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【摘 要】文章将结合某企业现状,分析企业污水收集存在的问题以及解决方案,具体将从企业水污染源现状、主要存在问题、污水收集方案、管网设计四个方面论述。
【关键词】污水收集;存在的问题;方案;管网设计
前言
目前,国内大多数企业均采用传统的重力污水收集方式,该方式历史悠久、技术成熟、管理方便,但存在着渗漏严重且难以发现等问题,而且改造造价较高,文章针对某企业污水收集系统的特点做以下研究。
1.企业水污染源现状
目前企业污水排放形式主要有点源排放和场地雨水排放,污水种类可以分为生活污水和工业废水。
1.1点源:
企业排放的点源主要有生活污水和工业废水。生活污水排放源主要包括:浴室、食堂、厕所等;工业废水排放源主要为:循环水排水(净循环和浊循环排水)。
目前生活污水除厕所污水经化粪池简易处理后排入雨水沟,食堂、浴室污水基本是直排至雨水沟,与工业废水汇流至污水处理厂处理。现有污水处理厂目前处理工艺主要是絮凝、沉淀、生化反应、混凝、过滤,日处理量在1万吨左右。
1.2场地雨水:
目前企业产生场地雨水污染的主要有:原料场、石灰厂、矿渣微粉厂。由于这些区域堆放的多为矿粉,在雨季汇集的雨水颜色很深,水中悬浮物含量很高形成面源污染。
2.主要存在问题
1、雨污合流排放:
目前企业污水排放没有做到雨污分流,且随着企业的不断扩建,导致下雨时污水量过大,超过了污水处理厂的处理量,溢流排入就近河道,导致河道淤积,水体污染。
2、污水排放口偏多:
由于雨污没有分流,导致目前企业污水排放口超过10个,这样就给排放的非正常情况控制带来困难。而且按环保部门规定,一般1个企业只允许有一个废水排放点。
3.污水收集方案
3.1方案一
在企业现有各大对外排水口新建水池将污水集中收集,然后用水泵提升至污水处理厂。此种方案实为雨污合流,可以达到零排放。
该方案优点是可利用现有的雨水沟,只需考虑排水口至水处理厂的管路设计,污水收集系统简单,缺点是污水处理厂需建很大,干旱时期污水处理厂产能得不到有效利用。
3.2方案二
考虑到企业范围较大,不便于长距离输送污水,如果全部收集至一个污水处理厂,初期管网投资大,污水输送费用成本较高,以及部分场地雨水污染物简单,比较容易处理等特点,考虑将污水单独就地收集处理,然后达标排放。
该方案优点是初期管网投资低,场地雨水得到有效处理,缺点是污水處理点多,管理不方便,维护和运行成本高。
3.3方案三
由于企业现有地下管线较复杂,不便于开挖施工,为了不影响生产,且最终实现雨污分流的宗旨,对污水的收集思路是将排放点污水全部按水池收集,再通过一至三级水泵提升输送的方式将污水提升至污水处理厂进行集中处理。对于面源污染,利用现有雨水收集系统,在排放口增加排污泵,收集降雨初期雨水。同时在适当位置新建一个污水处理厂,缩短污水输送距离。
该方案优点是污水处理厂仅需处理污水和降雨初期雨水,污水处理厂的产能得到充分利用,缺点是新建的污水收集系统较复杂。经综合考虑,最终选择此方案。
4.管网设计
4.1管道水头损失计算
(1)沿程和局部水头损失之和为总水头损失:hz=hy+hj
式中:hz—管道的总水头损失,m;hy—管道沿程水头损失,m;hj—管道局部水头损失,m。
(2)污水压力管采用无缝钢管,沿程水头损失计算常采用谢才公式:hy=(v2/c2R)L
式中:v—管道断面水流平均流速,m/s;c—流速系数;R—水力半径,m;L—管道的长度,m。
(3)局部水头损失计算公式为:hj=ε(v2/2g)
式中:ε—管道局部阻力系数。
4.2排污泵选型
1、一般离心泵在输送液体时,当液位低于水泵时,便需要灌泵才能出水。为此需在泵进口处安装底阀。时间一长,底阀容易被腐蚀或卡位,就需要进行调换或修理,因此使用很不方便。
2、自吸泵不需安装底阀,可以做到一次引流,终身自吸。自吸泵启动后先排气,后吸水,气体未排净前,污水吸不上去,不能快速达到工作状态。由于输送的是污水,水质较差,容易堵塞,一旦堵塞水泵就丧失自吸功能,就需要灌泵。同时自吸泵的吸入管处切换阀封闭不严,易损坏。
3、潜污泵结构紧凑,占地面积小,无需建造专门的泵房来安装水泵及电机,可以节省土建和基建费用。且水泵和电机同轴,寿命比一般水泵要长。同时不存在气蚀破坏和灌引水问题。综合各方因素最终选用的是潜污泵。
4.3管网的控制
由于整个输送系统水量和水压不断变化的特点,管网中会出现压力聚集不利于污水输送,为便于日常维护管理和检修,在管网高点设置自动排气阀,低点设置排泥阀。
压力主管的工况状态按各分厂的排污泵同时运行的状态设计,而实际使用中,由于各分厂的排污时段不同,排污量时大时小,因此在污水处理厂中控室设置远程控制画面,显示各个排污点的水位高低,可根据实际情况,统筹安排,优化运作,随时调整管网流量。
5.结语
该企业经过这此次污水管网设计,完善了主管的敷设,在提高现有污水管网的利用率的同时,污水管网的覆盖率也有了很大提高。
参考文献:
[1]陆国峰,顾洁,王树东,等.工业园区压力式污水收集系统设计[J].防洪排水,2012,(12):100-103.
