某污水處理廠的工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

紀(jì) 濤

(青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司， 山東 青島 266000)

0 引言

隨著城市的飛速發(fā)展和人口的持續(xù)增加，工業(yè)及生活污水的排放量日益增大，迫切的需要建設(shè)污水處理設(shè)施，污水處理設(shè)施修建完成后可減輕污水的排放對(duì)于環(huán)境的污染，有效改善河道水質(zhì)，并能收到明顯的社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

根據(jù)總體規(guī)劃、排水系統(tǒng)狀況、預(yù)測(cè)污水量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，確定污水處理廠工程建設(shè)規(guī)模為1.5萬(wàn)m3/d。根據(jù)受納水體及省、市環(huán)保部門的要求，出水的水質(zhì)應(yīng)滿足一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 工藝方案選擇

2.1 生化處理工藝的確定

根據(jù)本項(xiàng)目污水的特點(diǎn)及污水處理的要求，本工程二級(jí)生化處理的工藝選擇A/A/O法。

2.2 深度處理工藝的確定

由于本工程污水中總氮、COD、氨氮、BOD5、總磷等主要指標(biāo)的去除放在二級(jí)生化處理功能段，如若在深度處理功能段再進(jìn)行曝氣處理，勢(shì)必會(huì)增加運(yùn)行費(fèi)用，進(jìn)而增加工程投資。建議充分發(fā)揮二級(jí)生化處理功能段的去除作用，無(wú)需進(jìn)行二次曝氣。因此本工程采用混凝沉淀加過(guò)濾法作為三級(jí)深度處理的工藝方案。

2.3 預(yù)處理工藝的確定

目前比較常用的沉砂池分為曝氣沉砂池和旋流沉砂池。本工程采用旋流沉砂池作為預(yù)處理的工藝方案。

2.4 沉淀池工藝的確定

作為目前比較常用的輻流式沉淀池，因其采用機(jī)械排泥，具有良好的運(yùn)行效果，并且現(xiàn)場(chǎng)管理比較簡(jiǎn)單，因此本工程采用圓形輻流式沉淀池作為沉淀池的工藝方案。

2.5 濾池工藝的確定

對(duì)于處理后的污水，如若采用纖維束濾池進(jìn)行處理，久而久之會(huì)有板結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)，并且對(duì)于氣水反洗的要求較高。而對(duì)于V型砂濾池則不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，并且V型砂濾池造價(jià)相對(duì)較低，因此本工程采用V型砂濾池作為濾池的工藝方案。

2.6 污泥處理工藝的確定

本工程采用污泥濃縮池加高壓隔膜壓濾機(jī)作為污泥處理的工藝方案，經(jīng)污泥濃縮池及壓濾機(jī)處理后的污泥含水率應(yīng)小于 60%。現(xiàn)狀污水處理廠離污泥集中處置項(xiàng)目較遠(yuǎn)，運(yùn)輸?shù)某杀据^高，并有在運(yùn)輸過(guò)程中有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，因此本項(xiàng)目經(jīng)處理后的污泥采用直接外運(yùn)至垃圾處理廠進(jìn)行最終處置。

2.7 消毒工藝的確定

綜合比較幾種消毒方法，考慮到本污水處理廠建設(shè)意義重大，二級(jí)出水在進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，由于污水中有機(jī)物的存在，會(huì)在濾池內(nèi)大量滋生藻類而堵塞濾池，影響濾池的正常工作，因此在濾池進(jìn)水前也需要投加氯，防止藻類的滋生，而在污水最終出水也需要進(jìn)行消毒。因此本工程推薦采用二氧化氯消毒工藝。

3 建筑方案選擇

3.1 建筑設(shè)計(jì)原則

污水處理廠作為城市污水的集散地，它的建成對(duì)于城市環(huán)境的改善及美化起到積極的作用。因此污水廠的設(shè)計(jì)和實(shí)施必須要體現(xiàn)城市的總體建設(shè)、環(huán)境的保護(hù)以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，因地制宜，盡量利用原有的自然條件，構(gòu)建一個(gè)與自然協(xié)調(diào)的園林工廠，并應(yīng)符合時(shí)代及當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)。綜上所述，本工程建筑設(shè)計(jì)的原則如下：

1）整體的設(shè)計(jì)原則。廠區(qū)的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)以廠區(qū)的大環(huán)境為切入點(diǎn)，以空間的必然聯(lián)系為基礎(chǔ)，結(jié)合工藝流程及廠區(qū)的外部環(huán)境需求，綜合協(xié)調(diào)考慮建、構(gòu)筑物的布局，共同構(gòu)建一個(gè)與自然協(xié)調(diào)的園林工廠。

2）點(diǎn)面結(jié)合的設(shè)計(jì)原則。廠前區(qū)為綜合辦公樓，對(duì)于其它附屬性建筑均吸收廠前區(qū)建筑的細(xì)部設(shè)計(jì)手法，以突出整體建筑形象的連續(xù)性。

