北部工業區污水處理系統改造工程初步方案研究

許珊珊 常志宇

【摘要】近年來，人們對水資源處理與利用越來越重視。本文就北部工業區污水系統改造工程初步方案研究進行如下探討。

【關鍵詞】污水處理;氯離子;設計

1、工程概況

龍泉河污水處理廠因現狀進水氯化物嚴重超標導致處理廠生化系統無法啟用，處理后尾水排入龍泉河后造成河道兩側樹木枯萎。

本工程主要為北部工業區污水處理系統改造研究，解決龍泉河污水處理廠進水氯化物超標問題及提高污水收集率，保證龍泉河污水處理廠正常運行。

2、現狀情況調研分析

①龍泉河污水處理廠現狀運行概況

《青島經濟技術開發區分區規劃》遠期（2020年）確定的整個龍泉河污水系統，包括開發區北部新區青蘭線以西區域、王臺居住區和黃山工業區。

龍泉河污水處理廠于2010年年底完成近期建設任務，并在12年4月26日試生產。龍泉河污水處理廠運行最低水量要求為4千m3/d，對進水氯化物含量要求為不超過3千mg/L。

污水廠試運行期間進水量約3300m3/d，進水氯化物含量12368mg/L，因進水氯化物嚴重超標導致污水處理廠生化系統無法啟用，處理后污水排入龍泉河后造成河道兩側樹木枯萎。

②北部工業區現狀污水管網概況

北部工業區現狀污水，經珠宋路D800污水管道、紅石崖十一號路D600污水管道、昆侖山路D1000污水管道收集后，自南向北進入紅石崖八號路D1200及紅石崖十三號路D1200污水主干管，最終排入龍泉河污水處理廠。其中紅石崖八號路D1200主干管為UPVC管，紅石崖十三號路D1200主干管為鋼筋砼管。

前期市政養護部門初步查勘，人工進入管道對現狀污水管道拍照及錄像，發現紅石崖八號路及十三號路D1200污水主干管局部管道接口處和檢查井有外水內滲現象，且滲漏量較大。

③周邊區域、污水廠、泵站現狀情況

2.1王臺黃山片區概況

經過與王臺鎮建設方對接，王臺規劃污水處理廠因土地及環保等因素制約，暫不具備實施條件。隨著王臺鎮截污工程建設，污水管線逐步實施至規劃處理廠位置;

根據《青島經濟技術開發區龍泉河污水處理廠一期初步設計》，王臺居住區及黃山工業區至2020年總水量達到13.06萬m3/d（居住3.46萬m3/d，工業區9.6萬m3/d），該部分污水規劃均接納進入龍泉河污水處理廠。

王臺鎮及黃山工業區污水可沿現狀路經泵站提升后接至八號線主干管，進入龍泉河污水處理廠。

2.2鐮灣河污水處理廠概況

鐮灣河污水處理廠位于黃河路以南、江山路以東，服務范圍為開發區中部城區;鐮灣河污水處理廠一期采用A/O生物脫氮工藝，處理規模為4萬m3/d，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。二期采用深井曝氣活性污泥法，處理規模為4萬m3/d，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

2.3黃張路泵站概況

黃張路泵站位于黃張中路，服務重石化工業區，設計日均提升能力為7.2萬m3/d，泵站出水排入鐮灣河污水處理廠。該泵站于06年運行，實際運行日均提升能力為2千m3/d。

3、水質資料分析

2015年7月上旬，對工業區內正常生產用戶排出污水及市政現狀污水管道內污水氯化物含量進行了檢測及分析。8月15日對十一號線、昆侖山路污水水質再次抽樣檢測。

依據北部工業區污水管道水質檢測電視錄像及區域水質檢測結果，已確認存在外水內滲現象的污水管道。

紅石崖八號路及十三號線現狀管道污水氯離子含量1萬-2萬mg/L;珠宋路、昆侖山路現狀管道污水氯離子含量5千-9千mg/L。

4、現存問題及原因分析

①龍泉河污水處理廠無法正常運行

②北部工業區內部分現狀污水管道內滲現象嚴重

③北部工業區內污水管道建設目前尚未形成系統

④區域污水管網未形成系統，現狀污水量較少，地下水外水壓力較大造成現狀管道內滲。龍泉河污水處理廠現狀收水管網覆蓋率相對較低，收集的污水量較少。

⑤現狀污水管道缺陷造成內滲。依據前期市政養護部門初步查勘資料及對污水管道內水質檢測顯示，紅石崖八號路、紅石崖十三號路、珠宋路、昆侖山路管道接口及檢查井內局部有地下水外水內滲現象，且滲漏量較大。

5、初步方案研究

5.1總體方案概述

1.對北部工業區現狀污水管道修復完善以及對龍泉河污水處理廠現狀處理工藝進行適當提升改造相結合的方案。

2. 將龍泉河污水處理廠污水調至鐮灣河污水處理廠處理。

因鐮灣河污水處理廠分二期建設，基本滿負荷運行，且高含鹽污水對鐮灣河污水處理廠生化系統同樣存在威脅，導致水廠無法運行或水質不達標問題。另外，方案二為臨時措施，實施時優先考慮方案一。

