生活污水站改造設計及相關建筑設計探討

張曉露

(山西長治王莊煤業有限責任公司，山西 長治 047100)

1 設計標準和原則

本工程改造生活污水處理量為300m3/d， 即12.5m3/h。 目前礦方二級生化污水處理系統的生活污水的出水水質各項指標數值如下。BOD5∶35，COD∶55，SS∶60.2，NH3-N∶19，油類∶1.77，經過改造后的生活污水的水體質量需要符合《地表水環境質標準》中的相關要求。

1.1 設計原則

①相關技術水平高，處理效果顯著，成本較少。②整體結構簡潔科學美觀，與我國有關環保以及相關規定相符合。③所使用機械設備技術先進，能夠確保長期穩定的工作。④占地面積小，污泥的排放量較少。⑤自動化運行顯著，減少了工作人員的操作難度。

1.2 工程設計范圍

從整體上講，水處理系統的設計方案、施工過程、設備管理以及相關的安裝調試工作和相應技術人員的專業培訓等多項工作都屬于該工程的包含范圍。工程所涉及的諸多自來水管動力線電纜以及公益來水管需要業主運送到站界的1m處。并且僅由該工程處理過的水，符合相關排放標準后，也需要送至站區界外一米處。

2 總體設計

借助格柵機，對水資源進行過濾處理后，放入污水調節池，并在其中執行均值均量的處理。接著再由其中的提升泵轉移到缺氧池中，去除大部分的氮污染物，然后自流進入MBR反應池，在MBR膜反應器中執行充分的曝氣處理，同時，反應池中的微生物還會對廢水中的各種污染物進行分解。然后在抽吸泵的作用下，反應池中所具有的膜分離元件會把活性污泥以及大分子有機物進行充分的降解截留，最后經過過濾的水源會流入清水池，進而居民就可以直接利用。

2.1 基本原理

該工程借助MBR水處理技術。該技術融合了膜分離技術以及生物技術，屬于一種全新的廢氣水處理技術。其中所應用的膜分離設備主要用作清除反應池中所含有的活性污泥以及有機物，如此就不需要借助二級沉淀池處理。進而就可以極大程度的提升活性污泥的濃度，同時還能夠增強水力停留時間以及污泥停留時間，進而能夠讓反應器中做到更長時間的反應，以及分解，從而大大增強了生物反應器的功能。

2.2 工藝說明

微生物濃度可提高2～3倍，生化效率可提高10～30%。水壓保持時間短，污泥(有機聚合物膠體顆粒)的保持時間長，可以省去二次沉淀池，污泥濃縮池和消毒池。污泥排放周期長，整個系統采用PLC計算機自動化控制，操作簡便，中空纖維膜的壽命可達5年以上。MBR可以有效地進行固液分離，并具有良好的出水質量，微生物被生物反應器完全捕獲，因此反應器的HRT和SRT被完全分離，因此操作控制靈活。

MBR的活性污泥含量較高，且相關負荷降低了一倍，同時，反應器中所含有的營養物質僅僅可以使微生物保持存活狀態中，致使殘留污泥排放量少，增加排放時間，同時還降低了相關的處理成本。如果累積的污泥過多，則可以通過預設的污泥泵將其排出。MBR的膜截留性質，能夠使廢水中的膠體以及大分子得以保留，與此同時，在進行生物化學反應的過程中，反應物還會對生物大分子的代謝物進行收集，進而促進微生物的處理。然而，污泥的停留時間大大延長，進一步改善了微生物對有機物的去除。因此MBR可以節省二次沉淀池，節省占地面積和土建投資。

2.3 給排水設計

污水處理廠的供水是根據相關標準設計的，例如《建筑給水排水設計規范》(GBJ15-88)。污水處理廠中使用的凈水從廠區的主供水管線連接并分配到每個水處理廠。純凈水主要用于地板清潔，洗滌，反沖和化學成分。由于耗水量不大，故循環水不考慮當做水源進行直接使用。