3.2 平面設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)對(duì)整個(gè)廠區(qū)及工藝流程的分析，項(xiàng)目廠區(qū)分為兩部分：生產(chǎn)區(qū)及廠前區(qū)。綜合樓、傳達(dá)室等建筑物位于廠前區(qū)。

位于生產(chǎn)區(qū)的建筑物應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，色彩應(yīng)統(tǒng)一。生產(chǎn)區(qū)應(yīng)盡量加大綠化，將建筑物掩映到綠化中，營(yíng)造一種公園式效果。

3.2 建筑風(fēng)格

采用較寬的綠化帶將建筑物與構(gòu)筑物進(jìn)行分離，生產(chǎn)、生活及辦公各司其職，避免相互影響，外立面與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，掩映其間，并充分發(fā)揮特色構(gòu)思，使之成為城市的特色景觀。

4 結(jié)構(gòu)方案選擇

4.1 結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限等

1）設(shè)計(jì)使用年限：50年；2）建筑抗震設(shè)防類別：乙類；3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)：丙級(jí)； 4）結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)。

4.2 抗震設(shè)計(jì)

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010），本工程場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期值為0.35s，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，Ⅱ類建筑場(chǎng)地。

根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008），排水建筑工程中，20萬(wàn)人口以上城鎮(zhèn)、抗震設(shè)防烈度為7度及以上的縣及縣級(jí)市的污水干管（含合流），主要污水處理廠的主要水處理建（構(gòu)）筑物、中控室、進(jìn)水泵房、化驗(yàn)室等，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類，故本污水廠建（構(gòu)）筑物地震作用計(jì)算時(shí)按 7度考慮，抗震措施按8度考慮。

4.3 抗浮設(shè)計(jì)

根據(jù)地勘資料及工藝專業(yè)條件，本工程建（構(gòu)）筑物底板大部分坐落于細(xì)砂層上，抗浮設(shè)防水位埋深1.0m，因場(chǎng)地地下水埋深較淺，須驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的抗浮穩(wěn)定問(wèn)題，包括施工期間的抗浮和使用期間的抗浮，經(jīng)驗(yàn)算，需采取抗拔錨桿進(jìn)行抗浮。

4.4 建筑材料

1）混凝土

池體混凝土：水泥采用不低于標(biāo)號(hào) 42.5MPa普通硅酸鹽水泥；強(qiáng)度等級(jí)均為C35；抗?jié)B等級(jí)P8；抗凍等級(jí)F150。

基礎(chǔ)墊層及池內(nèi)素混凝土填料均采用C20混凝土。

2）鋼筋

HPB300鋼筋，fy=270MPa。

HRB400鋼筋，fy=360MPa。

3）墻體結(jié)構(gòu)

砌體施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)；

砌體材料：非粘土燒結(jié)實(shí)心磚：MU15；水泥砂漿:M10。

4.5 外加劑

外加劑：為避免混凝土早期在溫差、干縮、自收縮等不利因素的聯(lián)合作用下而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生早期收縮裂縫，建議在混凝土施工時(shí)摻加具有微膨脹性能的高效復(fù)合型外加劑以抗?jié)B，限制干縮率滿足《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2013）表13.3.1的規(guī)定，混凝土內(nèi)不得摻加含有硫酸根離子和氯離子的對(duì)鋼筋和混凝土有腐蝕作用的外加劑，外加劑的質(zhì)量尚應(yīng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2013）的要求，并應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)鑒定其適用性、匹配性，

并確定相應(yīng)摻量。外加劑應(yīng)滿足衛(wèi)生、無(wú)毒、防疫等相關(guān)要求。

4.6 防裂、防水、防腐蝕設(shè)計(jì)

污水廠建（構(gòu)）筑物所用混凝土采用普通硅酸鹽水泥，采用緩凝高效減水劑，嚴(yán)格控制水膠比，減少水泥用量，合理設(shè)置后澆帶、誘導(dǎo)縫等，澆注耐久性高的防水混凝土。嚴(yán)格控制混凝土的入模塌落度和入模溫度，減少溫差收縮和干縮帶來(lái)的不良影響。構(gòu)筑物池壁與土接觸部分刷瀝青冷底子油兩遍，瀝青膠泥涂層，厚度不少于300微米。構(gòu)筑物與污水接觸的內(nèi)部表面采用水泥基滲透結(jié)晶防水涂料。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要總結(jié)了某污水處理廠工藝、建筑、結(jié)構(gòu)等相關(guān)專業(yè)的工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)，污水處理廠工程設(shè)計(jì)復(fù)雜，所涉及專業(yè)較多，只有各個(gè)專業(yè)相互密切配合，才能保證工程設(shè)計(jì)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)合理性。