基于運行經(jīng)驗的半地下式污水廠前期設(shè)計細節(jié)優(yōu)化

摘要：基于多年污水處理廠運行經(jīng)驗，總結(jié)出半地下式污水處理廠在設(shè)計階段可優(yōu)化的建議。對設(shè)計初期可能未考慮到的細節(jié)問題提出針對性的建議及完善設(shè)計方案的新思路：生物池放空系統(tǒng)部分連通，建議設(shè)計成全部連通，便于后續(xù)工藝的調(diào)控；外回流渠道上計量槽的設(shè)置，建議考慮渠道的底部標高與生物池實際水位的關(guān)系來選擇合適的計量方式；平流式二沉池放空系統(tǒng)的改造可以實現(xiàn)便捷高效地抽空二沉池，提高放空檢修的效率；多條生產(chǎn)線配水均勻的可控性可以提高檢修或清疏期間的能力保障性；渣砂外運系統(tǒng)的自動化可減輕人工參與度；考慮曝氣管道的優(yōu)化封閉、工藝儀表設(shè)置的拆卸便利性等?？蔀橥愋臀鬯幚韽S在設(shè)計前期提供借鑒，從而更好地與后續(xù)生產(chǎn)運行銜接。

肖麗萍，本科，中級環(huán)境工程師，生產(chǎn)技術(shù)部副部長，研究方向為城鎮(zhèn)污水處理運行，曾獲廣東省市政行業(yè)協(xié)會科學技術(shù)一等獎、深圳市技術(shù)能手、深圳市首屆排水杯排水行業(yè)職業(yè)技能競賽污水處理工二等獎、深圳市技能菁英等榮譽。

近年來，國內(nèi)投資建設(shè)了大批污水處理廠，在建設(shè)型式上，絕大部分采用地上式，但隨著城市化水平和居民對生活環(huán)境要求的不斷提高，城市土地資源也愈發(fā)緊缺，半地下式或全地下式污水處理廠將成為城市市政建設(shè)的趨勢。筆者通過對深圳市第一座半地下式污水處理廠的建設(shè)調(diào)試運行經(jīng)驗總結(jié)，梳理了污水處理廠在運行階段可能會遇到的由于設(shè)計考慮欠缺而導(dǎo)致運行不便的問題，提出可供同類型污水處理廠在前期設(shè)計階段細節(jié)優(yōu)化的建議，便于該類型污水處理廠后期的正常運行。

1、生物池放空系統(tǒng)全連通

中大型規(guī)模污水處理廠均有多組獨立運行的生物處理系統(tǒng)，如初期調(diào)試運行或者是放空檢修后恢復(fù)生產(chǎn)，則需要從其余正常生產(chǎn)的處理系統(tǒng)中泵送活性污泥，若無連通的放空系統(tǒng)，這一工作則較難實施，需要臨時安裝管道和水泵進行泵送，不但耗時、費人工且效率較低。為此建議：考慮將各組生產(chǎn)線的放空管道系統(tǒng)全部連通，便于后續(xù)工藝的調(diào)控，且可極大地提高單一處理系統(tǒng)異常時從其余正常處理系統(tǒng)連通泵送正?；钚晕勰嗟男屎蛻?yīng)急處置能力。

如某水質(zhì)凈化廠針對四組生物池放空系統(tǒng)中其中兩組無連通，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在現(xiàn)有放空系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)一根DN450、長度80m管道和配套電動蝶閥和伸縮器，實現(xiàn)不連通的兩組生物池放空系統(tǒng)的連通，進而實現(xiàn)四條線生物池放空系統(tǒng)的連通（見圖1）。

方案產(chǎn)生的效益：增設(shè)的兩組生物池連通功能，徹底實現(xiàn)四條處理系統(tǒng)之間可以互相泵泥倒泥的功能。在調(diào)度某一組生物池污泥濃度時，靈活調(diào)控的空間增大，可以實現(xiàn)往任意一組生物池泵泥或者抽泥。由于增設(shè)了該連通管，為后續(xù)放空檢修生物池維護設(shè)備，提供了可能性和便捷性。

