莫斯科的排水系統(tǒng)和發(fā)展規(guī)劃
論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 2001-06-01 |
來(lái)源 | 《中國(guó)給水排水》2001年第6期 | ||
作者 | 劉紅 | ||
摘要 | 劉 紅(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)系,北京100094) 中圖分類號(hào):TU992.03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:D 文章編號(hào):1000-4602(2001)06-0062-031 莫斯科排水系統(tǒng)及2010年發(fā)展規(guī)劃 1.1排水工程系統(tǒng) 莫斯科城市排水系統(tǒng)至今已有100年的歷史,采用的是完全分流制。根據(jù)莫斯科市給 ... |
劉 紅
(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)系,北京100094)
中圖分類號(hào):TU992.03
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:D
文章編號(hào):1000-4602(2001)06-0062-03
1 莫斯科排水系統(tǒng)及2010年發(fā)展規(guī)劃
1.1排水工程系統(tǒng)
莫斯科城市排水系統(tǒng)至今已有100年的歷史,采用的是完全分流制。根據(jù)莫斯科市給排水工程管理局提供的數(shù)據(jù),目前莫斯科的供水量為700×104m3/d,供水管網(wǎng)總長(zhǎng)為1×104km;排水管網(wǎng)的排水能力為600×104m3/d,總長(zhǎng)為7000km,全線有140多個(gè)污水泵站和十幾個(gè)應(yīng)急調(diào)節(jié)池,總?cè)莘e為20×104m3,污水處理廠總處理能力為600×104m3/d。
近年來(lái),莫斯科給排水公司開(kāi)發(fā)了一套排水調(diào)節(jié)工藝技術(shù),該技術(shù)利用應(yīng)急調(diào)節(jié)池保證了在排水高峰時(shí)段的排水順暢,提高了系統(tǒng)的排水能力,減少系統(tǒng)運(yùn)行管理費(fèi)用達(dá)15%~20%,并有效防止了可能發(fā)生的事故對(duì)環(huán)境所造成的影響,在一定程度上穩(wěn)定了城市污水處理設(shè)施的來(lái)水流量,允許在較短的時(shí)間內(nèi)(花少量的錢)減輕城市排水壓力。
1.2污水處理系統(tǒng)
目前,莫斯科的城市污水處理率為100%。到1997年底,已建成的四座污水處理廠分別是:庫(kù)里揚(yáng)諾夫污水處理廠的處理能力為312.5×104m3/d,留別列茲污水處理廠的處理能力為150×104m3/d,留布林斯基污水處理廠的處理能力為150×104m3/d,
位于衛(wèi)星城結(jié)林諾格勒市的結(jié)林諾格勒污水處理廠處理能力為9×104m3/d。
由于留布林斯基污水處理廠位于市中,周圍沒(méi)有發(fā)展余地,并且當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮深度處理,出水遠(yuǎn)達(dá)不到新的污水排放標(biāo)準(zhǔn)——漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。因此,擴(kuò)建了留別列茲污水處理廠,使其污水處理能力提高至150×104 m3/d,并且增加了污水深度處理——脫氮除磷工藝,采用的是兩級(jí)硝化、反硝化,污泥齡為25d,曝氣池的氣水比為10∶1。該廠于1997年底投入運(yùn)行,同時(shí)關(guān)閉了留布林斯基廠。
莫斯科的城市污水水質(zhì):BOD5<(150~250)mg/L,NH4-N<25mg/L,SS<180mg/L,PO4-P<(5~6) mg/L,水量變化系數(shù)為1.35。
1998年在莫斯科郊外建成投產(chǎn)的南布特沃污水處理廠,其處理能力為8×104m3/d。該廠由外商投資興建,其建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用都將由征收排污費(fèi)用陸續(xù)回收。其他污水廠的建設(shè)費(fèi)用由國(guó)家投資,而排污收費(fèi)僅夠支付運(yùn)行管理費(fèi)。俄羅斯的排污費(fèi)是按照排污戶用水量來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。
莫斯科的污水排放標(biāo)準(zhǔn)是歐州最為嚴(yán)格的,主要因?yàn)樗奈鬯芗{水體為流量很小的莫斯科河(污水排放量與河水的比例為1∶1),而且流經(jīng)莫斯科市,同時(shí)還是下游城市的飲用水水源。所以,現(xiàn)在新的標(biāo)準(zhǔn)要求處理后水質(zhì)達(dá)到漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn),且排放前要進(jìn)行充氣,使污水中的DO>4.0mg/L。
