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【摘 要】 本文结合工程实践,针对市政泵站建设所产生的异味、废水、噪音及固体废弃物等等对环境的影响如何有效控制,以对环境的不良影响降到最低并向有利方面转化。
【关键词】 市政泵站;环境影响;控制
市政泵站做为城市排水的主要设施,具有非常重要的作用。正是这些泵站夜以继日地工作,才为城市污水顺利排放,雨季安全渡汛提供可靠保障。
这里仅对泵站建成后产生的异味、废水、噪音及固体废弃物四个方面对环境的影响进行论述。
一、异味影响分析
异味是泵站对周边环境造成污染的主要因素,特别是污水泵站。异味来源主要是泵站集水池中的积水和集水池格栅对雨水和收集到的污水预处理产生的过滤沉积物在不能及时清理时产生的,其与初期雨水和地区污水的水质情况具有密切的关系,主要化学成份是N3-H和C2S。
针对泵站可能出现的恶臭气体的污染,可从建筑设计和选用除臭设备两方面避免泵站异味污染物排放。
㈠建筑设计
建筑设计上可将进水交汇井、进水闸井、格栅等设计为全封闭式,并增设格栅除污间,将恶臭污染源封闭在室内空间,减少恶臭气体的散发面积;另外,采用全封闭设计的压榨、输送、粉碎一体式格栅除污机,减少栅渣中的水分并可直接将栅渣打包存放在垃圾桶内,清运时直接更换垃圾桶,可进一步减少栅渣恶臭的散发。封闭井应设置可拆卸的密闭井盖,应定期清理集水池积泥,清理前应充分通风,防止由于缺氧生成CH4和H2S气体,危及清理人员的生命安全。
泵站设计为全封闭后,异味气体的排放由原有的面源无组织排放变为点源排放。异味相对集中地排放,必然加大排放源的排放浓度,如不对异味气体进行处理,很难实现达标排放。
㈡增加除臭设施
将恶臭污染源封闭在室内空间内,能减少异味气体的散发面积,但不能真正去除异味气体。要从根本上解决异味气体的排放超标问题,需要增设相应的除臭设施,将收集到的气体去除异味后排放。目前,异味除臭设施有以下几个类型。
1、离子除臭法
将构筑物内自由散发的恶臭气体封闭后进行管道收集,收集后的臭气在风机负压的作用下引流进入离子发生装置,处理后的气体通过通风管道排入到大气中。
恶臭气体在通过高能离子发生装置时,氧气分子受到装置发射出的高能量电子碰撞而形成分别带有正、负电荷的氧离子。这些正、负离子具有较强的活动性,将臭气中所含的C、H、S元素的化合物分解形成小分子化合物CO2、H2O、SO2,反应可在数秒内完成,实现臭气净化。
2、微生物除臭法
微生物除臭法是利用由环境有益微生物制成的生物除臭剂对散发恶臭气体的臭源进行除臭。
3、活性炭吸附法
活性炭吸附装置的原理为通过活化处理的炭体内部形成许多通道,具有很大的比表面积,其表面的弱电力可以吸收并在自身体内保存臭气物质,因而具有处理异味的能力。
使用活性炭吸附处理异味,其吸附处理效率一般可以达到80%-99%,由于活性炭的吸附效率会随着活性炭使用时间的增加而减少,因此企业必须采取相应措施,及时对活性炭进行更换,以保证活性炭的吸附效率达到处理效果的要求。
上述三种处理方法,均能有效地去除泵站工作过程中产生的异味气体。从运行成本和设备稳定可靠的角度考虑,首选微生物除臭法作为异味处理工艺。在实际运行中应加强设备的维护运行管理,对于微生物除臭装置应保证微生物处于一个良好的生长环境中,以提高微生物的处理效果。
因此,从设计上减少异味的排放强度和面积,同时采取有效的生物除臭装置对排放的异味气体进行处理,可以将异味的排放强度大为降低。采取上述措施后,厂界异味可以维持在一个相对较低的水平,实现厂界达标排放。
二、水环境影响分析
