含工业废水的城市污水处理厂设计进水水质探讨

来源:/ 编辑:余氯检测仪 时间:2019-07-31

  摘要:文章针对城市污水处理厂进水中含的工业污水量占总的污水量的比值很大的情况,由于缺乏实测数据,拟采用人均当量法、类比法进行分析,以确定出最终的设计进水水质。

  关键词:城市污水处理厂;工业废水;进水水质;污水量;人均当量法;类比法 文献标识码:A

  1 概述

  在污水处理厂的设计过程中,设计进水水质的确定对污水处理厂的设计具有决定性意义,往往决定着城市污水处理厂的工艺流程的选择和工程的投资、运行费用等。水质指标浓度值设计过大会造成浪费,浓度值设计过小则不能满足处理要求。现在已建成的大部分城市污水处理厂实际进水水质与预测结果存在较大差异,严重影响了城市污水处理厂的运行和管理。因此,在设计中有必要对污水处理厂类似污水水质的历史数据进行整理以及充分进行实地考察进行多方面分析,力求参数合理,为即将建设的污水处理厂的工艺选择提供设计和决策的有力依据。

  2 泸州市某污水处理厂工程设计实例

  泸州市某污水处理厂工程的纳污范围为高坝组团和安宁-石洞组团(除鱼塘南部外),排水体制采用雨、污分流制,设计规模近期5万吨/d,远期20万吨/d。本服务范围内工业用地约占总建设用地的44%~45%,工业用地和工业用水量较大。因此,泸州市某污水处理厂进水中含的工业污水量占总的污水量的比值为70%。

  2.1 进水水质

  污水处理厂进水污染物浓度的高低决定污水处理工艺流程的选择,与污水厂的基建投资和运行费用密切相关。然而,污水厂进水水质又与居民生活水平、生活用水量、工业用水量以及污水收集方式等关联,要准确预测污水厂建成后服务期内的水质,难度较大。实际工作中对新建工程往往根据人均当量法、实测法和类比法进行城市污水水质论证,而对扩建、改建和迁建工程,则需重点结合前期工程实际进水水质(即实测法)进行论证。由于泸州市某污水处理厂的服务范围基本属于新城区,该污水处理厂属于新建污水厂,由于缺乏实测数据,拟主要采用人均当量法、类比法进行分析,以确定出最终的进水水质。

  2.1.1 人均当量法水质。

  第一,生活污水水质。我国《室外排水设计规范》2014版第3.4.1条建议,城市污水的设计水质,在无资料时,生活污水污染物定额一般按25~50gBOD5/(人?d)、40~65gSS/(人?d)、5~11gTN/(人?d)、0.7~1.4gTP/(人?d)计算。

  泸州市中心城区最高日综合用水量550L/(人?d),综合生活用水量250L/(人?d),根据生活污水污染物定额,则相应的城市生活污水水质见表1:

  表1 当量法生活污水水质(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS

  设计值 131~262 262~524 209~340

  污染物名称 TN TP NH4+-N

  设计值 26.2~57.6 3.7~7.3 21~46.1

  注:CODCr按典型城市生活污水(见表1)中中低浓度BOD5:CODCr=0.5推算;氨氮按中低浓度NH4+-N:TN=0.8推算。

  表2 污水排入城镇下水道水质标准

  序号 控制项目名称 单位 A等级 B等级 C等级

  1 水温 ℃ 35 35 35

  2 色度 倍 50 70 60

  3 悬浮物 mg/L 400 400 300

  4 pH值 6.5~9.5 6.5~9.5 6.5~9.5

  5 BOD5 mg/L 350 350 150

  6 CODcr mg/L 500(800) 500(800) 300

  7 NH4-N mg/L 45 45 25

  8 T-N mg/L 70 70 45

  9 T-P mg/L 8 8 5

  注:括号内的数据为污水处理厂新建或改、扩建,且BOD5/CODcr>0.4时控制指标的最高允许值。

  第二,工业污水水质。污水排入城镇下水道水质标准:本工程服务范围内的安宁-石洞组团和高坝组团位于泸州市中心城区的北部以区域物流中心和临港产业为主,规划区内工业用地约占总建设用地的44%~45%,工业用水量是居民生活用水量的200%以上。根据《泸州市城市总体规划(2010~2030年)》和《泸州市城市排水专项规划》,安宁-石洞组团和高坝组团的工业污水量占总的污水量的比值为70%。工业废水排放须达到《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)的相关要求。

  《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)规定:(1)下水道末端污水处理厂采用再生处理时,排入城镇下水道的污水水质应符合A等级标准的规定;(2)下水道末端污水处理厂采用二级处理时,排入城镇下水道的污水水质应符合B等级标准的规定;(3)下水道末端污水处理厂采用一级处理时,排入城镇下水道的污水水质应符合C等级标准的规定;(4)下水道末端无污水处理设施时,排入城镇下水道的污水水质不得低于C等级的要求,应根据污水的最终去向,实行国家现行污水排放标准。