由于新標(biāo)準(zhǔn)要求很高,一步很難達(dá)到,決定經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段逐步達(dá)到。第一階段的控制標(biāo)準(zhǔn)為:BOD5<5mg/L,SS<5mg/L,NH4-N<1.5mg/L,NO3-N<9.1mg/L,TP<1.0mg/L。
目前,莫斯科的污水處理廠都采取了不同程度的除N、P措施。結(jié)林諾格勒污水廠還設(shè)置了過(guò)濾(其中有炭層)處理工藝,其出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到:BOD5<5.0mg/L,NH4-N<0.5mg/L,SS<3.0mg/L,PO4-P<1.5 mg/L。庫(kù)里揚(yáng)諾夫污水廠和留別列茲污水廠的出水指標(biāo)為:BOD5<10mg/L,SS<10mg/L,NH4-N<10mg/L,PO4-P<(2~2.5)mg/L,細(xì)菌總數(shù)<1000個(gè)/mL。
1.3 2010年發(fā)展規(guī)劃
1998年1月莫斯科市政府批準(zhǔn)了莫斯科市給排水系統(tǒng)至2010年總體規(guī)劃。該規(guī)劃和以前不同,它著重考慮了采用一系列節(jié)水措施來(lái)減小用水量(15%~20%),從而減少排水量。計(jì)劃再建11個(gè)應(yīng)急調(diào)節(jié)池,總?cè)莘e為45×104m3,用前述排水調(diào)節(jié)工藝技術(shù),在較短的時(shí)間內(nèi)、以較少的資金投入大幅度地減輕城市排水壓力。并且計(jì)劃每年改造和更新管道100km。
如果這個(gè)計(jì)劃能夠?qū)崿F(xiàn),那么到2010年就不再需要建設(shè)原來(lái)計(jì)劃中處理量為100×104m3/d的污水處理廠,因建廠投資要比建應(yīng)急調(diào)節(jié)池要高50倍。
至2010年,規(guī)劃要對(duì)現(xiàn)有的污水處理設(shè)施進(jìn)行改造,以進(jìn)一步提高出水水質(zhì),特別是降低N、P含量。計(jì)劃通過(guò)一系列節(jié)水措施把供水量從700×104m3/d降到590×104m3/d,從而減少污水量。同時(shí)建造一系列新的大型污水處理設(shè)施,以達(dá)到去除N、P的目標(biāo),因?yàn)楝F(xiàn)有設(shè)施改造成除N、P處理工藝,自然要引起污水處理能力的大幅度減少,所以在減少城市污水量的同時(shí),還要進(jìn)行新的污水廠建設(shè)。如第三期新留別列茲工程規(guī)模為100×104m3/d,結(jié)林諾格勒廠的處理能力增加到20×104m3/d,以及其他的三個(gè)小廠總處理能力要達(dá)到36×104 m3/d。所有水廠的出水都要符合莫斯科的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。
此外,將建立工藝上更加完善的污泥處理體系,發(fā)展污泥機(jī)械脫水加工能力,其中包括庫(kù)里揚(yáng)諾夫污泥廠的機(jī)械脫水車間,從而在2010年前加工處理完積壓在存放場(chǎng)上的污泥,這將顯著改善莫斯科近郊區(qū)以及莫斯科南部的生態(tài)環(huán)境狀況。該項(xiàng)計(jì)劃實(shí)施后將減小污泥場(chǎng)面積900hm2。
2 污水再分配技術(shù)
城市排水系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它的建設(shè)發(fā)展速度常常滿足不了城市工業(yè)和居 民生活排水的需求。在系統(tǒng)中發(fā)生非常事件的情況下,常常因?yàn)槿狈Ξ?dāng)時(shí)的、可靠的基本技 術(shù)參數(shù)而造成大量的財(cái)產(chǎn)損失和對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。由于城市排水量在時(shí)間上分布非常不均勻,排水系統(tǒng)中的設(shè)施(包括污水處理廠)不得不按高峰流量進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè),從而耗費(fèi)了大量資金投入。
為了較合理地利用莫斯科的排水設(shè)施,莫斯科給排水管理局開(kāi)發(fā)了兩項(xiàng)技術(shù)。它們完全不同于傳統(tǒng)的排水系統(tǒng),不需要大的投資,這就是“利用應(yīng)急調(diào)節(jié)池調(diào)整城市排水技術(shù)”和“城市排水系統(tǒng)中污水高效再分配軟件系統(tǒng)”。據(jù)說(shuō)這兩項(xiàng)技術(shù)在世界上也是獨(dú)有的。
2.1利用應(yīng)急調(diào)節(jié)池技術(shù)
該技術(shù)可以在水量高峰時(shí)段利用應(yīng)急調(diào)節(jié)池的容量,減輕城市排水系統(tǒng)中的設(shè)施,包括污水處理廠的水力負(fù)荷,從而形成叫做“系統(tǒng)的再分配資源”。而“城市排水系統(tǒng)中污水高效再分配軟件系統(tǒng)”能夠在非常情況下,更有效地利用“系統(tǒng)中的再分配資源”。
