城市污水处理厂进水量变化系数与栅渣量调查分析

城市污水处理厂进水量变化系数与栅渣量调查分析张日霞1王社平1,2张兴兴3(1西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;2西安市市政设计研究院,西安710068;3西安市第三污水处理厂,西安710077)摘要通过对西安市第三污水处理厂实际进水量的调查研究分析,得到了污水处理厂实际进水量变化系数;实际监测了污水处理厂粗格栅、细格栅的截留栅渣量以及曝气沉砂池的浮油脂和沉砂量与处理水量之间的关系,其结果可供类似城市污水处理厂设计时参考。关键词城市污水处理厂变化系数栅渣量浮油脂沉砂量0概况城市污水处理厂的设计水量确定是污水处理厂处理工艺合理设计的重要参数之一,由于影响污水量变化的因素很多,因此,一般污水处理厂的设计流量与实际进水流量均有一定差距。通常,设计人员是依据《室外排水设计规范》(GB50014—2006)给出的总变化系数Kz值来确定计算流量。但不同区域人们有不同的生活习惯,其污水量相差比较大,尤其是当污水处理厂所服务的用户发生变化、工业企业产业调整或用户的用水量标准变化,都会影响污水流量的变化。如果有历史统计资料,可以通过统计分析计算出污水量的变化系数,但实际中往往缺乏或不重视这方面的资料积累,结果造成污水处理厂建成后水量达不到设计规模或构筑物设计不能满足要求[1]。本文通过对西安市第三污水处理厂一年来的实测水量数据统计分析,得到了该厂污水量的时变化系数Kh、日变化系数Kd和总变化系数Kz,并对粗格栅、细格栅和曝气沉砂池的拦截栅渣量、浮油脂量和沉砂量进行实测统计,为今后类似地区污水处理厂的设计提供可参考的数据。1西安市第三污水处理厂进水量变化系数统计分析西安市第三污水处理厂一期工程处理规模为10万m3/d;污水深度处理规模为5万m3/d。主要承担西安市东郊浐河两岸及纺织城地区25km2范围内的生活污水及工业废水处理任务。该厂采用奥贝尔氧化沟+紫外线消毒工艺,污泥处理采用机械浓缩+离心机脱水。2006年10月底建成运行以来,运行稳定,能够承受水量和水质冲击负荷,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准。1.1进水量变化曲线图1为该厂2007年6～12月进水量变化曲线。由图1可知,该污水处理厂进水量变化幅度较大,调查期间除个别天人为调整进水量外,进水量在5.2万～10.56万m3/d变化。7～9月进水量变化较大,而10～12月内进水量相对稳定。自运行以来,污水处理厂每月平均日进水量如图2所示。从图2可以看出,2007年全年月平均日进水量为6.83万m3/d。5～8月进水量的变化幅度比较大,其中5月平均日进水量最低,仅为5.2万m3/d,12月平均日进水量最高,达到了8.85万m3/d。从整体来看,随着污水处理厂服务区管网的配套完善,进水量呈上升的趋势。从10月以后,进水量基本趋于稳定,已接近10万m3/d的设计值。1.2进水量变化系数分析从以上调查统计结果可以计算得出该污水处理厂的时变化系数Kh、日变化系数Kd和总变化系数Kz,其中Kh=51704400=1.18,Kd=10560068254=1.55,Kz=KdKh=1.83。因此,第三污水处理厂进水水量总变化系数Kz=1.83,大于原设计值Kz=1.30和《室外排水设计规范》推荐使用的经验参数。分析原因可能是污水处理厂服务区存在个别合流制管道,从7、8、9三个月进水量变化较大可以看出,雨季时有雨水进入污水管道,加之夏季人们用水量增加,导致了污水处理厂进水量变化较大。因此,污水处理厂设计时要结合污水管网建设体制,采用适当的水量总变化系数,确定合理的构筑物计算水量。2粗、细格栅截留栅渣量调查统计通常,设计人员在计算栅渣量时,按式(1)进行计算[2]。W=QmaxW1×86400Kz×1000(1)式中W———每日栅渣量,m3/d;W1———栅渣量,m3/103m3污水,取0.1～0.01,粗格栅取小值,细格栅取大值。