污水泵站将污水送入污水处理厂,由污水处理厂处理后入海或进行深度处理成再生水;而雨水一般由雨水泵站直接排入城市二级河道。由于受城市环境各种因素的影响,城区的雨水径流都具有一定的污染性。大量的研究表明,雨水径流有明显的初期冲刷作用,即在多数情况下,污染物是集中在初期的10-20毫米雨量中。因此,控制初期雨水可减少其对排放水体的影响。
初期雨水的排除量需根据汇水面的污染程度、水量的平衡等综合考虑确定。根据泵站收水范围现状及规划发展情况,可采取以下措施。
㈠设置容积弃流池
在雨水管或汇集口处,按照所需弃流雨水量设计初期雨水收集池(弃流池),弃流池可设计为在线或旁通方式,弃流池中的初期雨水可就近排入市政污水管,小规模弃流池在水质条件和地质、环境条件允许时也可就近排入绿地消纳净化。
这种方法是根据雨水径流的冲刷规律合理确定弃流水量。优点是简单有效,不受降雨变化的影响,可以准确地按设计要求控制初期雨水量,效果好。主要缺点是当雨水收集面积较大时,需要比较大的池容积,增加了场地的面积。该方法在南方地区应用较多。
㈡切换式或小管弃流井
在雨水泵站的集水池中设置管道连接下游污水井,在管道入口处设置简易手动闸阀或自动闸阀进行切换。可以根据流量或水质来设计切换方式,人工或自动调节弃流量,并采取加大两根连通管高差等相应措施防止污水管中污水倒流入雨水管线。
由于降雨过程和径流过程均表现出初期水质差而流量小的特點,可以考虑将初期雨水弃流管设计为分支小管,初期水质差的小流量首先通过小管排走,超过小管排水能力的后期径流再进入雨水收集系统。该法的特点是自动弃流,可以减少切换带来的运行和操作的不便;但弃流量难以合理控制,尤其是在降雨强度较小而降雨量很大时可能会使弃流量加大。
综上所述,建议在中小雨时,泵站采用切换式弃流管,将收集的初期雨水通过人工控制排放时间,将前5分钟的初期雨水排放进市政污水管;大暴雨还是建议采用截流式,设置截流井,贮存净化以再利用。 三、声环境影响分析
泵站主要噪声源为水泵和电机运行时产生的噪声。采用噪声距离衰减公式对声环境影响进行分析,具体公式如下所示。
㈠噪声距离衰减模式
Lp=Lp0-20lg(r/ro)-R
式中:Lp- 受声点(即被影响点)所接受的声压级,dB(A);
Lp0-噪声源的声压级,dB(A);
r-声源至受声点的距离,m;
ro-参考位置的距离,取1m;
R-噪声源的防护结构及房屋的隔声量;取25 dB(A)
㈡噪声迭加模式
L=L1+10lg[1+10-(L1-L2)/10] (L1>L2)
式中:L-受声点处的总声级,dB(A);
L1-甲噪声源对受声点的噪声影响值,dB(A);
水泵单机源强声级约在85dB(A)以下,泵站运行存在间歇性和瞬时性特点,即使是污水泵站,水泵同时运行的概率也很低。偏安全考虑,按装机容量为6台水泵的一座泵站,6台水泵同时运行下泵房的噪声作为噪声源强,根据噪声叠加公式计算,噪声源强为92.7 dB(A)。如噪声源均置于地下,隔声效果按35dB(A)计,经隔声后其外排噪声源强为57.7dB(A)。
根据噪声叠加公式计算,参考《天津市环境质量报告书》(2007年)市区2类噪声适用区噪声背景值平均为昼间56dB(A),夜间48dB(A),只要与噪声源保持一定距离(地下泵站一般不小于5米),并设置阻隔(如置于地下),一般能满足GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》(2类)标准的要求,能够做到厂界噪声达标排放,不会对周围环境产生影响。
4、结论和建议
从上述分析可以看出泵站对环境的污染主要来自于异味、噪音及初期雨水。因此按环境影响的标准要求建议如下:
㈠泵站选址应远离臭气、噪声,尽可能与住宅、学校、医院等建筑保持一定距离,保证一定的绿化率及隔离带,使市政泵站的建设更能满足环境标准的要求。
㈡制定市政泵站占地面积控制指标,按泵站性质、流量等条件确定占地面积的上下限值。改變多数泵站地势小,缓解臭气、噪声的空间不够问题。