2、外回流渠道的計量

部分生物池的外回流渠道設(shè)置在池內(nèi)（渠道回流方式），這種設(shè)計是考慮充分利用現(xiàn)有池子空間。建議設(shè)計時考慮外回流渠道的底部標高與生物池實際水位的關(guān)系，若選擇巴氏計量槽方式計量，應(yīng)保證渠道底部的標高高于實際水位使渠道不會積水，才能利用超聲波準確地計量外回流量的大小，用來指導(dǎo)工藝的調(diào)控。

如某水質(zhì)凈化廠巴氏計量槽位于生物池外回流渠上，原巴氏計量槽由于標高設(shè)計問題，造成所有外回流泵停泵后，槽內(nèi)仍有近50cm積水。該巴氏計量槽（見圖2）開一臺外回流泵的流量和關(guān)泵后的流量基本相同，明渠流量計無法正常測量。明渠流量計主要通過液位差來測量，由于在未開泵的情況下，巴氏槽已有近50cm水深，因此往后每多開一臺泵，液位上漲不明顯，明渠流量計測量出的數(shù)據(jù)也差別不大。造成計量不準確的原因是外回流渠整體安裝位置過低，原巴氏槽安裝位置過低，導(dǎo)致未開外回流泵時槽底部積水嚴重影響實際測量。為解決該問題，通過將巴氏計量槽底部抬高60cm，使停泵后巴氏計量槽內(nèi)的積水可以流干，再對明渠流量計進行調(diào)零等參數(shù)測試。改造后解決了渠道底部積水對計量的影響。

3、平流式二沉池放空系統(tǒng)便于放空

由于標高和占地等多種原因，不便于設(shè)置二沉池的放空系統(tǒng)，僅庫備幾臺抽水泵，后續(xù)不便于維修抽空，且需要2～3人人工拎泵通過二沉池欄桿放泵下去，無法抽空到最低點。故建議在不便于設(shè)置二沉池放空系統(tǒng)的情況下，設(shè)計可考慮在每組二沉池上方（二沉池最低處集泥坑上方）開設(shè)能上下泵的孔加蓋板，輔助配套可移動的行吊+電動葫蘆+水泵+電控箱，可以實現(xiàn)便捷高效地抽空二沉池，提高放空檢修的效率。

如針對半地下式污水處理廠矩形二沉池，無法設(shè)置放空系統(tǒng)，需要人工放泵但無法放至池子最低處，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，復(fù)核確認不影響結(jié)構(gòu)的情況下在每組二沉池的集泥坑正上方（二沉池的最低處）開孔，用來放置潛水泵，見圖3。

在每組集泥坑的正上方開700mm×700mm的方孔，并增設(shè)蓋板，確保安全。開孔放泵的位置處于二沉池集泥槽的最低處，解決了無法徹底抽空的問題；移動式的抽水裝置，多組二沉池可以一起使用，需要抽空的二沉池將裝置移動到該位置即可，利用率極高；移動式抽水裝置一體化（移動桁車+手動葫蘆+潛水泵+配套管材），減輕了人工下泵和拎泵的工作強度，可大大節(jié)省人力和時間，為半地下式二沉池放空系統(tǒng)提供了新思路。

4、多線連通，充分保障處理能力

預(yù)處理單元為污水處理廠第一道處理工序，對后續(xù)處理單元影響較大，因此需盡可能保障其過水能力，但在運行過程中，單線處理系統(tǒng)容易因積砂或設(shè)備故障等原因停產(chǎn)、抽空維修，故設(shè)計時建議：①考慮各線、各工序之間能獨立抽空，盡可能減少抽空減產(chǎn)的范圍；②多線處理系統(tǒng)之間通過土建連通，避免運行過程中因任意一條處理系統(tǒng)的故障或者清疏，影響處理水量。

5、增加渣砂自動化運行模式

粗細格柵的柵渣、沉砂池的砂礫是每個污水處理廠預(yù)處理段的必然產(chǎn)物，原有的方式大多采用各種規(guī)格的桶或小斗接，再通過人工或者機械方式轉(zhuǎn)運到渣砂外運車輛中，上述方式會造成現(xiàn)場環(huán)境臟亂、臭氣外逸，且對人工依賴性強。故建議：考慮設(shè)計自動收集渣砂系統(tǒng)，結(jié)合當?shù)卦巴膺\車輛的需求，將與車輛匹配的斗設(shè)計放置在各掉渣、砂點，裝滿后直接用車輛將斗勾走，放置備用斗即可，設(shè)計階段還需對斗的空間、軌道、車輛勾斗的倒車距離、室內(nèi)門的大小、斗外觀清潔和上下水等因素統(tǒng)籌考慮，該自動化渣砂運行模式，可以減少臭氣外逸，減少人工的參與，是未來智慧化、自動化污水廠的必然趨勢。