因此,本文以西安市第三污水处理厂粗、细格栅运行的实测数据,研究分析粗、细格栅截留栅渣量的合理取值,为污水处理厂格栅的栅渣量取值提供参考数据。2.1粗格栅截留栅渣量粗格栅截留栅渣量的统计结果见图3。由图3可见栅渣量基本在0.02～0.05m3/103m3污水的范围内变化,平均为0.03m3/103m3污水,接近《给水排水设计手册》(第5册)推荐的下限值[3]。图3粗格栅截留栅渣量调查统计曲线2.2细格栅截留栅渣量细格栅截留栅渣量的统计结果见图4。由图4可见栅渣量除个别超出了0.10m3/103m3污水外,绝大多数在0.05～0.10m3/103m3污水之间,平均为0.07m3/103m3污水。调查结果表明细格栅截留的栅渣量接近《给水排水设计手册》(第5册)推荐的上限值[3]。图4细格栅截留栅渣量调查统计曲线由上述对栅渣量的调查统计可知:粗格栅的平均截留栅渣量为0.03m3/103m3污水,细格栅的平均截留栅渣量为0.07m3/103m3污水,基本在《给水排水设计手册》(第5册)推荐取值范围之内,但粗格栅的平均截留栅渣量接近下限值,细格栅的平均截留栅渣量接近上限值。3曝气沉砂池浮油脂量和沉砂量统计分析3.1浮油脂量曝气沉砂池在曝气的作用下,浮油脂类物质会上浮到撇油脂区的表面,通过桥式刮砂机刮入浮油脂井后运走。图5所示为2007年6～12月曝气沉砂池的浮油脂量实际调查统计结果。图5曝气沉砂池浮油脂量调查统计曲线图5可以看出曝气池的浮油脂量保持在0.09～0.20m3/103m3污水,与栅渣量相比较其变化幅度大,平均值为0.12m3/103m3污水。《给水排水设计手册》(第5册)和《室外排水设计规范》中没有给出相应的推荐取值范围,本次调查结果可供类似污水处理厂设计时参考。3.2沉砂量实际运行中,曝气沉砂池中的砂是通过吸刮泵抽送至砂水分离机,经砂水分离后,砂子进入集砂斗。图6所示为2007年6～12月曝气沉砂池的沉砂量实际调查统计结果。由图6可知,曝气沉砂池的沉砂量在0.02～0.05m3/103m3污水变化,平均值为0.03m3/103m3污水。调查结果表明曝气沉砂池的沉砂量接近《给水排水设计手册》(第5册)和图6曝气沉砂池沉砂量调查统计曲线《室外排水设计规范》中的推荐取值。4结论(1)西安市第三污水处理厂进水污水量的时变化系数Kh、日变化系数Kd和总变化系数Kz分别为1.18、1.55和1.83,其总变化系数Kz大于原设计值Kz=1.30和《室外排水设计规范》推荐使用的经验参数。因此,建议污水处理厂设计时要结合污水管网建设体制情况,采用适当的水量总变化系数,确定合理的构筑物计算水量。(2)通过对污水处理厂粗、细格栅截留栅渣量的实测数据分析,结果表明粗格栅的截留栅渣量基本在0.02～0.05m3/103m3污水,平均0.03m3/103m3污水,接近《给水排水设计手册》(第5册)推荐的下限值;细格栅的截留栅渣量在0.05～0.10m3/103m3污水,平均0.07m3/103m3污水,接近《给水排水设计手册》(第5册)推荐的上限值。(3)通过对污水处理厂曝气沉砂池的浮油脂量和沉砂量的调查分析,得到浮油脂量在0.09～0.20m3/103m3污水,平均值为0.12m3/103m3污水。这在我国《给水排水设计手册》(第5册)和《室外排水设计规范》中没有给出相应的推荐取值范围,本次调查结果可作为设计手册和规范修编时参考。曝气沉砂池的沉砂量在0.02～0.05m3/103m3污水变化,平均值为0.03m3/103m3污水,与《给水排水设计手册》(第5册)和《室外排水设计规范》中的推荐取值基本一致。参考文献1严煦世,刘遂庆.给水排水管网系统.北京:中国建筑工业出版社,20072张自杰,林荣忱.排水工程(下册).第4版.北京:中国建筑工业出版社,20003张中和,杭世珺,李艺,等.《给水排水设计手册5》.第2版.北京:中国建筑工业出版社,2004