山地城市污水中細(xì)砂特征及其處理技術(shù)研究.pdf

1、三峽庫(kù)區(qū)重慶段城鎮(zhèn)污水細(xì)砂含量高且粒徑偏小（平均粒徑＜250μm，屬于特細(xì)砂），導(dǎo)致污水處理廠普遍存在動(dòng)力設(shè)備磨損嚴(yán)重、活性污泥有機(jī)組分偏低、出水水質(zhì)波動(dòng)和剩余污泥產(chǎn)量高等系列問(wèn)題，并對(duì)庫(kù)區(qū)脆弱水體環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。關(guān)于污水中細(xì)砂的研究較少，特別是三峽庫(kù)區(qū)重慶段更加缺乏相關(guān)研究。論文結(jié)合重慶山地地貌特征、季節(jié)性降雨和排水管網(wǎng)特點(diǎn)，以污水中細(xì)砂為研究對(duì)象，通過(guò)設(shè)置采樣點(diǎn)，構(gòu)建小試和中試裝置，開展了污水中細(xì)砂時(shí)空分布規(guī)律、初期沖刷效應(yīng)及降雨

2、場(chǎng)次污染物濃度（EMC）評(píng)價(jià)、粒徑特征及分布、沉降性能、礦物成分、遷移過(guò)程和處理技術(shù)等研究。
　　晴天各采樣點(diǎn)生活污水含砂量變化規(guī)律基本一致，逐時(shí)波動(dòng)存在一定差異，污水處理廠進(jìn)水含砂量變化滯后于排水管網(wǎng)；涪陵污水處理廠進(jìn)水含砂量183.9mg/L，其余采樣點(diǎn)均小于50mg/L；污水廠上半年平均含砂量和日均進(jìn)砂量分別為180mg/L，10507kg/d，高于下半年，是除砂控制重點(diǎn)時(shí)期。
　　合流制采樣點(diǎn)初期合流污水含砂量，江南

3、居民區(qū)469.3mg/L、交通區(qū)394.5mg/L和江東居民區(qū)356.4mg/L；降雨強(qiáng)度11.7mm/h、5.6 mm/h和1.6mm/h時(shí)，含砂量出峰時(shí)間分別為10min、15min和20min以上。降雨強(qiáng)度高，含砂量出峰時(shí)間早；雨前晴天數(shù)長(zhǎng)，人口密集、交通量大和衛(wèi)生條件差的用地類型，含砂量偏高。分流制（商業(yè)區(qū)）污水管含砂量和出峰時(shí)間為425.0mg/L和大于20min，雨水管為199.1mg/L和小于5min。分流制污水管，因少量

4、雨水混入仍存在沖刷現(xiàn)象，出峰時(shí)間雖滯后于合流制，但其高含砂量不容忽視；整體上看，初期雨污水含砂量受降雨強(qiáng)度，雨前晴天數(shù)、用地類型和排水管網(wǎng)體制共同影響。
　　初期沖刷效應(yīng)評(píng)價(jià)M（V）曲線和冪函數(shù)b參數(shù)法分析表明，降雨強(qiáng)度＞5mm/h降雨事件，初期50％雨污水約攜帶了80%-90%的污染負(fù)荷，存在初期沖刷效應(yīng)；采用降雨場(chǎng)次污染物濃度（EMC）評(píng)價(jià)表明，初期合流污水含砂量 EMC值為333mg/L，是晴天含砂量6倍以上。
　　污

5、水中細(xì)砂粒徑特征分析表明，晴天各采樣點(diǎn)污水中細(xì)砂平均粒徑范圍在150μm-210μm，初期雨污水中細(xì)砂平均粒徑在180μm-240μm之間；其中80%細(xì)砂粒徑小于325μm，60%細(xì)砂粒徑小于225μm，40%細(xì)砂粒徑小于150μm。針對(duì)污水中細(xì)砂的除砂系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以粒徑100μm作為除砂目標(biāo)粒徑，并以此粒徑細(xì)砂去除效果來(lái)衡量除砂系統(tǒng)效率，能保證粒徑累積分布特征曲線上70%-95%的細(xì)砂得到有效去除。對(duì)比國(guó)外污水細(xì)砂粒徑特征，三峽庫(kù)區(qū)

6、重慶段污水中細(xì)砂、北美地區(qū)細(xì)砂和美國(guó)東南部“糖砂”，具有相似粒徑特征，均因平均粒徑小于250μm而很難被去除。
　　礦物成分及來(lái)源分析表明，晴天污水細(xì)砂礦物石英54%、方解石27%，較地表和管道沉積砂樣相近，與水泥路面風(fēng)化和磨損等因素有關(guān)；初期合流污水細(xì)砂中石英含量高于70%，較土壤樣品相近，與土壤侵蝕有關(guān)；沉砂池沉積砂樣石英49%、長(zhǎng)石類24%，較山澗風(fēng)化巖石樣品相近；分析認(rèn)為污水中細(xì)砂主要來(lái)源是地表沉積細(xì)砂、風(fēng)化巖石和庫(kù)區(qū)砂質(zhì)

7、土壤。三峽庫(kù)區(qū)山地城市污水中細(xì)砂遷移與巖石風(fēng)化、水土流失、地表徑流作用和利用邊溝、小溪、山澗和沖溝截留生活污水等因素有關(guān)。
　　污水中細(xì)砂的自然沉降性能及影響試驗(yàn)表明，以污水處理廠初沉池 HRT為1.46h計(jì)，細(xì)砂去除率僅53.4%，僅靠初沉池除砂效果不夠理想； pH、水溫、Na+和Mg2+等因素對(duì)細(xì)砂去除影響較小；剩余污泥投加對(duì)細(xì)砂去除影響試驗(yàn)表明，剩余污泥投加比5%時(shí)，去除效果較佳為73.7%。
　　旋流沉砂和混凝沉淀試