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储罐对泵站溢流污染的实际控制效果|英雄联盟全民竞猜
时间:2020-12-01 来源:英雄联盟全民竞猜 浏览量 30823 次
本文摘要:在此期间,虽然COD和SS的浓度有所下降,但与污水处理厂的进水并不十分吻合,这说明此时储罐的进水不一定几乎是该地区的生活污水,也受到管道内沉积物的影响。据计算,在洪水试验后的一个月内,COD约80t,SS约46t比每天多转移,相当于相邻污水处理厂每月减少16%,对减少入河污染很有帮助。

初期雨水

以上海市F排水系统储罐为研究对象,考察储罐对泵站溢流污染的实际控制效果。夏季试验和新闻发布后试验分两个阶段进行,研究蓄水池水质和水量的变化,分析其运行效率低的根本原因。在实验分析的基础上,明确提出了溢流污染控制、白粪水管理和蓄水池优化运行的思路和对策。初期雨水储罐的建设是解决泵站溢流污染的重要手段之一。

为了改善水环境,上海已经建成并投入使用了10多个初期雨水储罐。在上海新补充灌溉专业规划中,明确提出了中心城区分流制和合流制排水系统的5 mm和11 mm初期雨水分流参数。但是在实际操作中,我们经常会听到存储池体积略小、有限的指责。因此,本文自由选择分流制排水系统(F系统)的初期雨水储槽,并于2017年夏季和汛期后进行两次试验,研究现有初期雨水储槽运行中不存在的实际问题,在此基础上进一步发挥蓄水措施的作用,并针对雨季城市排水管网(泵站)溢流污染提出明确的改善措施。

1.F排水系统及其储罐F系统的服务面积约为6.82 km2。系统中的污水分为相邻的污水处理厂,另一部分由泵站中的污水分洪泵输送到污水一级联合输送管道,并泵送到其他污水处理厂。2004年,F泵站改建工程立项,随后建成规模为12 500 m3的初期雨水储罐。建成后,F泵站配备6台雨水泵,单机容量为3.84 m3/s,2台污水分洪泵,单机容量为0.33 m3/s,2台放空泵,单机容量为0.42 m3/s,储存在储罐内。

在日常运行中,泵站经常使用1~2台污水分洪泵,污水输送能力约为30000 m3/d,如遇降雨,在污水泵运行的同时打开蓄水池。当蓄水池满了,集水井水位达到批准水位时,启动雨水泵,通过降雨将河水排出。

当降雨事件结束,一级汇流主管道检查完毕后,开启储罐放空泵,进行放空作业,期间可维持一台污水分洪泵。当年国内没有储罐的设计规范,所以用德国废水协会的标准“ATV Arbeitsblatt A 128 1992”来确认和计算F储罐的容积。根据分洪的雨水量,相当于分洪初期的3 mm雨水,更类似于目前“分洪系统5 mm”的技术参数,这也是选择F储罐进行试验的原因之一。2.实验研究方法2.1试验时间和周期第一阶段为夏季试验,天气预报倒计时到高温的日子自由选择,但实践中没有再下雨,F泵站不进行泄流运行。

由于这是第一次,夏季实验或多或少具有探索性,每月实施周期为3天。第二阶段是洪水后试验,在天气较好的10月份自由选择,试验期为一个月。试验前9天,再次间歇性降雨,但降雨强度不大。

F泵站只是在试验第一天继续进行了短时间的敲河作业,降雨总体上没有给试验带来实质性的影响。2.2试验步骤在试验开始之前,应完全疏通f储罐。

每次测试时,存储池通常每隔24 h打开一次,存储池的存储时间约为15分钟。设计试验时,在F泵站进水主管与F系统的交界处设置8个检查井水位观测点,分别为:位于主管上的A、B、C点;D2点与B点和E1点相连 在洪水后试验中,由于每个点的水位测量和采样工作量太大,受现场交通条件的限制,在观测点安装了水位分析仪,动态读取数据。

取样将根据存储池进行调整。存储池在季节储存后,对池内水样进行测试,然后进行排空操作,每天重复一次,稍后完成测试。

两次试验完成后,对调节池和储水池进行疏浚,并对疏浚淤泥进行取样和检验。3.测试结果分析3.1水位分析3.1.1夏季测试表明,A、B、C、D2、E1五点的水位不会随着F储罐的满储而呈圆形U型变化。

