隨著國民經濟的持續穩定發展,近年來中國水市場正以年均7%~8%的速度增長。但與此同時,城市汙水處理問題也日益突出。根據《2002年中國環境公報》,2002年城市汙染排放總量約為439.5×108。
M3,其中汙水占總排放量的52.9%。為了解決這壹問題,中國已先後建立了452個汙水處理廠,其中307個有二級和三級出水。即便如此,汙水處理率也只有36.5%。
“十五”期間,預計汙水處理能力將增加2 600×104。
立方米/天.根據建設部、國家物價局和科技部發布的《城市汙水處理與防治技術政策》,2005年城市汙水處理率要達到45%,50萬人以上城市要達到60%。到2010,所有城市汙水處理率不低於60%,直轄市、省會城市和重點風景旅遊城市不低於70%。為了實現這壹目標,有必要增加汙水處理能力:(5)
000 ~ 6 000) × 104m3/d,所需建設投資約2000 ~ 3000億元(不含運行費用)。如果把縣級以上城市的市政汙水處理掉,全國就有1多。
000座城市汙水處理廠將建成。
2汙水處理廠對周圍環境的汙染
毫無疑問,汙水處理廠在改善城市環境、節約水資源、提高居民素質方面發揮了巨大作用,成為市政和環保工作的重要組成部分。但是,由於其自身的特殊性,大部分汙水處理廠在改善城市環境的同時成為了新的汙染源,對周圍環境造成了不同程度的汙染。主要表現為惡臭、噪聲、汙泥、出水達不到國家GB。
8978-1996二級排放標準四個方面。
2.1惡臭
汙水處理廠惡臭的汙染源主要在進水部分和汙泥處理部分,即格柵間、汙泥儲槽、汙泥濃縮池、脫水機房和曝氣池。惡臭的主要成分是氨、硫化氫、甲硫醇、揮發性脂肪酸、揮發性有機化合物、細菌和大腸桿菌。汙水和汙泥中惡臭物質向大氣中的擴散受多種因素影響,如水溫、水質、處理工藝、汙泥齡、周圍建築物密度、氣象條件等。表1列出了《惡臭汙染物排放標準》(GB14554—93-93)中惡臭汙染物的廠界標準值。表2為天津市紀莊子汙水處理廠惡臭汙染檢測結果。
表1廠界惡臭汙染物標準值
項目壹級標準二級標準A級B級
氣味濃度10 20 30
註:①表中臭氣濃度為無量綱指標。(2)新建汙水廠應達到壹級標準要求,改擴建汙水廠應達到二級標準要求,現有汙水廠應達到二級標準要求。
表2天津市紀莊子汙水處理廠惡臭汙染物監測結果
源點硫化氫(mg/m3)、氨(mg/m3)和甲硫醇(mg/m3)的惡臭濃度。
普通曝氣池0.222 0.479 0.084 570
泥漿儲罐30.95 0.312 0.347 6500
脫水機房52.72 0.475 0.495 20000
從表1和表2可以看出,以天津市紀莊子汙水處理廠為例,曝氣池、汙泥儲槽、脫水機房周圍的臭氣濃度比《惡臭汙染物排放標準》中的標準值高出19 ~ 667倍(雖然廠界臭氣濃度低於構築物周圍,但仍遠高於標準值)。這不僅影響了周圍居民的生活,也對汙水處理廠工人的健康造成了極大的危害。
2.2噪音
汙水處理廠主要產生於汙水處理過程中,管道和水流。噪音對人體的危害是多方面的,尤其是對聽覺器官。長時間在強噪聲環境中工作可能導致噪聲性耳聾。此外,噪聲對人體中樞神經系統、自主神經、心血管系統的損害也非常嚴重。壹些已建成的汙水處理廠缺乏足夠的隔音設施或生產設備老化,導致不同程度的噪聲超標。
以隔音設施改造前的濟南汙水處理廠為例。該廠采用射流曝氣活性汙泥法處理工藝。在風機房預留9臺羅茨風機的位置,壹期工程安裝2臺羅茨風機(風壓:73
KPa,風量:112 m3/min,轉速:960 r/min,配套電機功率:183 kW)。隔音設施改造前,廠區噪聲嚴重超標,風機房平均噪聲達到118.8。
DB,送風風道附近曝氣池噪聲達到111.6 dB,與西廠界相鄰的風機房噪聲達到75.5 dB,超出該區域廠界噪聲標準值(夜間)30.5。
數據庫.[2]這種由機械運轉引起的持續噪音對工廠員工和周圍居民的危害很大。
2.3汙泥
自1887年世界上第壹座汙水處理廠在英國倫敦建成以來,全球汙水處理行業發展迅速,同時也產生了新的汙泥。在汙水處理過程中,產生的汙泥約為汙水處理量的1% ~ 2%。目前我國汙泥產量約為113.6×106。
