介紹
藍色平原水廠是目前世界規模最大的先進污水處理廠,其正常處理能力可達3.7億加侖/天,最高可達10.76億加侖/天,占地面積達150英畝。現在,讓我們開始藍色平原污水廠的“虛擬之旅”。
配水系統與其及配套系統方面,當地運營著總共超過1200英里的配水管網、5個泵站、5座水庫以及4座提升水罐,以及總計36,000個水閥和8,700個水栓。
廢水收集方面,當地運營有1,800英里雨污合流的下水道系統、22個流量監測站、9座離場式污水泵站、16座雨水泵站。在哥倫比亞特區大約2/3的地區使用雨污分流的排水系統,在市中心等一些地區則普遍采用著老式的雨污合流的系統。
供水及水處理
喬治敦區配水管網及原水水庫
供水及水處理系統包括原水水庫、將原水輸送到水處理廠的大管徑網管及水處理廠。華盛頓渡槽局運營管理著原水的供水設施以及向DCWASA配水系統供水的水處理廠。這個配水系統服務對象包括部分北維吉尼亞州地區、一部分聯邦政府(國防部)及這個區域周邊的少部分客戶。
華盛頓渡槽水系統的原水供應、管道和處理設施包括有波拖馬可河的大瀑布、兩條從大瀑布到達勒卡里亞水庫的原水管道、波拖馬可河上的小瀑布和泵站、達勒卡里亞和麥克米倫水庫及水處理工廠、喬治敦的管道和原水水庫、東軸泵站和華盛頓隧道。
原水系統
達勒卡里亞和麥克米倫水處理工廠(WTP)的原水是波拖馬可河。這些水在大瀑布上收回,利用重力通過兩條通往達勒卡利亞水庫前池的管線循環,并用一個強力泵站汲水以達到達勒卡利亞水庫。在波拖馬可河上的小瀑布可能會收回這些水,然后泵浦到達勒卡利亞水庫。達勒卡利亞水庫扮演了兩個角色,其一是給達勒卡利亞水處理工廠的取用水提供一個再次沉積的盆地,其二是給喬治敦水庫的后處理提供水分流。
水處理工廠
出水由達勒卡利亞和麥克米倫水處理工廠提供給街區。達勒卡利亞水處理工廠的原廠建成于 1928 年。工廠的容量在 1950 年得到了提升,添加了兩個沉淀池、a 30 mg clearwell、一個 5.77 億加侖出水泵站和附加過濾器。1964 年建成了一個新的化工樓和一個擁有附加過濾器的建筑物。在每平方英尺每分鐘兩加侖的濾過率基礎上,工廠的處理能力達到了每天 1.64 億加侖,最高峰時可達 2.64 億加侖。它的處理方案由甄別、為絮結產物和沉淀添加化學物質、急沙過濾、為氯化添加化學物質、氟化反應和 pH 值控制組成。
達勒卡利亞和麥克米倫的兩個水處理廠的額定容積建立在人口增長的時代,同時,水資源利用也被更加重視。因此,兩個工廠的處理容積在需求上一天超過一天,客戶需求上也屢創高峰。
水存儲和配水
街區內配水系統在提供到客戶端水龍頭時,水壓被特意設置為約每平方英寸 50 磅。該地區低點到高點的地面標高約為 410 英尺,這需要將供水系統分為 7 個服務區域。
低服務地區包含了聯邦建筑物附近的區域,該區域沿著安娜科斯蒂亞河,地面高度在 0 到 70 英尺之間。這個區由華盛頓渡槽的達勒卡利亞泵站和 DCWASA 的布萊恩特街泵站提供服務。低服務區的出水存儲則由 DCWASA 的布倫特水庫提供( 172 英尺的溢出高度里含 25 毫克)。
第一個高服務區位于安娜科斯蒂亞河的西邊,地面高度在 70 到 140 英尺之間。這個服務區也是由華盛頓渡槽的達勒卡利亞泵站和 DCWASA 的布萊恩特街泵站提供服務。出水存儲由華盛頓渡槽的福克斯霍爾水庫(250 英尺溢出高度含 20 毫克)和 DCWASA 的士兵歸來水庫(250 英尺溢出高度里含 15 毫克)提供。
