1工程概況

工程概況黃孝河為武漢市城市內(nèi)河（上游為暗涵，下游為明渠），承擔著漢口東部51.4km2城區(qū)的雨、污水排放任務，服務人口110萬人；其中京廣鐵路以南地區(qū)為合流區(qū)（即上游暗涵段），面積約為18.4km2，雨水經(jīng)黃孝河暗涵排入黃孝河明渠，合流制排水系統(tǒng)的旱季污水通過在暗涵出口處設置鋼壩閘攔截，經(jīng)污水泵站提升至污水處理廠進行處理。但雨季時，由于大量雨水的匯入，導致合流制污水量遠超污水處理廠的處理規(guī)模，進而在黃孝河明渠起端發(fā)生合流制溢流（CSO）污染。武漢市黃孝河CSO強化處理設施旨在解決黃孝河明渠雨季的CSO污染問題，將雨季污水處理廠消納不了的CSO污水接入CSO在線強化處理設施，通過調(diào)蓄池來調(diào)節(jié)CSO來水量與強化處理設施處理規(guī)模的不平衡。具體工程方案如圖1所示。

黃孝河CSO強化處理設施位于武漢市江岸區(qū)黃孝河明渠與張公堤交匯處西南側(cè)，緊鄰后湖泵站。工程建設規(guī)模6m3/s，間歇運行，污水處理工藝為細格柵、曝氣沉砂池、高效沉淀池、精密過濾設備、紫外消毒池；污泥經(jīng)高效沉淀濃縮后進入帶式濃縮脫水一體機，減量后外運。全廠采用離子除臭工藝對產(chǎn)臭單體的臭氣進行處理，并進行了屋頂花園等立體的高標準綠化設計，環(huán)境友好。黃孝河CSO強化處理設施建成后的效果如圖2所示。

2設計進設計進、、出水水質(zhì)出水水質(zhì)CSO強化處理設施處理對象主要為合流制排水系統(tǒng)產(chǎn)生的溢流污水即CSO污水，是以城市污水為本底，混有因降水而產(chǎn)生的徑流污染，及因沖刷作用而攜帶的管道底泥，因為CSO污水的特點很大程度上取決于降水情況，所以其污染具有非連續(xù)性、暴發(fā)性、隨機性的特點。CSO水質(zhì)隨城市降雨特性、居民生活習慣、城市氣候、空氣污染程度以及道路清洗頻率等屬地性因素不同而不同，根據(jù)國內(nèi)外合流制排水系統(tǒng)溢流污水水質(zhì)情況，同時參考同一流域內(nèi)的三金潭污水處理廠進水水質(zhì)，結(jié)合城市規(guī)劃功能，經(jīng)綜合分析后確定了黃孝河CSO強化處理設施的設計進、出水水質(zhì)。TSS是CSO污染物中一個非常關(guān)鍵的指標，的研究也得出徑流污染中TSS和COD具有較高污染性，國內(nèi)外相關(guān)研究也得出了一致的結(jié)論。有研究表明，TSS與COD、氨氮等水質(zhì)指標線性相關(guān)性及指數(shù)相關(guān)性良好，這可能是因為非溶解態(tài)的污染物存在于TSS中，所以TSS可以較好地指征CSO污水的污染特性。以此為基礎，并結(jié)合受納水體的環(huán)境容量及環(huán)評的具體要求，將TSS和TP作為CSO強化處理設施的出水水質(zhì)控制指標，即TSS≤10mg/L，TP≤1mg/L。CSO污水中含有大量的致病微生物，其隨水體傳播會嚴重威脅城市居民的身體健康，參考國外CSO均進行消毒處理的工程經(jīng)驗，本項目對CSO污水進行消毒后排放，出水執(zhí)行糞大腸菌群數(shù)≤1000個/L。