噸/年。汙水處理廠汙泥的來源主要包括格柵間截留的懸浮物、生物處理工藝產生的汙泥、投加化學藥劑產生的化學汙泥、深度處理過程中過濾產生的汙泥以及沈砂池、初沈池和二沈池的沈澱汙泥。汙泥中含有大量的有害成分,如致病菌、寄生蟲(卵)、有機汙染物、重金屬等,容易腐爛產生惡臭。目前我國汙泥處理的主要方法是運到郊區露天堆放或簡單填埋,只有少量汙泥進行焚燒、堆肥或生物處理。
2.4水質不達標
目前汙水處理廠的出水只有50%能達到國家二級排放標準,另壹半汙水未經有效處理就排入水體。主要原因是:①部分汙水處理廠年久失修,處理構築物達不到設計要求;(2)如果在此過程中有構築物發生故障,需要利用溢流管將汙水直接排入水體;③原水明顯偏離設計水質,可生化性差。
汙水處理廠對周邊環境的汙染不僅影響了居民的正常生活,也在壹定程度上制約了周邊地區的經濟發展,尤其是對商業、房地產和服務業。
3對策研究和典型方案介紹
汙水處理的現代化與城市的現代化密切相關。以前我們建設汙水處理廠,通常是以技術和商業標準為主,追求低投入高收益。現代城市的可持續發展不僅需要技術標準和經濟標準,還要充分考慮社會標準,即對社會和環境的影響。汙水處理廠不會只運行壹兩年,而是會運行三十年、五十年甚至更久。不能只看眼前的投資和經濟效益,還要看未來。二十年前,不惜壹切代價大規模砍伐樹木成為致富捷徑。今天,亂砍樹木帶來的嚴重後果有目共睹。不能讓汙水處理廠的建設重蹈覆轍。另外,汙水處理廠不是壹個孤立的市政環保設施,它從建設之日起就已經成為城市有機體的重要組成部分。
基於我國汙水處理廠的發展現狀和國內外已付諸實踐的成功經驗,我們可以通過以下途徑建設汙水處理廠或改造現有汙水處理廠。
3.1氣味和噪音解決方案
3.1.1方案壹:建設花園式工廠。
為了減少臭氣和噪聲對周圍環境的影響,設計規範規定汙水處理廠與居民區的最小距離為300。
m .然而,隨著城市的快速發展,城市的外延不斷擴大,許多建在郊區的汙水處理廠逐漸被納入市區。
對於現有汙水處理廠,可采取改進隔聲罩設計、增設消聲器、控制管道噪聲、提高建築圍護結構隔聲能力等措施,降低噪聲汙染。防止惡臭汙染的措施主要有:①加蓋罐體;(2)在敞口和曝氣池周圍設置多臺抽水和活性炭吸附設備;③延長曝氣池汙泥齡,減少惡臭汙染物。此外,汙水處理廠與其他建築物之間應設置綠色隔離帶,既能隔離噪音、吸收異味、凈化空氣,又能美化廠容。
植物可以吸收空氣中的汙染物,例如地衣、臭椿、山楂、夾竹桃、丁香等吸收二氧化硫的能力很強;垂柳、獼猴桃、油茶吸氟能力強;女貞女貞、美人蕉、大葉黃楊等都能吸收壹定量的氯。水生植物中的水葫蘆、浮萍、金魚藻、黑藻等不僅能吸收水中的苯酚、氰化物,還能吸收汞、鉛、鎘、砷等重金屬汙染物。此外,植物葉片粗糙的表面和分泌的油脂可以吸附灰塵。汙染物被植物吸收後,壹部分分解成養分,壹部分形成絡合物,從而降低了汙染物的毒性。比如有害物質苯酚進入植物後,大部分參與糖代謝,與糖結合形成酚苷,儲存在植物的細胞內(對植物無害);另壹部分形成遊離酚,被多酚氧化酶和過氧化物酶氧化分解成二氧化碳、水等無毒化合物,從而解除其毒性。壹般來說,苯酚被植物吸收5 ~ 7次。
d後分解。
汙水處理廠的出水可以作為景觀用水。汙水處理廠旁建有人工湖,其出水直接排入湖中,可用於遊憩,也可作為最終凈化池,攔截水中殘留固體,穩定出水,實際上起到了深度處理(三級處理)的作用。汙水在湖中的最佳停留時間為1 ~ 2。
d,這可以限制藻類的生長。另外,湖中汙泥堆積率很低,壹年只需清理壹次,降低了運行成本。
在易產生臭氣的構築物(如格柵間、沈砂池、中間泵站、反應器、泥餅倉庫等)周圍設置了24座塔(內裝次氯酸鈉或氫氧化鈉)和65,438+07座活性炭塔(內裝天然活性炭)。)凈化空氣,改善廠區空氣質量。
石家莊市橋西汙水處理廠是我國典型的花園式汙水處理廠。該廠處理規模為16×104 m3/d,總投資為65438+5300萬元,廠區面積為14。
Hm2,綠化覆蓋率為48%。廠區綠化以大面積草坪為主,有高大的樹木和低矮的綠籬,還有雅致別致的假山、亭臺、長廊、藤蔓、彩燈、噴泉。此外還有柿園、葡萄園、桃園、玫瑰園,實現了三季開花,秋季結果。綠色布局錯落有致,別具壹格。
