蓝色平原水厂“虚拟之旅”

介绍

　　蓝色平原水厂是目前世界规模最大的先进污水处理厂，其正常处理能力可达3.7亿加仑/天，最高可达10.76亿加仑/天，占地面积达150英亩。现在，让我们开始蓝色平原污水厂的“虚拟之旅”。

　　配水系统与其及配套系统方面，当地运营着总共超过1200英里的配水管网、5个泵站、5座水库以及4座提升水罐，以及总计36,000个水阀和8,700个水栓。

　　废水收集方面，当地运营有1,800英里雨污合流的下水道系统、22个流量监测站、9座离场式污水泵站、16座雨水泵站。在哥伦比亚特区大约2/3的地区使用雨污分流的排水系统，在市中心等一些地区则普遍采用着老式的雨污合流的系统。

　　供水及水处理

 　　乔治敦区配水管网及原水水库

　　供水及水处理系统包括原水水库、将原水输送到水处理厂的大管径网管及水处理厂。华盛顿渡槽局运营管理着原水的供水设施以及向DCWASA配水系统供水的水处理厂。这个配水系统服务对象包括部分北维吉尼亚州地区、一部分联邦政府（国防部）及这个区域周边的少部分客户。

　　华盛顿渡槽水系统的原水供应、管道和处理设施包括有波拖马可河的大瀑布、两条从大瀑布到达勒卡里亚水库的原水管道、波拖马可河上的小瀑布和泵站、达勒卡里亚和麦克米伦水库及水处理工厂、乔治敦的管道和原水水库、东轴泵站和华盛顿隧道。

                               原水系统

 　　达勒卡里亚和麦克米伦水处理工厂（WTP）的原水是波拖马可河。这些水在大瀑布上收回，利用重力通过两条通往达勒卡利亚水库前池的管线循环，并用一个强力泵站汲水以达到达勒卡利亚水库。在波拖马可河上的小瀑布可能会收回这些水，然后泵浦到达勒卡利亚水库。达勒卡利亚水库扮演了两个角色，其一是给达勒卡利亚水处理工厂的取用水提供一个再次沉积的盆地，其二是给乔治敦水库的后处理提供水分流。

                           　 水处理工厂

　　出水由达勒卡利亚和麦克米伦水处理工厂提供给街区。达勒卡利亚水处理工厂的原厂建成于 1928 年。工厂的容量在 1950 年得到了提升，添加了两个沉淀池、a 30 mg clearwell、一个 5.77 亿加仑出水泵站和附加过滤器。1964 年建成了一个新的化工楼和一个拥有附加过滤器的建筑物。在每平方英尺每分钟两加仑的滤过率基础上，工厂的处理能力达到了每天 1.64 亿加仑，最高峰时可达 2.64 亿加仑。它的处理方案由甄别、为絮结产物和沉淀添加化学物质、急沙过滤、为氯化添加化学物质、氟化反应和 pH 值控制组成。

　　达勒卡利亚和麦克米伦的两个水处理厂的额定容积建立在人口增长的时代，同时，水资源利用也被更加重视。因此，两个工厂的处理容积在需求上一天超过一天，客户需求上也屡创高峰。
                              水存储和配水

　　街区内配水系统在提供到客户端水龙头时，水压被特意设置为约每平方英寸 50 磅。该地区低点到高点的地面标高约为 410 英尺，这需要将供水系统分为 7 个服务区域。

　　低服务地区包含了联邦建筑物附近的区域，该区域沿着安娜科斯蒂亚河，地面高度在 0 到 70 英尺之间。这个区由华盛顿渡槽的达勒卡利亚泵站和 DCWASA 的布莱恩特街泵站提供服务。低服务区的出水存储则由 DCWASA 的布伦特水库提供（ 172 英尺的溢出高度里含 25 毫克）。

 　　第一个高服务区位于安娜科斯蒂亚河的西边，地面高度在 70 到 140 英尺之间。这个服务区也是由华盛顿渡槽的达勒卡利亚泵站和 DCWASA 的布莱恩特街泵站提供服务。出水存储由华盛顿渡槽的福克斯霍尔水库（250 英尺溢出高度含 20 毫克）和 DCWASA 的士兵归来水库（250 英尺溢出高度里含 15 毫克）提供。