[2]伊学农,任群,王国华,等.给水排水管网工程设计优化与运行管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
【关键词】污水收集;存在的问题;方案;管网设计
前言
目前,国内大多数企业均采用传统的重力污水收集方式,该方式历史悠久、技术成熟、管理方便,但存在着渗漏严重且难以发现等问题,而且改造造价较高,文章针对某企业污水收集系统的特点做以下研究。
1.企业水污染源现状
目前企业污水排放形式主要有点源排放和场地雨水排放,污水种类可以分为生活污水和工业废水。
1.1点源:
企业排放的点源主要有生活污水和工业废水。生活污水排放源主要包括:浴室、食堂、厕所等;工业废水排放源主要为:循环水排水(净循环和浊循环排水)。
目前生活污水除厕所污水经化粪池简易处理后排入雨水沟,食堂、浴室污水基本是直排至雨水沟,与工业废水汇流至污水处理厂处理。现有污水处理厂目前处理工艺主要是絮凝、沉淀、生化反应、混凝、过滤,日处理量在1万吨左右。
1.2场地雨水:
目前企业产生场地雨水污染的主要有:原料场、石灰厂、矿渣微粉厂。由于这些区域堆放的多为矿粉,在雨季汇集的雨水颜色很深,水中悬浮物含量很高形成面源污染。
2.主要存在问题
1、雨污合流排放:
目前企业污水排放没有做到雨污分流,且随着企业的不断扩建,导致下雨时污水量过大,超过了污水处理厂的处理量,溢流排入就近河道,导致河道淤积,水体污染。
2、污水排放口偏多:
由于雨污没有分流,导致目前企业污水排放口超过10个,这样就给排放的非正常情况控制带来困难。而且按环保部门规定,一般1个企业只允许有一个废水排放点。
3.污水收集方案
3.1方案一
在企业现有各大对外排水口新建水池将污水集中收集,然后用水泵提升至污水处理厂。此种方案实为雨污合流,可以达到零排放。
该方案优点是可利用现有的雨水沟,只需考虑排水口至水处理厂的管路设计,污水收集系统简单,缺点是污水处理厂需建很大,干旱时期污水处理厂产能得不到有效利用。
3.2方案二
考虑到企业范围较大,不便于长距离输送污水,如果全部收集至一个污水处理厂,初期管网投资大,污水输送费用成本较高,以及部分场地雨水污染物简单,比较容易处理等特点,考虑将污水单独就地收集处理,然后达标排放。
该方案优点是初期管网投资低,场地雨水得到有效处理,缺点是污水處理点多,管理不方便,维护和运行成本高。
3.3方案三
由于企业现有地下管线较复杂,不便于开挖施工,为了不影响生产,且最终实现雨污分流的宗旨,对污水的收集思路是将排放点污水全部按水池收集,再通过一至三级水泵提升输送的方式将污水提升至污水处理厂进行集中处理。对于面源污染,利用现有雨水收集系统,在排放口增加排污泵,收集降雨初期雨水。同时在适当位置新建一个污水处理厂,缩短污水输送距离。
该方案优点是污水处理厂仅需处理污水和降雨初期雨水,污水处理厂的产能得到充分利用,缺点是新建的污水收集系统较复杂。经综合考虑,最终选择此方案。
4.管网设计
4.1管道水头损失计算
(1)沿程和局部水头损失之和为总水头损失:hz=hy+hj
式中:hz—管道的总水头损失,m;hy—管道沿程水头损失,m;hj—管道局部水头损失,m。
(2)污水压力管采用无缝钢管,沿程水头损失计算常采用谢才公式:hy=(v2/c2R)L
式中:v—管道断面水流平均流速,m/s;c—流速系数;R—水力半径,m;L—管道的长度,m。
(3)局部水头损失计算公式为:hj=ε(v2/2g)
式中:ε—管道局部阻力系数。
4.2排污泵选型
1、一般离心泵在输送液体时,当液位低于水泵时,便需要灌泵才能出水。为此需在泵进口处安装底阀。时间一长,底阀容易被腐蚀或卡位,就需要进行调换或修理,因此使用很不方便。
2、自吸泵不需安装底阀,可以做到一次引流,终身自吸。自吸泵启动后先排气,后吸水,气体未排净前,污水吸不上去,不能快速达到工作状态。由于输送的是污水,水质较差,容易堵塞,一旦堵塞水泵就丧失自吸功能,就需要灌泵。同时自吸泵的吸入管处切换阀封闭不严,易损坏。
3、潜污泵结构紧凑,占地面积小,无需建造专门的泵房来安装水泵及电机,可以节省土建和基建费用。且水泵和电机同轴,寿命比一般水泵要长。同时不存在气蚀破坏和灌引水问题。综合各方因素最终选用的是潜污泵。
4.3管网的控制
由于整个输送系统水量和水压不断变化的特点,管网中会出现压力聚集不利于污水输送,为便于日常维护管理和检修,在管网高点设置自动排气阀,低点设置排泥阀。
压力主管的工况状态按各分厂的排污泵同时运行的状态设计,而实际使用中,由于各分厂的排污时段不同,排污量时大时小,因此在污水处理厂中控室设置远程控制画面,显示各个排污点的水位高低,可根据实际情况,统筹安排,优化运作,随时调整管网流量。
5.结语
该企业经过这此次污水管网设计,完善了主管的敷设,在提高现有污水管网的利用率的同时,污水管网的覆盖率也有了很大提高。
参考文献:
[1]陆国峰,顾洁,王树东,等.工业园区压力式污水收集系统设计[J].防洪排水,2012,(12):100-103.
[2]伊学农,任群,王国华,等.给水排水管网工程设计优化与运行管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.