某水务集团有限公司供水项目退水主要包括输水与水处理过程产生的退水和用水(生活与工业)产生的退水,本次计算不包括水务集团转供东区用水和回灌补源的水量。某水务集团2017年总用水量19 982万m3,回灌水量1 305万m3,转供东区水量2 367万m3,因此,本次仅计算16 310万m3的制水与用水过程中产生的退水。
(一)退水组成
根据某水务集团有限公司的退水特点,本项目的退水包括两部分,一部分是某水务集团各自来水厂制水工艺产生的沉淀池、滤池排泥污水和水厂生活污水;另一部分是某水务集团供水区域内自来水用户用水后产生的工业废水、生活污水等。
1.净水厂厂区自身退水
厂区污水主要包括厕所、淋浴、食堂等产生的生活污水,冲洗废水、反冲洗等生产的污水,其中,生活污水收集至收集池,由环卫工人定期清理,净水厂内反冲洗等生产废污水入沉淀池加入上清液后全部回用,生产污水(污泥)经过沉淀干化后由相应环保处理机构定期处理。
2.供水范围内用水户间接退水
包括生活污水和工业生产废污水,生活污水和工业生产废污水经市政污水管网收集后进入水质净化一厂、水质净化二厂、水质净化四厂、大金污水处理厂以及分散式污水处理站(中水站)集中处理后排放。分散式污水处理站包括工商河中水站、东泺河中水站、广场东沟中水站等17座政府投资建设的中水站,以及多座社会投资建设的小型污水处理中水站。工业废水经厂区自备污水处理设施处理达标后全部纳入城镇污水处理系统。供水范围内退水涉及集中式污水处理厂4座、中水处理设施406座,不新增排污口。
(二)退水总量、主要污染物排放浓度和排放规律
1.退水总量
本项目退水系统实行雨污分流,供水范围内雨水直接排入市政雨水收集管网,不计算在内。根据前述现状水量平衡分析成果,本项目净水厂厂区内生活退水全部回用于厂区绿化用水,退水量为0,净水厂内反冲洗等生产废污水入沉淀池加入上清液后全部回用,退水量为0;供水范围内间接退水中生活用水产污系数取0.8、工业用水产污系数取0.75。
(1)生活污水
2017年,某水务集团供水工程生活供水量为10 867万m3,生活污水量按下式计算:
人均生活污水产生量=人均综合生活用水量×ζ
式中:ζ为排放系数,取0.8。
经计算,生活污水排放量为8 693.6万m3,生活污水中的主要污染物为氨氮、COD、BOD5、SS等,排放方式为连续性排放。生活污水经污水管网截污后输送至城市污水处理系统集中处理,处理达标后排放。
(2)工业废水
2017年,某水务集团供水工程工业供水量为5 443万m3,工业废水排放系数取0.75,工业废水排放量为4 082.25万m3。各用水工业企业废污水所含污染物须经自备污水处理设施处理达标后,方可进入城镇污水处理系统进行集中处理。
济南市主城区因工业企业的性质差别很大,多数企业的废水排放方式为连续性排放,少量为间歇式排放,部分绿化环保企业污水零排放。
(3)水厂废污水
水厂生产废污水主要来自生产过程中产生的排泥废水(预沉池、沉淀池排泥水和滤池反冲水)以及水泵、电机的冷却水。生产废水中除了净化水时加入的无机絮凝剂的少量残余物外,没有其他有害物,与原水相比,仅含泥沙量较高,污染物含量很少,可忽略不计。水厂各生产环节均为自动化生产,厂区工人数量很少,无餐厅等生活设施,产生的生活废水可忽略不计。生产过程中沉淀池排泥水和滤池反冲水经收集后二次利用,剩余的排入市政管网。结合某水务集团供水工程水量平衡计算表可知,2017年,某水务集团供水工程所属各水厂中A水厂产污量为815万m3,B水厂产污量为571万m3,C水厂产污量为37万m3,D水厂产污量为28万m3,E水厂产污量为0 m3,各水厂合计产污总量为1 451万m3。水厂废污水的排放方式为连续性排放。
2017年,某水务集团供水工程退水总量为14 227万m3,其中,供水区域生活污水8 694万m3,工业废水4 082万m3,水厂废污水1 451万m3,综合产污率为71.2%。
本项目现状退水总量为14 227万m3/a,经预测,2020年退水总量将达到15 556 m3,项目区规划2020年较现状年增加退水量1 329万m3。(www.daowen.com)
2.主要污染物排放浓度
本项目生活污水主要污染物为日常生活中形成的杂污水,污染物成分为CODCr、氨氮、总磷、总氮、SS等易降解污染物;工业生产废污水中污染物成分相对复杂,可能含有各种有害物质,需经企业预处理。项目生活污水和生产废污水处理应符合《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)A标准后排入市政污水收集管网,经过各污水处理厂(或中水站)处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准后排入相关地表水水功能区或中水回用。
3.排放规律
