北方A市临时污水处理设施运行效果分析及策略_吕金羽.pdf

NORTHERN ARCHITECTURE收稿日期：2022-04-04基金项目：吉林建筑大学国家级大学生创新创业训练计划项目（S202110191096）作者简介：吕金羽（2002），女，吉林省集安市人，研究方向：海绵城市、污水处理。1工程概况北方寒区某临时污水处理设施位于 A 市南部，主要处理工艺采用超磁混凝分离折点加氯技术，其原理是在水体中投加磁种和混凝剂，使悬浮物、胶体物质、藻类、磷等形成可作用于磁场的微絮颗粒，然后通过磁力将其从水体中分离，工艺上具有流程北方 A 市临时污水处理设施运行效果分析及策略吕金羽1，姜博2，李思文3，谢添4，冯霞1，李鑫喆1（1：吉林建筑大学市政与环境工程学院，吉林长春130118；2：吉林省建筑科学研究设计院（吉林省建筑工程质量检测中心），吉林长春130011；3：东北师范大学环境学院，吉林长春130117；4：吉林中源建筑市政工程设计有限公司，吉林长春130000）摘要：近年来，我国大部分城市都在进行雨污分流改造，在改造过程中临时污水处理设施的使用能够很好降低溢流污染和面源污染对环境水体造成的影响，本文通过分析北方寒区A市临时污水处理设施进水量、药品投加量、污染指标去除效果和运行成本随季节性的运行效果变化规律，对临时污水处理设施冬季设备的运行与管理提出完善管理制度、入冬前设备检修、巡视管理和水质监测等合理化策略建议，为其他地区临时污水处理设施的冬季运行提供参考。关键词：临时污水处理设施；冬季运行；溢流控制；管理优化中图分类号：X79文献标识码：A文章编号：2096-2118（2023）01-0058-05Analysis and Strategies of Operation Effect of Temporary SewageTreatment Facilities in Northern A CityLYU Jinyu1，JIANG Bo2，LI Siwen3，XIE Tian4，FENG Xia1，LI Xinzhe1（1：School of Municipal&Environmental Engineering，Jilin Jianzhu University，Changchun Jilin130118，China；2：Jilin Research and Design Institute of Building Science（Jilin Province Construction Engineering Quality Test Center）Changchun Jilin130011，China；3：School of Environment，Northeast Normal University，Changchun Jilin130117，China；4：Jilin Zhongyuan Construction Municipal Engineering Design Co.，Ltd.，Changchun Jilin130000，China）Abstract：In recent years，most cities in China have been carrying out the transformation of rainwater and sewagediversion，the use of temporary sewage treatment facilities during the renovation process can well reduce the impact of overflow pollution and non-point source pollution on environmental water bodies.In this paper，by analyzing the changing laws of water inflow，drug dosage，pollution index removal effect and operating cost of temporarysewage treatment facilities in A City of the northern cold region with seasonal operating effects，for the operationand management of winter equipment in temporary sewage treatment facilities，put forward reasonable strategiessuch as improve the management system，equipment maintenance before winter，inspection management and waterquality monitoring，etc.It provides a reference for the winter operation of temporary sewage treatment facilities inother regions.Keywords：temporary sewage treatment facility；winter operation；overflow control；management optimization北方建筑节能与环保第 8 卷第 1 期 2023 年 2 月58NORTHERN ARCHITECTURE图 1临时污水处理设施工艺流程图图 2进水量随月份的变化情况短、占地少、投资少、运行费用低等优势。设计处理规模 6104t/d，主要用于处理西南汇水区主干管末端溢流污水。2临时污水处理设施工艺流程临时污水处理设施的工艺流程如图 1 所示，主要由粗格栅、细格栅、混合池和超磁分离单元组成。