㈢对常年运行的污水泵房建议采用封闭墙或双层窗结构隔声,设备基础应设置防振垫等,以减少设备振动而产生的噪声。
【关键词】 市政泵站;环境影响;控制
市政泵站做为城市排水的主要设施,具有非常重要的作用。正是这些泵站夜以继日地工作,才为城市污水顺利排放,雨季安全渡汛提供可靠保障。
这里仅对泵站建成后产生的异味、废水、噪音及固体废弃物四个方面对环境的影响进行论述。
一、异味影响分析
异味是泵站对周边环境造成污染的主要因素,特别是污水泵站。异味来源主要是泵站集水池中的积水和集水池格栅对雨水和收集到的污水预处理产生的过滤沉积物在不能及时清理时产生的,其与初期雨水和地区污水的水质情况具有密切的关系,主要化学成份是N3-H和C2S。
针对泵站可能出现的恶臭气体的污染,可从建筑设计和选用除臭设备两方面避免泵站异味污染物排放。
㈠建筑设计
建筑设计上可将进水交汇井、进水闸井、格栅等设计为全封闭式,并增设格栅除污间,将恶臭污染源封闭在室内空间,减少恶臭气体的散发面积;另外,采用全封闭设计的压榨、输送、粉碎一体式格栅除污机,减少栅渣中的水分并可直接将栅渣打包存放在垃圾桶内,清运时直接更换垃圾桶,可进一步减少栅渣恶臭的散发。封闭井应设置可拆卸的密闭井盖,应定期清理集水池积泥,清理前应充分通风,防止由于缺氧生成CH4和H2S气体,危及清理人员的生命安全。
泵站设计为全封闭后,异味气体的排放由原有的面源无组织排放变为点源排放。异味相对集中地排放,必然加大排放源的排放浓度,如不对异味气体进行处理,很难实现达标排放。
㈡增加除臭设施
将恶臭污染源封闭在室内空间内,能减少异味气体的散发面积,但不能真正去除异味气体。要从根本上解决异味气体的排放超标问题,需要增设相应的除臭设施,将收集到的气体去除异味后排放。目前,异味除臭设施有以下几个类型。
1、离子除臭法
将构筑物内自由散发的恶臭气体封闭后进行管道收集,收集后的臭气在风机负压的作用下引流进入离子发生装置,处理后的气体通过通风管道排入到大气中。
恶臭气体在通过高能离子发生装置时,氧气分子受到装置发射出的高能量电子碰撞而形成分别带有正、负电荷的氧离子。这些正、负离子具有较强的活动性,将臭气中所含的C、H、S元素的化合物分解形成小分子化合物CO2、H2O、SO2,反应可在数秒内完成,实现臭气净化。
2、微生物除臭法
微生物除臭法是利用由环境有益微生物制成的生物除臭剂对散发恶臭气体的臭源进行除臭。
3、活性炭吸附法
活性炭吸附装置的原理为通过活化处理的炭体内部形成许多通道,具有很大的比表面积,其表面的弱电力可以吸收并在自身体内保存臭气物质,因而具有处理异味的能力。
使用活性炭吸附处理异味,其吸附处理效率一般可以达到80%-99%,由于活性炭的吸附效率会随着活性炭使用时间的增加而减少,因此企业必须采取相应措施,及时对活性炭进行更换,以保证活性炭的吸附效率达到处理效果的要求。
上述三种处理方法,均能有效地去除泵站工作过程中产生的异味气体。从运行成本和设备稳定可靠的角度考虑,首选微生物除臭法作为异味处理工艺。在实际运行中应加强设备的维护运行管理,对于微生物除臭装置应保证微生物处于一个良好的生长环境中,以提高微生物的处理效果。
因此,从设计上减少异味的排放强度和面积,同时采取有效的生物除臭装置对排放的异味气体进行处理,可以将异味的排放强度大为降低。采取上述措施后,厂界异味可以维持在一个相对较低的水平,实现厂界达标排放。
二、水环境影响分析
污水泵站将污水送入污水处理厂,由污水处理厂处理后入海或进行深度处理成再生水;而雨水一般由雨水泵站直接排入城市二级河道。由于受城市环境各种因素的影响,城区的雨水径流都具有一定的污染性。大量的研究表明,雨水径流有明显的初期冲刷作用,即在多数情况下,污染物是集中在初期的10-20毫米雨量中。因此,控制初期雨水可减少其对排放水体的影响。
