臨洮縣中鋪污水處理—中尾水工程案例分析

孫 斌

（甘肅臨洮經濟開發區管理委員會，甘肅 臨洮 730500）

0 引言

本項目是臨洮縣中鋪污水處理一期工程配套設施尾水中水工程，工程地點位于中鋪工業園污水處理廠至園區高位中水蓄水池。本次園區的污水處理廠現狀設計處理規模達到1萬m3/d，處理標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準，且需要按照當地相關標準和環境報告書等要求和批復，規范設置污水處理廠的排放口，并建議以綠化和企業回收利用等方式避免尾水資源的浪費。

1 項目背景及分析

1.1 臨洮縣中鋪工業園區概況簡介

中鋪工業園區與甘肅省會蘭州相距36 km，在臨洮縣的中鋪鎮范圍內建設，也是省級開發區——臨洮經濟開發區的子園區，總面積為18.93 km2，產業以建材、物流、金屬冶煉、機械及裝備制造、化工產業等內容為主。中鋪工業園結合其總體規劃和要求的標準，按照我國所規定的人均用水量和臨洮縣的實際發展情況，對本園區內部的所有用水量進行預測，估計為1.228萬m3/d，且總用水量為6.543萬m3/d，規劃日變化系數規劃設計為1.4，在洮河邊新建設水廠，園區生活工業用水由新建水廠供給。

園區為了減少資金投入，要求園區內的企業自己建設或者是聯合建設污水處理廠區，達到用水的質量標準，減少工業廢水的排放量。由此該園區在西南角建設一座污水處理廠，在一期建設期間預計可實施每天1萬m3的污水處理量。但是隨著入駐企業的逐漸增加，排水量逐漸增加，這樣會對區域內的洮河水體和地下水產生極大的影響。而影響水體污染的主要因子包含懸浮物、大腸菌群或者是氮離子和氨離子等。

1.2 中鋪工業園污水處理廠簡介

該污水處理廠建設于中鋪工業園的西南區邊緣，占地面積為3.01 hm2。

本污水廠的二級處理采取的是CASS處理工藝，深度污水處理采用混合絮凝沉淀過濾工藝，尾水采取二氧化氯進行消毒處理。

該污水處理廠本身的進出水質要求數據見表1所列。

表1 污水處理廠進出水質要求數據統計表

2 污水處理工藝分析

2.1 污水處理工藝流程

（1）污水部分：園區污水干管→粗格柵及提升泵房→細格柵及旋流沉砂池→CASS生物處理池→混合絮凝沉淀池→V型濾池→接觸池（二氧化氯消毒）→尾水。

（2）污泥部分：廠區污泥→污泥濃縮池→污泥濃縮脫水機房→外運填埋［1］。

2.2 核心工藝分析

2.2.1 CASS生物處理工藝

該工藝屬于SBR和ICEAS工藝的一種更新形式。

本次污水處理所使用的CASS工藝，主要是選擇一種可以改變容積的生物選擇器，在該反應容器中可以完成有機污染物和泥水分離的同時操作。并根據推流的方式來實現同步硝化、反硝化與碳化的處理功能。

2.2.2 污水深度處理工藝分析

本次污水深度處理主要考慮通過絮凝沉淀+過濾的方式進行，具體內容如下。

（1）混合。將混凝劑加入水中，根據混合設備的支持進行快速混合，促使藥劑在水中能夠快速且均勻分布，然后形成可沉絮體的大塊狀，以此來去除水中懸浮的污染物質，如病毒、細菌或者是磷酸鈣等［2］。

（2）絮凝。藥劑和水充分混合后，能夠產生未達到自然沉降的微小絮體，而絮凝方式主要是為其創造合適的水力條件，隨后形成一定時間內的、良好物理性能的絮凝體，進而加速雜質與顆粒的快速降解［3］。

（3）沉淀。本次污水廠沉淀部分采取的是斜管沉淀池，其具備負荷高、流程短和效果好等優勢。

（4）過濾。本次污水處理廠的過濾池采取常規可靠的均質濾池形式。

2.2.3 尾水處理方案

（1）管線設計。設計在尾水壓力排放管的末端，選擇3 m×2 m×2 m的消能水池，在末端連接重力排放管，管徑選擇為DN500，采取鋼筋混凝土管，長度為5.85 km。

（2）管道計算。本次末端尾水收集管道按照遠期1.0萬m3/d一次的收集量實施。Qmax=1.0萬m3/d，h/d=0.5，自然坡度i=0.03，D=0.5 m。

（3）中水高位水池設計。設置在園區北端高處，園區生活凈水廠廠區內，液面高程2 025 m，容積1 000 m3，尺寸為15.8×15.8×4.5（h）m，1座2格。高位水池接出中水（工業）配水主管至園區中水管網（已實施）。

（4）設置檢修閥。在管道穿越障礙物時其兩端均需要設置檢修閥門。如果管道處于無障礙階段，其需要間隔3 km設置一道檢修閥，采取專用的蝶閥進行設置，避免產生管道品質等問題。

