实施清水廓道工程，降低水中污染物的含量，最大限度地减少排入清水廊道的污染总量。本工程作为南水北调截污导流工程内容之一，主要任务将江都污水处理厂尾水输送至长江，降低排入新通扬运河、三阳河等南水北调输水干河水中污染物的含量，避免由于突发污染事件造成输水干线上形成污染带，保证送水水质。同时改善江都城区水质，提高人居环境，保证经济持续发展。本工程暂按日处理4万吨规模设计。共铺设总干管累计长23.72km(包括顶管备用管)，砼管长约17.47km，玻璃钢管4.80km，钢管1.45km。建提升泵站一座，设计流量Q=0.46m3/s，顶管6座，倒虹吸22座，穿堤出水口门1座。江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司51.5工程布置1、工程等级工程等级参照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），管道工程和提升泵站为3级；穿江堤顶管与主江堤同等级，为2级；穿路顶管不低于所在道路等级；倒虹吸不低于所在河道的工程级别。2、管线起始点布置管线起点位置以现有污水处理厂两根排水钢管终点为起点。出水口(管线终点)选在主江堤外双港（又名双江口），距三江营约3.2km，距泰州引江河口约11.5km。3、管道布置管道走向以污水处理厂出水池附近提升泵站为起点，北端基本沿500kv高压线向南，在京沪高速与宁通高速交叉点折向东南，沿江平线南侧和白塔河边布置，穿白塔河后沿备东河、窦桥港和主江堤北侧布置，于双港口穿主江堤入江。沿线共穿大小河道22条、穿主干道路7条、乡村道路19条。江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司62运行控制2.1调度原则江都截污导流工程功能相对比较单一，工程主要为江都污水处理厂的尾水输送服务，为点对点送水。调度原则主要有以下二个：1、本工程总的调度须服从南水北调主体工程的运行需要，主体工程需要时，本工程尾水就必须保证送出，必须保证尾水不进入南水北调输水干河。2、本工程输送水源全部来源于江都污水处理厂处理过的尾水，因此本工程的调度方案也依附于污水处理厂及管网收集系统的调度方案；2.2运行时间本工程运行时间大致可分为三个时期，即南水北调运行期、灌溉期和汛期，其时间划分大致如下：1、南水北调运行期：南水北调运行期主要在非汛期，即当年10月～次年5月。平水年（50％年型）调水天数约200天，偏旱年（75％年型，即南水北调东线第一期可研总报告专题报告选择的1977年典型年型）需调水天数约240天。2、灌溉期：江都灌溉期主要集中在两个时期，一个是水稻灌溉期，时间为当年的6～9月份，灌溉天数70～90天，用水量较大；另一个是小麦灌溉期，时间为当年的12月～次年的3月，灌溉天数20～40天，用水量较少。3、汛期：汛期主要为每年的6～9月。江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司72.3分期运行原则1、南水北调运行期：南水北调运行期主要在非汛期，即当年10月～次年5月。平水年调水天数约200天，偏旱年需调水天数约240天。据统计，非汛期江都平均下小雨天数为35～45天，下中雨天数为7～9天，下大雨1～3天，下暴雨0天。原则上在南水北调主体工程运行期，江都市污水处理厂的尾水均须通过本工程输送至长江。2、灌溉期：灌溉期一主要集中在6～9月份，用水量较大，同时该段时间为非调水期，在灌溉期如不发生洪水，正常年份是保水灌溉，甚至调水灌溉，此时考虑江都市污水处理厂污水处理标准为Ⅰ类B标准，尾水水质标准满足灌溉要求，在用水紧张的该段时间，尾水可直接用于当地灌溉，可不输送出去。灌溉期二主要集中在当年的12月～次年的3月，该段时间为主体工程运行期，此段时间灌溉用水量不大，用水基本能满足需求，区间水量能保证灌溉。这段时间尾水需全部输送出去，避免污染南水北调主干河。3、汛期：汛期主要为每年的6～9月。江都位于江苏省中部，长江下游北岸，里下河南部边缘，江都汛期排涝总体方向向南通过淮河入江水道进入长江。因此汛期排涝时，污水处理厂尾水可直接排入水体，并随洪水自流入江，此时本工程泵站不需运行，避免资源浪费。2.3关键节点控制本工程控制节点主要为污水处理厂出水池控制、尾水提升泵站进水江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司8池控制、沿线阀门井控制、主江堤等顶管控制等。2.3.1污水处理厂控制1、污水处理控制污水处理厂本身负有对水质控制的义务，经污水处理厂处理后的水质必须达到一级B排放标准，方可排放进入本工程提升泵站进水池，这是尾水提升的第一道水质监测关。2、控制水位根据《江都市污水处理厂工程可行性研究报告》，污水处理厂接触池(溢流出流)水位控制▽4.5m，确定进水池最高水位为▽4.5m，扣除接触池至进水池之间的管道损失0.5m，进水池最高水位为▽4.0m，设计水位▽3.5m，最低水位▽0.65m(提升泵站采用自动化控制系统，沉井内最低运行水位控制在▽0.65m，当低于该水位时自动停机。2.3.2尾水提升泵站控制1、尾水提升泵站布置站身采用钢筋砼矩形沉井结构。内壁平面尺寸净距11.5×5.6m，顶高程▽5.2m，底板面高程▽-0.7m。为使水流平顺，沉井内设导流墙，墙上预设透水方洞。为便于吊装检修，泵房内设3t的电动葫芦，采用14m长的20a工字钢与主梁固定。沉井内设五台泵，为便于以后改造需要，每台泵均采用Φ900闸阀单独控制，启门力为3T。泵轴线平面间距2.0m，水泵叶轮中心高程▽-0.25m；出水管为DN500钢管，中心高程▽3.0m，边侧四出水管与中心管间平面夹角为5о。出水口侧设工作井，井内采用微阻缓闭止回阀控制，出水管出流汇入DN1000预应力砼主干排水管接。江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司9站身进水侧采用两根DN1200钢管从污水处理厂沉淀池引水，管中心高程▽2.5m，中心间距3.6m。本工程水泵选用WQ400-27-45型潜水排污泵，合计五台（四用一备），单泵设计流量Q=500m3/h，扬程H=27m，转速n=980r/min，泵站装置效率取为η=70.0%，单机配套功率效率为45kW，五台电机中一台采用变频电机。2、控制水位污水处理厂接触池(溢流出流)水位控制▽4.5m，确定进水池最高水位为▽4.5m，扣除接触池至进水池之间的管道损失0.5m，进水池最高水位为▽4.0m，设计水位▽3.5m，最低水位▽0.65m(提升泵站采用自动化控制系统，沉井内最低运行水位控制在▽0.65m，当低于该水位时自动停机。3、提升泵站运行控制(1)运行前提条件在提升泵站内部布设一部在线式COD测定仪NF-COD001和在线式氨氮测定仪NF-AN076，进水池在满足水质监测指标的前提下方可开机。(2)开机顺序检查闸阀→打开液压闸阀→开机开机后，水泵正常运行按第2条控制水位运转。2.3.3出水口门控制1、出水口位置现状情况出水口为窦桥港，距三江营约3.2km，距泰州引江河约11.5km。江都市截污导流工程运行调度方案扬州市勘测设计研究院有限公司10窦桥港现为沿江地区一条排涝河道，由于缺少抽排动力，一般超过▽3.0m以