污水处理厂升级改造总体布局要点

1引言  

截止目前，我国各地县、市基本均已建成污水处理厂，但仍然有不少污水处理厂出水执行一级B标准，处理规模与区域经济、社会的发展要求不匹配，出水标准和处理规模滞后于地方环保要求。因此，现状污水处理厂“提标”、“扩建”的建设工程逐步增多，本文结合现状污水处理厂的升级改造案例，从优化厂区布局的角度，提出几点个人拙见。  

2项目背景  

六安市叶集污水处理厂位于叶集区团结路以北、沪陕高速以南，沿岗河以西约200m处，现状厂区占地面积35.8亩，预留二期用地20.5亩。叶集污水处理厂现状处理规模2.0万吨/天，污水处理工艺采用预处理（粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池）+二级生化处理（奥贝尔氧化沟、二沉池）+深度处理工艺（混凝池+转盘滤池）+紫外消毒处理工艺，出水水质执行一级A标准。叶集污水处理厂扩建工程要求扩建后的污水处理规模达4.0万吨/天，同时出水水质执行一级A和安徽省地标《安徽省淮河流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放标准》（征求意见稿）中的较严值。相对于一级A标准，安徽省地标在COD、氨氮、总磷和总氮上有更高标准的要求。  

现状叶集污水处理厂在2010年建设初期，已考虑预留远期扩建提标用地约30.5亩，但政府在后期城市建设时未对污水厂规划用地进行控制，现状厂区西北角约10亩的预留用地已于2011年出让给金叶燃气公司，留给叶集污水处理厂扩建工程的建设用地仅为20.5亩，且厂区周边已建设成熟，无新增建设用地的可能，故该因素也决定了本工程设计的最大难点——如何节约用地、提高土地利用率。  

3设计理念  

一、合理的避让厂区的现状管道  

经现场调查、测量发现，现状叶集污水处理厂的进厂污水主干管由厂区西侧预留用地的围墙穿入，途径本工程预留用地，到达进厂主干道的东侧后北延至厂区现状粗格栅及进水泵房内（位置详见下图），该管道埋深约7.0m，管径为d1200，管材为钢筋砼管。考虑到若对该管道进行改线不仅会增加工程投资，也会影响现状污水处理厂的正常运营，故在设计时保留该进厂管道，将池体较大、埋深较深和施工较难的构筑物远离该管道布置，将池体较小、埋深较浅、施工简单的构筑物在满足安全距离的情况下靠近该管道布置。由于该进厂管道占地范围内无法布置建、构筑物，为避免用地浪费，设计时将新建厂区环形道路布置在该管道的上方，同时对管道的检查井和井盖进行提升改造，从而满足消防、生产等要求。综上所述，该布置方案既节省了工程造价，又合理的提高土地利用率，也满足叶集污水处理厂的扩建需求。  

二、合理的利用现状厂区的空地  

由于本工程新增建、构筑物共计12座，而提标扩建的预留用地仅为20.5亩，难以满足2.0万吨/天的生化处理构筑物、4.0万吨/天的深度处理构筑物及其相关配套建、构筑物的建设要求，故在总图设计时利用现状厂区的空地布置部分新建构筑物。  

1、加药间内的加药设备投加量少、管径小、损耗低，设计时将其布置在新建污泥脱水机房的东侧空地处。  

2、生物除臭滤池布置在现状细格栅及沉砂池的东侧，该位置紧邻服务对象——粗格栅及进水泵房、细格栅及沉砂池、污泥脱水机房和储泥池等，具有管路短、风压低、能耗小和处理效率高等优点。  

3、出水仪表房在满足距离取样点50m以内范围要求的前提下，布置在厂区现状厌氧池的西侧，该处管线少、施工影响小。  

4、本工程需建设1座4.0万吨/天的尾水泵房，布置在厂区水力流程尾端效果最佳，如此则管线无迂回，水头损失小。原污水处理厂的建设缺乏系统性和规划性，先后建设有絮凝+转盘滤池、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构筑物（前三个为一期建设构筑物，后三个为后期增建构筑物）。本工程设计时将紫外消毒渠、巴氏流量槽向西平移至本次需拆除的絮凝+转盘滤池（因膜通量下降，堵塞严重，出水SS超标而废除）处，在平移后的巴氏流量槽在后端建设尾水泵房，此布置方案（如下图所示）工艺管线顺畅、节省能耗。  

三、合理的选择生化池、二沉池池型  

二级处理作为污水处理脱氮除磷的核心环节，处理构物的尺寸相对较大，在满足工艺要求的基础上合理的选择池型，对厂区总平面布置节约用地、优化布局至关重要。  

1、生化池池型选择  

由于出水水质标准对于氨氮、总磷和总氮的要求较高，故本工程对污水二级处理工艺选择的主要思路是：采用生物处理方法，首先保证生物脱氮效果，重点去除氮和有机物，在此基础上尽可能提高生物除磷的效率。基于上述考虑，二级脱氮除磷工艺必须要有“厌氧”、“缺氧”和“好氧”三段，A2O池和氧化沟均能满足本工程二级脱氮除磷的要求，虽然氧化沟在抗冲击负荷能力方面相对较强，但是本工程用地紧张，较为节省的池型和布置形式是本工程的重点考虑因素，故在设计时针对不同池型、不同数量的生化池的平面尺寸进行比较（如下表所示）。经比选，方案四用地较省，且布置形式为正方形，土地利用率高，方便其他构筑物的布置。  

2、二沉池池型选择  

目前，城镇污水处理厂常用的二沉池分为两种池型：“中进周出”和“周进周出”，前者优点是进水端配水均匀，缺点是沉淀效果较差、负荷低、池子平面尺寸较大，后者的优点是进水负荷高、池子占地面积小，缺点是配水不均匀。从两种池型的运行情况来看，均能较好的满足生化池后的泥水分离，但是本工程可用建设用地面积较小，因此占地面积小是本工程二沉池池型选择的重点因素，因此，设计时选用“周进周出”型二沉池。  

4思考与建议  

现状污水处理厂升级改造的总体布局还和风向、绿化、交通、消防、生产、管线、水损、能耗等因素相关，并不局限于上述的三点原则。合理的布局对污水处理厂的建设和运行将产生巨大的经济和环境效益，如何确定污水厂的总体布局是设计初期就要考虑的关键与核心。建议在污水处理厂的设计初期，结合现状污水厂的资料和升级改造的工艺要求，列出影响污水处理厂总体布局的各种因素，根据权重大小从经济、环境和施工等方面进行比选，如：1、变配电间布置在泵房、滤池和鼓风机房等电耗较大的构筑物附近，以减少电缆长度、降低电能损耗，提高污水处理厂的经济效益；2、污水预处理系统、污泥处理系统等布置在厂区夏季主导风向的下风向，减少对厂前生活区的影响，提高污水处理厂人居生活环境；3、埋深较浅的建（构）筑物布置在地质条件较差的区域，埋深较大的建（构）筑物布置在地质条件较好的区域，以减少施工难度，降低地基处理费用和施工安全风险；不断优化污水处理厂的总体布置方案，最终确定适合该工程的最优方案。