雨水回收处理系统改造设计

孙彩宏+朱家斌

摘 要：每逢雨季，雨水冲刷煤厂落地煤会产生大量煤泥水（以下简称雨季煤泥水）进入全矿污水下水管路，混入生活污水。因污水处理厂设计原因，生活污水处理系统没有处理雨季煤泥水能力，只能外排。通过对雨季煤泥水的单纯沉淀实验分析，采用沉淀方法可将其悬浮物去除36%-59%，其余污水可生化性好，可由污水处理厂进行处理。现有的生活污水池及水泵房无法满足此处理工艺要求，对其进行改扩建，以解决雨季外排污水污染环境问题。

关键词：沉淀；污水池；改扩建

中图分类号：TV213.9 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）03-0103-02

Abstract： During the rainy season， coal that falls onto the ground after rain water scours the coal factory floor will produce a large amount of coal slime （hereinafter referred to as rainy season coal slime） into the whole mine sewage down the road， and will be mixed with domestic sewage. Due to the design of the sewage treatment plant， the domestic sewage treatment system has no capacity to deal with coal slime in the rainy season， so it can only be discharged out. Through the analysis of precipitation experiment of coal slime water in rainy season， the suspended matter can be removed from 36-59% by precipitation method， and the remaining sewage can be treated by sewage treatment plant because of its good biodegradability. The existing domestic sewage ponds and pump rooms cannot meet the requirements of the treatment process， therefore it is urgent to solve the problem of environmental pollution caused by sewage discharged during the rainy season.

Keywords： sedimentation； sewage tank； reconstruction and extension

引言

晓明矿污水处理厂自2012年12月底建厂投产以来，设计方案考虑生活污水的源水是中等浓度的洗浴污水及生活污水，可生化性好，采用水解酸化+接触氧化工艺，污水经污水厂生化处理和深度处理后，可达中水回用标准。而雨季煤泥水一旦经此方法处理后，会造成系统堵塞的严重后果。研究分析雨季煤泥水悬浮物超标，可采用单纯沉淀作为该水处理的“前处理”工艺。于是考虑对生活污水池及水泵房进行改扩建，将原有的一级沉淀缓冲池改为两级，雨季煤泥水经生活污水稀释，充分沉淀后再经污水处理厂处理，以达到污水不外排的目的。

1 生活污水池及水泵房改扩建背景

1.1 雨季煤泥水分析

雨季煤泥水与矿井污水类似，根据水源的性质，并参照《给水排水设计手册-建筑给排水工程》等有关技术资料，雨季煤泥水的污染物浓度为中等浓度，取用最大设计水质指标。分析雨季煤泥水水质指标可见如下几点：

（1）COD大部分还是以悬浮性COD存在。

（2）由于降雨的随机性，溶解性物质所占比例的变化较大，雨水的可生化性属于可生化的水平。

（3）雨水中的氨氮是由淋洗大气带入，大部分为可溶性的氨氮。

综上分析，将雨季煤泥水做单纯沉淀后，可与生活污水混合进入污水处理厂处理。

1.2 原生活污水池及水泵房背景

生活污水池为钢筋混凝土结构的地下圆筒水池，内径为6米，深9.8米。水池一半为生活污水沉淀缓冲池，一半为水泵间，抽水泵设置在仓底（2台4PW泵，一用一备）。水泵房为砖混结构，包括休息室和操作室。存在以下问题：

（1）雨季煤泥水汇入生活污水池，污水处理厂无法处理，必须外排至新开河，造成环境污染。

（2）生活污水沉淀缓冲池存储量小（140立方米），当锅炉排污或浴池大量放水时，生活污水无法在池内得到充分沉淀，造成排放浊度增大，不利于污水处理厂生活污水的处理。

（3）由于排放的生活污水中悬浮颗粒较多，水泵又频繁启动，造成水泵经常发生故障，同时因水泵安设在池底，给维护和保养带来不便。

（4）水泵房已超過使用年限，已反复修补多次，且职工有效使用面积小（7平方米），不利于员工身心健康。

2 生活污水池及水泵房改扩建设计内容

2.1 改扩建原则

改扩建原则：在满足相关国家规范条件下，充分利用原生活污水池容积，同时避免施工期间影响目前的生产，设计便于施工且总造价低。[2]