初期雨水的排除量需根据汇水面的污染程度、水量的平衡等综合考虑确定。根据泵站收水范围现状及规划发展情况,可采取以下措施。
㈠设置容积弃流池
在雨水管或汇集口处,按照所需弃流雨水量设计初期雨水收集池(弃流池),弃流池可设计为在线或旁通方式,弃流池中的初期雨水可就近排入市政污水管,小规模弃流池在水质条件和地质、环境条件允许时也可就近排入绿地消纳净化。
这种方法是根据雨水径流的冲刷规律合理确定弃流水量。优点是简单有效,不受降雨变化的影响,可以准确地按设计要求控制初期雨水量,效果好。主要缺点是当雨水收集面积较大时,需要比较大的池容积,增加了场地的面积。该方法在南方地区应用较多。
㈡切换式或小管弃流井
在雨水泵站的集水池中设置管道连接下游污水井,在管道入口处设置简易手动闸阀或自动闸阀进行切换。可以根据流量或水质来设计切换方式,人工或自动调节弃流量,并采取加大两根连通管高差等相应措施防止污水管中污水倒流入雨水管线。
由于降雨过程和径流过程均表现出初期水质差而流量小的特點,可以考虑将初期雨水弃流管设计为分支小管,初期水质差的小流量首先通过小管排走,超过小管排水能力的后期径流再进入雨水收集系统。该法的特点是自动弃流,可以减少切换带来的运行和操作的不便;但弃流量难以合理控制,尤其是在降雨强度较小而降雨量很大时可能会使弃流量加大。
综上所述,建议在中小雨时,泵站采用切换式弃流管,将收集的初期雨水通过人工控制排放时间,将前5分钟的初期雨水排放进市政污水管;大暴雨还是建议采用截流式,设置截流井,贮存净化以再利用。 三、声环境影响分析
泵站主要噪声源为水泵和电机运行时产生的噪声。采用噪声距离衰减公式对声环境影响进行分析,具体公式如下所示。
㈠噪声距离衰减模式
Lp=Lp0-20lg(r/ro)-R
式中:Lp- 受声点(即被影响点)所接受的声压级,dB(A);
Lp0-噪声源的声压级,dB(A);
r-声源至受声点的距离,m;
ro-参考位置的距离,取1m;
R-噪声源的防护结构及房屋的隔声量;取25 dB(A)
㈡噪声迭加模式
L=L1+10lg[1+10-(L1-L2)/10] (L1>L2)
式中:L-受声点处的总声级,dB(A);
L1-甲噪声源对受声点的噪声影响值,dB(A);
水泵单机源强声级约在85dB(A)以下,泵站运行存在间歇性和瞬时性特点,即使是污水泵站,水泵同时运行的概率也很低。偏安全考虑,按装机容量为6台水泵的一座泵站,6台水泵同时运行下泵房的噪声作为噪声源强,根据噪声叠加公式计算,噪声源强为92.7 dB(A)。如噪声源均置于地下,隔声效果按35dB(A)计,经隔声后其外排噪声源强为57.7dB(A)。
根据噪声叠加公式计算,参考《天津市环境质量报告书》(2007年)市区2类噪声适用区噪声背景值平均为昼间56dB(A),夜间48dB(A),只要与噪声源保持一定距离(地下泵站一般不小于5米),并设置阻隔(如置于地下),一般能满足GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》(2类)标准的要求,能够做到厂界噪声达标排放,不会对周围环境产生影响。
4、结论和建议
从上述分析可以看出泵站对环境的污染主要来自于异味、噪音及初期雨水。因此按环境影响的标准要求建议如下:
㈠泵站选址应远离臭气、噪声,尽可能与住宅、学校、医院等建筑保持一定距离,保证一定的绿化率及隔离带,使市政泵站的建设更能满足环境标准的要求。
㈡制定市政泵站占地面积控制指标,按泵站性质、流量等条件确定占地面积的上下限值。改變多数泵站地势小,缓解臭气、噪声的空间不够问题。
㈢对常年运行的污水泵房建议采用封闭墙或双层窗结构隔声,设备基础应设置防振垫等,以减少设备振动而产生的噪声。