污水處理廠升級改造總體布局要點
1引言
截止目前，我國各地縣、市基本均已建成污水處理廠，但仍然有不少污水處理廠出水執(zhí)行一級B標準，處理規(guī)模與區(qū)域經(jīng)濟、社會的發(fā)展要求不匹配，出水標準和處理規(guī)模滯后于地方環(huán)保要求。因此，現(xiàn)狀污水處理廠“提標”、“擴建”的建設(shè)工程逐步增多，本文結(jié)合現(xiàn)狀污水處理廠的升級改造案例，從優(yōu)化廠區(qū)布局的角度，提出幾點個人拙見。
2項目背景
六安市葉集污水處理廠位于葉集區(qū)團結(jié)路以北、滬陜高速以南，沿崗河以西約200m處，現(xiàn)狀廠區(qū)占地面積35.8畝，預留二期用地20.5畝。葉集污水處理廠現(xiàn)狀處理規(guī)模2.0萬噸/天，污水處理工藝采用預處理（粗格柵及進水泵房、細格柵及旋流沉砂池）+二級生化處理（奧貝爾氧化溝、二沉池）+深度處理工藝（混凝池+轉(zhuǎn)盤濾池）+紫外消毒處理工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行一級A標準。葉集污水處理廠擴建工程要求擴建后的污水處理規(guī)模達4.0萬噸/天，同時出水水質(zhì)執(zhí)行一級A和安徽省地標《安徽省淮河流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放標準》（征求意見稿）中的較嚴值。相對于一級A標準，安徽省地標在COD、氨氮、總磷和總氮上有更高標準的要求。
現(xiàn)狀葉集污水處理廠在2010年建設(shè)初期，已考慮預留遠期擴建提標用地約30.5畝，但政府在后期城市建設(shè)時未對污水廠規(guī)劃用地進行控制，現(xiàn)狀廠區(qū)西北角約10畝的預留用地已于2011年出讓給金葉燃氣公司，留給葉集污水處理廠擴建工程的建設(shè)用地僅為20.5畝，且廠區(qū)周邊已建設(shè)成熟，無新增建設(shè)用地的可能，故該因素也決定了本工程設(shè)計的最大難點——如何節(jié)約用地、提高土地利用率。
3設(shè)計理念
一、合理的避讓廠區(qū)的現(xiàn)狀管道
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查、測量發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)狀葉集污水處理廠的進廠污水主干管由廠區(qū)西側(cè)預留用地的圍墻穿入，途徑本工程預留用地，到達進廠主干道的東側(cè)后北延至廠區(qū)現(xiàn)狀粗格柵及進水泵房內(nèi)（位置詳見下圖），該管道埋深約7.0m，管徑為d1200，管材為鋼筋砼管。考慮到若對該管道進行改線不僅會增加工程投資，也會影響現(xiàn)狀污水處理廠的正常運營，故在設(shè)計時保留該進廠管道，將池體較大、埋深較深和施工較難的構(gòu)筑物遠離該管道布置，將池體較小、埋深較淺、施工簡單的構(gòu)筑物在滿足安全距離的情況下靠近該管道布置。由于該進廠管道占地范圍內(nèi)無法布置建、構(gòu)筑物，為避免用地浪費，設(shè)計時將新建廠區(qū)環(huán)形道路布置在該管道的上方，同時對管道的檢查井和井蓋進行提升改造，從而滿足消防、生產(chǎn)等要求。綜上所述，該布置方案既節(jié)省了工程造價，又合理的提高土地利用率，也滿足葉集污水處理廠的擴建需求。
二、合理的利用現(xiàn)狀廠區(qū)的空地
由于本工程新增建、構(gòu)筑物共計12座，而提標擴建的預留用地僅為20.5畝，難以滿足2.0萬噸/天的生化處理構(gòu)筑物、4.0萬噸/天的深度處理構(gòu)筑物及其相關(guān)配套建、構(gòu)筑物的建設(shè)要求，故在總圖設(shè)計時利用現(xiàn)狀廠區(qū)的空地布置部分新建構(gòu)筑物。
1、加藥間內(nèi)的加藥設(shè)備投加量少、管徑小、損耗低，設(shè)計時將其布置在新建污泥脫水機房的東側(cè)空地處。
2、生物除臭濾池布置在現(xiàn)狀細格柵及沉砂池的東側(cè)，該位置緊鄰服務(wù)對象——粗格柵及進水泵房、細格柵及沉砂池、污泥脫水機房和儲泥池等，具有管路短、風壓低、能耗小和處理效率高等優(yōu)點。
