城市污水处理厂设计前期工作要点——现场调研、方案选比、推荐方案、工程设计要点

范 勇
(上海市政工程设计研究院 上海 200092)

　　摘要 在“城市污水处理厂设计前期工作要点——资料收集与分析”一文中评细论述的基础上，还应做好现场调研、方案选比、推荐方案、工程设计，该文特介绍这方面的工作要点。
　　关键词 现场调研 方案选比 推荐方案 工程设计

Main Points of Earlier Stage Works for Design of Urban Wastewater Treatment Plant-Spot Investigation，Comparasion and Selectlon of Scheme，Scheme Recommedation and Main Points of Engineering Design
Fax Yong
(Shanghai Institute of civil Enginearing Design and Reseach　　 Shanghai 200092)

　　Abstract After completion of the works presented in the atticle“Maln Points of Earlier Stage Works for Design of Urban Wastewater Treatment Plant—Collection and Analysis of Data and Materials”，the investigation, comparison and selection of schemes，scheme recommendation and main points of engineering design must be completed．
　　Keywords spot invesfigation comparison and selection of schemes scheme recommendation engineering design

1 现场调研

　　资料的收集分析是可行性研究阶段的工作重点之一，但现场调研同样是不可或缺的，资料的收集分析是现场调研的基础，而现场调研可以印证收集到的资料，通过现场踏勘，可以增加对城市和工程现场的直观了解，掌握一些文字资料上没有反映出来的问题。通常，对于污水处理厂工程(包括厂外配套收集管网)，需要沿拟铺设管道的道路进行现场踏勘，印证现状管线资料、了解是否有铺管条件、对交通的影响等等；需要到拟建厂址进行现场踏勘，了解厂址现状和周边情况。有时，可以对当地城市污水进行采样分析，以指导工程设计。对于重大工程，还需要进行一系列的试验，以选取合适的处理工艺。

2 方案比选

　　在资料收集分析和现场调研过程中，污水处理厂的近远期规模、厂外管网的走向、厂址、受纳水体、排放标准等已经初步得到解决。接下来，就是选择处理工艺了。由于推荐工艺方案直接影响到投资、运行维护费用、操作管理是否简单可靠，所以，需要进行多方案比选，选择最适合该工程的处理工艺。影响处理工艺选择的因素很多，通常有以下几点：
　　1.污水水质：污水水质是设计污水处理厂的基本资料，可以参照类似城市水质资料进行估算，也可以通过实测资料进行验证。依据污水水质以及排放标准，选择处理工艺。例如，对于同时需要除碳和脱氮除磷时，首先，需要对进水的可生化性进行分析，BOD₅／COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一般情况下，BOD₅／COD值越大，说明污水可生物处理性越好。通常认为，BOD₅／COD>0.45，表明污水可生化性好，在0.3-0.45之间，可生化性较好，在0.2—0.3之间，较难生化处理，小于0.2，不宜采用生化处理。其次，分析生物脱氮的可能性。通常，BOD₅／TN是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，所以，污水中必须有足够的有机物(碳源)，才能保证反硝化的顺利进行，一般认为，BOD₅／TN>3—5，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用。再次，分析生物除磷的可能性。BOD₅／TP是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为，较高的BOD₅负荷可以取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD₅／TP=20，有机基质不同对除磷也有影响。一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。而磷释放得越充分，其摄取量也就越大。通常情况下，生物除磷的极限为75—80％，如果出水磷的要求比较高，单纯依靠生物除磷满足不了出水要求，此时需要辅助以化学除磷手段，以确保出水达标排放。
　　2.排放标准：依据排放标准来确定处理程度。上文已经提到，排放标准通常经过环境影响评价之后，由环保部门提供。但是在很多情况下，环评与可研是同步进行的，此时可以参照受纳水体的功能要求和分类，暂定处理水排放标准，待环评批复之后，再作调整。需要引起注意的是，我国某些地区根据本地区的实际情况，制定了地方性的排放标准，一般来说，地方性的排放标准要严于国家标准，也就是说对于同样的水体功能和分类，地方标准要求的出水指标要高于国家标准，此时，应执行两种标准中较严格的指标。根据排放标准，可以相应地在一级处理工艺(包括一级加强)或二级处理工艺中进行比选。
　　3.用地条件：用地条件是方案选择的一个限制条件，如果地价比较便宜，用地不受限制，则可供选择的工艺方案范围也就比较广。如果地价较高，用地范围限制得比较小，则需要从紧凑型污水处理工艺中进行比选。可以加深水池深度减少占地面积，甚至采用二层水池，以满足用地限制条件。另外，也可以采用合建式一体化布置。
　　4.当地运行管理水平、经验及业主意见：需要和拟建污水处理厂的运行管理部门多交流意见，了解其污水处理厂的管理经验和管理水平。设计行业作为服务性行业，设计人员应该时刻想着如何服务好业主，要多征求业主的意见。
　　5．方案比选及方案设计：可行性研究阶段要进行多方案比选。这些方案要有可比性，不是仅仅作为陪衬。在严格的方案比选址后，根据工程投资、运行维护费用、运行的可靠性、劳动强度、占地面积、业主管理经验等综合考虑后，提出推荐工艺方案，随后进行推荐方案的工程设计。
　　6.污泥处理方案：在推荐污水处理工艺方案的同时，需要提出污泥处理方案。污泥处理方案的推荐，需要同污水处理方案结合考虑，有时需要在厂内考虑污泥稳定措施。对于比较大型的污水处理厂，由于产泥量比较大，污泥中温消化是不错的选择，一方面，污泥经过消化，减少了污泥中的有机物含量和污泥的体积，另一方面大量杀灭污泥中的病原体，此外，产生的沼气还可以综合利用，体现了污泥处理减量化、无害化和资源化的原则。近几年，污泥用于制肥的事例越来越多。但是，污泥制肥并不仅仅是技术问题，还需要考虑市场问题。污泥肥料作为一种商品，有多大的市场?人们对污泥肥料是否接受？与其它肥料的竞争，污泥肥料的季节性销售问题以及肥料的储存，均需慎重考虑。

