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原问题：国际履历：美国特大型污水厂底特律和斯蒂克尼污水处置惩罚厂运行维护案例

美国是特大型污水处置惩罚厂相对集中的国家之一，，，，在特大型污水厂的运维方面已具备相对成熟的履历
。。。。。。。随着我国情形生态要求的一直提高，，，，污水处置惩罚行业的重心也将逐渐从建设转向优化和治理
。。。。。。。通过学习他山之玉，，，，求同存异，，，，以期快速生长
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美国污水处置惩罚厂的建设和生长已经履历了相当长的时间，，，，阻止2017年底，，，，全美共有14748座污水处置惩罚厂，，，，其中设计处置惩罚能力凌驾100万m3/d的污水处置惩罚厂有6座，，，，在水污染控制方面已颇具效果，，，，并在社会和经济上取得了一定效益
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我国污水治理则在起步晚、基础差、要求高的严肃形势下迅速生长
。。。。。。。近年来，，，，随着国家和地方政府对污水处置惩罚厂建设投资力度的增大，，，，政策规则和标准系统的健全，，，，城镇污水处置惩罚厂的数目和处置惩罚能力大幅上升
。。。。。。。阻止2017年12月，，，，天下城镇累计建成运行的污水处置惩罚厂有4 119座，，，，污水处置惩罚能力达1.82亿m3/d
。。。。。。。现在我国设计处置惩罚能力凌驾50万m3/d的污水处置惩罚厂有16座，，，，其中设计处置惩罚能力超100万m3/d的特大型污水处置惩罚厂有4座
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针对美国2座处置惩罚规模超100万m3/d的特大型污水处置惩罚厂——底特律污水处置惩罚厂(Detroit Wastewater Treatment Plant)和斯蒂克尼污水处置惩罚厂(Stickney Water Reclamation Plant)，，，，本文对其处置惩罚规模、运行维护履历举行梳理，，，，旨在为我国特大型污水厂升级刷新工程的规模设计、雨季运营和一样平常运行维护提供可借鉴和参考的信息
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底特律污水处置惩罚厂

工程概况

底特律污水处置惩罚厂(图1)位于美国底特律市西南端，，，，毗邻底特律河和胭脂河，，，，总占地面积约0.53 km2
。。。。。。。该厂于1940年2月最先正式运行，，，，初期设计效劳240万人，，，，接纳一级处置惩罚工艺，，，，投资本钱近1 132万美元，，，，是美国最大的污水处置惩罚厂之一
。。。。。。。20世纪60年月最先引入二级处置惩罚工艺，，，，现阶段效劳生齿抵达300万，，，，效劳面积凌驾2 450 km2
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（图1 底特律污水处置惩罚厂鸟瞰图）

污水处置惩罚工艺

该厂的污水处置惩罚工艺包括预处置惩罚和生物处置惩罚，，，，进水经由设计处置惩罚能力为645万m3/d的初级处置惩罚系统后投加氯化铁除磷，，，，再进入设计处置惩罚能力为352万m3/d的二级处置惩罚系统，，，，二级处置惩罚工艺为纯氧曝气活性污泥法，，，，最后经由加滤消毒、脱氯处置惩罚后排放
。。。。。。。现有的主要修建物包括12座矩形澄清池、6座圆形澄清池、4座纯氧活性污泥反应池和25座二沉池
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污泥处置惩罚工艺

该厂爆发的污泥经由重力浓缩后进入离心机和带式压滤机举行脱水，，，，脱水后的污泥一部分举行燃烧，，，，另一部分加入石灰后填埋
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处置惩罚规模剖析

美国底特律市的供水和排水皆由底特律供排水部(DWSD，，，，Detroit Water and Sewerage Department)认真
。。。。。。。供水效劳系统总面积达2 795km2，，，，日均供水量为231万m3/d;排水系统效劳总面积为2 450 km2，，，，排水系统为合流制，，，，网络污水全由底特律污水处置惩罚厂举行处置惩罚，，，，日均处置惩罚量为246万m3/d
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雨季运营战略

