污水處理廠設計要點分析

張瑤 李釗

吉林東北建筑市政工程設計院有限公司 吉林 長春 130000

在新時代的發展背景下，我國對于生態環境保護工作提出了更多要求，在滿足生態環境需求下，加強城市發展建設，提高生態環境保護力度。目前，傳統地上式污水處理廠已經無法滿足綠色環保理念，也無法滿足城市發展需求，越來越多地區政府相關部門開始重視污水處理廠建設工作，并提出了相應的要求，污水處理廠管理者為了滿足生態環保需求以及城市發展需求，開始對地下污水處理廠建設加以研究，并對傳統污水處理廠進行改造，全面做好污水處理廠建設設計工作，確保污水處理廠建設質量可以得到有效提升。

1 生活污水危害

1.1 病原物污染

病原物污染主要來源人們生活污水、醫院廢棄污水等，該類型污水中含有大量的微生物，而且繁殖能力較強，對于消毒物質具有一定的抵抗性能，可以通過多種途徑進入到人體當中，造成人體感染疾病，對于人體的健康安全會構成嚴重威脅。

1.2 需氧有機物污染

需氧有機物污染主要是指水中的微生物會消耗水體氧氣，當水中氧氣全部消耗結束后，微生物可能會發生變質情況，對水體造成嚴重污染。一旦該類型污水進入到自然水流域中，會造成水資源大面積污染。

1.3 惡臭

惡臭屬于污水中一種較為普遍性危害。水體在出現污染的情況下，會自然發生出惡臭，而且對于人體也會造成危害，甚至影響人類的記憶功能，對人體消化功能以及呼吸系統功能造成極大影響。如果人類長期生存在惡臭的環境中，對人體中樞神經將會造成極大破壞，一旦污水產生出有毒氣體，例如甲醛以及硫化氫氣體，將會對人類的生命健康安全構成威脅，甚至產生致命危害。

1.4 堿酸鹽污染

酸堿鹽污染主要就是指水體PH并未處于中和狀態，而是發生了較大變化，對水體中的微生物生長產生了抑制作用，但該類型污水會對金屬性結構造成腐蝕破壞。雖然堿酸鹽在水中可以實現中和，實現凈化的效果。但在實際的中和過程中會產生出大量的鹽類物質，這些物質會對水體造成污染，一旦該類型與土壤資源直接接觸，對于土壤環境將會造成極大破壞。

2 污水處理廠設計現狀

為了促進社會經濟發展，加強生態環境保護，及時做好污水處理作業，各地區污水處理廠項目在實施前，對于污水處理廠設計工作提出了更多要求，要以實現污水處理再利用為主[1]。現階段許多地區污水處理廠工程項目逐漸增多，污水處理技術在新時代的發展中得到了全面發展，對于新型工藝的投入應用加強了重視程度。但污水處理廠設計過程中，對于污水處理廠長期效益并不明確，加上我國污水處理廠設計研究正處于發展中階段，許多設計方案在實際實踐操作中存在許多不足問題，導致最終的污水處理廠建設，并未滿足污水處理廠設計需求，設計結果也無法得到全面保障。除此之外，在污水處理廠設計中，應當根據污水處理廠管理經營、工作流程以及社會需求等方面，做好新一輪污水處理設計工作，為我國污水處理廠的全面發展與建設奠定良好基礎。

3 污水處理廠工藝設計選擇原則

3.1 經濟節能原則

污水處理廠工藝設計工作開展中，務必要融入經濟節能原則，減少污水處理廠處理投資基礎的同時，提高污水處理效率，對于處理后的污水合理運用，以此確保污水處理廠設計方案滿足綠色節能環保需求。

3.2 易于管理原則

污水處理廠設計人員需要根據我國地區的發展情況，從現代化污水處理工藝角度，盡可能在污水處理中，保護人員生命健康安全，合理選擇現代污水自動化處理工藝設備，結合以往污水處理廠實際管理情況以及運營發展情況，確保所選擇的污水處理設備具備良好性能，方便維修，從而提高污水處理管理效率。

3.3 成熟可靠原則

在污水處理廠設計工作開展中，設計人員應當秉持著成熟可靠原則，選擇科學合理的污水處理工藝，在加快污水處理效率的同時，提高污水處理質量，避免對污水處理工作人員生命健康安全構成威脅，以此加強污水處理后的應用。污水處理廠作為我國重要的基礎建設設施之一，是保障人們健康生活的重要基礎工程。所以在污水處理廠設計中，務必要確保整體設計方案滿足實際需求，保障污水處理效果達到國家標準化規定，以此保障污水處理效率以及污水處理功能，滿足人們的日常生活需求。