以A、B、C为例(见图2),10-15分钟水位变化特别显著。而位于近端的三个点D、E、D1,则完全没有变化。由此可以初步判断F储罐夹住主进水管的总长约为1200m;直到C点结束;蓄水池的运行只起到为附近管网收集水的作用。3.1.2洪水后试验在夏季试验的基础上,在洪水试验后水位再次发生显著变化的5个点安装水位分析仪,从A点的例子可以看出(见图3): 与夏季试验一样,A点的水位不会随着从取水到蓄满的过程而实时变化,在存水后短时间内完全恢复,这种变化引起的水位差约为1m;管道内水位往往过长、过低,不受前期降雨影响。

储罐

试验第16天,泵站重新开启进水闸门,管道内水位也较低,但整体保持在“正常水位”,并没有随着储罐倒计时运行而再次显著上升;在试验最后20天晴天的情况下,C点和A点的平均水位在井盖以下1.9~1.8 m。经计算,主管道内总有残管流量,每天出现一个小高峰。这些情况说明F系统来水量充足,上个月蓄水池运行对管网水位没有影响。从日波动规律来看,生活污水影响显著,管网混排现象严重。

3.2水质分析3.2.1夏季试验期间,D、E、D1三点水质总体稳定,水位变化不大,其中E点水质浓度很低,D、D1点的水质与同时期污水处理厂的水质较为相似。其他零点,位于系统边界的E1点,也是类似的。

水位完全稳定后,COD、SS、TP的快速增长往往发生在这一点上。据现场观察人员介绍,这里的管道内水质浑浊发臭,即使水位略有下降,也能看到粪便物从相邻管道冲进来,根据分析应该是来自相邻合流系统的污水。

更引人注目的是A、B、C、D2、E1五点的水质变化。以A和C为例(见图4),COD和SS在进水15 min的过程中,随着水位的突然下降,呈现突然上升的趋势,而氨氮相对稳定。

同时,储罐内水质一般是一样的,COD和SS都超过了最后一天的最大值,而氨氮一般比较稳定。从监测结果来看,似乎指向了泥沙的影响,蓄水塘的疏浚试验结果也与此观点不符。沉积物灰分84.9%,溶解物15.1%,以无机物为主。

指出储罐在储水过程中,储罐中的金属产生污水,并在管道中混入大量泥沙。3.2.2洪水后试验洪水后试验的水质监测对象为储罐进水,与同期污水处理厂进水水质进行对比。

结果见图5。在一个月的倒计时运行中,化学需氧量和悬浮物的浓度波动不大。从实验开始到第四天,化学需氧量和悬浮物往往出现第一个峰值,然后是gr 据分析,由于试验前期降雨的再次出现,可以指出COD和SS的第一个峰值是生活污水、雨水和沉积物共同影响的结果,而之后频繁出现的峰值则是由于每天大量输送的“静水深流”将管道中的沉积物带入储罐。

在此期间,虽然COD和SS的浓度有所下降,但与污水处理厂的进水并不十分吻合,这说明此时储罐的进水不一定几乎是该地区的生活污水,也受到管道内沉积物的影响。一般来说,在蓄水初期,水质更容易受到沉积物的影响。实验表明,即使经过一个月的倒计时操作,这种影响仍然是不可避免的。

3.3试验结论根据两次试验的结果,其可行性可以得出如下结论:(1)试验结果表明,储罐一次运行只能在小范围内发挥作用,即使运行倒计时一个月,泵站进水总管水位也不能降低。换句话说,即使储罐按比例缩小30倍,也不能保证“收集整个系统中的初始雨水”的功能能够建立,因此储罐被拒绝收集所有的雨水。

(2)管道泥沙的影响相当大。一旦储罐建成,就会有一个“蓄水池”和一个“垃圾桶”,里面装着大量的沉淀污水。这种客观存在使得蓄水池即使在很小的集水范围内也无法接收实际的初期雨水。可想而知,泵敲河时,在强泵的作用下,不会将雨水和污水排入河中。

(3)F系统没有丰富的来水,水量变化与生活污水相似,但水质不是很简单。此外,F系统与周围合流系统和污水处理厂管道没有连接,进一步制约了储罐功能的充分发挥。(4)两次测试都没有缺点。

