污水处理调节池做什么
污水处理调节池位于进水构筑物与它所保护的工艺之间。它按进水的实际流量接收,再按下游设备能够处理的流量释放,从而把两者解耦。市政厂里进水流量在一天之内波动;工业现场则随班次安排或间歇排放波动。
它做两件事,而定容方式不同。流量调节缓冲的是水到来的速率;负荷调节缓冲的是每小时到来的污染物质量。进水时同时搅拌的池子两者都做一部分,但面对高浓度废水间歇排放的设备,需要的是按质量而不是按升数定出来的容积。
池子为下游换来的是更小、更稳定的设备:生物段不必按峰值小时来建,加药设备能在恒定流量下工作,pH 或温度异常到来时是被稀释过的,而不是一堵浪。
峰值流量:这个数字的含义
峰值流量不是一个数字,至少是三个;只引用其中一个而不说明是哪一个的设计,还不算设计。第一个是旱天峰值小时,即多数市政厂据以定容的早晚高峰。第二个是峰值日,即最高的 24 小时水量。第三个是雨天峰值,即降雨后的入渗与入流,在合流制或渗漏的管道里,它可以把旱天峰值放大若干倍,同时把浓度稀释。
把平均值变成峰值的那个系数是峰值流量系数图表的内容,它的规律在哪儿都一样:服务人口越少,系数越大。工业现场没有市政意义上的峰值系数,它有的是班次安排,要从自己的记录里读出来。
对定容要紧的峰值不是记录里最大的那个数,而是下游工艺吸收不了的那个数;两者之间的差,正是池子存在的意义。
污水处理中的流量调节:被缓冲的是什么
它把水的到来摊到更多个小时里,而它做不到的是去除任何负荷:一天之内到来的 BOD 千克数不变,只是分布得更均匀。这会让负荷变好还是变难,取决于你的管道里浓度与流量如何同步变化。
在市政管道里,流量与浓度通常同步上升,因为早高峰同时也是浓度最高的时段,所以把流量削平也把质量负荷削平了。工业排水往往相反:一股高浓度废水以小水量、在与生活污水高峰无关的时段到来。把它摊到更多小时里是分散了质量,而不是减少了质量——这通常正是生物段希望看到的——但质量并没有消失。当问题出在负荷而不是流量上时,容积必须按质量曲线来定。
进水时同时搅拌还有第二个后果:均化倾向于把流量峰值与浓度峰值一起拉低,这在市政场合有帮助,而在需要把高浓度废水单独处理、而不是稀释掉的场合可能不合适。设计进水水质图表列出了设备通常据以设计的那些数字。
按质量曲线定容,而不是按百分比
真正能回答这个问题的办法是累计容积曲线。把设计日内的累计进水量对时间作图,再画出出水量恒定时的累计出水线,两条线之间最大的垂直距离就是池子必须持有的调蓄量:进水量曾经超出出水量的最大差值。
有三个实际问题决定这个答案是否有价值。记录必须覆盖最不利的一天,而不是典型的一周,因为按平均日定容的池子,在它真正被买来应对的那一天已经没有余量。记录的间隔必须细到能显出峰值。没有记录时,只能用人口、定额和峰值系数画一条曲线,并且在设备装上自己的流量计之前,把它当作暂定值。
设计实践中常给出一个起步区间:市政场合约为日流量的 10% 至 30%,或者相当于若干小时平均流量的容积。把它当作起步方法而不是技术规格来读:它是对质量曲线结果的一道合理性检查,而不是替代品;而且合流制管道、高入渗量和工业间歇排放,都会把所需容积推离这个区间的中段。
调节池的水力停留时间
调节池的水力停留时间等于容积除以流量,是定容的结果而不是定容的输入:先说出六到十二小时、再按这个数字定池容,正是把调蓄功能从设备里设计掉的做法。它仍然值得算一算,因为它告诉你这个池子还会起什么别的作用。在炎热气候下停留时间过长,会让一座不曝气的池子先变成沉淀池、再变成腐化池,固体逐渐积累、硫化物出现;而在有陡峭工业峰值的现场,停留时间过短则根本起不到调蓄作用。池容积与 HRT 图表说明了停留时间如何变成池体容积。