　　第二个高服务区大概包括了位于安娜科斯蒂亚河西侧的洛克湾公园和东部大道之间的地区，地面高度在 140 到 210 英尺之间。第二高服务区由华盛顿渡槽的达勒卡利亚泵站和 DCWASA 的布莱恩街泵站提供服务，华盛顿渡槽的范尼斯水库负责给这个区提供出水存储。
   
　　第三高服务区在安娜科斯蒂亚河西部，被洛克湾公园隔离了出来，界限就是东部和西部大道，地面高度在 210 和 350 英尺之间。第三高服务区由华盛顿渡槽的达勒卡利亚泵站和 DCWASA 的布莱恩街泵站给予供应。出水存储是由 DCWASA 的福特里诺一号水库（424 英尺溢出高度里含 5.4 毫克）和华盛顿渡槽的福特里诺二号水库（424 英尺溢出高度里喊 20 毫克）提供。

　　第四高服务区在安娜科斯蒂亚河西部，被洛克湾公园隔离了出来，界限就是东部和西部大道，地面高度在 350 英尺以上。第四高服务区的服务由 DCWASA 的福特里诺泵站（西区部分）和第 16 & 阿拉斯加泵站（东区部分）提供。第四高服务区西区的出水存储由 DCWASA 的福特里诺二号高架灌（485 英尺的溢出高度里含 0.16 毫克）提供。

　　安娜科斯蒂亚第一高服务区包括了位于安河南侧的地区，地面高度在 70 到 170 英尺间。这个区由 DCWASA 的安娜科斯蒂亚泵站给予供应，该泵站是从低服务区取水的。DCWASA 的福特斯坦顿一号水库（258 英尺提升高度含 3 毫克）为此区提供出水存储。

　　安娜科斯蒂亚第二高服务区位于安河的南部、沿着南部大道的位置，地面高度在 170 英尺以上。此服务区的服务由 DCWASA 的安娜科斯蒂亚泵站提供服务，该泵站是从低服务区取水。出水存储则是由 DCWASA 的好望路高架灌（382 英尺溢出高度含 0.5 毫克）和林荫大道高架灌提供（382 英尺溢出高度含 2 毫克）。

                                水存储和汲取

　　水存储和汲取职责由 DCWASA 和华盛顿渡槽分担。DCWASA 负责四个出水抽水站（安娜科斯蒂亚、布莱恩街、福特里诺、第 16 & 阿拉斯加）、8 个水库和高架罐。华盛顿渡槽负责达勒卡利亚泵站和三个水库（福克斯霍尔、范尼斯和福特里诺）。
                                

　　　　　　　　    配水

　　由 DCWASA 负责和维护的配水系统，包含了近 1300 英里的直径在 4 到 78 英寸的管道。DCWASA 的水传输和配水系统组成部分有：87% 的铸铁管、8% 的球墨铸铁管、2.5% 的钢管、2.5% 的钢筋和预应力混凝土管。

　　 配水系统包括了正规系统操作、检查和维修的必备装置，例如控制水流规律间隔的主线路阀门、预防空气进入的松气阀门、管道中排水的放气阀门、只允许一个水流方向的检查阀门，还有在高服务区和低服务区发生紧急情况时转移水流的封闭分流阀门。此系统拥有 36000 个阀门和给水栓。
                              废水收集

　　废水收集系统由约 1800 英里的卫生间排水道、125000 个建筑物排水道、22 个流量计量站和 9 个废水抽水站组成。排水管的变化幅度从 8 英寸的管道到 27 英尺的拱门。就历史上说，管道由玻璃粘土、砖块和实物构建。今天的管道构成材料，比较典型的，是用 PVC、球墨铸铁和实物构成。卫生间的排水管道和暴雨的排水管道（占三分之二）明显不同。但是在服务区里的老一点的区域，综合两者的排水管道还是被普遍使用的。当暴雨来临，处理厂的雨污最大承受能力被超越时，综合排水管就会发生溢出现象。60 个这样的排水口在美国环保署给 DCWASA 的国家污染物质释放排除系统许可证上被列出。

