無(wú)錫新區(qū)污水系統(tǒng)調(diào)水方案設(shè)計(jì)探討

蔡丹新 許凝碧 張開(kāi)順 姚澤

無(wú)錫市政設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇無(wú)錫 214072

無(wú)錫新區(qū)于2007年進(jìn)行了全區(qū)范圍內(nèi)的污水專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃的編制，全區(qū)共規(guī)劃新城、梅村和碩放三座污水處理廠，各廠服務(wù)范圍內(nèi)也規(guī)劃了多條進(jìn)廠主通道。隨著城市的快速發(fā)展，原有的污水系統(tǒng)在運(yùn)行中也出現(xiàn)了排水不暢、調(diào)度不靈、管養(yǎng)不易、運(yùn)行不便等一些問(wèn)題，亟需對(duì)原有污水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化[1]。本文結(jié)合無(wú)錫新區(qū)總規(guī)修編的契機(jī)，對(duì)新區(qū)全區(qū)范圍內(nèi)的污水系統(tǒng)進(jìn)行梳理和分析，根據(jù)污水系統(tǒng)的特點(diǎn)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，提出了污水處理廠之間相互調(diào)水的優(yōu)化方案，供其他類(lèi)似地區(qū)的污水系統(tǒng)調(diào)水優(yōu)化改造項(xiàng)目參考。

1 污水排放分區(qū)優(yōu)化

無(wú)錫新區(qū)范圍內(nèi)原規(guī)劃三座污水處理廠，分別為新城、梅村和碩放污水處理廠，各廠服務(wù)范圍分別以高速公路和機(jī)場(chǎng)等障礙物進(jìn)行劃分，滬寧高速公路東北側(cè)為梅村污水處理廠服務(wù)范圍，滬寧高速公路西南側(cè)、無(wú)錫機(jī)場(chǎng)西北側(cè)為新城污水處理廠服務(wù)范圍，滬寧高速公路西南側(cè)、無(wú)錫機(jī)場(chǎng)東南側(cè)為碩放污水處理廠服務(wù)范圍。

圖1 新區(qū)現(xiàn)狀污水排放分區(qū)示意圖

一方面，隨著城市迅速發(fā)展和人民生活水平的快步提高，城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)大，人口不斷增加，人均用水量也不斷提高，使得各污水處理廠的規(guī)模較原規(guī)劃有較大增長(zhǎng)，從而各污水處理廠的擴(kuò)建需要增加用地；另一方面，隨著城市不斷發(fā)展，受限于水體環(huán)境容量，污水處理廠的尾水排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，從一級(jí)B提高到一級(jí)A，從一級(jí)A提高到更為嚴(yán)格的DB32地方標(biāo)準(zhǔn)，使得原污水處理廠工藝必須進(jìn)行提標(biāo)改造[2]，因此需要增加用地面積。而現(xiàn)狀三座污水處理廠的用地情況分別為：新城污水處理廠周邊已無(wú)用地，梅村和碩放污水處理廠周邊用地情況較為寬裕。結(jié)合上述因素，在對(duì)無(wú)錫新區(qū)污水排放分區(qū)優(yōu)化時(shí)，考慮將部分新城污水處理廠服務(wù)范圍劃入梅村和碩放污水處理廠服務(wù)范圍，新增污水主干管，改變?cè)械貕K的污水排向。

圖2 新區(qū)污水排放分區(qū)優(yōu)化后示意圖

2 調(diào)水方案設(shè)計(jì)

2.1 調(diào)水背景

結(jié)合新區(qū)范圍內(nèi)新城污水處理廠、梅村污水處理廠及碩放污水處理廠現(xiàn)狀及規(guī)劃規(guī)模匹配情況及各污水處理廠用地規(guī)模及擴(kuò)容能力，規(guī)劃考慮三廠之間調(diào)水工況及應(yīng)急工況。調(diào)水工況為永久調(diào)水分流，應(yīng)急工況為臨時(shí)調(diào)水。本文第2節(jié)中對(duì)排水分區(qū)的優(yōu)化，為永久性調(diào)水；在污水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，還存在管網(wǎng)和廠站的提質(zhì)增效、擴(kuò)容擴(kuò)建、養(yǎng)護(hù)維修和突發(fā)事故等一些應(yīng)急工況，應(yīng)對(duì)該工況，利用污水管網(wǎng)中的泵站和切換閘、閥等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)污水處理廠間的相互調(diào)水，以提高污水系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本調(diào)水方案設(shè)計(jì)主要考慮各污水處理廠之間的水量的調(diào)配。