3.1.2方案二:建設全封閉汙水處理廠。
目前惡臭的處理方法主要有焚燒法、催化氧化法、化學吸附法、酸堿洗滌法、活性炭吸附法、土壤除臭法、生物除臭法等。能否有效收集臭氣是解決臭氣汙染問題的關鍵。建設全封閉汙水處理廠,通過集氣裝置將其中的臭氣收集起來,然後進行妥善處理,可以有效防止臭氣汙染。將處理構築物集中在封閉區域,並增加相應的圍護結構和隔音設施,可以有效隔離噪聲。
全封閉汙水處理廠有兩種類型。壹種是把汙水處理廠建在室內,花園、操場等設施可以建在頂部。另壹個是地下汙水處理廠。詳見更多相關技術文檔。
3.1.2.1室內汙水處理廠
美國紐約的北河汙水處理廠很有代表性。工廠位於紐約曼哈頓島。為了節省空間,工廠建在壹座橋下的沙灘上,沿著河岸擴展到河床。汙水處理廠的頂部建了壹個公園。公園裏不僅有樹,還有足球場、遊泳池、溜冰場、體育中心、操場、餐廳等設施。汙水處理廠主車間密封,向汙水中充氧,最大程度防止臭氣擴散。
3.1.2.2地下汙水處理廠
雖然地下設施的投資通常高於地上設施,但在高度發達和過度擁擠的地區,科學利用地下空間無疑是常規開發地上設施的可行替代方案。在人們的印象中,高樓和立交橋是現代城市的標誌,城市建設以“攤大餅”的形式擴張。在城市周邊修建多層高架快速路和立交橋已經成為壹些城市的發展趨勢。隨著發展,人們越來越意識到城市的負擔越來越重,相應的設施不配套,城市的美麗和生態環境被破壞。尤其是生活在鋼筋水泥的狹小空間裏,人們越來越感到不適應,對家和回歸自然的渴望越來越強烈。要做好城市規劃,從長計議,做到科學、規範、美觀、自然,地下和地上空間利用相結合。國際上,土木工程專家預測,19世紀將建橋梁,20世紀將建高樓,21世紀將使用地下空間。
地下空間的利用也可以分層,淺層可用於商業開發,適合居民活動;次淺層從事公共交通;深層公共設施,如汙水處理廠和自來水廠。瑞典斯德哥爾摩地下巖石中建有三座汙水處理廠,分別是HENRIKSDAL汙水處理廠(處理規模:23×104)
M3/d)、BROMMA汙水處理廠(處理規模:14×104 m3/d)和LOUDDEN汙水處理廠(處理規模:1×104 m3/d)。
地下汙水處理廠的建設既能有效消除噪聲和惡臭汙染,又不占用日益緊張的城市土地,影響其地上空間的正常使用;另外可以保持原水的溫度,有利於生化反應;廠區內不需要建雨水管道;如果采用巖石作為池壁,還可以節省土建投資等優點。傳統汙水處理廠影響居民生活、制約周邊房地產和商業發展的共性問題將得到解決。
3.2不合格汙泥和汙水的解決方案
汙泥處理處置的目的是減量化、穩定化、無害化和資源化。目前,汙泥處理(處置)的主要方法有焚燒、填埋、資源化和堆肥,其中堆肥是最常用的方法。汙泥是壹種優良的肥料和土壤改良劑,因為它含有能促進植物生長的氮、磷、鉀、鈣、硫、鐵、鎂、硼等礦物質。然而,如何去除汙泥中的重金屬是壹個亟待解決的問題。目前這方面的研究很多,這裏就不贅述了。
解決汙水處理廠出水不達標的主要途徑是改進汙水處理廠的工藝,盡量將處理構築物進行並聯和串聯,使之成為兩套(甚至幾套)相對獨立又相互聯系的系統。如果任何壹個構築物暫時停止運行,對出水水質影響不大。
4理論思維
如何控制汙水處理廠對周邊環境的汙染,不是壹個孤立的技術問題,而是建設以人為本、實現可持續發展的重要環節。
(1)只有在不斷科技創新的基礎上追求、發展經濟、提高人民生活質量,才能在資源的有效利用和環境保護的長遠建設上有所突破,有所作為。
對於老汙水處理廠來說,基於以人為本理念的環保改造,不僅可以最大限度地減少其對周邊環境的汙染,還可以變廢為寶,利用其開放式廠區建設花園式的城市空間,促進周邊地區的經濟文化發展。
(2)汙水處理廠的規劃建設必須立足於城市經濟、文化的長遠發展,避免以犧牲環境質量為代價片面省錢的短期行為。
在過去的汙水處理廠建設中,這個問題相當突出。本來是專門治理汙染的,卻成了環境的破壞者。這是該領域的辯證法。隨著我國中小城市發展步伐的加快,大量的城市汙水處理設施將陸續建成,突出環保理念,充分吸收和應用先進的應成為規劃建設中的突出目標。