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昆明市呈贡新城再生水处理与回用工程设计

时间:2019-03-04 13:08   作者: 点击:

  项目捞鱼河再生水处理厂洛龙河再生水厂平均流量瓜3d-1)45 00060000高峰流量瓜3h-1)25503300K1.361.32注:变化系数K2与污水厂相同。

  污水再生利用减少了城市对自然水的需求量,削减了对水环境的污染负荷,减弱了对水自然循环的干扰,是维持健康水循环不可缺少的措施10.昆明市呈贡新城是现代新昆明环滇城镇体系的东部新城,位于滇池东岸,是滇池未来又个主要潜在污染源。按照再生水专项规划的要求及再生水用途,呈贡新城再生水近期(2013年)服务面积约33.6km2,再生水主要作为建设区和市政道路的绿化用水、道路浇洒用水及4条河流的部分补水及沿线景观用水。根据供需关系得出两座再生水处理厂近期处理规模如表1所示。

  表1呈贡新城两座再生水处理厂设计流量再生水工程配套再生水管网(d901项目再生水水质标准基本要求无漂浮物、令人不愉快的嗅和味色度/倍矣30pH值6.0 /(mgL-1)矣0.1阴离子表面活性剂/ 1.0,管网末端0.2总大肠菌群Kt.L-1)矣3粪大肠菌群Kt.L-1)不得检出再生水处理厂原水为污水处理厂出水,上述水该工程概算总投资为44 396.29万元。其中捞鱼河再生水处理工程投资为2596. 37万元,洛龙河再生水处理工程投资为3192.34万元,管网工程投资为38607.58万元。通过工程经济分析,再生水厂单位处理成本为0.20元/m3. 2工程设计2.1再生水处理厂设计2.1.1设计进、出水水质根据〈池保护条例和城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918―2002)的规定,呈贡新城的污水处理厂出水水质(24h混合样)需达到一级A标准,但考虑到再生水厂与污水处理厂合建,由同业主负责运行,如污水厂严格按达标水质进行设计,两座厂中将有部分处理单元重叠,导致次投资和运行费用增加。为了更好地发挥社会经济效益,经与业主及污水厂设计单位协商,将污水厂过滤单元和消毒单元放在再生水厂,污水厂出水氨氮等指标达到级A标准,其他指标达到级B标准,即COD矣60mg/L、BOD515mg/L、SS再生水厂设计出水水质见表2.表2再生水处理厂设计出水水质质即为再生水处理厂设计进水水质。根据污水再生利用工程设计规范,再生水水质应满足不同用户的水质要求;城市绿化和道路浇洒用水水质应满足城镇杂用水水质控制指标的相应要求。

  新开河、马料河、洛龙河、捞鱼河和景观水池流经或建在城区,作为景观水面,具有观赏功能,同时还兼有定的娱乐功能,为了丰富城市居民的生活,会建设一些水上娱乐设施(人体非直接接触),因此,这些景观水体的用水水质应执行景观环境用水的再生水水质控制指标中的‘’娱乐性景观环境用水“标准。绿化、道路浇洒、景观用水水质标准比较接近,为了简化再生水供水管道系统,再生水系统宜采用统的供水水质。

  2.1.2处理工艺深度处理应根据水量、二级出水水质和回用目标,在考虑经济条件和管理水平的前提下,选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、操作管理方便的成熟处理工艺。深度处理的工艺流程根据处理目的和要求的不同,可将以下工艺进行组合:混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透等0.经过对进、出水水质进行分析可知,该工程的处理工艺在保证对BOD5去除效果的同时,还需降低出水TP,同时控制出水的浊度和色度并采取有效消毒手段,使出水水质达标。

  因此宜采用物理、化学处理方式进行处理,即先采用加药、混凝、沉淀等类似物理固液分离技术处理,再进行消毒。结合工程实际和国内外类似项目经验,通过对四个适用方案的比选,最终采用以‘’湍流絮凝沉淀池/D型滤池“为主体的处理工艺,工艺流程见。