6、曝氣管道的管廊封閉設(shè)置

現(xiàn)有不少半地下式污水處理廠曝氣風管均設(shè)置在管廊中，且由于精確曝氣的推行，閥門均選用電動閥門，易因溫度過高而引起電動頭電機故障，故建議設(shè)計時考慮管廊的封閉采取部分普通蓋板封閉、部分在做好防水的基礎(chǔ)上采用透氣較好的封閉形式（例如鋼格柵），避免管廊中的電動閥門因為高溫而故障率提高。

7、生物池加蓋密封后需考慮氣壓是否平衡

現(xiàn)有較多污水處理廠采用半地下式或全地下式，生物池則密封加蓋收集臭氣集中處理。建議設(shè)計時考慮氣壓不平衡造成的水流波動，可以采取在氣相環(huán)境中增設(shè)連通平衡管等措施來解決氣壓不平衡的隱患。

8、工藝段過程儀表的設(shè)置

針對半地下或全地下式加蓋封閉的工藝段中增設(shè)過程儀表，建議設(shè)計階段就考慮儀表的安裝位置，在各工藝點位直接鑿孔定位固定安裝儀表，便于日常拎起維護清洗等工作。常規(guī)安裝在觀察窗里面，不便于拆卸檢修。

9、增設(shè)閥門檢修平臺及管廊逃生通道

半地下式廠區(qū)管廊里面布設(shè)多種管道和閥門，部分閥門位置較高，運行和維修人員無法操作（每次操作必須攜帶長梯子）。建議設(shè)計之初考慮增設(shè)高位閥門的配套檢修平臺（固定或可移動式），便于后續(xù)運維人員的操作，且從安全的角度出發(fā)，地下管廊的空間末端必須增設(shè)逃生通道，以便巡檢人員在里面遇到突發(fā)情況時能從最近的點位逃離現(xiàn)場。

10、加藥系統(tǒng)出藥口應(yīng)便于觀察

生物處理系統(tǒng)中混凝劑投加是污水處理廠輔助除磷措施，所以運行中需經(jīng)常觀察出藥情況是否正常，對于設(shè)計封閉加蓋的系統(tǒng)，建議設(shè)置便于觀察出藥口的裝置。

11、進出水流量校核要符合管道距離要求

現(xiàn)狀污水處理廠進出水管道流量計作為計量的核心設(shè)備，準確性非常關(guān)鍵，每年需要通過市級計量院的比對校準，校準后誤差在允許范圍內(nèi)流量數(shù)據(jù)才能被認可。計量院校準的方法與現(xiàn)狀流量計的檢測方法是不一致的，例如現(xiàn)場采用電磁流量計，計量院則采用超聲波流量計來進行校正，故設(shè)計需考慮超聲波流量計校正時需要打磨管道的空間，流量計前后要預(yù)留充足的直管道給予校準測量。

12、紫外燈管自動起吊

現(xiàn)狀污水處理廠的消毒工藝較多采用紫外線消毒，而紫外燈管則需定期起吊加注凝膠等維護，若僅靠人工起吊工作量較大，建議設(shè)計時就考慮增設(shè)自動行吊系統(tǒng)，便于減輕后續(xù)維護的工作量。

13、結(jié)語

半地下式或全地下式污水廠是未來土地資源緊張地區(qū)污水處理廠發(fā)展的趨勢，但同類型污水處理廠數(shù)量較少，設(shè)計經(jīng)驗不足，從各工藝段總結(jié)相關(guān)運行經(jīng)驗，并提出設(shè)計階段需增設(shè)的關(guān)鍵點。隨著環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，作為一線環(huán)保人員，仍需不斷總結(jié)更多的實際運行經(jīng)驗，并結(jié)合到設(shè)計中，讓設(shè)計與實際運行緊密銜接，為設(shè)計建造出優(yōu)質(zhì)高效的一流污水處理廠提供參考。