合流制污水溢流污染造成的原因：由于徑流污染物輸送的非連續(xù)性和爆發(fā)性，其污染負(fù)荷所占比例在雨季會短時段內(nèi)成倍升高，超過點源污染，對城市水體造成沖擊性影響，嚴(yán)重制約城市水環(huán)境質(zhì)量的徹底改善。
目前我國31省市區(qū)均分布有合流制排水管網(wǎng)，超過70% 的大城市雨污不分流。雨季污水處理廠瞬時流量劇增，水廠處理能力超過設(shè)計能力，經(jīng)常超負(fù)荷運行。此外初雨及中后期雨水的COD、SS濃度波動大，會對污水廠造成瞬時負(fù)荷沖擊。
應(yīng)對措施可總結(jié)為兩類，分別是完全分流制的市政排水管網(wǎng)建設(shè)和完全合流制管線的水廠方面的應(yīng)對措施。
對于完全分流制的市政排水管網(wǎng)建設(shè)，投資成本比水廠投資成本高至少一個數(shù)量級，并且建設(shè)周期更長，不適用于短期應(yīng)對合流制污水溢流污染的問題。
對于完全合流制的管線，水廠建設(shè)和工藝調(diào)整中一般采取的措施是建設(shè)調(diào)蓄池、旋流分離攔截懸浮物、強化生化池和擴(kuò)建高密度沉淀池等，這些措施雖然能有效應(yīng)對合流制污水溢流污染問題，但是有投資改造成本較高、建設(shè)周期長、設(shè)備維護(hù)成本高、應(yīng)對沖擊時工藝調(diào)整對運行人員素質(zhì)要求高和設(shè)備利用率低等缺點。
污水處理廠季節(jié)性問題——我國污水處理廠運行負(fù)荷分析
我國污水處理廠平均處理流量僅有設(shè)計流量的50%，實際來水污染物濃度僅為設(shè)計接收濃度的一半，整體處理負(fù)荷不足設(shè)計值的一半。雨季進(jìn)水濃度進(jìn)一步降低后，負(fù)荷率降到了設(shè)計值的20-30%，雨季的來水污染物濃度負(fù)荷雖然降低了，但是進(jìn)水流量卻超過了設(shè)計值。污水廠生化處理的效率與污染物處理負(fù)荷有關(guān)，與流量關(guān)系不大，可利用富裕的負(fù)荷能力處理雨水。
那么雨季制約水量負(fù)荷進(jìn)一步提高的主要原因就是二沉池污泥的沉降速率，因為二沉池的表面負(fù)荷與流量息息相關(guān)，超過設(shè)計流量后二沉池活性污泥來不及沉降就會排到出水口，造成出水水質(zhì)變差并且活性污泥流失，嚴(yán)重影響了生化池的安全生產(chǎn)。
如果能有效解決二沉池的雨季負(fù)荷不足的問題，處理廠處理雨污水的流量可至少增加2-4倍，結(jié)合雨水存儲池，總體可有效處理80%-90%的徑流總量，有效杜絕合流制污水溢流污染的發(fā)生。
污水處理廠季節(jié)性問題——水廠藥劑解決方案
要提升二沉池在雨季的污泥沉降效果，除了進(jìn)行二沉池擴(kuò)建或者增加高密沉淀池外，還有更快速更經(jīng)濟(jì)的方法，那就是在二沉池中投加絮凝劑，二沉池污泥沉降時間由30-60min降至1-10min，二沉池最大承載負(fù)荷得到提升，進(jìn)而提升水廠處理能力。
污水處理廠季節(jié)性問題——絮凝劑投加案例分析
案例一：太原某污水處理廠
太原某污水處理廠主體工藝為A2O+高效沉淀池，設(shè)計水量16萬噸/日，實際處理量在15萬噸/日左右，且運行時二沉池表面負(fù)荷及堰口負(fù)荷處于設(shè)計最高值，冬季污泥沉降性差跑泥現(xiàn)象嚴(yán)重，處理規(guī)模達(dá)不到滿負(fù)荷，高效沉淀池運行壓力大，絮凝劑投加濃度15-30μL/L，稀釋十倍后加入生化池，0.5h后基本得到控制，1h后完全澄清。經(jīng)對二沉池出水檢測，該藥劑對出水各項指標(biāo)沒有影響，并且處理水量提升后，二沉池污泥沉降效果依然顯著。
案例二：北京某再生水廠
北京某再生水廠工程設(shè)計遠(yuǎn)期規(guī)模16萬噸/日，其中一期設(shè)計規(guī)模為8萬噸/日，再生水處理采用多段AO+浸沒式超濾工藝，并采用臭氧降低出水色度，最終出水水質(zhì)達(dá)到北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/890-2012》中的B標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)進(jìn)水量超過8萬噸時，由于二沉池不能滿足超負(fù)荷需求造成泥位升高，出現(xiàn)跑泥問題。為了實現(xiàn)超負(fù)荷下的達(dá)標(biāo)需求，該廠采用二沉池投加納米絮凝劑NFSSS的方式提高二沉池負(fù)荷，加藥之后2h，泥位顯著下降，處理水量提高了15%，且出水指標(biāo)未受影響。示范應(yīng)用證明，絮凝劑可實現(xiàn)該廠處理規(guī)模提高至9萬噸/日乃至更高。
案例三：包頭某再生水廠
包頭某再生水廠主體工藝為A2O工藝，設(shè)計水量7.5萬噸/日，實際進(jìn)水量8.3萬噸/日，二沉池設(shè)計負(fù)荷無法滿足污水廠超負(fù)荷運行，二沉池泥位較高，跑泥現(xiàn)象嚴(yán)重，通過在二沉池投加納米絮凝劑，泥位顯著降低，二沉池出水清澈，而噸水藥劑成本僅為6分錢。因此二沉池投加NFSSS，能夠有效解決超負(fù)荷下二沉池負(fù)荷不足跑泥問題，為污水廠提供了有效解決方案。
加絮凝劑之前
加絮凝劑之后
小結(jié)
應(yīng)對合流制污水溢流污染問題，可以在不新建市政雨水管網(wǎng)、不改造水廠構(gòu)筑物的前提下，低成本更高效地解決，就是增加水廠二沉池的處理能力，能接收雨季80%以上的雨水。二沉池的污泥沉降性可以通過投加納米絮凝劑來提高。
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