5.2北部工業區污水管網改造方案

（1）新建管道與管道CIPP修復工藝相結合改造方案

珠宋路、八號路污水管道局部重建，八號路、十三號路污水主干管封堵暫停使用，同時按照規劃完善昆侖山路北段、四號路、十一號路污水管網，十三號路局部新建污水支管為兩側地塊服務。

此外，昆侖山路污水主干管進行CIPP修復處理。

本方案污水分兩路進龍泉河污水處理廠，一路為沿十一號路—四號路，另一路為沿昆侖山路北段。

（2）現狀污水主干管全線CIPP修復改造方案

根據水質化驗結果及污水管道滲漏情況的錄像調查，初步判定紅石崖八號路、十三號路、珠宋路、昆侖山路現狀污水管道外水內滲現象嚴重，故對上述路段采用全線CIPP修復處理方案，需修復污水主干管總長約5.2公里。

水翻工藝：管道內襯材料采用國產玻璃纖維軟管，修復費用均價約6400元/延米。

紫外固化工藝：管道內襯材料采用德國進口成品玻璃纖維軟管，修復費用單價約11300元/延米。

（3）方案比選

方案一中按照規劃新建紅石（下轉172頁）（上接170頁）崖四號路、十一號路污水管道，進一步完善了北部工業區污水管網，但施工周期長，昆侖山路北段D600管道遠期需改造，八號路及十三號路D1200污水管遠期投入使用，仍需進行修復處理，造價約5001萬元。

方案二中修復周期短、效果好;采用國產材料的水翻工藝，工程投資并不大，但采用紫外線固化工藝，使用進口材料，比新建污水管道造價高。采用水翻修復工藝造價約3321萬。

本次推薦采用方案二，采用水翻工藝對現狀存在滲漏問題的污水主干管進行全線CIPP修復。

5.3龍泉河污水處理廠工藝改造方案

（1）進水水質氯化物含量不超標（<3000mg/L）情況下的改造方案

原設計40000m3/d污水處理，生物池部分已建設好日處理20000m3/d，現需日處理水量3000m3/d，生物池部分需調整功能，其余建（構）筑物可低負荷運行。

現有實際水量和設計水量出入很大，本方案調整構筑物功能，設備型號，并考慮偏高鹽份廢水腐蝕影響，部分液下設備更換材質。

（2）進水水質氯化物含量超標（>3000mg/L）情況下的改造方案

在原曝氣沉砂池與生物處理段間加入離子交換處理裝置，即曝氣沉砂池-機械過濾器-全自動混床離子交換裝置-生物處理-后繼處理。

（3）方案比選

進水水質氯化物含量不超標（<3000mg/L）情況下的改造方案：改造投資約352.4萬元，但處理水量相對較少，單位污水處理成本增加。

進水水質氯化物含量超標（>3000mg/L）情況下的改造方案：投資約1223.8萬元。此外，離子交換器閥門較多，操作復雜，對操作人員要求較高;離子交換法再生廢液需進行酸堿中和后方能排放，且高濃度尾水排放口需報批規劃局和環保局，落實排放口位置。

龍泉河污水處理廠工藝改造方案比選從工藝改造方案實施難易程度、水廠運行經濟合理性、尾水排放處置等方面綜合考慮，在對污水管網進行修復完善改造后，預期龍泉河污水處理廠進水氯化物應達標，建議采用進水水質氯化物含量不超標（<3000mg/L）情況下的改造方案。

5.4其它輔助措施

（1）加強王臺、黃山工業園、大窯區域污水收集

需新建污水管線6.5km，泵站1座，因以上局部區域正在規劃建設階段，初步估算，現狀污水量約1.0萬m3/d，隨著該區域地塊的不斷開發及污水管網的不斷完善，收集到龍泉河污水處理廠的污水量應進一步增加，但需盡快配套污水管網設施。

（2）從黃張路污水泵站調水至龍泉河污水處理廠

初步估算，調水水量約2000m3/d，需改造泵站及污水管線，新建污水壓力管道布置在車行道下，可作為污水廠運行時水量及水質調節的輔助措施，并可調蓄與鐮灣河污水處理廠水量關系。

因該措施需新建壓力污水管網10.3km及對現有黃張路泵站進行改造，總投資約4100萬元，造價太高，遠期水量較大時，可作為龍泉河污水處理廠補充水源的選擇。

（3）在黃張路與昆侖山路相交周邊道路增設截污管道。

因黃張路與昆侖山路相交周邊道路現狀已基本建成，但該區域內現狀污水管道破損嚴重或未配套污水管網，導致該區域內污水目前未接入市政污水管網。

建議在黃張路與昆侖山路相交周邊道路增設截污管道，收集周邊現狀居住區及企業污水，提高污水收集率。

近期可結合現狀實際情況，通過在黃張路與昆侖山路相交周邊道路增加污水截污管道進一步提高污水收集率，保證污水廠正常運行。

結論：

本工程推薦方案為：現狀污水管道全線CIPP水翻工藝修復+龍泉河污水處理廠內部改造（進水水質氯化物含量不超標（小于3000mg/L）情況下的改造）+新建截污管道方案。

參考文獻：

[1]《室外排水設計規范》（GB50014-2016）.中華人民共和國建設部

作者簡介：

許珊珊，濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東濟南;

常志宇，青島第一市政工程有限公司，山東青島。