蔡丹新 許凝碧 張開順 姚澤

無錫市政設(shè)計研究院有限公司 江蘇無錫 214072

無錫新區(qū)于2007年進行了全區(qū)范圍內(nèi)的污水專項規(guī)劃的編制，全區(qū)共規(guī)劃新城、梅村和碩放三座污水處理廠，各廠服務(wù)范圍內(nèi)也規(guī)劃了多條進廠主通道。隨著城市的快速發(fā)展，原有的污水系統(tǒng)在運行中也出現(xiàn)了排水不暢、調(diào)度不靈、管養(yǎng)不易、運行不便等一些問題，亟需對原有污水系統(tǒng)進行優(yōu)化[1]。本文結(jié)合無錫新區(qū)總規(guī)修編的契機，對新區(qū)全區(qū)范圍內(nèi)的污水系統(tǒng)進行梳理和分析，根據(jù)污水系統(tǒng)的特點，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，提出了污水處理廠之間相互調(diào)水的優(yōu)化方案，供其他類似地區(qū)的污水系統(tǒng)調(diào)水優(yōu)化改造項目參考。

1 污水排放分區(qū)優(yōu)化

無錫新區(qū)范圍內(nèi)原規(guī)劃三座污水處理廠，分別為新城、梅村和碩放污水處理廠，各廠服務(wù)范圍分別以高速公路和機場等障礙物進行劃分，滬寧高速公路東北側(cè)為梅村污水處理廠服務(wù)范圍，滬寧高速公路西南側(cè)、無錫機場西北側(cè)為新城污水處理廠服務(wù)范圍，滬寧高速公路西南側(cè)、無錫機場東南側(cè)為碩放污水處理廠服務(wù)范圍。

圖1 新區(qū)現(xiàn)狀污水排放分區(qū)示意圖

一方面，隨著城市迅速發(fā)展和人民生活水平的快步提高，城市建設(shè)用地不斷擴大，人口不斷增加，人均用水量也不斷提高，使得各污水處理廠的規(guī)模較原規(guī)劃有較大增長，從而各污水處理廠的擴建需要增加用地；另一方面，隨著城市不斷發(fā)展，受限于水體環(huán)境容量，污水處理廠的尾水排放標準不斷提高，從一級B提高到一級A，從一級A提高到更為嚴格的DB32地方標準，使得原污水處理廠工藝必須進行提標改造[2]，因此需要增加用地面積。而現(xiàn)狀三座污水處理廠的用地情況分別為：新城污水處理廠周邊已無用地，梅村和碩放污水處理廠周邊用地情況較為寬裕。結(jié)合上述因素，在對無錫新區(qū)污水排放分區(qū)優(yōu)化時，考慮將部分新城污水處理廠服務(wù)范圍劃入梅村和碩放污水處理廠服務(wù)范圍，新增污水主干管，改變原有地塊的污水排向。

圖2 新區(qū)污水排放分區(qū)優(yōu)化后示意圖

2 調(diào)水方案設(shè)計

2.1 調(diào)水背景

結(jié)合新區(qū)范圍內(nèi)新城污水處理廠、梅村污水處理廠及碩放污水處理廠現(xiàn)狀及規(guī)劃規(guī)模匹配情況及各污水處理廠用地規(guī)模及擴容能力，規(guī)劃考慮三廠之間調(diào)水工況及應(yīng)急工況。調(diào)水工況為永久調(diào)水分流，應(yīng)急工況為臨時調(diào)水。本文第2節(jié)中對排水分區(qū)的優(yōu)化，為永久性調(diào)水；在污水系統(tǒng)實際運行過程中，還存在管網(wǎng)和廠站的提質(zhì)增效、擴容擴建、養(yǎng)護維修和突發(fā)事故等一些應(yīng)急工況，應(yīng)對該工況，利用污水管網(wǎng)中的泵站和切換閘、閥等設(shè)施，實現(xiàn)污水處理廠間的相互調(diào)水，以提高污水系統(tǒng)運行的可靠性。本調(diào)水方案設(shè)計主要考慮各污水處理廠之間的水量的調(diào)配。