如图2所示，，，，底特律污水处置惩罚厂的尾水排放口共有三个，，，，划分为排放口049、排放口050和排放口084，，，，其中排放口049通向底特律河，，，，排放口050和排放口084通向胭脂河
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旱季时，，，，排放口049主要肩负完全处置惩罚后尾水的排放
。。。。。。。雨季时，，，，当污水水量凌驾底特律污水处置惩罚厂最大二级处置惩罚能力(352万m3/d)，，，，而未抵达其最大一级处置惩罚能力(645万m3/d)，，，，即污水处置惩罚量在352万~645万m3/d之间时，，，，对凌驾二级处置惩罚能力部分的污水举行一级处置惩罚后逾越，，，，在排放口049水力负荷能遭受的情形下，，，，经消毒、脱氯后通过排放口049倾轧
。。。。。。。当污水水量凌驾其最大一级处置惩罚能力，，，，或尾水排放量凌驾排放口049的水力负荷，，，，则通过排放口050倾轧，，，，排放口050排放尾水暂未设消毒
。。。。。。。预计2019年后排放口050将被新建排放口084取代，，，，届时尾水经排放口084排放前将举行消毒、脱氯
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该计划经底特律情形质量部(Department of Environmental Quality)允许并揭晓排放允许证(NPDES Permit)
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图为底特律污水处置惩罚厂尾水排放示意图

出水指标

如图2所示，，，，该厂的尾水排放共设有5个水质监测点，，，，划分为049A、049B、049F、050A和084A
。。。。。。。其中，，，，监测点049A监测雨季未经二级处置惩罚的尾水水质，，，，049B监测经污水处置惩罚厂完全处置惩罚后的尾水水质，，，，049F监测049A与049B的混淆水质，，，，050A监测雨季未经二级处置惩罚且由排放口050排放的尾水水质
。。。。。。。允许证对每个监测点控制的污染物种别和限值不尽相同
。。。。。。。别的，，，，差别水质项目对30日平均值、7日平均值和瞬时值也有差别要求，，，，主要监测项目的限值以30日平均值和7日平均值为主
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允许证对雨季一级处置惩罚逾越部分的水质监测点049A的主要一样平常监测项目如表1所示
。。。。。。。除此以外，，，，还须逐日向情形质量部上报处置惩罚水量及CBOD5、TSS、TP、氨氮和总汞的浓度，，，，每月上报氨氮的30日平均浓度及总汞的30日平均浓度和负荷
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关于二级处置惩罚后尾水的水质监测点049B，，，，排放允许证不但对尾水污染物的浓度举行控制，，，，对水体造成的污染物负荷也有限制
。。。。。。。其污染物控制指标及排放限值如表2所示
。。。。。。。除上述允许证划定的污染物排放限值外，，，，底特律污水处置惩罚厂还须向情形质量部分报告监测点049B逐日的处置惩罚水量、CBOD5浓度、TP浓度、氨氮浓度、总汞浓度等数据，，，，以及每月水量、氨氮浓度、总汞浓度及负荷的日平均值
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表2 监测点049B的出水污染物排放限值

监测点049F作为049B与049A混淆出水的水质监测点，，，，监测底特律污水处置惩罚厂大部分处置惩罚尾水的水质，，，，其主要的污染物控制指标和排放限值如表3所示
。。。。。。。除上述主要的监测指标外，，，，对049F处置惩罚尾水的监测和上报项目还包括急性毒性、CBOD5、氨氮、氰化物、总铜及消融氧等
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表3 监测点049F的出水污染物排放限值

监测点050A出水的水质监测指标和排放限值如表4所示
。。。。。。。别的还须监测和上报总铜等指标
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表4 监测点050A的出水污染物排放限值

当进厂水量凌驾二级处置惩罚能力，，，，甚至凌驾一级处置惩罚能力时，，，，相关监测点的水质指标限值相对放宽，，，，主要体现在监控点049A和050A的监测指标上，，，，CBOD5的30日平均值放宽至40 mg/L，，，，TSS的30日平均值放宽至70 mg/L，，，，总磷的30日平均值放宽至1.5 mg/L，，，，同时监测项目的数目镌汰
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运行维护履历

已往35年间，，，，底特律污水处置惩罚厂曾有多次违反允许证划定的纪录，，，，缘故原由主要在于污泥处置惩罚能力缺乏以及排放尾水TSS超标
。。。。。。。为阻止超标排放的再次爆发，，，，底特律污水处置惩罚厂对装备举行了大规模更新和维护
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别的，，，，情形质量部要求底特律污水处置惩罚厂制订能令处置惩罚效果恒久达标的整改妄想，，，，以包管近期和远期的污泥脱水、运输、整理能力，，，，同时要求其接纳合理的工艺维护、人事安排、装备改建及采购等方面的治理手段
。。。。。。。底特律污水处置惩罚厂据此制订了装备维护妄想，，，，通太过析污水处置惩罚厂装备的运行状态，，，，制订合理的目的处置惩罚效果，，，，在预算规模内确定告竣该处置惩罚效果的最佳计划
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升级刷新与生长妄想

