层次分析法在西安咸阳国际机场污水处理投标方案选择中的应用

西安建筑科技大学环境与市政工程学院　　高　湘

西安咸阳国际机场扩建处　　　　徐　良

　　西安咸阳国际机场是西北地区一家大型的航空口岸。由于西北地区经济的持续发展，往来该机场的旅客数量及货物量均有较大的增长，机场规模急需扩大。机场污水处理扩建工程是机场扩建工程的一部分，于1999年9月正式招标启动。参加竞标的有上海、西安、兰州等四家国家甲级设计研究单位，它们给建设单位机场提交了各有特点的设计技术方案。方案的优化选择涉及到建设投资、方案的技术先进程度和可靠程度等多方面因素。利用系统分析的方法，进行方案的优化选择，可为决策者推荐最佳的方案；同时，通过对该机场污水处理方案选择的系统分析，对类似的污水治理工程也可提供一些参考性资料。

　　1　工程规模、进水水质及出水水质要求

　　西安咸阳国际机场污水主要来源于航站区、办公区、生活区及辅助设施的生产、生 活污水，机械油污水以及飞机排出的生活污水。根据扩建工程有关的招标文件，设计处理 污水水质：CODcr≤230mg/L；BOD5≤100mg/l;SS≤470mg/l，属典型的生活污 水。机场现有污水处理站一座，采用一体化氧化沟处理工艺，处理能力为3200m³/d。

　　机场污水处理扩建工程的工程规模是：近期总规模为10000m³/d，即需新建一 座处理规模为6800m³/d的污水处理厂，改造现有3200m³/d的污水处理站。
　　处理后污水最终排入泾河，排放标准按《污水综合排放标准》(GB8978-1996)城 市二级污水处理厂污水排放二级标准执行。
　　按标书的顺序编号，可将各推荐方案定名为P₁、P₂、P₃和P₄方案，其中P2方案采用氧化沟处理工艺，P4方案采用A/O法处理工艺，P1和P3方案为SBR处理工艺。

　　2　各方案简介

　　(1)氧化沟活性污泥法(又称循环混合式活性污泥法)采用延时曝气，它具有去除有机 物、悬浮物和除氮的功能。该技术是由荷兰Pasveer于50年代发现的，至90年代中期我国已建有30多个氧化沟处理工程。
　　P₂推荐方案为：
　　现有污水处理站改造一体化氧化沟处理工艺为单纯的氧化沟工艺。
　　扩建工程采用单纯氧化沟工艺。
　　该方案工艺流程如下：

　　工艺方案说明：
　　粗隔栅：设计流量Q=0.185m³/s。新建两套机械粗格栅，栅条倾角为70°，过 栅流速为0.5～1.0m/s。
　　泵房：取消原有泵房内的粗格栅，利用现有泵位进行泵房的改建，保留原有2台水泵，新增3台潜污泵，提升污水能力为10000m³/d。
　　沉砂池：保留原有沉砂地(Q=3200m³/d)，新建一座平流沉淀地。新建沉淀地设 计流量Qmax=0.13m³/s,池长6m，有效水深0.75m。
　　氧化沟：
　　原有一体化氧化沟改造为单一型氧化沟，增设沉淀地一座。处理能力为5000m³/d 。
　　新建氧化沟一座，能力5000m³/d。其技术指标为；设计流量0.058m³/S(均 值)，泥龄15d，停留时间12.0h，污泥负荷0.057kgB0D5/kgMLSS·d，产泥率1.2kgDS/kgBOD₅，最大供氧能力：3014kgO₂/d,污泥浓度3.50g/l，污泥回流比100%。采用转蝶曝气机，动 力功率1.8kgO₂/KW·h。
　　最终沉淀池：新建两组。采用辐流式沉淀池，设计流量为0.185m³/s，表面负 荷采用0.85m³/m²·h。
　　污泥泵池：污泥回流比100%，剩余污泥量150m³/d，一座。
　　污泥浓缩池：利用现有的浓缩池。
　　污泥脱水机房：新建。设计2台带式压滤机和药剂投加系统，主要技术参数：干污泥量120kgDS/d,脱水后污泥含水率3%，脱水前污泥含水率20～25%。
　　(2)A/0法分为缺氧、好氧活性污泥法(Anoxic/Oxic)和厌氧、好氧活性污泥法 除磷(AnaerobiX/oXic)两种工艺。该工艺始于80年代初，具有去除BOD和脱氮(或除磷)的功能,一般认为该法适合于要求脱氮的大中型城市污水厂。P4推荐方案为厌氧、接触好氧处理工艺。
　　该方案对现有的污水处理工艺给予保留，推荐采用A/0法扩建处理能力为6800m³ /d的污水处理工程，新建工艺流程见图3。

