大型污水处理厂设计中需要注意的问题

胡维杰¹， 许春华²， 张 建²
(1．上海市政工程设计研究院，上海 200092；2．山东大学 环境科学与工程学院，山东 济南 250100)

　　摘　要：从上海市石洞口城市污水处理厂的设计中总结出城市大型污水处理厂在初步设计阶段、招标文件编制阶段及施工图阶段可能存在的问题和解决措施，尤其对一体化活性污泥工艺施工图设计中可能出现的问题进行了探讨。
　　关键词：大型污水处理厂； 初步设计； 一体化活性污泥工艺； 招标文件编制
　　中图分类号：X703.1　　　文献标识码：C　　　文章编号：1000-4602(2004)11-0066-03

Problems for Attention in Design of Large-scale Wastewater Treatment Plant
HU Wei-jie¹， KU Chun-hua²， ZHANG Jian²
(1．Shanghai Municipal Engineering Design and Research lnstitute，Shanghai 200092，China；
2．School of Environmental Science and Engineeing；Shandong University,Jinan 250100，China)

　　Abstract：In the design of Shidongkou Municipal Wastewater Treatment Plant in Shanghai City，the problems that may exist in the phases of preliminary design，bidding document compilation，and construction drawing，and the solving measures were summed up．Particularly，the problems that may occur in designing construction drawing of integrative activated sludge process were discussed．
　　Key words： large-scale wastewater treatment plant； preliminary design； integrative activated sludge process； bidding document compilation