3.4 先進指標原則

污水處理廠設計主要目標就是實現高效污水處理，提高污水處理質量。所以在設計中需要對污水處理工藝全面分析，選擇合適的污水處理設備，并保障污水處理設備性能指標達到國家標準要求，確保處理后的水質達到水質要求，特別部分污水中含有特殊物質，務必要對其進行全面處理，以此確保污水處理效果達到標準化要求，以此達到污水處理的目的，提高水資源的利用率，強化環境保護[2]。

4 污水處理廠改造設計相關要點

4.1 廠區規劃布局

針對我國當前綠色環保理念的需求，為促使污水處理廠與城市以及生態實現一體化管理。在污水處理廠設計中，需要對其進行綜合設計。污水處理廠設計部分主要包含了兩部分。1）地面部分。在地面部分中包含了綜合樓、鼓風機房以及風雨廊道，排放塔、庭院式等基礎建設結構。2）地下部分。該部分主要包含了污水處理相關結構建筑物，其中在地下二層還包含了地下水箱，布置膜處理水池、綜合管廊等。其中地下水箱長度達到了160m、寬度達到了80m，高度達到了8m，周圍安裝了7.5m的標準柱網。在地下一層中主要以生化處理結構為主，該結構物高度達到了5.8m、膜處理間高度達到了8.5m。污水處理結構以及相關附屬結構物全面設計在地下位置，地上部分主要以辦公以及附屬開放式公園為主。

4.2 設計進出水水質

污水處理廠廢水處理設計要想達到標準化，必須要結合污水與廢水中所含有的COD、SS、氨氮、TN、TP等物質進行綜合性分析，并嚴格執行GB/T31962-2015標準要求，對污水處理廠進水水質加以設計，其中污水處理廠進水水質需要達到90%以上，其中每升水體中所含有的C0D控制在380mg以下，SS含量控制在245mg以下，氨氮含量控制35mg以下，TN含量控制在50mg以下，TP含量控制在6.5mg以下。另外出水水質設計則根據GB18918-2002標準，每升水體中所含有的C0D控制在27.7mg以下，SS含量控制在3.5mg以下，氨氮含量控制0.25mg以下，TN含量控制在9.5mg以下，TP含量控制在0.12mg以下。

4.3 工藝流程

根據污水處理廠進水水質分析，明確污水處理流程，主要是通過利用水解酸化進行二次沉降，隨后將污水進行過濾，并構建磁混凝沉淀池，利用紫外線等消毒工藝對水體進行處理。整體工藝流程如圖1所示。

其中在調節池的污水，通過利用粗格柵以及進水泵房，可以將污水中所存在的大量懸浮物以及雜物進行全面清除，為后續污水處理設施的正常運行奠定良好基礎，隨后污水在通過中細格柵及曝氣沉砂池后，能夠將污水中的細小雜物進一步清理，在進入到水解酸化池后，能夠及時利用細菌或者微生物，及時將污水中含有的有機物進行分解，保障污水可生化性。污水在進入到AAO生物池中，其工藝圖如圖2所示。

污水從厭氧區排出后，直接進入到生物系統中，隨后在反硝化區內，設置合適的厭氧區前端，從而可以有效減緩回流污泥中的氧氣，從而利用釋磷菌，以此實現厭氧釋磷環境。在厭氧區內設置了兩種系統，一種為AO脫氧系統，能夠提高污水脫氧效果，另外一種則是AO系統中的內回流，可以通過內回流，以此實現泥水分離，隨后在進入到深度處理單元，將污水中所含有的TP和SS物質進行全面清理，最終污水進入到濾布濾池中，對污水進行深度處理，在紫外線消毒柜的作用下對污水進行全面處理，以此確保污水處理后的水質達到標準化要求。

4.4 通風系統

在通風系統設計中，需要由污水處理廠以及設計單位及時轉變傳統設計理念，對于通風系統設計工作提高重視，并加大研究力度，促使通風系統設計效果滿足實際污水處理廠各項設備的運行要求。在廠區規劃布局設計中，經常實現通道布設達到貫通性布置原則，對于當地主導風向進行綜合考慮，以此確保地下自然通風效果可以得到全面提高[3]。由于當前污水處理廠的所有污水處理設備基本處于地下位置，在設備運行中會產生出大量的熱量，加上污水存在臭味，所以在通風系統設計中，還需要對地下換氣次數進行綜合考慮。在配電間以及控制室中，對于空調等設備的安裝應當做好全面考慮，針對需要降溫的地下空間進行充分分析，盡可能將污水處理建筑結構中的熱能直接排出，避免因前期設計考慮不足，造成后期投產加裝，導致污水處理廠工程成本增加[4]。