3、出水儀表房在滿足距離取樣點50m以內(nèi)范圍要求的前提下，布置在廠區(qū)現(xiàn)狀厭氧池的西側(cè)，該處管線少、施工影響小。
4、本工程需建設(shè)1座4.0萬噸/天的尾水泵房，布置在廠區(qū)水力流程尾端效果最佳，如此則管線無迂回，水頭損失小。原污水處理廠的建設(shè)缺乏系統(tǒng)性和規(guī)劃性，先后建設(shè)有絮凝+轉(zhuǎn)盤濾池、紫外消毒渠、巴氏流量槽、中水回用池、中水回用泵房和污泥干化棚等構(gòu)筑物（前三個為一期建設(shè)構(gòu)筑物，后三個為后期增建構(gòu)筑物）。本工程設(shè)計時將紫外消毒渠、巴氏流量槽向西平移至本次需拆除的絮凝+轉(zhuǎn)盤濾池（因膜通量下降，堵塞嚴重，出水SS超標而廢除）處，在平移后的巴氏流量槽在后端建設(shè)尾水泵房，此布置方案（如下圖所示）工藝管線順暢、節(jié)省能耗。
三、合理的選擇生化池、二沉池池型
二級處理作為污水處理脫氮除磷的核心環(huán)節(jié)，處理構(gòu)物的尺寸相對較大，在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上合理的選擇池型，對廠區(qū)總平面布置節(jié)約用地、優(yōu)化布局至關(guān)重要。
1、生化池池型選擇
由于出水水質(zhì)標準對于氨氮、總磷和總氮的要求較高，故本工程對污水二級處理工藝選擇的主要思路是：采用生物處理方法，首先保證生物脫氮效果，重點去除氮和有機物，在此基礎(chǔ)上盡可能提高生物除磷的效率。基于上述考慮，二級脫氮除磷工藝必須要有“厭氧”、“缺氧”和“好氧”三段，A2O池和氧化溝均能滿足本工程二級脫氮除磷的要求，雖然氧化溝在抗沖擊負荷能力方面相對較強，但是本工程用地緊張，較為節(jié)省的池型和布置形式是本工程的重點考慮因素，故在設(shè)計時針對不同池型、不同數(shù)量的生化池的平面尺寸進行比較（如下表所示）。經(jīng)比選，方案四用地較省，且布置形式為正方形，土地利用率高，方便其他構(gòu)筑物的布置。
2、二沉池池型選擇
目前，城鎮(zhèn)污水處理廠常用的二沉池分為兩種池型：“中進周出”和“周進周出”，前者優(yōu)點是進水端配水均勻，缺點是沉淀效果較差、負荷低、池子平面尺寸較大，后者的優(yōu)點是進水負荷高、池子占地面積小，缺點是配水不均勻。從兩種池型的運行情況來看，均能較好的滿足生化池后的泥水分離，但是本工程可用建設(shè)用地面積較小，因此占地面積小是本工程二沉池池型選擇的重點因素，因此，設(shè)計時選用“周進周出”型二沉池。
4思考與建議
現(xiàn)狀污水處理廠升級改造的總體布局還和風向、綠化、交通、消防、生產(chǎn)、管線、水損、能耗等因素相關(guān)，并不局限于上述的三點原則。合理的布局對污水處理廠的建設(shè)和運行將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和環(huán)境效益，如何確定污水廠的總體布局是設(shè)計初期就要考慮的關(guān)鍵與核心。建議在污水處理廠的設(shè)計初期，結(jié)合現(xiàn)狀污水廠的資料和升級改造的工藝要求，列出影響污水處理廠總體布局的各種因素，根據(jù)權(quán)重大小從經(jīng)濟、環(huán)境和施工等方面進行比選，如：1、變配電間布置在泵房、濾池和鼓風機房等電耗較大的構(gòu)筑物附近，以減少電纜長度、降低電能損耗，提高污水處理廠的經(jīng)濟效益；2、污水預處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等布置在廠區(qū)夏季主導風向的下風向，減少對廠前生活區(qū)的影響，提高污水處理廠人居生活環(huán)境；3、埋深較淺的建（構(gòu)）筑物布置在地質(zhì)條件較差的區(qū)域，埋深較大的建（構(gòu)）筑物布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，以減少施工難度，降低地基處理費用和施工安全風險；不斷優(yōu)化污水處理廠的總體布置方案，最終確定適合該工程的最優(yōu)方案。
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