比如管道水位的监测,特别是洪水后的测试,可以延伸到系统的“腹地”和边界,更全面细致地观察来水情况;在周边厂站的运营中,意味着“维护”或者过于教条。如果能同步,测试结果可能对以后的完整操作更有帮助。4.思路与对策4.1在溢流污染的控制上,不可能缺少管道的疏通,也不可能保证“初期雨水污染”不等于排水管道和泵站的“雨天溢流污染”,所以不能简单认定为河流污染的主要原因。混合污水、初期雨水和与之混合的沉积物,通过雨水泵站向河流排放,是影响中心城区河流污染的最重要因素。

目前对于白粪水的管理,被告知“问题出在水,根在岸”,于是大规模整治沿海排污口,不堵污水直排口,实施污水分洪工程,开展雨污混输管道调查。这些作品都是合适的。但在政府部门公布的河流综合治理方案中,在分析河流白粪成因、管理思路和重大工作决策方面,在排水管道方面,特别强调雨污混排改造、截污治污等工程措施,却没有提及确保管道的堤防疏浚。但本次试验指出,管道内不存在大量分布广泛且不均匀的泥沙,影响较大且不规则,难以确定,这也从一个侧面提出了为什么泵站总是排放“黑水”。

雨天治理排水管网和泵站的溢流污染,就是盯紧初期雨水,完全依靠调节池和蓄水池的建设,肯定会事半功倍。建议高度重视并不断加强管道疏浚工作,这是一项成本相对较低、效益较好的河流综合治理措施 为了构建一次调蓄雨水的前提条件,这样的进水方式应该是管道收集的雨水按坡度逆势流入调蓄池,尤其是当进水主管基本处于低水位甚至类似于空管的情况下。

但现实中泄洪的势能必须转换成动能才能将管网中的水钳制住,而这个系统末端所谓的动能是极其有限的。作者指出,在有条件的地区,特别是在大型排水系统中,有必要论证在小区域内设置多个蓄水池的可行性,以满足整个系统对初期雨水收集的拒绝。即使要结合泵站建设,也可以考虑强制进水的方式,让管道附近的水尽快一起移动。

同时需要注意的是,上海的地下水位比较低,旱季管道会有水是必然的。一方面需要在枯水期保持管道内的低水位;另一方面,在储罐的设计中,不可能简单地将计算的初始雨水量与储罐的建造规模等同起来。实际上,F泵站的正常水位在1.3~1.6 m左右,每次蓄水箱进水,泵站的集水井短时间内都会再次发生。即使在晴天,上海雨水泵站集水井的水位也被进水管广泛覆盖,因此在设计和建造蓄水池时不应考虑响应。

4.3溢流污染的控制除了储罐的建设,多维度的思考也是必要的。对于一个晴天水这么丰富的排水系统,某种程度上来说,建造一个大型的储罐是不可能解决溢流污染问题的。原设计还强调区域管线应完全由分流系统改造,系统的合流管和雨水管应在系统边界堵塞。

初期雨水

作者指出,拒绝原设计当然是正确的。但是泵站的分洪泵和相邻污水处理厂每天长时间一起运行,仍然无法维持雨水集箱的低水位。这种情况是否说明原来核算的排污量没有遗漏?还是区域污水的快速增长远超原先的预测?建议今后在储罐设计前期进行全面检查,以确定污水确定。

另外,作者还有一个不成熟的想法。可能对于单个系统来说,与外围系统的缝合需要“减轻”系统中存储池的负担。但是单纯切断系统之间的通信是否会带来新的问题,如何解决问题,就不应该考虑了。

无论在设计上还是实际操作中,只分流、切断、截留污染、规范储存都是过分的。还需要查明管道是否有渗水,积极进行补漏堵漏措施,加大渗水量,使引水系统需要在枯水期修建低水位,使调蓄池真正发挥作用。4.4必须进一步研究和优化运行方案,在一定程度上提高储罐的功能。

根据检测,F泵站日常运行时的COD和SS浓度明显高于储罐建成时的进水。虽然储罐在放空时必须给定一台分洪泵的容量,水量没有太大差异,但由于污染物浓度高,实际转移到合流主管道并最终进入污水处理厂的污染物总量较高。据计算,在洪水试验后的一个月内,COD约80 t,SS约46 t比每天多转移,相当于相邻污水处理厂每月减少16%,对减少入河污染很有帮助。这提醒了我们,可以改变当前存储池的运行模式吗?作者指出,对现有储罐应进行全面的总结和分析,并对储罐的运行进行优化 只有在客观科学的基础上采取措施,才能构建雨季溢流污染管理的本质。

原文有删节。原标题:《调蓄池功能提高试验研究与改良对策》,周华著,2018年《自来水灌溉》期共5期。


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