4.5 除臭系統

1）在除臭系統設計工作全面開展中，需要對除臭管道長度進行合理控制，并科學布置除臭裝置，以此確保污水處理廠內部結構臭氣收集能力以及排放能力得到有效提高。2）由于除臭系統在實際運行中，臭氣收集率無法達到100%即便實現了除臭，但污水處理廠部分建筑結構中依舊會存在臭氣，所以需要針對該情況，做好設計考慮，增加排氣風量或者增加排氣次數。3）地下污水廠處理在進行污水處理時，可以針對建筑結構，采取“負壓抽氣”模式，以此確保地下污水處理廠空氣質量。

4.6 起吊裝置設計要點

污水處理廠設計工作人員需要對泵房以及泵站的體積與重力進行綜合考慮，由于污水處理廠設計處于地下，水泥泵站安裝工作存在極大滿足，需要充分考慮污水處理廠的污水處理效率以及處理量，合理控制好設備安裝。為了確保該設備安裝質量得到提高，需要通過對起重機設備加以運用，控制好電纜長度，確保起重器起吊高度，在整個安裝過程中，需要保障空間的充足性，及時處理好泵站的電動設備，以此避免造成水泵在運行時出現意外風險。

4.7 攪拌裝置設計要點

傳統污水處理廠在處理污水后，其污水池內會存在大量淤泥堆積情況。為此，在現代污水處理廠設計工作中，需要對污水處理效率以及出水水質情況進行綜合分析，對于淤泥的影響進行全面考慮[5]。在污水處理廠中，污泥存在堆積主要問題是由于攪拌機性能存在問題，生物池設備以及選裝材料存在質量問題，造成部分位置中會存在混漿情況。由于污泥在持續累積下，會造成污水池容積降低，會減少污水處理效果以及效率。所以設計人員在實際工作中，需要對污水處理廠攪拌裝置設備的運行情況進行綜合考慮，對污水處理效果進行綜合分析，了解污水處理廠各個建筑結構性能，從而提高污水處理效率。為此，在污水處理廠設計工作中，可以通過對BIM技術的有效運用，構建污水處理廠模型，以此對攪拌裝置運行實際情況加以了解，以此對設計方案加以優化，避免最終的設計效果對污水處理效果造成影響。

4.8 池體管坑設計要點

污水處理廠中許多建筑結構是以儲存污水為主。因此，在污水處理廠建筑結構設計中，需要對污水內部管道、污水池池體以及污水坑位置加以重視，選擇運用放空管道以及大型廢水處理管道，并對管道安置防治綜合性分析，可以選擇管道穿通池壁底部方式，也可以選擇放空管貫穿池壁底部方式[6]。不過，放空管貫穿池壁底部方式對于管道防護措施有著極高的要求，為了避免出現放空管安裝出現問題，應當及時做好設計防護方案，以此確保其質量達到標準要求。

4.9 雙閥設計要點

在污水處理廠中，一般在泵機管道表面安裝排氣閥，或者在表面安裝手動閥，以此避免出現污水池中的介質出現倒轉情況。另外，在污水處理廠閥門運行過程中，經常會出現閥門自動關閉情況，造成污水泵機處理設備出現故障，對污水最終處理效果將會造成嚴重影響，甚至對工程設備的良好運行也會造成極大威脅。為此，在污水處理廠雙閥設計工作開展中，需要對設備手動閥位置加以明確，當設備在并聯運行過程中，需要對設備的回流閥進行綜合檢查，在確保設備運行質量達到標準化的同時，再次對設備閥門進行檢測，如果閥門在開啟中無任何問題后，則可以不必安裝閥門。

5 結束語

綜上所述，在污水處理廠設計工作全面開展中，需要對污水處理廠設計工作加以重視，明確設計工作原則，了解污水處理作業的具體流程，根據實際工序，把握好總體設計方向，做好污水廠整體布局設計、通風設計以及除臭設計等，以此確保污水處理廠內部空間環境質量得到全面提高，促使污水凈化質量得到有效提升，保障各個設備的運行高效性以及可靠性。此外，地下污水處理廠在實際設計工作中，還需要規避好污水處理廠經營管理問題，確保污水處理廠污水處理效率以及處理質量得到全面提升。