　　上海市石洞口城市污水处理厂位于宝山区盛桥镇西区污水总管出口处，一期规模为40x10⁴m³／d，服务范围主要为西干线现服务区域(市区苏州河两岸的普陀、闸北等地区)和苏州河支流截污工程北片以及南翔等地区。工程总投资为8.6亿元(包括远期工程的征地及拆迁费用)，采用一体化活性污泥工艺，污泥处理采用机械浓缩、脱水、干化、焚烧工艺，中水处理采用加氯消毒及重力过滤工艺^[1]。
　　该工程为亚行贷款项目，于1998年进行设计招投标，其后主要工作包括初步设计、招标文件编制及施工图设计。
1 初步设计阶段
　　作为采用新型工艺的大型污水厂，工程初设涵盖内容众多，包括全厂污水处理、污泥处理、污泥处置、中水处理工艺选择以及其中某些构筑物及机械设备的选择等。需要注意的是：初设工作并非单纯编制初设文件，还需对工程初设评审意见以及规划部门、环保部门、消防部门、卫生防疫部门、港政部门等相关的工程审批意见完成相应修改及补充工作，或进行相关解释说明，直至取得同意意见。
2 招标文件编制阶段
　　大型缄市污水处理厂包括土方工程、建筑工程、道路工程、桩基工程、绿化景观工程、码头工程、机械设备工程、电气设备工程、仪表控制设备工程等分标工程。工程分标除考虑各阶段工程费外，还必须注意污水处理厂的系统性特点，若过度细分工程标段则要求在污水处理厂建设及运行调试中有较强的管理协调能力，以避免各相关标段之间产生扯皮现象由于大型污水处理厂中设备、管路、电缆复杂，各标的界面较多，要求设计单位在进行全厂整体系统工艺设计的同时，必须注意各标段与相关标段的划分
界面，明确各标段的具体工程量，以免影响各标段工程费。
　　为了保证招标文件的质量，宜尽可能达到主体的施工图深度，只有这样才有可能控制招投标的技术质量及工程费用。土建标编制必须注意含钢量的正确性。为把握土建标工程量，构筑物土建设计深度宜达到土建模板的施工图深度。另外，土建标在编制过程中必须预先落实工程测量及地勘资料。
　　招标文件编制必须在保证工艺设计质量、熟悉新颖工艺的同时，充分了解所有设备，特别是那些复杂的、系统性较强的设备。
　　标书编制中某些问题举例如下：
　　① 若工程量计算明显偏小，同时在投标文件中有意识地放大单位投标价，则非常不利于招投标工作。在标书管配件清单中，错误的管道数量会引起标价的显著变化。
　　② 空气管仅说明管材为钢管，但未明确钢管的壁厚。
　　③ 在插板闸门的技术条款编制中，一般明确配套自动着钩吊具，但实际上，若插板闸门尺寸较大、质量较大，则利用吊具无法起吊门板，因此应补充电动葫芦及相关内容的设计。
　　④ 在鼓风机房等建筑物内安装的无轨起重机的工作级别宜采用A3级，不一定采用A5级。
　　⑤ 大型污水处理厂的管道、电缆众多，在招投标阶段必须明确其对应的管道支架、吊架、桥架等相关工程量及其工程费。
3　施工图设计阶段
　　a．一体化活性污泥工艺存在沉淀出水初期的混合液排放问题，将对污水的进水量产生冲击负荷。对于独立运行分组数较少的一体化生物反应池而言，该部分的冲击负荷较大，因此必须注意反应池组数的划分。
　　b．在以压力箱涵进流的进水泵房的设计中，若仍以现行污水泵房规范设计，则由于厂内生产水回流或水泵备用数量较少而投入运行的工作泵数量不足而极易发生进水泵房的溢流现象。设计宜保证进水溢流通道，另外由于以压力箱涵进流的进水泵房埋设较浅，需注意厂内生产水回流人进水泵房的可行性，否则需根据具体情况在厂内增设污水泵房。由于反应池间隙回水量比例较高，在工艺设计中必须考虑回水蓄水构筑物。
　　c．一体化生物反应池的优点之一是占地面积较小，需注意的是两边池的斜板设计并非反应池必须增设的内容。根据进出水处理要求，适当调整单格反应池的表面积、设计水深以及反应池总格数，可以取消反应池两边格斜板(或斜管)。
　　d．需注意反应池的放空时间不宜过长，尤其针对进、出水交替运行的一体化反应池，若为减少整个反应池的出水闸门而取消每座反应池中每格反应池的出水闸门，则必须注意在任一格反应池处于空池状态或放空情况下，每座反应池中其他格反应池进水时通过出水渠道溢流人空池的情况。
　　e．在以压力箱涵进流的进水泵房的设计中，必须注意大型构筑物(如反应池)放空时，尤其是初期放空时对进水泵房的冲击负荷。同样，必须注意池底放空时污水无法自流人进水泵房的情况，并考虑如何合理设置污水泵房。