为更好地控制合流制排水污水溢流(combined sewer overflows，，，，CSOs)，，，，底特律污水处置惩罚厂制订了CSOs恒久控制妄想，，，，内容包括新建两座68.1万m3的初沉池和增添进水泵数目，，，，以提高一级处置惩罚能力;沿底特律河及胭脂河岸建设9座CSOs调蓄设施，，，，部分设施具备过滤、消毒能力，，，，可削减CSOs排放量
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凭证DWSD对排水系统未来效劳生齿、效劳面积和污水水量的展望，，，，底特律污水处置惩罚厂的污水处置惩罚能力基本能够知足生长需求，，，，底特律污水处置惩罚厂至2030年暂无扩建妄想
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斯蒂克尼污水处置惩罚厂

工程概况

斯蒂克尼污水处置惩罚厂(图3)位于美国芝加哥西南部，，，，建于芝加哥情形卫生和航行运河(Chicago Sanitary and Ship Canal)沿岸，，，，占地1.67 km2
。。。。。。。该厂分为西厂和西南厂两个部分，，，，西厂于1930年建成投入运行，，，，仅具有对全厂40%的污水举行初级处置惩罚的能力
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1935年最先在西厂的西南侧建设以活性污泥法为主要处置惩罚工艺的西南污水处置惩罚厂，，，，并于1939年正式投入运行，，，，能够对全厂60%的污水举行初级处置惩罚，，，，同时对全厂的污水举行二级处置惩罚
。。。。。。。经由1949年和1975年的两次扩建，，，，斯蒂克尼污水处置惩罚厂形成了现有的455万m3/d的二级处置惩罚规模
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斯蒂克尼污水处置惩罚厂处置惩罚的污水包括市政污水和少部分工业废水
。。。。。。。市政污水主要来自芝加哥中心城区以及周边46个社区的合流制污水网络系统，，，，该系统现效劳生齿数目约230万，，，，效劳区域面积约673.4 km2
。。。。。。。进水中工业废水的水量约占所有处置惩罚量的7.4%
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图3 斯蒂克尼污水处置惩罚厂鸟瞰图

污水处置惩罚工艺

斯蒂克尼污水处置惩罚厂设计日均处置惩罚量为455万m3/d，，，，设计最大处置惩罚量为545.1万m3/d，，，，处置惩罚全历程需要约12 h
。。。。。。。2017年日均处置惩罚量为256.3万m3/d
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进入西厂的污水首先经由粗格栅、细格栅过滤，，，，再由撇渣池除去浮沫和油脂，，，，随后进入双层沉淀池举行沉淀，，，，最后进入西南厂举行二级处置惩罚
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进入西南厂的污水首先经由粗格栅过滤，，，，再由曝气沉砂池去除浮渣，，，，随后进入重力沉淀池举行沉淀，，，，处置惩罚出水和由西厂汇入的初级处置惩罚出水一起进入四通道曝气池(每条通道尺寸为132.3 m×10.4 m×4.6 m)举行二级处置惩罚，，，，流入二次沉淀池(直径为38.4 m，，，，边沿深度为4.3 m)后排至芝加哥情形卫生与航行运河
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污泥处置惩罚工艺

斯蒂克尼污水处置惩罚厂的污泥处置惩罚工艺包括重力浓缩、离心脱水和厌氧消化等环节
。。。。。。。污泥经由上述处置惩罚流程后，，，，固体浓度提高约25%~30%，，，，随后由厂内铁路运输至约9 km远的固体处置惩罚区举行离心、风干等处置惩罚，，，，在固体浓度抵达60%~70%后的产品与木屑混淆，，，，可用于高尔夫球场和生产草皮等
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处置惩罚规模剖析