（5）防護設施的設置。本次工程所選擇的壓力管道主要在園區道路沿線鋪設，基于地形的設計需求，簡單設置，將自動進排氣閥設置在管道的隆起點，并且每間隔800 m設置一個自動排氣閥，將管道內的空氣排除，避免管道發生氣阻問題［4］。并且在管道被放空或者是發生水錘時將空氣引入，這樣可以防止管道內產生負壓或者是產生真空水擊的破壞問題。

隨后在管道的低凹位置和倒虹管下游設置泄水閥與泄水管，根據實際的施工情況來設置。

（6）設置支墩或者是拖拉墩。需結合工程管道實際所受到的壓力，在管道轉彎的位置以及管堵位置設置支墩，保障管道這些地方能夠承受水流動與水壓的阻力。并且在管道閥門來水的方向位置設置拖拉墩，避免水流強大的沖擊力導致管接口松脫的情況發生。

（7）管道防腐。本工程所選擇的壓力管道使用鋼管制作，并且需要做好給水管道和排水管道特級防腐措施，保障管道質量。同時在考慮不受地面冰凍影響的條件下，盡量減少管道填埋的覆土深度，以此來減少工程造價的投入。考慮到冬季冰凍深度和停水時間等因素，設計平均覆土的深度大約為1 m左右。

（8）中水接戶。本次工程設計的中水輸水管道作為中水壓力輸水管道，每個用水點均要設置逆止閥。并且如果相關企業需要使用中水時，還需要單獨設置中水管道系統，禁止其與生活用水管道相互連接，影響生活用水水質。

3 工程建筑設計

3.1 基礎與回填

本次建筑結構的安全等級主要為二級，結構設計使用年限為50 a。

（1）根據工藝條件，管道的管材選用鋼管，均采取120°中粗砂基礎，管道胸腔內的回填土密實度不能小于0.95。

（2）回填管槽。采取級配砂石來回填管道的胸腔，并且所使用的回填土密度不能一致，需根據回填部位的不同來確定不同的密實度。管道兩側、管道頂部500 mm范圍內不能具有有機物或者是直徑大于50 mm的磚石等硬塊，此位置需要采取輕壓夯實的辦法進行密實［5］。管道的兩側壓實面高度差不能超過300 mm。

（3）構筑物的池體選擇現澆整體式的鋼筋混凝土結構，底板設計為整體的鋼筋混凝土底板，下部做出素混凝土墊層。如果在施工區域遭遇地下水，則需要采取瀝青混凝土墊層作為底板下部的墊層結構。

3.2 管道溝槽開挖與回填

（1）在進行管槽的開挖期間，需要結合開挖深度和開挖土層的差異性來根據有關規范進行放坡作業，如果遇到開挖斷面受到限制或者是邊坡不夠穩定的情況，需要結合實際情況來選擇安全施工的方式。如使用機械挖土期間，在整個槽底需要保留0.2～0.3 m厚度的土，在管道鋪設之前由人工進行清理，直到標高高度為止。

（2）在管道安裝之后需要進行水壓試驗，可結合管線的長度和地形進行分段施工。需要注意的是，在進行水壓試驗之前，試壓段除了接口之外的管道兩側和管道頂部以上為止，必須回填土方。高度不應小于管道頂部以上0.5 m的位置，并且需要分層進行夯實作業［6］。在試驗進行時需要嚴格按照相關規程和規范進行施工。

（3）在相關管道和相關附件安裝完畢且驗收合格之后，需要進行溝槽的及時回填作業。在回填溝槽之前，需要將溝槽內部雜物進行處理，排除內部積水，管道兩側至管頂的回填土必須對稱夯實，嚴禁單側回填或用推土機從一側向溝內推填。溝槽回填應嚴格按設計要求分區進行，具體如圖1所示。

圖1 回填土相關參數圖示

3.3 施工期間需注意的問題

（1）在實際施工作業期間，如果施工場景為濕陷性黃土環境，并且還需對周圍建筑物或者是附屬工程進行施工作業，需要根據該土質特點和設計要求，采取相關措施來阻止施工用水和場地雨水流入建筑物地基引起濕陷。

（2）在進行建筑物臨近施工作業期間，需要采取相關措施來保障原有建筑物和管道的正常使用，并且需保持場地內排水暢通。

（3）如果發現地基浸水濕陷或者是建筑物產生裂縫，需要立刻暫停施工作業，將相關水源切斷，查找浸水的原因與范圍，觀測建筑物裂縫和沉降情況，并且還需要進行繪圖和記錄，保障施工安全性。

（4）在對水池與管道施工完畢之后，需要進行嚴格的水壓試驗，如果試驗結果不合格，需要立即進行返修或者采取加固措施處理，再進行水壓試驗，直到試驗合格為止。

4 結束語

污水處理廠經處理后的尾水經接觸池加氯消毒后，進入蓄水池，經尾水及中水提升泵房內離心泵提升后，經園區道路下中水輸水管道排入輸送至園區高位水池蓄水池，后經中水管線配水管網向園區各處綠化點及企業配水，管線沿線預設綠化管接口，采用橡膠軟管對沿線道路及植被進行澆灑綠化，本論述基于對臨洮縣中鋪污水處理-中尾水工程處理工藝的分析與研究，希望能夠為相關污水處理工程提供一些有效的思路與方向，以便滿足污水處理的實際需求與效果，提升污水處理的經濟與環境效益。