　　f. 必须注意尽可能缩短所需的回水排放时间，在进行正向水力流程、高程设计的同时，必须注意回水管渠(其中部分与出水管渠重复)的水力计算，尤其是当单格反应池处理流量较大时，由于水力负荷要求设置的出水堰槽的布置形式可能不利于回水排放，因此必须注意出水槽的结构形式及其断面的变化设计，适当增加回水的排放流速。
　　g. 由于反应池格数较多，需注意边池排泥的均匀性与可调性问题。为减少排泥管路系统及设备，往往多个边格反应池通过一根排泥管路进行排泥。在实际操作时，若同时排泥，往往很难保证所有边格反应池的均匀排泥。这就要求每格反应池排泥蝶阀的开启度调节或调整每格反应池的排泥时间，减少排泥流量较多格反应池的排泥时间，增加排泥流量较小格的反应池排泥时间。
　　h．需注意大型一体化反应池的出水闸门(包括回水闸门)的选型问题。为避免回水排放不干净问题，出水闸门宜选用渠道闸门。同时，为避免反应池进水时可能引起的溢流现象，出水闸门宜选用孔口闸门。另外，由于出水闸门按工艺要求开、关动作频繁，宜在不明显增加出水排放水头损失的情况下尽可能缩小闸门尺寸。
　　i．对于污水处理构筑物，尤其是预处理构筑物的设计，必须注意池顶加盖设计的合理性问题。构筑物加盖设计必须区分内部通行构筑物的加盖情况及池顶的简单加盖情况。若构筑物内需有人通行、检修，则其加盖设计必须要求内部的通风设计满足有关标准规范，以免由于H₂S等气体积累而影响构筑物的正常安全使用，在以压力流方式进入污水处理厂进水泵房的情况下尤其需引起注意，由于进水管渠中污水长时间处于厌氧状态，恶臭气体极易在污水预处理构筑物中释放，如相对停留时间较长的平流式水力旋流沉砂池。而且，该种型式的沉砂池由于水力旋流的作用，会加剧污水中H₂S等气体的释放。
　　j.对于沉砂池的设计，需注意在沉砂、洗砂的同时，防止砂粒随出水带至后续的生物反应池，在平流式水力旋流沉砂池的设计中更需引起注意。由于水力旋流泵安装于沉砂池出水端，若水力旋流扩散管在池长方向上的管径设计、喷口尺寸及间距设计不合理，则有可能影响沉砂池的沉砂效果。可在沉砂池进水侧水力旋流扩散管末端安装蝶阀，在一定程度上可调节水力旋流强度。
　　k．由于反应池三格间均通过池底连通管连接，因此进出水头损失较一般的反应池大，若以出水格水深作为计算水深，则必须注意进水格水深及其池顶超高的情况，还需注意空气管等管道及电缆敷设及其池壁留孔的标高合理性问题。同时必须注意在反应池前设置超越管路，以免在有反应池检修时由于水量增加而产生上游的水力高程问题。
　　l．必须注意不同特点构筑物的通风设计，如离心鼓风机房的土建设计在合理设计进风廊道及出风管路的同时，必须注意鼓风机隔音罩排风、鼓风机油冷却风机排风的气流组织设计。另外，必须注意鼓风机房建筑本身的进风及出风组织设计，避免气流短路现象。虽然鼓风机的进风过滤主要依靠风机进口的过滤器，但为进一步保护鼓风机运行，防止飞鸟等进入进风廊道，可在进风廊道始端配以自动空气过滤器。加氯间的通风设计需注意自动氯吸收装置及通风机在不同漏氯浓度情况下的运行操作工况。尤其需注意的是，当漏氯浓度>1X1０^-5时通风机必须停止工作，而除氯装置继续运行。期间，加氯间及周边区域内的工作人员必须紧急疏散，关闭加氯间门窗，尽量减少氯气向外扩散，加氯间门窗的设计宜做到单向进风。
　　m．加氯接触池的设计必须注意解决：池面浮渣的清通问题；加氯池的放空问题；超越问题。其中任一问题的存在均会对加氯池的运行产生不利影响。
　　n．为测定污水处理厂的实际处理水量，往往需要在出水区设置电磁流量计。为保证流量计的计量精度，必须注意在污水处理厂处理水量较小时通过电磁流量计水流速度较小或在受纳水体水位较低等情况下的非满管流状态对电磁流量计计量精度的影响。
　　o．为保证污泥浓缩系统的处理效果，避免由于进泥浓度变化而影响浓缩效果，必须注意在浓缩系统前的污泥调蓄池设置搅拌装置，以保证进泥浓度的一致性。
　　P．在设有较多在线仪表的污水处理厂，仪表冲洗水系统宜增设专用过滤器，仪表冲洗水管宜设置防冻保温设施。
　　q．自动板框机系统的选用需考虑污水生物处理工艺的特点、污泥组分、絮凝剂选型、滤布自动冲洗装置选型、滤布材质结构选型、自动冲洗装置选型等众多因素，以避免脱水含固率达不到要求或含固率不均。

　参考文献：
　[1] 胡维杰．上海市石洞口城市污水处理厂设计[J]．中国给水排水，2003，19(7)：68—71．　

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　收稿日期：2004—05—25