通過(guò)建設(shè)新的排水管道、泵站和污水處理設(shè)施等這些傳統(tǒng)的形式來(lái)發(fā)展莫斯科的排水事業(yè)已 經(jīng)趕不上大規(guī)模的住宅和工業(yè)建設(shè)速度。與再分配排水技術(shù)相配合,在城市排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中建設(shè)應(yīng)急調(diào)節(jié)池,可以在更短的時(shí)間內(nèi)、用較少的投資顯著地降低主要排水設(shè)施的水力負(fù)荷,特別是在高峰時(shí)段。因此可以實(shí)現(xiàn):
?、偻ㄟ^(guò)提高再分配資源來(lái)提高城市排水系統(tǒng)職能的可靠性,減輕污染元素的負(fù)荷,減小高峰時(shí)段設(shè)施的水力負(fù)荷達(dá)20%~25%;
?、谠谝霊?yīng)急調(diào)節(jié)池的情況下,可以提高排水系統(tǒng)的通過(guò)能力,從而可以接受擴(kuò)建的城市小區(qū)來(lái)的額外污水。
對(duì)于莫斯科的排水系統(tǒng),需要總的應(yīng)急調(diào)節(jié)池容積為65×104m3,也就是全部排水系統(tǒng)排水量的10%。
在排水設(shè)施組成中加入應(yīng)急調(diào)節(jié)池,將從根本上改變系統(tǒng)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),形成新型的排水系統(tǒng)——可以調(diào)節(jié)污水流量的排水系統(tǒng),而調(diào)節(jié)是在改變時(shí)變化系數(shù)的區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。
應(yīng)急調(diào)節(jié)池用的是典型的鋼筋混凝土貯水池,配有閘門、回廊,從而保證配水的順暢。當(dāng)池底部凹陷槽中液體流速超過(guò)流往排水泵站管道中的流速時(shí),調(diào)節(jié)池借助凹陷槽實(shí)現(xiàn)分批排空。轉(zhuǎn)彎處的閘門給放空操作以保障,并且使沉到池底部的沉淀物清除出去。過(guò)濾吸收器吸收應(yīng)急調(diào)節(jié)池在充滿過(guò)程中擠出的混合氣體。噴射器則保證供給空氣,從而杜絕產(chǎn)生腐化,形成硫化氫和其他有害氣體。
調(diào)節(jié)池底高于流向排水泵站管道中的最高水位,從而確保重力流排空。調(diào)節(jié)池配水或排空等工藝過(guò)程由遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)完成。對(duì)于莫斯科排水系統(tǒng)來(lái)說(shuō),如果能完全地應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù),可減少運(yùn)行費(fèi)用達(dá)15%。
1996年8月在莫斯科可雷拉斯區(qū)啟用了應(yīng)急調(diào)節(jié)池技術(shù),容積為1×104m3,分為三個(gè)相互隔離的部分。泵站的輸水能力為2.6×104m3/d。目前莫斯科正在進(jìn)行一系列其他應(yīng)急調(diào)節(jié)池的建設(shè)。
2.2城市污水高效再分配軟件系統(tǒng)
1995年由莫斯科給排水管理局投資開(kāi)發(fā)該軟件系統(tǒng),現(xiàn)已開(kāi)始投入使用。
莫斯科排水系統(tǒng)不論從工程設(shè)施結(jié)構(gòu)上,還是系統(tǒng)構(gòu)成上都是非常復(fù)雜的。采取一個(gè)控制決定,即使是改變一個(gè)參數(shù),例如負(fù)荷或一個(gè)排水系統(tǒng)設(shè)施的過(guò)流量,都要求對(duì)系統(tǒng)有充分的了解和進(jìn)行大量的工程資料分析研究,但是常常在時(shí)間上不允許。由于作業(yè)信息和高效分析方法缺乏,在實(shí)踐中又常常不得不做大量收集必須的作業(yè)信息(數(shù)據(jù))的工作,從而消耗大量經(jīng)費(fèi)。如在1996年底,出動(dòng)一個(gè)事故隊(duì)測(cè)定排水管道中的水位,花費(fèi)了莫斯科給排水管理局約25~30萬(wàn)盧布。
在1999年—2000年,莫斯科給排水系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制,與之相應(yīng),將完成該軟件系統(tǒng)的 安裝調(diào)試,這將把城市排水事業(yè)的管理提高到一個(gè)全新的水平,保證在非常情況下(事故、定期檢修和大修)高效選擇和優(yōu)化控制操作。除此以外,在任何時(shí)候都可以得到關(guān)于城市排 水系統(tǒng)即時(shí)的基本參數(shù)和包括所有設(shè)施負(fù)荷變化的遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)。
電 話(傳真):(010)62893505
E-mail:zhaoming@ht.rol.cn.net
收稿日期:2000-01-06
論文搜索
月熱點(diǎn)論文
論文投稿
很多時(shí)候您的文章總是無(wú)緣變成鉛字。研究做到關(guān)鍵時(shí),試驗(yàn)有了起色時(shí),是不是想和同行探討一下,工作中有了心得,您是不是很想與人分享,那么不要只是默默工作了,寫(xiě)下來(lái)吧!投稿時(shí),請(qǐng)以附件形式發(fā)至 paper@h2o-china.com ,請(qǐng)注明論文投稿。一旦采用,我們會(huì)為您增加100枚金幣。