现代城镇污水处理技术与管理.ppt
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1、现代城镇污水处理技术与管理,王洪臣中国人民大学环境学院二零一零年十二月于山东淄博,现代城镇污水处理技术与管理,(一)现代污水处理系统(二)雨污收集系统(三)污水处理系统(四)再生利用系统(五)污泥处理处置系统(六)减排核查工作,现代城镇污水处理技术与管理,(一)现代污水处理系统,雨污收集,污水处理,再生利用,污泥处理处置,居民企业降水,水环境,水资源,雨污收集系统:不完善、完好率低、效率低,污水处理系统:受重视、发展快、标准高,再生利用系统:规模小、水质差、发展慢,污泥处理处置系统:雷声大、雨点小、起步难,资源循环利用,现代城镇污水处理技术与管理,(一)现代污水处理系统,现代城镇污水处理技术与
2、管理,(二)雨污收集系统,处理初期雨水,不处理初期雨水,弱截留:大量雨污混合进入水体,强截留:污水厂设有大调蓄池,雨污基本不进入水体,排水体制,分流制,合流制,不应盲目强调“一刀切”式的雨污分流,降水量很小的地区,没有必要搞分流制,不经济,老城区改造困难,不宜强行分流,可加大截留倍数,发达地区进行新区开发时,可考虑合流制,全部截入污水厂进行调蓄处理,1.排水体制,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统,2.初期雨水的污染 与控制 污水变成新水,雨水变成了新污水,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统,1.初期雨水的污染,Why Not Sewer Separation?,Con
3、centrations above are the NJ Stormwater and NJ CSO concentrations used in the CARP Model,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统,初期雨水的污染与控制,POTW PCB Trackdown Experience Results to Date,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统,1.初期雨水的污染与控制,CSO and Stormwater Results,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统,1.初期雨水的污染与控制,Metropolitan Water Reclamatio
4、n District of Greater Chicago(MWRDGC),Tunnel and Reservoir Plan(TARP)Cost$3.4 billion Goal solve combined flooding and CSO problems,Planned TARP CSO Storage Volume,8,WQCS 04-26-07,70 MG,1.3 BG,1.6 BG,1.8 BG,2.55 BG,2.8 BG,7.6 BG,11.1 BG,14.6 BG,18.1 BG,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,
5、1972*,1975*,1980,1985/,1989/,1995,1998,2003/,2012,2013,2019,2023,Year,TARP Storage Volume(BG),*1972,-,Clean Water Act enacted.TARP,program adopted by MWRDGC.,*1975,-,TARP tunnel construction initiated.,TARP Reservoir Storage,TARP Tunnel Storage,BG=Billion Gallons,MG+Million Gallons,现代城镇污水处理技术与管理,(二)
6、雨污收集系统3.污水收集的效率 以下因素决定着污水收集系统的效率:排水体制(合流制的比例)管网施工质量与维护水平(渗入/渗出)河水倒灌 污水收集系统的效率又严重影响污水处理厂的效能中美全国污水厂水力负荷率基本相当,为70%-75%,但入流污染物负荷仅为美国的60%美国CBOD5平均浓度为235mg/L,中国仅160mg/L而按照人均污染物产生量和用水量,入流CBOD5应在200-250mg/L,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统4.污水收集管网的建设质量与维护水平老城区分流困难、新建区分流不彻底、分流区的雨水系统不完善导致雨水借道污水、实践中,普遍规划为分流制,但实际普遍为合流制,
7、且为弱截留管网的入流和入渗(I/I)严重、水体向管网倒灌较严重管网建设标准低管网维护投入不足,管道的损坏过程,地下管道在受到持续或冲击性负载影响时管道将出现裂缝。,地下水将从裂缝处渗入管内并带走周围的泥沙,失去侧面支承,管道将被逐渐压扁直至崩溃,15,现代城镇污水处理技术与管理,16,现代城镇污水处理技术与管理,17,现代城镇污水处理技术与管理,18,现代城镇污水处理技术与管理,现代城镇污水处理技术与管理,(二)雨污收集系统5.新技术 雨污储存技术 大口径管道管材及施工技术 能力恢复技术 气味及腐蚀控制技术 管道检查检验技术 CIPP技术、GRP(玻化塑料)、PC(聚合混凝土)FOG清除技术、
8、CCTV、TISCIT、FELL,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统1.污水水质 水质(水的品质)可分为六大类:感官指标:浊度 色度 嗅味 有机污染指标:COD,BOD5,SS 无机营养指标:NH4+_N,TN,TP 生物安全性指标:大肠杆菌,病毒,隐孢子虫等致病微生物 生态安全性指标:PPCPs,DBPs 等微量有毒有机物和重金属 特殊用途指标:TDS 污水处理对以上指标均有改善与去除,但主要是有机和无机指标,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统1.污水水质 污水水质流域及地区特征明显,年均值范围:华北及西北:COD为 400-500 mg/L;BOD5为 180-25
9、0 mg/L 东北及华东:COD为 300-400 mg/L;BOD5为 120-180 mg/L 西南及华南:COD为 200-300 mg/L;BOD5为 80-120 mg/L,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统1.污水水质 污水水质流域及地区特征明显,年均值范围:华北及西北:TN为 40-60 mg/L;TP为 5-6 mg/L 东北及华东:TN为 30-40 mg/L;TP为 4-5 mg/L 西南及华南:TN为 20-30 mg/L;TP为 2-4 mg/L,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 GB18918-2002 与 2006通知单,现代