峰值负荷,以及它与峰值流量不一致的场合
负荷以间歇方式到来时,起约束作用的是质量而不是容积,要画的曲线是累计质量对累计处理能力。读法相同:已经到来的量与工艺本可处理的量之间最大的差额,就是池子必须提供的调蓄量,这里是按池内混合后的浓度折算出的容积。
两个答案常常不同,这时设计有三个选项:把单座池按两者中较大的那个定容;把两项功能拆成流量池与负荷池;或者从源头削减这股间歇排放——由上游企业自行调节其排水,或者通过生产调整,让高浓度废水不再一次性成股到来。第三个通常最便宜。
调节池的搅拌、曝气与出水方式
不搅拌的池子就是一个带液位控制的沉淀池:固体沉降,有效容积变小,而池子最终被抽空时交给工艺的是一股浓缩的污泥浆。搅拌让池内物料保持均匀,排出去的东西才代表进来的东西。实现搅拌的方式——潜水搅拌器、粗气泡管网或泵循环——取决于水中的固体量,以及池内是否需要保持好氧。
曝气是另一个问题。当池内物料否则就会腐化时才需要曝气——也就是停留时间长、气候炎热、有机浓度高,或者进水含硫化物——它也是让池子同时保持搅拌和好氧最便宜的办法。但它不是免费的:曝气池要消耗氧,而没有任何任务却一直在曝气的池子,是一笔花了却看不到成效的运行费用。
出水方式决定了算出来的容积有多少是可用的。由定速泵抽水的池子,只能把调蓄能力维持到低液位停机点,该点以下的容积是死容积。变流量出水、跟随下游处理能力的出水方式,或者两座池交替抽水,都会改变实际可用的容积比例。
常见错误
- 按日流量的百分比定容,背后却没有流量记录:百分比是对答案的检查,不是一种方法。
- 流量记录太粗。峰值流量可能只持续二十分钟,但在日总量里根本看不出来。
- 假定出水量恒定——而质量曲线的读数方法恰恰建立在这一点上。
- 忘了低液位停机点以下的死容积和高液位以上的超高。
- 把调节池放在格栅和除砂之前——而它们本来是保护池内搅拌器和泵的。
- 让池子不搅拌,然后怪工艺收到了污泥浆。
- 让调节池的水力停留时间长到池子腐化,却没有为随之而来的曝气需求做安排。
- 把污水处理中的流量调节当成负荷调节:缓冲升数的容积,不等于缓冲千克数的容积。
容积确定之前的自查
- 是否有覆盖最不利的一天和最不利季节的流量记录,而不是典型的一周?
- 记录间隔是否细到能显现最短的那个有影响的峰值?
- 所需调蓄量是否从累计容积曲线上读出来?
- 现场存在间歇排放或随班次变化的排水时,是否也画了负荷曲线?
- 流量与负荷中哪一个是约束条件,池子是否按那一个定容?
- 在所选停留时间下,污水处理调节池的搅拌是否足以让固体保持悬浮?
- 是否需要曝气来防止池内物料腐化,它的运行费用是否已经计入?
- 在低液位停机点与高液位报警之间,标称容积有多少是可用的?
从一份流量记录到一座池
容积来自设备的运行数据,而不是一张表:现场可能遇到的最不利一天的流量记录,对照下游工艺能够接受的出水量,在累计曲线上读出。池容积与 HRT 图表说明停留时间作为池体容积意味着什么,设备选型与规模确定指南从设计流量和排放标准出发走同样的路,集装箱式污水处理设备页则介绍同一任务的成套形式。当调节容积与生物段一起采购时,要设计的容积与流量形态,应针对你的流量记录和进水分析向工厂确认,而不是照表假设。