  再生水处理工艺流程Fig.采用的工艺流程包括预处理工段、主处理工段、消毒工段及再生水回用工段,其处理过程如下:污水处理厂尾水重力送至再生水处理厂,经提升后进入湍流絮凝沉淀池,经絮凝沉淀后进入D型滤池处理,D型滤池出水进入紫外消毒渠。消毒渠出水有两个出路,一部分出水达标排放进入滇池沿岸湿地,另一部分进入清水池,清水池兼作消毒池,经消毒后的再生水由回用泵提升至城市绿化景观等用水点。湍流微絮凝沉淀池定期排泥,D型滤池定期进行气水反冲洗,反冲水进入静置沉淀池进行固液分离,上清液由滗水器收集至进水泵房后再次处理利用,静置沉淀池底污泥与湍流絮凝沉淀池排泥均排入污泥池,由潜污泵提升至污水处理厂污泥处理系统处理。

  2.2配套供水管网设计2.2.1管网布置方案及设计呈贡新城再生水管网系统采用“分系统供水”

  形式,即分别修建“景观河湖再生水补水管道”和“城市杂用再生水管网”两套系统。

  根据呈贡城市竖向工程专项规划,呈贡城市建设用地共分为7个台地,由于地形高差较大,且供水范围很广,呈贡新城再生水供水管网拟进行分区供水,从而使管网的水压不超过给水管可以承受的压力,以免损坏水管和附件,并可减少漏水量,同时还可降低供水能量费用。根据竖向规划,将供水系统分为三个区,即低区、中区和高区,其供水范围分别为(1889~1915)、(1921~1950)、(1950~2031.5)m,采用串联供水,在低区管网末端和中区管网末端设中途加压泵站分别对中区、高区供水,采用变频供水系统。

  由于再生水供水管网为统一给水系统,而呈贡新城道路建设进度与再生水供水系统分区不完全致,为了节约工程投资,再生水管道需随道路建设同步实施,因此在管网水力计算时对新城完整的再生水供水系统进行计算,平面及纵断面设计时仅包含近期工程内的管道。根据呈贡新城再生水工程专项规划和呈贡新城再生水工程可行性研究报告,40m以上道路均双侧布置再生水管道,因此在管网水力计算时,40m以上道路再生水管道流量按实际流量一半计取。

  对于沿线用水较均匀的管段,按比流量法算出管段用水量后,可按各1/2用水量分配到连接该管段的相邻节点上。局部损失按沿程损失的20%计,服务水头为0.28MPa,流速按经济流速计算。

  2.2.2管材选择本项目输送介质为再生水,对水质要求较生活饮用水低,配水管网铺设所经地段为现有城区及规划区,建设条件较好,从经济性角度出发可以选择UPVC管和预应力钢筋混凝土(PRC)管。由于部分管道压力较大,对管道强度要求较高,因此,通过技术经济综合比较后确定:景观河湖补水管道采用钢筋混凝土(PRC)管,其他杂用水供水管网采用UP-VC给水管与PE给水管结合使用,管径矣400mm、工作压力矣0.6MPa的管段采用UPVC管,管径>400mm、工作压力>0.6MPa的管段采用PE给水管,机动车道下管道采用钢管。

  2.3工程效益分析呈贡新城再生水处理工程期建成后,将大大减少污水处理厂向滇池直接排放水量。按再生水每年使用8个月计算,一期工程建成后约有2 246.8x104m3/a的水量经再生水处理厂深度处理及土壤、水体的自净作用,污染物得到进一步削减,对滇池水体的保护有重要意义。

  呈贡新城再生水处理工程一期建成后,将大幅减少自来水的用水量,使用再生水后,城市自来水供给量可节省660.4x104m3/a.根据技术经济分析结果,推荐再生水水价为0.80元/m3,以此水价和昆明主城现行二类用水(昆明主城目前二类水价为3. 80元/m3)差价核算,可节省水费1 981.2万元/a,具有较好的经济效益。