粗、细格栅主要用于去除进水中的杂物和悬浮物等大颗粒杂质；在进入超磁分离单元前，污水在混合池内与投加的 PAC，PAM 和磁粉充分混合，从而更好保证在超磁分离单元将污染指标进行有效去除，产生的污泥等沉淀经污泥脱水机脱水后运送至污泥处置厂处理；超磁分离单元后添加 NaClO 投加单元，采用折点加氯的方式进一步去除尾水中的 NH3-N，满足政府关于 NH3-N 超低排放的总体要求。3季节变化对临时污水处理设施运行的影响3.1季节变化对进水量的影响临时污水处理设施的进水量主要受溢流污水量的影响，并与降水量息息相关。而溢流量和降水量对于北方寒区而言，受季节性的影响相对较大。临时污水处理设施的处理负荷大小也直接影响处理效果。研究选取了具有代表性的 2019 年份数据进行分析，进水量随月份的变化情况如图 2 所示。北方寒区属温带大陆性气候，四季分明，3 月份5 月份为春季，依此类推。该设施设计规模为 6万 t/d，在实际运行过程中，年度日均处理水量为2.85 万 t，长期维持低负荷运行。进水量随季节变化明显，总体呈现先升高后降低的趋势。春、夏、秋、冬四季进水量分别占全年总进水量的 18%，39%，30%和 13%。日均进水最低月份出现在冬季 1 月份，为0.79 万 t，日均进水量最高月份出现在夏季 8 月份，为 4.6 万 t。春季温度适中，取暖和淋浴较少，夏季炎热用水量增加，与春季相比增加了 21%，秋季开始减少，进入冬季后用水量为 4 个季节当中最低。通过上述分析可知，临时污水处理设施污水处理负荷偏低，进水量各季节内相对稳定，但随季节性变化明显，主要原因受北方气候条件和居民生活习惯的影响较大。3.2季节变化对药品投加量的影响临时污水处理设施药品投加量的多少直接影响整体设施的运行效果和成本。对于药品投加量变化的影响因素很多，如处理水量的多少、水质情况等，且以上因素都与气候变化息息相关。表 1 统计了一年内临时污水处理设施各月的药品日平均投加情况。从以上数据分析得出，从全年看，PAC 夏、秋季节投加总量占到了全年的 69%，春季和冬季分别占15%和 16%；与进水量的变化情况基本一致，处理量增加，药品消耗增加。PAM 投加量各季节相对日投加量较为均衡，但冬季仍为最低，为全年总量的月份PACPAM磁粉1100.05.0100.02875.053.8125.03494.053.8103.44367.524.4112.55951.647.9294.761 152.240.4305.671 506.045.0212.981 457.135.8238.191 693.346.3329.2101 328.141.9279.7111 188.341.0296.712930.632.3232.4表 1临时污水处理设施药品日平均投加量kgNaClO 投加单元PAC 投加单元PAM 投加单元磁粉投加单元污泥脱水机污泥处置厂溢流污水超磁分离出水排放混合池细格栅粗格栅70 00060 00050 00040 00030 00020 00010 0000日平均进水量/t1 月2 月3 月4月5月6月7月8月9月 10月11月 12月冬13%春18%秋30%夏39%第1期吕金羽，等：北方A市临时污水处理设施运行效果分析及策略59NORTHERN ARCHITECTURE图 3污染物去除率随月份的变化曲线19%，日均投加量 30.37 kg，与其余季节相比，每日少投加约 10 kg，虽然 PAM 整体投加量较少，但单价较高，因此合理的优化药品投加对于成本控制具有重要意义。磁粉的投加量与以上两者相似，均随季节性呈现特定变化，春、夏、秋、冬四季的投加量分别占全年总量的 19%，29%，35%和 17%，临时污水处理设施采用超磁工艺，磁粉可回收使用，整体消耗量不大，具有一定优势。3.3季节变化对污染指标去除效果的影响水质排放值是考察污水处理设备处理能力和效果的重要指标。研究对临时污水处理设备的常规检测指标进行了监测和分析，COD，NH3-N，TP 和 SS的去除率随月份的变化情况如图 3 所示。从图 3 中可以看出，COD，TP 和 SS 的去除率随月份的变化较为平稳，常年均能维持在一定范围内，但冬季污染物的总体去除情况仍明显低于其他季节，其主要原因为季节性变化导致的温度改变。冬季温度较低，在水处理过程中低温对污泥的沉降性能、有机物去除率及脱氮除磷效果均会产生负面影响，因此造成了不同季节平均去除率的差异。NH3-N 的去除率在 4 月份后开始增长，主要原因为项目前期 NH3-N 并未作为主要的去除指标，后期为了执行市政府关于 NH3-N 超低排放的总体要求，又新增了 NaClO 投加单元，采用折点加氯的方式进一步去除尾水 NH3-N 指标。通过对临时污水处理设备的出水指标监测，得到了较为可靠的实际运行数据见表 2。由表 3 可知，从全年的污染物监测平均数据指标可以看到，作为临时污水处理设施，各项污染物处理效果较为理想，与现行的 城市污水处理厂污染物排放标准 对比，该设施出水 COD 值满足二级标准，NH3-N 满足一级 A 标准，TP 和 SS 满足一级 B标准。临时污水处理设施的处理效果受季节影响，COD 在冬季的去除率低于其他季节近 10%，NH3-N低于近 36%，TP 和 SS 相对较为平稳，但去除率仍分别降低 6.5%和 4.7%。虽然通过对临时污水处理设施受纳水体下游控制断面的监测数据调研得出，全年水质指标均能满足要求，但在临时污水处理设施运行的过程中需要考虑季节变化的影响，从而全面提高临时污水处理设施的各项出水指标，降低受纳河流水体控制断面水质可能超标的风险。3.4季节变化对运行成本的影响分析临时污水处理设施的费用主要包含建设费用和运行费用 2 个方面。目前对于污水处理项目逐渐由政府管理下放到总包方或第三方运营企业。但更重要的在于以良好的运营改善水质环境，才能实现建设的真正意义。但近年来随着能源、物资、人工等月份COD 去除率 NH3-N 去除率TP 去除率SS 去除率10.590.170.84