山地城市污水中細砂特征及其處理技術(shù)研究.pdf

1、三峽庫區(qū)重慶段城鎮(zhèn)污水細砂含量高且粒徑偏小（平均粒徑＜250μm，屬于特細砂），導致污水處理廠普遍存在動力設備磨損嚴重、活性污泥有機組分偏低、出水水質(zhì)波動和剩余污泥產(chǎn)量高等系列問題，并對庫區(qū)脆弱水體環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅。關于污水中細砂的研究較少，特別是三峽庫區(qū)重慶段更加缺乏相關研究。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，以污水中細砂為研究對象，通過設置采樣點，構(gòu)建小試和中試裝置，開展了污水中細砂時空分布規(guī)律、初期沖刷效應及降雨

2、場次污染物濃度（EMC）評價、粒徑特征及分布、沉降性能、礦物成分、遷移過程和處理技術(shù)等研究。
　　晴天各采樣點生活污水含砂量變化規(guī)律基本一致，逐時波動存在一定差異，污水處理廠進水含砂量變化滯后于排水管網(wǎng)；涪陵污水處理廠進水含砂量183.9mg/L，其余采樣點均小于50mg/L；污水廠上半年平均含砂量和日均進砂量分別為180mg/L，10507kg/d，高于下半年，是除砂控制重點時期。
　　合流制采樣點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；降雨強度11.7mm/h、5.6 mm/h和1.6mm/h時，含砂量出峰時間分別為10min、15min和20min以上。降雨強度高，含砂量出峰時間早；雨前晴天數(shù)長，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。
　　初期沖刷效應評價M（V）曲線和冪函數(shù)b參數(shù)法分析表明，降雨強度＞5mm/h降雨事件，初期50％雨污水約攜帶了80%-90%的污染負荷，存在初期沖刷效應；采用降雨場次污染物濃度（EMC）評價表明，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、水中細砂粒徑特征分析表明，晴天各采樣點污水中細砂平均粒徑范圍在150μm-210μm，初期雨污水中細砂平均粒徑在180μm-240μm之間；其中80%細砂粒徑小于325μm，60%細砂粒徑小于225μm，40%細砂粒徑小于150μm。針對污水中細砂的除砂系統(tǒng)設計時，應以粒徑100μm作為除砂目標粒徑，并以此粒徑細砂去除效果來衡量除砂系統(tǒng)效率，能保證粒徑累積分布特征曲線上70%-95%的細砂得到有效去除。對比國外污水細砂粒徑特征，三峽庫區(qū)

6、重慶段污水中細砂、北美地區(qū)細砂和美國東南部“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。
　　礦物成分及來源分析表明，晴天污水細砂礦物石英54%、方解石27%，較地表和管道沉積砂樣相近，與水泥路面風化和磨損等因素有關；初期合流污水細砂中石英含量高于70%，較土壤樣品相近，與土壤侵蝕有關；沉砂池沉積砂樣石英49%、長石類24%，較山澗風化巖石樣品相近；分析認為污水中細砂主要來源是地表沉積細砂、風化巖石和庫區(qū)砂質(zhì)

7、土壤。三峽庫區(qū)山地城市污水中細砂遷移與巖石風化、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。
　　污水中細砂的自然沉降性能及影響試驗表明，以污水處理廠初沉池 HRT為1.46h計，細砂去除率僅53.4%，僅靠初沉池除砂效果不夠理想； pH、水溫、Na+和Mg2+等因素對細砂去除影響較??；剩余污泥投加對細砂去除影響試驗表明，剩余污泥投加比5%時，去除效果較佳為73.7%。
　　旋流沉砂和混凝沉淀試