2.4 防火設計

污水處理廠的防火設計是根據《建筑設計防火規范》(GBJ16-87)設計的。消防栓安裝在指定的地點，干粉滅火器安裝在機房中，并且消防栓和安全通道根據需要安裝在大型建筑物中。在設計建筑物或結構時，還應根據有關規定設計建筑物和結構的耐火等級以及分隔距離。

2.5 建筑設計

該污水處理項目屬于V類，在實用性和經濟性的前提下，在建筑美學方面被充分重視。綠化設計與各種建筑物和結構相協調，綠化設計簡單、明亮，具有環保的建筑環境。該建筑物的使用壽命為50年，防火等級為2。建筑標準：建筑設計標準以污水處理廠的安全生產和運營為基礎，并根據《工程建設強制性條例》以及環境保護和工業安全法規進行設計。建筑裝飾：除了用于隔音和防腐蝕的特殊建筑材料外，通常還會使用一般的裝飾材料。工程設計不僅體現了先進的工藝，而且在滿足技術要求的同時還需要注意與當地，自然環境和人文環境的和諧，這應該是工廠環境中的積極元素和新景觀。廢水處理站的綜合大樓必須與工廠區域內的其他建筑物融合在一起，并成為一處景觀。

2.5.1 關鍵措施

建筑裝飾和材料的選擇分別根據使用的部件，功能和耐潮性分為A級和B1級。采用高標準綠化，達到四個季節都必須有風景的效果。污水處理廠建成后，景觀應相應綠化。道路：混凝土鋪成的道路，在設計交通和消防圖時應根據實際情況來考慮。

2.5.2 相關設備選擇標準

該項目將按照國家公布的現行設計規范和技術標準，巖土勘測初步報告及相關專業設計材料提供設計資源。

2.5.3 建筑結構風格

應根據安全、經濟和合理施工的原則選擇要建造的結構。本項目結構采用鋼結構、鋼筋混凝土結構和磚混結構。默認抗震強度為8度，防滲要求由鋼筋混凝土水池根據水位與潛水位之間的最大水頭和水池壁的厚度確定為S6。地下結構的防凍安全系數為1.05。

2.5.4 建筑材料選擇

鋼筋混凝土結構采用C30混凝土。C所有結構的墊層采用。鋼筋：d≤10，I級鋼；d≥12，二級鋼。水泥采用大于325的普通硅酸鹽水泥。鋼采用Q235A。

2.6 節能環保

為了減少能耗，該設計采用了新的工藝和新技術并對設計進行了優化。具體措施如下。①采用新的污水處理技術、新工藝、新方法，合理選擇設備，降低能耗。②結構緊湊，減少連接管(渠)的壓頭損失。污水處理廠是完全綠色的，以創造良好的工作環境。水泵采用潛水排污泵，曝氣鼓風機采用離心鼓風機，機房內其他高噪聲機械泵均采用隔音措施，并采取了相應的減震降噪措施，以消除噪聲對外部環境的污染。對污水處理廠的網格殘留物和脫水污泥進行及時消毒、干燥和運輸，以防止長期氣味對環境的污染。

2.7 安全生產體系和培訓

在勞動保護和安全生產方面，有必要加強對員工的法律培訓，包括建設期和運營期，具體如下。

施工期采用的方法如下。①制定并實施有關施工安全和各員工職責的各項政策綱要。②對全體員工進行安全培訓，并及時報告事故和事故征候。③發行并使用安全帽、安全鞋等安全設備。④進行腳手架、蓋板和挖掘支撐等安全工作。⑤任命安全主管和安全官員。

3 結 語

本文對生活污水站的改造設計做了詳細的探討，其中包括：工藝原理、給排水設計、建筑設計、節能及環保規劃以及安全生產方面均做出了相關研究，希望可以為相關從業者帶來一定的啟示和幫助。