3處理工藝處理工藝

3.1污水處理工藝考慮CSO污水水質(zhì)、水量波動范圍大及非連續(xù)性產(chǎn)生的特點，選擇了抗沖擊負荷能力強、間歇運行、啟動迅速、表面水力負荷高、占地面積小、去除效率高、出水效果穩(wěn)定、易于操作、維護簡單的高效沉淀池作為污水的核心處理工藝。高效沉淀池是以回流污泥作為絮凝核心對絮凝過程進行強化的一級強化處理工藝，具有優(yōu)化的絮凝機制、帶有斜管的澄清濃縮池、污泥循環(huán)澄清三個核心優(yōu)勢。其產(chǎn)水量高，污泥濃縮同步完成，外排污泥濃度高（20～40g/L），可節(jié)省污泥后續(xù)處理的投資及運行費用。此外，污泥的回流促進了反應池中的混凝和絮凝反應，且回流污泥中含有一些藥劑成分，回流至絮凝區(qū)后，延長了藥劑和水的絮凝接觸時間，使其可以再次得到利用，進一步減少藥劑的投加量，可比常規(guī)混凝沉淀工藝節(jié)省藥劑10%～20%。出水采用紫外消毒系統(tǒng)。具體工藝流程見圖3。

3.2污泥處理工藝本工程產(chǎn)生的污泥主要為高效沉淀池濃縮區(qū)的剩余污泥，以無機質(zhì)污泥為主，性質(zhì)類似于初次沉淀池污泥，比阻及壓縮系數(shù)小，宜采用壓濾脫水。根據(jù)CSO的污染特點及污水處理工藝，結(jié)合污泥的處置要求，充分考慮運行費用、維護難度、投資、噪聲、運行穩(wěn)定性等因素，本工程采用帶式濃縮脫水一體機，將污泥脫水至含水率80%后外運。

3.3除臭工藝結(jié)合本工程間歇運行的特點，選用運行維護簡單、占地面積小的離子除臭工藝。其除臭原理：在電場作用下，離子發(fā)生器產(chǎn)生大量的帶電高能顆粒，它與空氣中的氧分子進行碰撞形成正、負氧離子，正氧離子具有很強的氧化性及吸附性，能在極短的時間內(nèi)氧化、分解甲硫醇、氨、硫化氫、VOC等，最終生成二氧化碳、水等穩(wěn)定無害的小分子，達到除臭的目的；同時負氧離子依靠自身極性對污染氣體中的細微顆粒和懸浮物進行吸附，從而實現(xiàn)凈化空氣的目的；此外，氧離子能破壞空氣中細菌的生存環(huán)境，起到有效的消毒和殺菌作用。

4主要處理構(gòu)筑物設計主要處理構(gòu)筑物設計本項目工程內(nèi)容：建設進水分配井及儀表間、細格柵及曝氣沉砂池、高效沉淀池、精密過濾設備間、紫外消毒池、廠區(qū)污水泵坑、污泥脫水車間、加藥間、離子除臭系統(tǒng)、變配電間、機修、倉庫、車庫、管理樓等，具體布置見圖4。

4.1細格柵及曝氣沉砂池細格柵間與曝氣沉砂池合建，平面尺寸為63.05m×46.60m，處理規(guī)模6m3/s，共3座，單座設計流量2m3/s；細格柵柵條間隙5mm，每座細格柵間采用3道平行的過水渠（2用1備），每道放置1臺回轉(zhuǎn)孔板格柵，每道細格柵前各設閘門1臺，作檢修和切換用。曝氣沉砂池每座分2格，單格設計流量1m3/s。單格尺寸為45m×4.4m×3.0m，單格有效容積594m3。水平流速0.076m/s，水力停留時間9.9min，采用機械排砂，每座沉砂池設水平排砂螺桿裝置2套；配2臺砂泵，互為備用。