2.2 調(diào)水方案

根據(jù)無錫新區(qū)現(xiàn)狀管網(wǎng)和廠站的布置以及大排水量企業(yè)的工藝運行需求，充分利用現(xiàn)狀泵站和排水能力有盈余的主管道，作簡單改造后，以實現(xiàn)調(diào)水功能。根據(jù)該原則，將整個無錫新區(qū)范圍內(nèi)劃分為12個調(diào)水區(qū)域和模塊（包括有應(yīng)急工況的大流量的企業(yè)），并按最新水量測算方法和用地規(guī)劃布局對各區(qū)塊的污水量分別進行計算。

新區(qū)污水系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下，即為本文第2節(jié)所述排水分區(qū)優(yōu)化調(diào)整后的運行工況，同時德寶一廠濃水排放至梅村污水處理廠，德寶二廠濃水排放至碩放污水處理廠；應(yīng)急工況下，新城污水處理廠為事故或檢修等運行狀況，3號片區(qū)和6號片區(qū)分別調(diào)至調(diào)至梅村和碩放污水處理廠；最不利工況時，海力士污水應(yīng)急排至新城污水處理廠，德寶一廠和德寶二廠的余水分別排放至梅村和碩放污水處理廠。污水系統(tǒng)運行工況和污水處理廠相應(yīng)的收水量見下表2。

表1 調(diào)水區(qū)塊及污水處理廠污水量表

表2 運行工況及污水處理廠污水量表

圖3 調(diào)水區(qū)塊示意圖

表2中僅列了應(yīng)急工況和最不利工況兩種模式下調(diào)水區(qū)塊和水量測算，在實際調(diào)水運行時，還可以根據(jù)應(yīng)急需要，對上述調(diào)水區(qū)塊進行單一或多個組合靈活機動調(diào)水，調(diào)水運行時的污水處理廠進水量介于該廠的正常工況水量和最不利工況水量之間。

2.3 應(yīng)急工況的工程措施

正常工況下的永久調(diào)水工程措施安排水分區(qū)優(yōu)化措施進行實施，應(yīng)急工況和最不利工況時的臨時排水工程措施如下：

③號片區(qū)為壓力調(diào)水，片區(qū)污水經(jīng)春豐路泵站提升后，出水壓力管分為兩路，通過閥門進行切換。一路排放至錫興路污水主管，進入新城污水處理廠；另一路沿春豐路敷設(shè)DN400壓力管至泰山路，排放至G312國道污水主管，進入梅村污水處理廠。

⑥號片區(qū)為壓力調(diào)水，片區(qū)污水經(jīng)新華路泵站提升后，出水壓力管分為兩路，通過閥門進行切換。一路排放至新華路污水主管，進入新城污水處理廠；另一路沿機場路敷設(shè)DN600壓力管至機場南路，排放至規(guī)劃機場南路污水主管，進入碩放污水處理廠。

海力士屬新城污水處理廠服務(wù)范圍，⑧海力士應(yīng)急排水利用現(xiàn)狀d800海力士專用管，排向新城污水處理廠，屬于應(yīng)急工況下的臨時排水，不涉及污水處理廠間調(diào)水。

德寶一廠位于新城污水處理廠服務(wù)范圍，⑾德寶一廠再生水余水通過現(xiàn)狀d1200德寶應(yīng)急排放管和閘門切換，以實現(xiàn)其應(yīng)急工況下向梅村污水處理廠進行調(diào)水。

德寶二廠屬碩放污水處理廠服務(wù)范圍，⑿德寶二廠再生水余水，考慮沿鴻江路敷設(shè)d800重力管，排放至規(guī)劃里河路污水主管，進入碩放污水處理廠，屬于應(yīng)急工況下的臨時排水，不涉及污水處理廠間調(diào)水。

3 污水調(diào)水通道規(guī)劃

3.1 新城廠與梅村廠之間調(diào)水通道

（1）永久（固定）調(diào)水通道

規(guī)劃新建金城路-G312國道-泰伯大道（錫士路～錫梅路）d800～d1000污水主管（調(diào)水主管1），將圖3中①④⑤區(qū)塊內(nèi)的污水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。

規(guī)劃新建泰山路-G312國道（錫興路～泰伯大道）d600～d800污水主管（調(diào)水主管2），將圖3中②區(qū)塊內(nèi)的污水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。