美国芝加哥市的供排水系统都属于大芝加哥供排水系统，，，，该系统供水系统效劳600万人，，，，供水量为378.5万m3/d;排水系统效劳500万人，，，，系统污水处置惩罚量为466.0万m3/d
。。。。。。。排水体制为合流制，，，，排水系总共划分为7个区域，，，，终端划分为规模差别的7家污水处置惩罚厂，，，，斯蒂克尼污水处置惩罚厂是其中规模最大的一家
。。。。。。。大芝加哥污水处置惩罚部分(MWRD，，，，Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago)曾比照剖析外地5家污水处置惩罚厂的运行本钱，，，，效果批注规模较大的污水处置惩罚厂平均运行本钱低于规模较小的污水处置惩罚厂
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随着都会生长，，，，芝加哥市及其周边地区排水系统的合流制污水溢流量增添，，，，污水处置惩罚厂在雨季经常超负荷运行，，，，迫使未经处置惩罚的污水流入河流
。。。。。。。因此，，，，在20世纪70年月初期，，，，市政政府提出隧道与水库妄想(Tunnel and Reservoir Plan，，，，TARP)，，，，该妄想包括建设一条160 km长的深层隧道及3座大型调蓄设施(如图4所示)，，，，总调蓄规模达7 779.0万m3
。。。。。。。该妄想工程分为两期举行，，，，经由25年的施工，，，，一期建设已经完成，，，，二期建设将于2029年完成
。。。。。。。随着TARP的建设完成，，，，斯蒂克尼污水处置惩罚厂雨季进厂水量经由调蓄设施的峰值削减将趋于平稳
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图4 大芝加哥地区隧道与水库妄想

出水指标与运行状态

斯蒂克尼污水处置惩罚厂的处置惩罚尾水通过排放口001排放至芝加哥情形卫生与航行运河，，，，其主要污染排放指标与浓度限值，，，，以及排放口001的现实水质状态如表5所示
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表5 斯蒂克尼污水处置惩罚厂主要污问鼎标限值与现实出水水质情形

除上述主要出水水质指标外，，，，监控的水质指标还包括硬度、镉、总氮、DO、生物急性毒性等
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该厂须对所有吸收的旱季污水和初期雨水举行处置惩罚
。。。。。。。雨季情形下，，，，当进厂流量少于旱季平均流量的十倍时，，，，所有进厂污水需经由二级处置惩罚;当进厂流量高于旱季平均流量的十倍时，，，，凌驾的流量至少须经由一级处置惩罚，，，，由指定CSOs排放口排放
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升级刷新与生长妄想

凭证伊利诺伊州东北妄想委员会(Northeastern Illinois Planning Commission)的预估，，，，2000年至2040年间，，，，斯蒂克尼污水处置惩罚厂效劳区域的生齿增添约为17%，，，，效劳生齿的增添带来的污水水量增添幅度仍在该厂的设计规模之内
。。。。。。。该厂平均处置惩罚水量因TARP的逐步完成预计略有增添，，，，但仍低于设计处置惩罚量，，，，因此该厂暂无扩建妄想
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斯蒂克尼污水处置惩罚厂近期的装备优化项目妄想将西厂初级处置惩罚系统中于1930年最先投入使用的双层沉淀池替换为直径48.8 m的圆形沉淀池，，，，并建设曝气沉砂池
。。。。。。。远期将注重厂内设施的升级刷新和工艺优化，，，，镌汰能源消耗，，，，目的在2023年实现污水处置惩罚能耗的自给自足，，，，同时将越发着重于臭味的控制
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总结与建议

针对差别的天气情形特征及生长妄想目的，，，，美国底特律污水处置惩罚厂与斯蒂克尼污水处置惩罚厂在旱季与雨季污水处置惩罚工艺切换、近期与远期处置惩罚规模平衡、污问鼎标监测及报告等方面生长出了切合外地现真相形的运行模式，，，，为我国特大型污水处置惩罚厂以后的生长需求和运行治理提供参考
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面临运行压力大、负荷率高、水处置惩罚标准提升等问题，，，，特大型污水处置惩罚厂的规模提升与提标刷新十分须要
。。。。。。。特大型污水处置惩罚厂扩建规模简直定建议应与都会生长妄想相连系，，，，透彻剖析扩建规模需求，，，，从手艺、经济、情形等多角度评估可行计划，，，，同时确保污水处置惩罚厂扩建规模在经济上和情形影响上的平衡
。。。。。。。在项目短期妄想的同时，，，，也从恒久角度思量，，，，分期建设抵达目的
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我国的特大型污水处置惩罚厂在远期生长上应进一步思量臭味控制、污泥处置惩罚、能源使用和尾水深度处置惩罚等装备优化升级偏向
。。。。。。。污水处置惩罚厂内可通过增设雨水调蓄设施应对雨季峰值流量，，，，建设雨季治理预案，，，，应对雨季流量
。。。。。。。关于工业废水处置惩罚方面的问题，，，，可以搜索betway体育水处置惩罚官网或者关注betway体育水处置惩罚微信公众号，，，，我们水处置惩罚专家会为您量身定做一套让您知足的水处置惩罚解决计划
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