  3工程特点具有必要性和可实施性昆明人均水资源量为全国平均水平的1/7,人均年径流量仅为302m3,属贫水地区,被列为全国缺水城市之一H,充分利用污水处理厂的尾水,可有效缓解城市发展与水资源短缺的矛盾,实现水资源的循环利用,节能减排效果十分显著;同时,呈贡新城位于滇池东岸,毗邻滇池,虽然目前呈贡新城规划的两座污水处理厂均以城镇污水处理厂污水排放标准中最高标准(一级A标准)作为出水标准,但一级A标准中相关指标同滇池保护目标一地表水m类水体水质还有较大的差距。该项目的实施,可以进一步削减水体中的污染物,降低对滇池水体的污染。

  创新性和先进性较强该工程的设计服务面积较大,为云南省内首次大范围使用再生水的工程案例,同时在全国范围来说也是为数不多的实际案例;大范围、大面积的设计再生水工程,需要技术和设计思路上的创新。

  根据进、出水水质特点以及目前国内同类型工程实例,在絮凝反应及沉淀工艺段采用先进的“微水澄清给水处理工艺技术”,该技术是传统絮凝沉淀技术的发展与创新,已成功应用于多项水处理工程中,并获得了很好的处理效果。过滤选用先进的D型滤池,D型滤池采用彗星式纤维滤料,可实现高滤速、高精度的过滤,从而减少占地面积,提高出水水质,特有的拦截技术可保证滤料在反冲洗时不会流失,反冲洗耗水率低(矣2%滤水量),运行费用省,抗冲击性能强4,目前已大量应用于城市再生水和自来水处理中。因此,本项目的实施能为类似项目提供一定的相关工程经验。

  首先,项目规模及水质确定合理。由于再生水服务范围为整个呈贡新城,面积较大,用途较多,且各用途水质标准不同,随着呈贡新城的建设,许多先期入驻的单位已自行修建了再生水系统,给设计工作带来了很大难度;设计工作中详细分析比较了再生水集中处理系统与分散处理系统,最终选择集中处理系统,并根据呈贡新城的发展规划,结合当地的气象资料及当地中水实际应用的一些经验,合理确定近、远期规模。水质方面,综合考虑供水水质要求及管网系统建设方案,通过技术经济比选,确定采用同质供水方案,但由于压力相差较大,河道景观补水独立成系统,其他管网采用合理的压力分区设计。

  其次,出水用途选择合理。根据昆明主城及国内相关的管理及运行经验,再生水用于绿化、水体景观补水、道路和广场浇洒效果较好,在众多小区和企事业单位得到了推广。因此,该项目再生水出水用于城市绿化、水体景观补水、道路和广场浇洒;同时由于城市再生水处理设施运行效果好,成本低,出水水质稳定达标,特别是消毒效果好和管网余氯的控制稳定,采用大规模城市再生水冲厕是经济、可行的,但考虑到投资经济性及本地用户的心理接受能力,故将其纳入呈贡新城再生水远期使用的范围。

  在国家现行财务制度和价格体系基础上,精心编制工程投资估算,分析项目的盈利能力、清偿能力等;考虑价格、生产能力、经营成本和投资等因素变化对财务分析的影响,对项目进行了盈亏平衡分析及敏感性分析,客观预测了项目可能存在的风险,可为业主和国家主管部门的决策提供客观的判断依据。

  4结语昆明市呈贡新城再生水工程为云南省内首次大范围使用再生水的工程案例,通过该项目的实施,可大大提高昆明市节水用水水平,并将促进市民节水意识的提高,对呈贡新城这样一座水资源型缺水和水质型缺水的城市具有重大意义。同时,该项目的实施,能有效削减水体中的污染物,降低对滇池水体的污染;工程处理后的出水用于城市绿化、道路浇洒和城市河湖景观补水,可节省660.4x104m3/a自来水,降低城市用水成本,项目经济效益及环境效益显著。

  该工程中两座再生水处理厂设计规模确定合理,采用“湍流絮凝沉淀池/D型滤池”为主体的处理工艺,工艺选择先进可靠,出水水质稳定,可为今后类似项目的实施提供工程借鉴。

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