2.2 調(diào)水方案

根據(jù)無(wú)錫新區(qū)現(xiàn)狀管網(wǎng)和廠站的布置以及大排水量企業(yè)的工藝運(yùn)行需求，充分利用現(xiàn)狀泵站和排水能力有盈余的主管道，作簡(jiǎn)單改造后，以實(shí)現(xiàn)調(diào)水功能。根據(jù)該原則，將整個(gè)無(wú)錫新區(qū)范圍內(nèi)劃分為12個(gè)調(diào)水區(qū)域和模塊（包括有應(yīng)急工況的大流量的企業(yè)），并按最新水量測(cè)算方法和用地規(guī)劃布局對(duì)各區(qū)塊的污水量分別進(jìn)行計(jì)算。

新區(qū)污水系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，即為本文第2節(jié)所述排水分區(qū)優(yōu)化調(diào)整后的運(yùn)行工況，同時(shí)德寶一廠濃水排放至梅村污水處理廠，德寶二廠濃水排放至碩放污水處理廠；應(yīng)急工況下，新城污水處理廠為事故或檢修等運(yùn)行狀況，3號(hào)片區(qū)和6號(hào)片區(qū)分別調(diào)至調(diào)至梅村和碩放污水處理廠；最不利工況時(shí)，海力士污水應(yīng)急排至新城污水處理廠，德寶一廠和德寶二廠的余水分別排放至梅村和碩放污水處理廠。污水系統(tǒng)運(yùn)行工況和污水處理廠相應(yīng)的收水量見(jiàn)下表2。

表1 調(diào)水區(qū)塊及污水處理廠污水量表

表2 運(yùn)行工況及污水處理廠污水量表

圖3 調(diào)水區(qū)塊示意圖

表2中僅列了應(yīng)急工況和最不利工況兩種模式下調(diào)水區(qū)塊和水量測(cè)算，在實(shí)際調(diào)水運(yùn)行時(shí)，還可以根據(jù)應(yīng)急需要，對(duì)上述調(diào)水區(qū)塊進(jìn)行單一或多個(gè)組合靈活機(jī)動(dòng)調(diào)水，調(diào)水運(yùn)行時(shí)的污水處理廠進(jìn)水量介于該廠的正常工況水量和最不利工況水量之間。

2.3 應(yīng)急工況的工程措施

正常工況下的永久調(diào)水工程措施安排水分區(qū)優(yōu)化措施進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)急工況和最不利工況時(shí)的臨時(shí)排水工程措施如下：

③號(hào)片區(qū)為壓力調(diào)水，片區(qū)污水經(jīng)春豐路泵站提升后，出水壓力管分為兩路，通過(guò)閥門(mén)進(jìn)行切換。一路排放至錫興路污水主管，進(jìn)入新城污水處理廠；另一路沿春豐路敷設(shè)DN400壓力管至泰山路，排放至G312國(guó)道污水主管，進(jìn)入梅村污水處理廠。

⑥號(hào)片區(qū)為壓力調(diào)水，片區(qū)污水經(jīng)新華路泵站提升后，出水壓力管分為兩路，通過(guò)閥門(mén)進(jìn)行切換。一路排放至新華路污水主管，進(jìn)入新城污水處理廠；另一路沿機(jī)場(chǎng)路敷設(shè)DN600壓力管至機(jī)場(chǎng)南路，排放至規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)南路污水主管，進(jìn)入碩放污水處理廠。

海力士屬新城污水處理廠服務(wù)范圍，⑧海力士應(yīng)急排水利用現(xiàn)狀d800海力士專(zhuān)用管，排向新城污水處理廠，屬于應(yīng)急工況下的臨時(shí)排水，不涉及污水處理廠間調(diào)水。

德寶一廠位于新城污水處理廠服務(wù)范圍，⑾德寶一廠再生水余水通過(guò)現(xiàn)狀d1200德寶應(yīng)急排放管和閘門(mén)切換，以實(shí)現(xiàn)其應(yīng)急工況下向梅村污水處理廠進(jìn)行調(diào)水。

德寶二廠屬碩放污水處理廠服務(wù)范圍，⑿德寶二廠再生水余水，考慮沿鴻江路敷設(shè)d800重力管，排放至規(guī)劃里河路污水主管，進(jìn)入碩放污水處理廠，屬于應(yīng)急工況下的臨時(shí)排水，不涉及污水處理廠間調(diào)水。

3 污水調(diào)水通道規(guī)劃

3.1 新城廠與梅村廠之間調(diào)水通道

（1）永久（固定）調(diào)水通道

規(guī)劃新建金城路-G312國(guó)道-泰伯大道（錫士路～錫梅路）d800～d1000污水主管（調(diào)水主管1），將圖3中①④⑤區(qū)塊內(nèi)的污水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。