根据设计要求，生活污水池的位置不变，生活污水泵房在原有泵房位置向北延伸5米，南侧路面下有管道，设计时不能占用道路，否则会损坏地下管网系统。endprint

2.2 改扩建方案内容

经仔细研究分析最终确定设计改扩建方案内容如下：

（1）将原生活污水池的水泵间部分改为二级沉淀缓冲池，改扩建后污水池总体有效容积变为280立方米，是原有容积的两倍。

（2）在两池共用池壁的上部距地面-500毫米处打三个直径为100毫米的孔洞，相互间隔500毫米。原一级生活污水沉淀缓冲池的污水从上部溢流孔溢流到二级沉淀缓冲池。

（3）原二级仓的两台4PW泵改为两台自动搅匀潜水排污泵。原吸水管线拆除进行封堵。出水管线不变，仍服务于污水处理厂和事故外排。

（4）原泵房及配电室拆除建新泵房。新泵房采用砖混结构，建筑面积150平方米，包括环保监测站、变频室、操作室和休息室。改扩建后生活污水池及水泵房布置图如图1所示：

3 生活污水池及水泵房改扩建设计特点

本生活污水池及水泵房设计方案特点如下：

3.1 改扩建后的生活污水池可处理雨季煤泥水

污水可在一级沉淀缓冲池内充分过滤沉淀，去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，悬浮物一般可去除36%-59%，仅有少量雨季煤泥水进入二级沉淀缓冲池，不会对生活污水处理系统造成堵塞。

3.2 改扩建后的生活污水池更合理化

改擴建后的生活污水池分格数为两格，可以有效均化污水的水质水量，降低冲击负荷对后续处理单元的影响。[3]而且若检修、清洗任一格时仍能保证污水处理厂的用水，同时也不会造成矿井生活污水无处排放造成事故。

3.3 潜水泵的使用更富经济性、安全可靠性

提升泵选用潜污泵。考虑泵的防堵、排污能力，设计采用自动搅匀排污泵。潜污泵出水管接设于原4PW泵出水管路上，设于人孔之下，以利于检修拆装。潜污泵安装操作方便，噪声小，简化土建结构，降低工程造价，并且运行管理方便。

自动搅匀排污泵可产生极强的搅拌力，将污水池内的沉积物搅拌成悬浮物，吸入泵内排出，一次性完成排水、清污、除淤，节约了运行成本。减轻了后续处理单元的处理负荷，有效防止了生活污水池散发臭气，保护周边环境。

自动搅匀排污泵主要特点：

（1）当排污泵运转时，自动搅拌池底沉积物，彻底防止污物淤积，无须人工清理。

（2）独特的叶轮设计，具有将纤维物、杂物切碎和撕裂的功能。

（3）采用外循环冷却系统，使排污泵低水位运转，减少电机起动频率，延长电机寿命。

考虑富裕量需要，选用泵排出口公称直径：50mm；额定扬程：15m；额定流量：40m3/h；搅匀范围：1400mm；电机功率4kW。则选用泵型号：JYWQ50-40-15-1400-4；数量：2台（一备一用）。

更换的自动搅匀潜水排污泵采用双导轨自动耦合安装系统，给泵的安装、维修带来极大的方便，人可不必为此进入污水池。

3.4 水泵房满足人员、设备要求

水泵房采用砖混结构。外墙装饰为涂料墙面，内装饰为刮大白腻子墙面，顶棚，窗户为铝合金中空玻璃。采取自然采光。屋面排水为有组织形式。改扩建后的新泵房空间大，满足检修的要求，对人员、设备均有利。

3.5 控制监测与原系统比较更智能化、人性化

3.5.1 PID智能调节仪

采用XSC5系列PID智能调节仪与各类传感器、变送器配合，可实现对温度、压力、液位、成分等过程量的测量、变换、显示、通讯和控制。

3.5.2 超声波液（物）位计

采用GLP系列超声波液（物）位计是智能型非接触式液（物）位测量仪表。具有自动功率调整，增益控制，去虚假目标，温度补偿等。

3.5.3 采用变频控制，恒压供水

采用变频控制具有以下优点：a.节能，提高生产效率。b.无级调速。c.改善生产工艺流程，改善运行环境。d.电机的维护成本将进一步降低，电机的寿命则相应增加。e.工频启动时的剧烈振动会加剧机械磨损和损耗，变频启动能减少对机械部件的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。f.在变频器控制中要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。

4 结束语

改造后，使生活污水多一级沉淀缓冲池，雨季也可以处理生活污水，杜绝了外排污水。污水经改扩建后的生活污水池处理后，SS一般可去除36%-59%左右，为接下来的二级处理做好铺垫，进而控制环境污染，保护生态环境。

参考文献：

[1]李俊奇，车伍，等.城市雨水沉淀特性及其颗粒分布研究[J].中国给水排水，2004，20（3）：43-45.

[2]中华人民共和国水利部.SL267-2001.雨水集蓄利用工程技术规范[S].2001，2.

[3]潘国庆，车伍，李俊奇，等.城镇雨水收集利用储存池优化规模的探讨[J].给水排水，2008，34（12）：42-47.endprint