　　最近十年，作为目前落实综合排水管道溢出削减计划的一部分，在最大在线存储和最小溢出到接收水这两方面，都取得了一些成就。综合排水管道溢出削减计划由以下几部分组成：使用充气水坝的集水系统优化、动态控制堰、动态渠门及其它流量规范装置、污水分离和一个涡流处理设施。目前 DCWASA 作为该技术的一个更为持久的版本正处于计划替代第一代充气水坝的过程中。

　　东北边界涡流设施提供了初步的水处理，包括消毒和为在放电之前的综合污水溢出提供的固体去除功能。这个设施只能在湿润天气下运作。DCWASA 正在评估这个设施的全部处理效率所能达到的程度。

                              废水处理

　　马里兰和弗吉尼亚郊区的废水，被哥伦比亚区的污水系统所收集，然后提供给了蓝色平原先进废水处理工厂。

　　蓝色平原先进废水处理厂是美国最大的先进废水处理设施，年度评估认它日均能力为 3.7 亿加仑，湿润天气下的高峰能力是每天 10.76 亿加仑。其它大都市地区虽然有具备更大容积的类似设施，但是它们都没有像蓝色平原这种高水平的硝化、反硝化和过滤进程。与提供的高水平处理相一致的，工厂的国家污染物质释放排除系统许可证包括了最严格的污水排放要求。这些限制如下：
         
碳生化需氧量 5.0 mg/L
总悬浮固体量 7.0 mg/L
总磷量 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
氯残留总量 0.02 mg/L
PH 值 6.0 - 8.5

　　在蓝色平原先进废水处理工厂，现有的废水处理进程涵盖了初始处理、中级处理、硝化/反硝化污水过滤、加氯/除氯和后曝气等步骤。

　　蓝色平原的固体处理进程步骤有：为最初的淤泥去水；二次活性淤泥法；硝化/反硝化活性淤泥法。这些设施包括了甄别和去沙过程、重力增稠、溶气浮选增稠、淤泥混合和离心机脱水。
　　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厌氧消化。现有所使用的沼气池将要被拆掉，它们将会被能容纳工厂全部淤泥的鹅卵型沼气池替代。不久，所有的淤泥就会被石灰所固定。
 
                                  雨水收集

　　DCWASA 于 1996 年制定的公共事务重组法案里的供水排污权力部门无疑要为 DCWASA 的雨水收集负责。这些工作包括要清洁管道和小水渠的表面、管理和维护雨水泵站。雨水问题是要和其它公共部门共同承担的事务。例如，在设计和建造排污基础设施方面，公共事务部门就要与 DCWASA 合作，首要的职责就是保护地面和水面，其必要性就是让公共雨水系统合理连接，从而控制非点源污染。就过去来说，一般的税收，专门用来反对污水计划的资金，政府的职责就是把它们投入到某些排污的花费里。

　　可以预计到，那些团体和 DCWASA 之间在讨论未来的规划、实施和雨水系统的资金时，会达成一个彼此充分理解的关系。

　　2000 年 4 月 19 日，对于雨水排污系统的管理，美国环保署三区给哥伦比亚区的政府颁发了市政分离雨水排污系统许可证。在这个最初许可证的时期，为了配得上该证，DCWASA 被指派去牵头协调 DC 政府和公共事务健康部门。这个角色需要相关 DCWASA 租船法案的市委会的行动，以及一份旨在区办事处和 DCWASA 之间建立起明确的权力和交流界限的谅解备忘录。DCWASA 将尽力按照市政分离雨水排污系统许可证上要求的那样，为该区去发展雨水管理计划。

　　市政分离雨水排污系统许可证需要哥伦比亚区发展一个遵从联邦法律的计划，这个包括设施在内的计划能管理好雨水问题。该计划需要在 2002 年 4 月 19 日提交给美国环保署来批准。（刘进 编译）

编辑：沈劼