　　(3)SBR(SequencingBatchReacterAcivatedSludgeProcess)法工作的 基本过程按时间顺序可分为进水、反应、沉淀、出水和待机这五个基本过程，同时它具有均匀水量、水质，曝气和氧化，沉淀和出流的三个重要作用。该法具有去除有机物，除氮和脱磷的功能，一般认为其出水水质好于连续式处理工艺。
　　P₃方案对扩建工程部分采用SBR法，现有处理部分进行局部改造。其新建流程见图4。

　　工艺方案说明:
　　粗格栅：栅距20mm，栅渣量0.04m³/103m³污水。
　　进水泵；Q=510m³/h，H=15m。
　　细格栅：栅距5mm，栅渣量0.06m³/10³m³污水。
　　沉砂池：推荐采用旋流沉砂地，最大流量时水力表面负荷110m³/m2·h，停留时间28 sec，产砂量0.02m³/10³m³。
　　SBR反应池：每天3个周期，运行的进水、反应、沉淀、排水的顺序时间分别为：1.0、5.0、1.0、l.0小时。F/M=0.17kgCOD/kgMSS.d，MLSS=3.0g/l，MLVSS=2.2g/l，H RT=16hrs。
　　污泥浓缩池：固体负荷20kgDS/m2·d,有效停留时间16小时。可利用原有的浓缩池 。
　　储泥池：停留时间1.5天，浓缩后污泥含水率为97%。
　　脱水机：采用PAM药剂，设计过滤能力大于180kg干泥/m·hr。
　　加氯消毒：采用二氧化氯消毒，加氯量10mg/l。
　　P1方案与P3方案基本相同，只是在细节上有不同之处，如下：
　　SBR反应地：HRT=13.6hrs。
　　加氯机：利用原有加液氯设备等。

　　3　各方案的经济及其它指标

　　这里以P3方案为基本单位，各投标方案的有关指标见下表：

　　注：1.总投资中含征地费；
　　　　2.运行费中含折旧费。

　　4　方案的选择

　　(1)利用层次分析法
　　在机场污水处理方案的层次分析中，目标层A为该机场污水处理方案，准则层依次为总投资C1、运行费C₂、设计费C₃、设计周期C４、运行及管理条件C_５和处理 效果C₆，方案层定为P₁、P₂、P₃和P₄。
　　根据投标方案的有关资料：
　　对准则C1判断矩阵为

　　对准则C2判断矩阵为

　　对准则C3判断矩阵为

　　对准则C4判断矩阵为

　　根据评价专家组的评价建议：
　　对准则C5判断矩阵为

　　对准则C6判断矩阵为

　　对机场污水处理方案这一目标层而言，判断矩阵为

　　经计算，λ_max=6.404，W=(0.468，0.261，0.038，0.021，0.072，0.140) ^T,CI=0.081，RI=1.24，CR=0.065＜0.10
由此可以建立总排序如下：

　　经上述综合分析，方案P3的权值为0.449，是竟标方案中的最优者。
　　(2)专家投票法
　　实际采用专家听取方案汇报、答辩和投票的办法，结果是P3方案的设计单位取得了机场污水处理工程的技术第一标，并为建设单位的决策者所采纳。专家的主导意见是：
　　P₃和P₁方案较为合理。其主要原因是。机场污水的日变化较大，SBR法能较好地 适应这种变化；P₃和P₁方案利用了机场雨水管道的空间为调节容积可以免设蓄水池 。
　　P₃优于P₁的原因是：P₃设计方有SBR法设计实际经验；P₃方案采用二氧化氯 消毒能减少出水的二次污染；在技术相同的情况下P₃设计方的报价较低，设计周期也短。
　　另外：机场现有的氧化沟由于多方原因运行欠佳，也造成了部分评委对氧化沟在机场运用的疑虑。

　　5　结束语

　　(1)层次分析法是污水治理工程方案优选的一种有效的科学手段；
　　(2)在该地区相似的水质、水量条件下，SBR法处理生活污水的工艺方案具有一定的优越性。

　　参考文献
　　［1］韦鹤平环境系统工程上海：同济大学出版社，1992　p25～32
　　［2］娄金生水污染治理新工艺与设计北京：海洋出版社，1999　p6～46