包头市城市污水治理工程实施的总体思路

胡大卫，姚念民
(天津市市政工程设计研究院，天津300051)

　　摘　要：阐述了包头市城市污水治理工程实施的总体思路，介绍了总体方案的策划细节以及所采取的技术措施。
　　关键词：城市污水治理；总体方案；处理工艺
　　中图分类号：X703.1
　　文献标识码：B
　　文章编号：1000-4602(2002)12-0020-02

　　包头市城市污水治理工程于1998年开工，全部工程将于2004年完成，该工程对包头市水环境的保护、污水资源的开发利用具有重要意义。?

1　工程实施的必要性

　　包头市的城市建设发展很快，但其城市污水治理设施的建设相对滞后，污水管道系统不够健全，污水处理能力较低。在城市污水治理工程实施之前，虽然市区污水量已经超过20×10⁴m³/d，却仅有两座小型一级处理厂(总处理能力为6×10⁴m³/d)，且因年久失修而导致出厂水的水质很差。
　　多年来，包头市大部分未经处理的污水通过横贯市区的四道沙河、二道沙河、东河、西河等泄洪河道排入黄河包头段，对市区的水环境和黄河造成了严重的污染(历年的水质检测结果表明，黄河包头段始终属于“中等”污染程度)，这不仅影响到下游的城镇山川，而且还危及包头市的水源地(因为画匠营子水厂、蹬口水厂的取水口同排污河道的出口互相交错)，既增加了给水厂的处理费用，又无法保证可靠的供水水质；另外包头历来就是严重缺水的城市，其城市污水是农业灌溉的重要水源(仅四道沙河附近使用污水灌溉的农田就超过了1700hm²)，由于河水中污染物严重超标(BOD超出5～18倍、COD超出4～35倍)，长年污灌不仅破坏了土壤的生态平衡，而且影响到农作物质量并危害市民的健康，成了导致疾病、死亡的无形杀手。
　　总之，为了使包头市的生态环境能够健康、持续地发展，配套建设二级处理厂、健全污水管网已是刻不容缓，内蒙古自治区和包头市决定将城市污水治理工程和“碧水蓝天”计划配合实施，利用日本等国的政府贷款彻底解决包头市的水环境污染问题。?

2　两个关键问题

　　包头市城市污水治理工程的目标是将市区的生活污水、工业废水通过完善的管道系统集中到扩建和新建的二级污水处理厂，经处理后须达到国家规定的排放标准(既可排放到水体，又能满足农灌的水质要求)，同时还可将部分出水经深度处理以用于工业、城市景观、市政杂用等。在该工程的总体方案拟定中存在着两个关键问题，即污水处理厂的布局和建设顺序。
2.1　污水处理厂的布局
　　包头市的污水量在20×10⁴m³/d以上，规划的远期污水量约为30×10⁴m³/d。按照常规，建设规模较大的污水处理厂具有占地少、工程量小、管理方便和投资省等优点。但因包头市的青昆区和东河区相距11km而不便于污水的集中，且每个区内都已形成两个污水管 道系统，所以包头市存在着污水处理厂是按现有四个污水系统分散布置还是分区集中布置的不同方案。
　　青昆区分别于1958年和1986年修建了北郊和南郊污水处理厂(设计规模分别为1.5×10⁴m³/d和4.5×10⁴m³/d，均为一级处理厂)，随着两厂的建设已经形成了各自独立的两个污水管道系统，其服务范围划分清楚，支、干管道基本健全。在污水治理工程的总体设计中，根据青昆区的现状及规划情况决定保留两个污水系统，治理的主要任务是将北郊厂扩建为处理能力约7×10⁴m³/d的二级处理厂，将南郊厂扩建为近期处理能力约7×10⁴m³/d、远期为14×10⁴m³/d的二级处理厂，并且随着污水厂的扩建进一步完善污水管道系统。
　　东河区的近期污水量为5×10⁴m³/d，预计远期将发展到10×10⁴m³/d。拟定处理方案时，首先考虑要尽量将全区的污水集中起来进行处理以节省投资和便于管理，但经过反复比较、勘察、研讨后决定采取分建西、东两座污水处理厂的布置方案。从地形上看，东河区中间高、东西两侧低，因而排水管道也就自然形成了西、东两个走向(20世纪70年代编制的排水规划已经确认了西、东两个污水系统，此后逐年增加配套管线而基本成型)。如果再将全区合成一个系统，则需对管网进行大规模的调整改造并设置提升泵站，这样不仅投资多、管理复杂且难以在已建成的街道找到污水干管的埋设位置；另外从利用污水进行农灌的需求来看，西部和东部都有大面积缺水的耕地，农民盼望在当地建设污水处理厂以引水灌溉。为此，决定采用在东河区分建西、东两座二级污水处理厂的治理方案(远期规模均为5×10⁴m³/d，近期规模分别为3×10⁴m³/d和2×10⁴m³/d)，同时配套修建目前尚未覆盖的空白区污水管道系统。
2.2　污水处理厂建设的顺序
　　由于受建设资金和施工能力的限制，包头市拟建的4座污水处理厂必须有序地进行。根据保护包头市最主要的水源地(黄河画匠营子段)水质的要求，青昆区的北、南两厂应该及早实施；而从填补污水处理的空白、充分发挥污水灌溉效益的角度出发，则东河区的西、东两座污水处理厂的建设更为迫切。经过对合理使用资金、正确贯彻民族政策等各种因素的综合论证决定，包头市城市污水治理工程的四座污水处理厂按北、西、东、南的顺序建设。一期工程利用日本第四批政府贷款建设北、西、东三厂，一期工程完成后可削减COD约8446t/a、BOD约7504t/a、SS约10680t/a，能使水环境得到显著改善，随后再进行南郊污水处理厂的建设。