第二個高服務區大概包括了位于安娜科斯蒂亞河西側的洛克灣公園和東部大道之間的地區,地面高度在 140 到 210 英尺之間。第二高服務區由華盛頓渡槽的達勒卡利亞泵站和 DCWASA 的布萊恩街泵站提供服務,華盛頓渡槽的范尼斯水庫負責給這個區提供出水存儲。
第三高服務區在安娜科斯蒂亞河西部,被洛克灣公園隔離了出來,界限就是東部和西部大道,地面高度在 210 和 350 英尺之間。第三高服務區由華盛頓渡槽的達勒卡利亞泵站和 DCWASA 的布萊恩街泵站給予供應。出水存儲是由 DCWASA 的福特里諾一號水庫(424 英尺溢出高度里含 5.4 毫克)和華盛頓渡槽的福特里諾二號水庫(424 英尺溢出高度里喊 20 毫克)提供。
第四高服務區在安娜科斯蒂亞河西部,被洛克灣公園隔離了出來,界限就是東部和西部大道,地面高度在 350 英尺以上。第四高服務區的服務由 DCWASA 的福特里諾泵站(西區部分)和第 16 & 阿拉斯加泵站(東區部分)提供。第四高服務區西區的出水存儲由 DCWASA 的福特里諾二號高架灌(485 英尺的溢出高度里含 0.16 毫克)提供。
安娜科斯蒂亞第一高服務區包括了位于安河南側的地區,地面高度在 70 到 170 英尺間。這個區由 DCWASA 的安娜科斯蒂亞泵站給予供應,該泵站是從低服務區取水的。DCWASA 的福特斯坦頓一號水庫(258 英尺提升高度含 3 毫克)為此區提供出水存儲。
安娜科斯蒂亞第二高服務區位于安河的南部、沿著南部大道的位置,地面高度在 170 英尺以上。此服務區的服務由 DCWASA 的安娜科斯蒂亞泵站提供服務,該泵站是從低服務區取水。出水存儲則是由 DCWASA 的好望路高架灌(382 英尺溢出高度含 0.5 毫克)和林蔭大道高架灌提供(382 英尺溢出高度含 2 毫克)。
水存儲和汲取
水存儲和汲取職責由 DCWASA 和華盛頓渡槽分擔。DCWASA 負責四個出水抽水站(安娜科斯蒂亞、布萊恩街、福特里諾、第 16 & 阿拉斯加)、8 個水庫和高架罐。華盛頓渡槽負責達勒卡利亞泵站和三個水庫(福克斯霍爾、范尼斯和福特里諾)。
配水
由 DCWASA 負責和維護的配水系統,包含了近 1300 英里的直徑在 4 到 78 英寸的管道。DCWASA 的水傳輸和配水系統組成部分有:87% 的鑄鐵管、8% 的球墨鑄鐵管、2.5% 的鋼管、2.5% 的鋼筋和預應力混凝土管。
配水系統包括了正規系統操作、檢查和維修的必備裝置,例如控制水流規律間隔的主線路閥門、預防空氣進入的松氣閥門、管道中排水的放氣閥門、只允許一個水流方向的檢查閥門,還有在高服務區和低服務區發生緊急情況時轉移水流的封閉分流閥門。此系統擁有 36000 個閥門和給水栓。
廢水收集
廢水收集系統由約 1800 英里的衛生間排水道、125000 個建筑物排水道、22 個流量計量站和 9 個廢水抽水站組成。排水管的變化幅度從 8 英寸的管道到 27 英尺的拱門。就歷史上說,管道由玻璃粘土、磚塊和實物構建。今天的管道構成材料,比較典型的,是用 PVC、球墨鑄鐵和實物構成。衛生間的排水管道和暴雨的排水管道(占三分之二)明顯不同。但是在服務區里的老一點的區域,綜合兩者的排水管道還是被普遍使用的。當暴雨來臨,處理廠的雨污最大承受能力被超越時,綜合排水管就會發生溢出現象。60 個這樣的排水口在美國環保署給 DCWASA 的國家污染物質釋放排除系統許可證上被列出。