在泰伯大道與錫梅路交叉口規(guī)劃3萬噸/天泰伯大道污水提升泵站（調(diào)水泵站1），將上述①②④⑤區(qū)塊內(nèi)的污水提升后接入梅村污水處理廠泰伯大道d1200污水主通道，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。

利用現(xiàn)狀d1200德寶應(yīng)急排放管（調(diào)水主管3），將圖3中⑨德寶一廠濃水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至梅村污水處理廠。利用現(xiàn)狀d1200德寶應(yīng)急排放管，在應(yīng)急工況下，將圖3中⑾德寶一廠再生水余水，由新城污水處理廠應(yīng)急調(diào)度至梅村污水處理廠。

（2）臨時（可調(diào)）調(diào)水通道

改造春豐路泵站（調(diào)水泵站2）出水壓力管，增設(shè)切換閥門，沿春豐河新建DN400壓力管，接入新增泰山路-G312國道污水主管（調(diào)水主管4）。通過出水管閥門切換，污水經(jīng)泵站提升后，可經(jīng)原泵站出水管接入錫興路污水主管，排放至新城污水處理廠；也可經(jīng)新建沿春豐路DN400壓力管接入泰山路污水主管，排放至梅村污水處理廠；以此實現(xiàn)圖3中③區(qū)塊內(nèi)的污水在新城廠和梅村廠之間的應(yīng)急（臨時）調(diào)度。

圖4 新城廠與梅村廠間調(diào)水方案示意圖（調(diào)水工程為粗虛線）

3.2 新城廠與碩放廠之間調(diào)水通道

（1）永久（固定）調(diào)水通道

規(guī)劃新建機場南路-老錫宅路（空港三路～楊家灣）d800污水主管（調(diào)水主管5），將圖3中⑦區(qū)塊內(nèi)的污水，由新城污水處理廠永久調(diào)度至碩放污水處理廠。

（2）臨時（可調(diào)）調(diào)水通道

改造新華路泵站（調(diào)水泵站3）出水壓力管，增設(shè)切換閥門，新建機場路DN600壓力管（調(diào)水主管6），接入新建機場南路-老錫宅路d800污水主管。通過出水管閥門切換，污水經(jīng)泵站提升后，可經(jīng)原泵站出水管接入珠江路污水主管，排放至新城污水處理廠；也可經(jīng)新建機場路DN600壓力管接入機場南路污水主管，排放至碩放污水處理廠；以此實現(xiàn)圖3中⑥區(qū)塊內(nèi)的污水在新城廠和碩放廠之間的應(yīng)急（臨時）調(diào)度。

圖5 新城廠與碩放廠間調(diào)水方案示意圖（調(diào)水工程為粗虛線）

3.3 梅村廠與碩放廠之間調(diào)水通道

由于梅村污水處理廠與碩放污水處理廠之間主管網(wǎng)布局相對較遠，新建調(diào)水設(shè)施的造價較高，直接調(diào)水方案的經(jīng)濟性較低，因此，兩廠間不考慮設(shè)置直接調(diào)水設(shè)施，可通過梅村廠向新城廠、新城廠向碩放廠和碩放廠向新城廠、新城廠向梅村廠的聯(lián)動調(diào)水實現(xiàn)梅村廠和碩放廠之間的間接調(diào)水，確保各廠在應(yīng)急工況下污水系統(tǒng)能正常運行[3]。

4 結(jié)語

早期的污水系統(tǒng)規(guī)劃，各污水處理廠的管網(wǎng)系統(tǒng)自成體系，互不連通，為了保證污水處理廠和污水管網(wǎng)系統(tǒng)在應(yīng)急工況下的正常運行，近年來，各污水處理廠都在探索與鄰近污水處理廠之間污水調(diào)度的可行性。本文介紹了無錫新區(qū)三座污水處理廠之間的污水系統(tǒng)之間的優(yōu)化調(diào)整和廠間調(diào)水方案，利用現(xiàn)狀污水系統(tǒng)的簡單改造，達到有效調(diào)水的目的，同時也對其他類似片區(qū)的污水系統(tǒng)的污水調(diào)度優(yōu)化調(diào)整提供了一個可行的思路。