10、城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 按照现在的标准及2006年的通知单,国管及省管流域均执行一级A标准,即全国大部分污水处理厂需执行一级A标准?排放限值不能“一刀切”太湖、滇池、巢湖、三峡等敏感流域执行一级A标准是不够的;最终受纳水体不是海湾或湖库的的重点流域也需执行一级A标准?评价方法必须明确 现有标准没明确 应按流域水污染防治规划要求,分别制定标准。污水处理设施建设投资大,运营费用高,技术复杂。应按照合理的标准,系统地规划建设,系统地制定运营策略。,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 美国的污水处理排放标准 国家制定了污水处理的基本标准,即“
11、双30标准”按照 NPDES 为每个流域的每个污水处理厂制定具体标准 目前,56%的处理厂只执行“双30标准”,44%的处理厂执行严于“双30标准”的具体标准,包括氮磷指标 在四个流域或地区执行非常严格的氮磷排放标准:Lake Tahoe Great Lakes The Occoquan Reservoir and the Chesapeake Bay Northern Gulf of Mexico TN 低于 3mg/L 或 5mg/L TP 低于 0.1mg/L 或 0.2mg/L,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 The Fiesta Village Adva
12、nced Wastewater Treatment Plant in Lee County,Florida,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 The Western Branch Wastewater Treatment Plant in Upper Marlboro,Maryland,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 The Bayou Marcus WRF,at 3050 Fayal Drive Pensacola,Florida,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统 2.排放标准 欧洲按规模分别制定,现代城镇污水处理技术与
13、管理,(三)污水处理系统2.排放标准 欧洲按规模分别制定,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统2.排放标准 欧洲按规模分别制定,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统2.排放标准 出水水质有机污染指标流域及地区特征不明显,年均值范围:华北及西北:COD为 40-70 mg/L;BOD5为 10-15 mg/L 东北及华东:COD为 40-70 mg/L;BOD5为 10-15 mg/L 西南及华南:COD为 30-40 mg/L;BOD5为 5-10 mg/L,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统2.排放标准 出水水质氮磷指标流域及地区特征明显,年均值范围:华北及西
14、北:TN为 20-35 mg/L;TP为 1.0-1.5 mg/L 东北及华东:TN为 15-20 mg/L;TP为 0.6-1.2 mg/L 西南及华南:TN为 10-15 mg/L;TP为 0.5-1.0 mg/L,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统2.排放标准各地区污水进出水氮磷指标虽然差别明显,但去除效果基本相同:华北及西北:TN去除率约 45%-55%;TP去除率约 70%-80%东北及华东:TN去除率约 45%-55%;TP去除率约 70%-80%西南及华南:TN去除率约 45%-55%;TP去除率约 70%-80%,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统3.工
15、艺流程 预处理:去除大块污物及砂砾,便于后续处理的运行 一级处理:去除可沉及可漂浮物质 二级处理:去除胶态及溶解态的有机污染物质 消毒:杀灭或抑制病原体,预处理,一级处理,二级处理,消毒,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统4.预处理(提升泵组、格栅、沉砂)提升泵组:四项原则:抽升量与来水量一致:控制好溢流量、防止干运转 高水位运行:控制泵的运转台时高水位节电、关注管网沉积 开停次数不宜过多:尤其是大泵 每台泵运行时间均匀:防止产生死区、积泥积砂、提高寿命,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统4.预处理(提升泵组、格栅、沉砂)格栅:粗、中、细、超细(1mm)、精细过滤(10
16、0um)过栅流速的控制:0.6-1.0m/s 太高:大块污物大量通过;栅渣量太大,超过除污能力而堵塞 太低:砂在渠道沉积;除污机投运台数增大 计算流速(液位过水断面+流量流速)过栅水头损失(即栅前后液位差)0.2-0.4m,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统4.预处理(提升泵组、格栅、沉砂)格栅:粗、中、细、超细(1mm)、精细过滤(100um),现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统4.预处理(提升泵组、格栅、沉砂)沉砂池:平流沉砂池、曝气沉砂沉砂池、旋(涡)流沉砂池 定期观测除砂效果在很多处理厂被忽略 设计上要求:0.2以上的砂95%被去除,但实际出入很大 方法:a.测
17、量进水与出水的含砂量,并计算去除率,很难做到 b.测量进水含砂量与除砂量,并计算去除率,较易实现 c.观测脱水泥饼中的含砂量 调整工况,提高除砂效率 a.平流沉砂池:水力停留时间与水平流速 b.曝气沉砂池:水力停留时间与旋流速度(曝气强度)c.涡流沉砂池:水力停留时间与浆板转速 排砂:及时排+勤排少排,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统4.预处理(提升泵组、格栅、沉砂)沉砂池:平流沉砂池、曝气沉砂沉砂池、旋(涡)流沉砂池,现代城镇污水处理技术与管理,(三)污水处理系统4.预处理(提升泵组、格栅、沉砂)沉砂池:平流沉砂池、曝气沉砂沉砂池、旋(涡)流沉砂池,现代城镇污水处理技术与管理,
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