3 推荐方案工程设计要点

　　推荐工程方案设计时，在总图布置、高程设计和单体构筑物设计时，需要注意：
　　 1.总图布置分区合理、功能明确，厂前区、污水处理区、污泥处理区条块分割清楚，沿流程方向依次布置处理构筑物，水流通畅。厂前区布置在上风向并用绿化隔离带与生产区分隔开来，以尽量减少对厂前区的影响，改善厂前区的工作条件。
　　 2.构筑物的布置应为厂区工艺管线和其它管线的铺设留有余地，一般情况下，构筑物外墙距道路边线距离不宜小于6m。
　　 3.厂区设计地坪标高尽量考虑土方平衡，以减少工程造价，同时满足防洪排涝要求，厂区设计地坪标高一般需高出周围地面标高50em以上。
　　 4.水力高程设计一般考虑进水一次提升，藉重力依次流经各处理构筑物。配水管渠的设计需优化，以尽量减少水头损失，节约运行费用。但是，水力高程设计中需考虑施工质量、构筑物不均匀沉降、管渠老化等因素，避免建成后产生水流不畅等问题。
　　 5.对于生物除磷工艺，由于生物除磷是依靠摄磷菌过量摄取污水中的磷，生物除磷的实质是磷由污水中转移至污泥中，以剩余污泥的形式排出系统外。设计中应避免磷再次释放出来，一般不主张采用重力浓缩池的形式，而是采用机械浓缩脱水的方式，随时将排出系统的污泥进行浓缩脱水处理。
　　 6.可研设计阶段，还要对污水处理厂的建设进度、人员编制、安全生产、消防节能列专门篇幅进行论述。

4 结 语

　　提交一份高质量的可行性研究报告，需要多工种、多学科的协同合作，在大量收集资料和调查研究的基础上，进行多方案的技术经济比较后，提出推荐方案，供政府部门决策。以上部分是笔者实际工作中的经验总结，不足之处，希望各位同行批评指正。

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作者简介：范勇，男，1969年6月出生，1993年清华大学环境工程系毕业，现任总工程师助理、工程师，从事排水工程设计。