規(guī)劃新建泰山路-G312國(guó)道（錫興路～泰伯大道）d600～d800污水主管（調(diào)水主管2），將圖3中②區(qū)塊內(nèi)的污水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。

在泰伯大道與錫梅路交叉口規(guī)劃3萬(wàn)噸/天泰伯大道污水提升泵站（調(diào)水泵站1），將上述①②④⑤區(qū)塊內(nèi)的污水提升后接入梅村污水處理廠泰伯大道d1200污水主通道，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。

利用現(xiàn)狀d1200德寶應(yīng)急排放管（調(diào)水主管3），將圖3中⑨德寶一廠濃水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。利用現(xiàn)狀d1200德寶應(yīng)急排放管，在應(yīng)急工況下，將圖3中⑾德寶一廠再生水余水，由新城污水處理廠應(yīng)急調(diào)度至梅村污水處理廠。

（2）臨時(shí)（可調(diào)）調(diào)水通道

改造春豐路泵站（調(diào)水泵站2）出水壓力管，增設(shè)切換閥門(mén)，沿春豐河新建DN400壓力管，接入新增泰山路-G312國(guó)道污水主管（調(diào)水主管4）。通過(guò)出水管閥門(mén)切換，污水經(jīng)泵站提升后，可經(jīng)原泵站出水管接入錫興路污水主管，排放至新城污水處理廠；也可經(jīng)新建沿春豐路DN400壓力管接入泰山路污水主管，排放至梅村污水處理廠；以此實(shí)現(xiàn)圖3中③區(qū)塊內(nèi)的污水在新城廠和梅村廠之間的應(yīng)急（臨時(shí)）調(diào)度。

圖4 新城廠與梅村廠間調(diào)水方案示意圖（調(diào)水工程為粗虛線(xiàn)）

3.2 新城廠與碩放廠之間調(diào)水通道

（1）永久（固定）調(diào)水通道

規(guī)劃新建機(jī)場(chǎng)南路-老錫宅路（空港三路～楊家灣）d800污水主管（調(diào)水主管5），將圖3中⑦區(qū)塊內(nèi)的污水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至碩放污水處理廠。

（2）臨時(shí)（可調(diào)）調(diào)水通道

改造新華路泵站（調(diào)水泵站3）出水壓力管，增設(shè)切換閥門(mén)，新建機(jī)場(chǎng)路DN600壓力管（調(diào)水主管6），接入新建機(jī)場(chǎng)南路-老錫宅路d800污水主管。通過(guò)出水管閥門(mén)切換，污水經(jīng)泵站提升后，可經(jīng)原泵站出水管接入珠江路污水主管，排放至新城污水處理廠；也可經(jīng)新建機(jī)場(chǎng)路DN600壓力管接入機(jī)場(chǎng)南路污水主管，排放至碩放污水處理廠；以此實(shí)現(xiàn)圖3中⑥區(qū)塊內(nèi)的污水在新城廠和碩放廠之間的應(yīng)急（臨時(shí)）調(diào)度。

圖5 新城廠與碩放廠間調(diào)水方案示意圖（調(diào)水工程為粗虛線(xiàn)）

3.3 梅村廠與碩放廠之間調(diào)水通道

由于梅村污水處理廠與碩放污水處理廠之間主管網(wǎng)布局相對(duì)較遠(yuǎn)，新建調(diào)水設(shè)施的造價(jià)較高，直接調(diào)水方案的經(jīng)濟(jì)性較低，因此，兩廠間不考慮設(shè)置直接調(diào)水設(shè)施，可通過(guò)梅村廠向新城廠、新城廠向碩放廠和碩放廠向新城廠、新城廠向梅村廠的聯(lián)動(dòng)調(diào)水實(shí)現(xiàn)梅村廠和碩放廠之間的間接調(diào)水，確保各廠在應(yīng)急工況下污水系統(tǒng)能正常運(yùn)行[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

早期的污水系統(tǒng)規(guī)劃，各污水處理廠的管網(wǎng)系統(tǒng)自成體系，互不連通，為了保證污水處理廠和污水管網(wǎng)系統(tǒng)在應(yīng)急工況下的正常運(yùn)行，近年來(lái)，各污水處理廠都在探索與鄰近污水處理廠之間污水調(diào)度的可行性。本文介紹了無(wú)錫新區(qū)三座污水處理廠之間的污水系統(tǒng)之間的優(yōu)化調(diào)整和廠間調(diào)水方案，利用現(xiàn)狀污水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單改造，達(dá)到有效調(diào)水的目的，同時(shí)也對(duì)其他類(lèi)似片區(qū)的污水系統(tǒng)的污水調(diào)度優(yōu)化調(diào)整提供了一個(gè)可行的思路。