4.2高效沉淀池設高效沉淀池1座，混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面采用屋頂綠化形式，總平面尺寸為120m×40.7m，處理規(guī)模6m3/s，分為6格，單格設計流量1m3/s。每格高效沉淀池由2個混凝池、1個機械絮凝池、1個水力絮凝區(qū)、1個沉淀-濃縮池組成，其中混凝池有效容積為2×64m3，混合時間為128s；機械絮凝池有效容積為380m3，GT值為26600；沉淀-濃縮池直徑17m，斜管面積為180m2，斜管區(qū)上升流速為20m/h，污泥循環(huán)率為3%。考慮到本廠為間歇運行模式，存在每次運行時初期產(chǎn)水不達標的情況，特別設有將不達標出水回流至起端的自循環(huán)系統(tǒng)，直至出水渠監(jiān)測指標合格后，再出水至下游單體，確保出水實時達標。

4.3精密過濾設備間精密過濾設備間1座，混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面采用屋頂綠化形式，總平面尺寸為38.8m×25.5m，處理規(guī)模6m3/s，分為3組，單組設計流量2m3/s。每組裝有6臺精密過濾器，單臺設備規(guī)模為1250m3/h，安全系數(shù)1.3，過濾效率≥50%。

4.4紫外消毒池設紫外消毒池1座，地下式，總平面尺寸為21.4m×13.4m，處理規(guī)模6m3/s，分為6組，單組設計流量1m3/s，每組160根燈管，每根燈管320W，中間設有溢流渠。

4.5加藥間加藥間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為31.4m×9.4m，為高效沉淀池提供混凝劑PAC及絮凝劑PAM。混凝劑采用液態(tài)堿式氯化鋁（10%Al2O3計），以商品原液計，投加量為60~150mg/L；絮凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM），投加量為0.5~1.0mg/L，投加濃度0.2%。為保證混凝及絮凝效果，提高藥劑利用率，藥劑在高效沉淀池投加點處經(jīng)在線稀釋后再投加。

4.6污泥脫水車間污泥脫水車間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面采用屋頂綠化形式，平面尺寸為43.3m×13m，設儲泥池一座，分兩格，每格平面尺寸為7m×7m。進泥主要為高效沉淀池化學污泥，含水率約98%，選用帶式濃縮脫水一體機，設4臺，單臺處理量為80m3/h，設備進行封閉除臭。共設4套污泥料倉系統(tǒng)，單套有效容積100m3。

4.7除臭系統(tǒng)設計采用離子除臭工藝。收集進水分配井、細格柵及曝氣沉砂池、高效沉淀池、儲泥池及污泥脫水車間產(chǎn)生的臭氣，然后通過臭氣收集系統(tǒng)集中送入離子除臭裝置，臭氣在離子除臭裝置內(nèi)進行分解、氧化等反應，使臭氣中的氨、硫化氫、甲硫醇和甲烷等惡臭污染物質(zhì)有效分解，處理后的氣體通過外排風機達標排放。本工程總除臭風量為70000m3/h，采用2套除臭設備，單套處理能力為35000m3/h，功率46kW。

5工程設計特點工程設計特點黃孝河CSO強化處理設施處理CSO污水的噸水電費為0.045元/m3，噸水藥劑費用為0.22元/m3。工程設計具有以下特點：

①處理設施分組設計合理，單組可獨立或聯(lián)合運行，且具備進配水均勻設計的考量，能夠有效應對來水量的不同工況。

②采用以泥渣為循環(huán)介質(zhì)的普通高效沉淀池作為污水核心處理構(gòu)筑物，具有產(chǎn)水量高、污泥濃縮同步完成、節(jié)約用地、抗沖擊負荷能力強、節(jié)省藥劑、處理效果好等優(yōu)勢。

③為滿足高效沉淀池快速啟動、出水達標的現(xiàn)實需要，特別設計了從高效沉淀池出水渠回流至其起端進水渠的自循環(huán)系統(tǒng)，確保出水實時達標。

④充分考慮間歇運行、設施維護的需求，全廠單體均設置了放空檢修系統(tǒng)。

6結(jié)語結(jié)語武漢市黃孝河合流制溢流強化處理設施用于處理雨季時發(fā)生在黃孝河明渠起端的合流制溢流污水，采用細格柵、曝氣沉砂池、高效沉淀池、精密過濾設備、紫外消毒等物化為主的污水處理工藝，其工程設計經(jīng)驗值得借鑒。

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