最近十年,作為目前落實綜合排水管道溢出削減計劃的一部分,在最大在線存儲和最小溢出到接收水這兩方面,都取得了一些成就。綜合排水管道溢出削減計劃由以下幾部分組成:使用充氣水壩的集水系統優化、動態控制堰、動態渠門及其它流量規范裝置、污水分離和一個渦流處理設施。目前 DCWASA 作為該技術的一個更為持久的版本正處于計劃替代第一代充氣水壩的過程中。
東北邊界渦流設施提供了初步的水處理,包括消毒和為在放電之前的綜合污水溢出提供的固體去除功能。這個設施只能在濕潤天氣下運作。DCWASA 正在評估這個設施的全部處理效率所能達到的程度。
廢水處理
馬里蘭和弗吉尼亞郊區的廢水,被哥倫比亞區的污水系統所收集,然后提供給了藍色平原先進廢水處理工廠。
藍色平原先進廢水處理廠是美國最大的先進廢水處理設施,年度評估認它日均能力為 3.7 億加侖,濕潤天氣下的高峰能力是每天 10.76 億加侖。其它大都市地區雖然有具備更大容積的類似設施,但是它們都沒有像藍色平原這種高水平的硝化、反硝化和過濾進程。與提供的高水平處理相一致的,工廠的國家污染物質釋放排除系統許可證包括了最嚴格的污水排放要求。這些限制如下:
碳生化需氧量 5.0 mg/L
總懸浮固體量 7.0 mg/L
總磷量 0.18 mg/L
氨氮量 (NH-3N) 5/1 -10/31 1.0 mg/L
11/1 - 4/30 6.5 mg/L
氧溶解量 5.0 mg/L
氯殘留總量 0.02 mg/L
PH 值 6.0 - 8.5
在藍色平原先進廢水處理工廠,現有的廢水處理進程涵蓋了初始處理、中級處理、硝化/反硝化污水過濾、加氯/除氯和后曝氣等步驟。
藍色平原的固體處理進程步驟有:為最初的淤泥去水;二次活性淤泥法;硝化/反硝化活性淤泥法。這些設施包括了甄別和去沙過程、重力增稠、溶氣浮選增稠、淤泥混合和離心機脫水。
直到 2000 年 12 月,部分初始淤泥和所有的硝化/反硝化活性淤泥才能被厭氧消化。現有所使用的沼氣池將要被拆掉,它們將會被能容納工廠全部淤泥的鵝卵型沼氣池替代。不久,所有的淤泥就會被石灰所固定。
雨水收集
DCWASA 于 1996 年制定的公共事務重組法案里的供水排污權力部門無疑要為 DCWASA 的雨水收集負責。這些工作包括要清潔管道和小水渠的表面、管理和維護雨水泵站。雨水問題是要和其它公共部門共同承擔的事務。例如,在設計和建造排污基礎設施方面,公共事務部門就要與 DCWASA 合作,首要的職責就是保護地面和水面,其必要性就是讓公共雨水系統合理連接,從而控制非點源污染。就過去來說,一般的稅收,專門用來反對污水計劃的資金,政府的職責就是把它們投入到某些排污的花費里。
可以預計到,那些團體和 DCWASA 之間在討論未來的規劃、實施和雨水系統的資金時,會達成一個彼此充分理解的關系。
2000 年 4 月 19 日,對于雨水排污系統的管理,美國環保署三區給哥倫比亞區的政府頒發了市政分離雨水排污系統許可證。在這個最初許可證的時期,為了配得上該證,DCWASA 被指派去牽頭協調 DC 政府和公共事務健康部門。這個角色需要相關 DCWASA 租船法案的市委會的行動,以及一份旨在區辦事處和 DCWASA 之間建立起明確的權力和交流界限的諒解備忘錄。DCWASA 將盡力按照市政分離雨水排污系統許可證上要求的那樣,為該區去發展雨水管理計劃。
市政分離雨水排污系統許可證需要哥倫比亞區發展一個遵從聯邦法律的計劃,這個包括設施在內的計劃能管理好雨水問題。該計劃需要在 2002 年 4 月 19 日提交給美國環保署來批準。(劉進 編譯)
編輯:沈劼
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