  由于泸州市某污水处理厂出水要考虑再生水处理,因此工业废水排放应符合A等级标准。

  目前入驻企业废水排放标准:根据泸州市龙马潭区环保局提供的安宁-石洞组团和高坝组团目前入驻企业情况,本工程服务范围内企业主要包括化工、机械、白酒、食品等,大小企业约42个。

  根据资料,2012年服务范围内已统计的企业的污水排放量约为2.6万m3/d。企业废水主要实行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准、《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB 27631-2011)、《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457-92)。其废水量占比分别为96.2%、3.1%、0.7%。   《污水综合排放标准》(GB8978-1996):根据泸州市环保局的要求,企业废水排放需实行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准,但考虑到本工程建设统一的二级污水处理厂,因此排放标准按排入二级污水处理厂实行三级标准考虑,具体见表3:

  表3 污水综合排放标准(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 300 500 400 - - 25

  《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB 27631-2011):按排入二级污水处理厂实行间接排放标准考虑,具体见表4:

  表4 发酵酒精和白酒工业水污染排放标准(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 80 400 140 50 3.0 30

  《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457-92):按排入二级污水处理厂实行三级标准考虑,具体见表5:

  表5 肉类加工工业水污染排放标准(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 300 500 400 - - 40

  第三,污水厂进水水质。按排入城镇下水道水质标准确定:企业产生的工业废水按排入城镇下水道水质标准考虑,并根据安宁-石洞组团和高坝组团的工业废水量占总的污水量的比值为70%。由此进行加权平均,预测的污水厂进水水质见表6:

  表6 污水厂进水水质(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 267~303 599~671 321~357 53.4~62 6.3~7.3 35.4~42.3

  按目前入驻企业废水排放标准确定:根据目前入驻三种类型企业废水排放标准考虑(加权平均),并根据安宁-石洞组团和高坝组团的工业污水量占总的污水量的比值为70%。由此进行加权平均,预测的污水厂进水水质见表7:

  表7 污水厂进水水质(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 243~282 418~496 334~373 32.4~41.8 3.2~4.3 23.3~30.9

  2.1.2 类比法水质。类比法即是根据类似城市或类似污水厂(如同为城市污水或工业废水)测评项目水质。

  本设计选取了成都市高新西区、某工业园区污水厂的设计进水水质进行类比分析。

  第一,成都市高新西区污水处理厂设计进水水质。成都市高新西区污水处理厂位于成都市西北近郊郫县境内,污水处理厂设计总规模为4万m3/d,其中近期工程2万m3/d。2003年9月建成的高新西区污水处理厂运行至今,运行状况良好,设计进水水质见表8:

  表8 高新西区污水处理厂设计进水水质(单位:mg/L)

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 200 400 200 35 4 25

  第二,成都市某工业园区污水处理厂。成都市某工业园区污水处理厂设计总规模为12万m3/d,其中一期工程4万m3/d。由于是工业园区污水厂,工业废水所占的比例约为60%。该工业园区污水处理厂一期工程建成投产以来处理效果良好,其设计进水水质见表9:

  表9 一期工程设计进水水质

  污染物名称 BOD5 CODCr SS TN TP NH4+-N

  设计值 250 500 350 38 5.1 25

  第三,我国其他地区类似的污水处理厂设计进水水质。

  2.2 水质确定

  根据上述两类方法得出的水质情况,可以看出,当服务范围内的工业用水量较大时,污水处理厂的进水水质明显高于城市生活污水处理厂的水质,其污水属中高浓度污水。因此,结合城市建设现状和发展方向,以实际情况为基准,综合确定泸州市某污水厂设计进水水质。其各项指标如表10所示。

  3 结语

  针对城市污水处理厂进水中含的工业污水量占总的污水量的比值很大的情况,为保证拟建污水处理厂能够达到预定效果,节省基建投资及常年运行费用,必须保证排入本系统的工业废水按国家规定标准排放,加强污染源治理,超标项目在厂内预处理,达标后方可排入城市下水道。在此前提下,采用人均当量法、类比法进行分析并综合各方面资料、参考已建成污水处理厂近年来实际进水状况拟确定污水处理厂的进水水质。

  参考文献

  [1] 陈刚新,念东,等.污水处理厂进水水质及负荷变化的调查研究[A].第四届中国城镇水务发展国家研讨会暨中国城镇供水排水协会2009年年会论文集[C].2009.

  [2] 上海市建设和交通委员会.室外排水设计规范(GB50014-2014)[S].北京:中国计划出版社,2014.

  [3] 罗婷,梁佳斌.污水处理厂设计中进、出水水质参数的确定[J].天津建设科技,2006,(增刊).

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