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農村分散式污水處理設備
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近年來,為加強城市排水防澇工作,滿足國家相關政策和標準的要求,很多城市面臨排水系統提標的迫切需求。根據《室外排水設計規范》(GB 50014-2006,2016年版):“同一排水系統可采用不同的設計重現期”。許多城市在舊城改造或新建城區時,兼顧區域重要性、排水安全及工程投資,在同一系統采用不同雨水標準,分期分區域進行提標。這使得推理公式法等傳統雨水管網設計計算方法遇到挑戰,難以很好地滿足新情況下的設計需求。但目前國內針對采用不同雨水標準的雨水系統設計計算方法的研究較少,亟需開展專題研究,為城鎮排水工程的設計提供技術支撐。
1 不同設計計算方法概述
目前,同一排水系統采用不同重現期,在計算匯流后的總管時,主要有分別計算法、節點流量法、鄧氏計算法、高標計算法等4類計算方法。
1.1 分別計算法
當一個雨水系統采用不同雨水設計標準,zui為簡便的雨水管道流量設計方法是利用推理公式法,高標、低標地塊按推算的徑流時間及各自的設計重現期分別計算雨水流量,然后系統總管和雨水泵站采用兩者計算流量的疊加值。這種計算方法默認的前提條件是低標準地塊超出低標準的雨水應該無法排入雨水系統。但實際上,當降雨達到高標準時,低標區也承受同樣標準的降雨,此時低標準地區的雨水管道會呈現壓力流,而非設計計算時默認的重力流。這時低標準地區雨水管道的過流能力會超過設計計算值,從而擠占匯合總管的排水能力,影響高標準地塊的排水安全。
這種方法對于高標區域是不安全的,一般不宜采用。只有當高標區可以優*入總管,如高架排水時,才能高標、低標區同步達到不同的設計標準。
農村分散式污水處理設備1.2 節點流量法
節點流量法即當高標區接入低標區時,將高標區接入點的雨水流量作為節點流量進行疊加計算,而不再考慮其雨水流量后續隨徑流時間的變化。這種方法適用范圍較小,一般適用于高標區以強排方式接入低標區時(例如地道泵站、社區泵站等)。但對于以自排方式連接高、低標區域的排水系統,這種計算方法與推理公式假定的一些邊界條件是有沖突的,高標區同樣存在排水能力受擠占的隱患。由于本方法適用范圍比較固定且有限,不作為本研究的重點。
1.4 高標計算法
高標計算法即在對高標區、低標區匯合后的總管進行計算時,總管管徑按照整個服務范圍(含高標壓區和低標區)的高標標準計算確定。本方法計算的管徑偏大,在高重現期降雨時,高標區可以有較好的排水條件,相對偏保守和安全。總管為低標區預留了較大的容量來應對高標時低標區管道實際輸送的流量明顯高于原設計流量的問題,相當于在一定程度上提高了低標區的標準。本方法由于主管留有部分富余量,土建投資較高,可能存在一定的浪費,尤其是在低標區面積較大時。
1.5 同一系統不同標準的設計計算本質
結合上述分析和相關工程經驗,本文認為:在高標區、低標區地面標高等條件基本一致的情況下,采用傳統的分別計算法是不安全和不適當的。從本質上,為保證高標區、低標區同步達標,同一系統不同標準的設計計算需要對匯總總管及末端排口(含泵站)的設計規模進行放大。節點流量法、鄧氏計算法、高標計算法3種方法從原理上都在一定程度上實現了匯總總管和末端排口放大的目標,只是放大計算的方式和程度不同。節點流量法主要適用于包含地道泵站等局部強排的系統設計,應用范圍較小且明確。鄧氏計算法和高標計算法是可供選擇的主要方法。從廣義范疇上講,高標計算法可視為鄧氏計算法的一個特例,即鄧氏計算法中低標區設計暴雨強度直接按照高標時計算,但此時鄧氏計算法K值的取值范圍應當進一步拓展。因為K值原先1.2的zui高取值主要為針對上海地區的情況確定,在進一步推廣運用時,應當對K值的取值進行進一步分析論證。地埋A/O-人工濕地技術:是在常規生化處理基礎上增設人工濕地系統進行深度處理。人工濕地系統是人為的在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如礫石等)混合組成填料床,使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動,并在床體表面種植性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物(如蘆葦,蒲草和美人蕉等),形成一個“基質—微生物—植物”的復合生態系統,并利用這種復合生態系統*的凈化功能進行水質高效凈化。
適用于地勢條件易于集水污水并能通過自流出水的且規模適中的村莊,處理規模20~200t/天。工藝參數:缺氧池停留時間不小于4h,好氧池停留時間不小于6h,污泥清理周期180天,人工濕地水力負荷0.5~1.0m3/(m2˙d)。
地埋A/O-生態塘技術:一種常規生化處理后增加生態塘處理工藝。生態塘亦稱氧化塘或穩定塘,是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似,通常是將土地進行適當的人工修整,建成池塘,并設置圍堤和防滲層,依靠塘內生長的微生物來處理污水。
生物塘是以太陽能為初始能量,通過在塘中種植水生植物,進行水產和水禽養殖,形成人工生態系統,在太陽能(日光輻射提供能量)作為初始能量的推動下,通過生物塘中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化,將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉化,后不僅去除了污染物,而且以水生植物和水產、水禽的形式作為資源回收,凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用,使污水處理與利用結合起來,實現污水處理資源化。
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