本项目生活污水和生产废污水经收集后排入各污水处理厂或中水站,经过污水处理厂处理后,部分再生水回用于工业生产和景观、绿化用水等,其余部分退至相关水域或水功能区,退水排放方式采用管道排水、连续排放;经过分散式污水处理、中水站处理后全部回用于景观、绿化用水等,退水排放方式采用管道排水连续或者间歇式排放。
(三)退水处理方案和达标情况
1.退水处理方案
本项目供水范围内间接退水(生活污水和生产废污水)经污水处理厂(站)收集后进行集中处理后排入相关水域或水功能区,出水水质应达到排入地表水水功能区水质目标要求。本项目间接退水范围内涉及污水处理厂4座、其他分散式污水处理中水站数座,据现状统计,污水处理厂(站)设计总规模达99.62万m3/d。根据规划,到2020年,水质净化一厂和二厂将各新增设计规模10万m3/d、扩建新建中小型污水厂和污水处理设施,新增处理规模15.1万m3/d,预计到2020年较现状年新增污水处理能力35.1万m3/d。
某水务集团供水范围的污水管网,按照地形划分为三个排水分区,自西向东依次为腊山河分区、兴济河分区、大明湖分区,这三个退水分区的污水管网分别接入水质净化四厂、二厂和一厂。三大污水分区内共有大金、济齐路、济洛路、大明湖、柳行头等五大污水系统。雨水管网按照就近接入原则,分段接入河道,最终汇入小清河。
主城区集中式污水处理厂主要包括水质净化一厂(设计处理能力35万m3/d)、水质净化二厂(设计处理能力20万m3/d)、水质净化四厂(一期设计处理能力3万m3/d)和大金污水处理厂(设计处理能力7万m3/d)等。设计处理能力合计65万m3/d,实际处理规模为64.7万m3/d。下面以水质净化一厂为例进行分析介绍。
2.水质净化一厂污水处理方案及出水达标情况分析
(1)处理工艺介绍
水质净化一厂一期工程设计规模为22万m3/d,于1991年3月开工建设,占地面积249亩,于1995年建成并投入运行。该厂一期工程采用传统活性污泥法进行污水处理,出水水质达到国家二级排放标准。2008年,为配合南水北调东线工程和山东省小清河流域水质改善,光大国际有限公司投资1.9亿元用于一厂改扩建,改建后该厂处理规模达到35万m3/d,实际处理能力36万m3/d。改建后一厂采用AAO+(厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷)深度处理工艺进行污水处理,出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准。
(2)污水排水量分析
根据2016年水质净化一厂污水排放量统计,全年排放总量1.268亿m3,日均排水量34.73万m3,当前排放量略小于污水处理厂设计规模35万m3/d,水质净化一厂污水处理已经满负荷运转。
据调查可知,水质净化一厂污水排放量1—5月相对平稳,6—8月排放量较大,10—12月排放量稳步下降,这与区域内用水高低峰变化趋势一致。其中,1月份水质净化一厂污水排放量在27.97万~31.59万m3/d之间,是年内排放量最少的月份;7月份水质净化一厂污水排放量基本上维持在36.17万~46.42万m3/d之间,是年内污水处理负荷最大的月份,总体上排放量序列变化相对平稳。
(3)排放污水水质及达标情况分析
水质净化一厂对污水中的COD、BOD、SS、氨氮、总磷、总氮进行在线监测,根据2016年水质净化一厂排水水质在线监测数据统计分析可知,6种主要污染物中,COD、总氮在不同月份变化较大,其他污染物不同月份变化相对平稳。其中,COD污染物浓度最高为4月的27.10 mg/L,最低为10月的14.93 mg/L,月平均值为19.70 mg/L;氨氮污染物浓度最高为1月的2.01 mg/L,最低为8月的0.50 mg/L,氨氮污染物月平均值为1.19 mg/L。
从水质净化一厂排放统计结果看,各污染物排放浓度均达到污水处理厂执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准(COD≤50 mg/L,氨氮≤5 mg/L,BOD≤10 mg/L,总氮≤15 mg/L,总磷≤0.5 mg/L,SS≤10 mg/L),但是不满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅴ类水标准,主要超标污染物为总氮。
3.小结
根据上述分析,现状年和规划年污水处理厂(站)的污水处理能力均能满足本项目退水要求。各个污水处理厂出水水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,但是不满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)V类水标准,主要超标污染物为总氮。
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