3　技术措施

　　包头市城市污水治理工程是包头市也是内蒙古自治区修建的第一批二级污水处理厂，由于没有先例可以借鉴，因此在技术方案制定中采取了多项技术措施，这为污水处理厂的正常运行和出水达标排放提供了保证。
3.1 选择适当的处理工艺
　　在充分考虑了处理工艺的可靠性以及包头市管理污水处理厂的具体条件后决定第一批建设的北、西、东污水处理厂采用普通活性污泥法工艺，在获得经验后可在南郊污水处理厂采用SBR处理工艺，其所产生的污泥经重力浓缩、机械脱水后被送至垃圾填埋场与城市垃圾混合填埋处置。
3.2　低温、高原地区生化处理的技术要点
　　包头市地处西北高原，气温低、海拔高，因此在工程上采取了降低曝气池的污泥负荷、加大 二沉池的表面负荷、提高鼓风机的供气能力等措施以保证污水处理的效果。同时对处理厂的设施采取了充分的防冻措施：水泵、泥泵、粗格栅、细格栅及砂水分离机设在了室内，室外的管道特别是间断工作的污泥管道采取了电加热带防冻的措施。
3.3　选用先进、可靠的处理设备
　　污水泵和污泥泵选用了具有最佳防堵塞效果的螺旋离心泵；细格栅引进了材质好、加工精度高的阶梯式格栅机；沉砂池的主机和砂水分离机引进了钟氏沉砂池专用设备；鼓风曝气系统引进了充氧效率高且防堵、耐用、使用寿命长的高密度聚乙烯材质的曝气器；鼓风采用了可自动调整叶片角度并能及时调整风量的单级高速离心机；污泥脱水机则引进了适合中、小规模污水厂的螺滤式脱水机。

4　结语

　　目前，包头市的污水治理工程已经成功地迈出第一步，一期工程已基本完工，二期的南郊污水处理厂也将在总结前三个厂建设、管理经验的基础上前进一步，采用SBR工艺以使包括磷、氮在内的各种污染物能全面处理达标。同时，从污水处理厂到农灌区的配套输水系统工程也将逐步实施。另外，包头市还准备将处理厂出水再采用“混凝、沉淀、过滤”、膜过滤等工艺进行深度处理以得到不同等级的回用水(用于冲洗道路、景观、绿化、洗车、冲厕及工业冷却等不同用途)。总之，随着污水治理工程的全面实施，包头市的水环境将得到明显改善。

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　　收稿日期：2002-06-07