污水處理工程設(shè)計(jì)與施工綠色低碳化對(duì)策研究

摘" 要：為了提高污水處理工程設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量，提高污水工程處理能力，取得更理想的污水處理效果，滿足城市現(xiàn)代化環(huán)保建設(shè)要求，對(duì)污水處理工程設(shè)計(jì)與施工展開深層次研究。因?yàn)槲鬯幚碓O(shè)計(jì)與施工綠色低碳化研究力度加大，所以需要從多方面進(jìn)行低碳化設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用污水處理技術(shù)。結(jié)合污水處理工程案例實(shí)況，探索更適合的污水處理工程設(shè)計(jì)與施工方案，從污水處理技術(shù)與低碳化等方面入手，達(dá)到污水處理工程綠色低碳化發(fā)展的目的，為未來研究與創(chuàng)新提供參考。[A1]

關(guān)鍵詞：污水處理" 綠色低碳化" 節(jié)能設(shè)備" 砂濾罐

中圖分類號(hào)：TU753

Research on Green and Low- Carbon Countermeasures for Sewage Treatment Engineering Design and Construction

ZHENG Wenwen"" ZHONG Zheng""" YU Fangcong

China Municipal Engineering ZhongnanCentral South Design and Research Institute Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430010 China

Abstract： In order to improve the quality of sewage treatment engineering design and construction， enhance the sewage treatment capacity， achieve more ideal sewage treatment effects， and meet the requirements of modern urban environmental protection construction， in-depth research is conducted on the design and construction of sewage treatment engineering. Due to the increased research on green and low-carbon sewage treatment design and construction， it is necessary to carry out low-carbon design from multiple aspects and comprehensively apply sewage treatment technology. Based on the actual situation of sewage treatment engineering cases， it explores more suitable sewage treatment engineering design and construction plans， starting from sewage treatment technology and low-carbon aspects， to achieve the goal of green and low-carbon development of sewage treatment engineering， and provide reference for future research and innovation.

Key Wwords： Sewage treatment; Green low-carbon; Energy saving equipment; Sand filter tank

污水處理工程設(shè)計(jì)與施工綠色低碳化研究，是提高污水處理質(zhì)量，降低污水處理能耗的重要基礎(chǔ)。加上城市污水處理工程類型復(fù)雜，不同污水處理類型所涉及的污水處理工程設(shè)計(jì)存在明顯差別，需要遵循因地制宜的原則，根據(jù)污水處理工程實(shí)況，對(duì)設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行綠色低碳化處理。基于此，加大對(duì)污水處理工程設(shè)計(jì)與施工綠色低碳化的研究力度，制定更完善的綠色低碳化實(shí)施策略，幫助污水處理工程有效降低碳排放量，充分發(fā)揮出污水處理工程的環(huán)保價(jià)值。

1" 污水處理工程綠色低碳化設(shè)計(jì)與施工

1.1" 污水處理工程綠色低碳化設(shè)計(jì)

1.1.1" 污水處理工程節(jié)地設(shè)計(jì)

污水處理工程是城市規(guī)劃的重要內(nèi)容，節(jié)地設(shè)計(jì)以集成設(shè)計(jì)理念，對(duì)污水處理工程中的土地資源集約利用，將污水處理水池均按照矩形進(jìn)行設(shè)計(jì)，多個(gè)水池共享池壁，以此有效節(jié)約污水處理工程建筑材料，實(shí)現(xiàn)空間利用最大化，并有效縮短工程周期。節(jié)地設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在模塊化設(shè)計(jì)與節(jié)地型污水處理工藝設(shè)計(jì)方面^[1]。根據(jù)污水處理工程實(shí)況，對(duì)部分工程設(shè)計(jì)采取單元模塊方式進(jìn)行組裝施工，提高施工空間利用率。科學(xué)選擇連續(xù)流動(dòng)活性污泥法（Continuous Activated Sludge System，CASS）、化學(xué)活化污泥處理法（Chemically Activated Sludge Treatment，CAST）、改良式序列間歇反應(yīng)器（Modified Sequencing Batch Reactor，MSBR）[ 2]"等，基于污水處理需求，搭配鼓風(fēng)曝氣、缺氧等工藝，改良后的污水處理工藝不僅占地面積小，并且運(yùn)用了智能化反應(yīng)器，如磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)等，有效提高了污水處理運(yùn)行效率，相較于傳統(tǒng)污水處理工程，用地面積節(jié)約55%以上。

1.1.2" 污水處理工程節(jié)水設(shè)計(jì)

污水處理工程設(shè)計(jì)與施工中節(jié)水設(shè)計(jì)，可以從水資源消耗控制角度出發(fā)。污水處理廠設(shè)備的沖洗、地面的清潔等可以將新鮮水變?yōu)橹兴炔挥绊懳鬯幚硐到y(tǒng)運(yùn)行效果，又可以節(jié)約新鮮水資源^[2]。此外，可以在中水中添加適量的絮凝劑，經(jīng)過有效配置后用于藥劑調(diào)配。運(yùn)用高壓全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)、先進(jìn)空冷工藝等，改變傳統(tǒng)沖洗、水冷工藝。借助智能化計(jì)量?jī)x表設(shè)備，對(duì)污水處理藥劑使用準(zhǔn)確計(jì)算，根據(jù)污水處理工序控制好投加量，從而有效節(jié)約藥劑。

1.1.3" 污水處理工程節(jié)能設(shè)計(jì)

污水處理工程綠色低碳化設(shè)計(jì)中，積極從工藝方面進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。可以應(yīng)用低能耗工藝，如厭氧工藝中運(yùn)用升流式厭氧污泥床法（Upflow Anaerobic Sludge Bed，UASB）、膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Bed，EGSB）[ 3]"技術(shù)，根據(jù)污水處理工程周圍環(huán)境條件與溫度變化，及時(shí)調(diào)整保溫方案，尤其是溫度較低區(qū)域，在罐體外圍增設(shè)保溫層，有效控制熱散失，節(jié)約污水處理能耗^[3]。對(duì)于低能耗節(jié)能裝置，利用智能化技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、測(cè)定設(shè)備控制范圍變化等，借助測(cè)算模型對(duì)污水處理中的泵類、刮泥機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備精準(zhǔn)核算，從而保證設(shè)備運(yùn)行隨時(shí)處于最佳狀態(tài)。

1.1.4" 次生環(huán)境污染控制優(yōu)化設(shè)計(jì)

污水處理工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行期間涉及諸多方面，會(huì)產(chǎn)生一定的廢氣、廢水等，還存在噪聲污染與固體廢物，因此需[A4]"要制訂完善的污染控制計(jì)劃，將污水處理工程設(shè)計(jì)與施工的不利影響控制到最低^[4]。針對(duì)污水處理中的甲烷，通過進(jìn)水泵房、初沉池、缺氧池等處理流程，有效采集與存儲(chǔ)，同時(shí)運(yùn)用生物除臭系統(tǒng)進(jìn)行深層次處理，達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后排放。污水處理中產(chǎn)生的熱能，可以運(yùn)用污水源熱泵技術(shù)，將熱能資源采集并應(yīng)用到采暖制冷系統(tǒng)中，既可以降低污水處理環(huán)境的影響，又可以節(jié)約采暖能源。

1.2" 污水處理工程綠色低碳化施工

污水處理工程施工，必須嚴(yán)格遵循綠色低碳化施工要求，選擇綠色環(huán)保材料，精準(zhǔn)計(jì)算材料使用量，減少工程施工資源浪費(fèi) ^[5]。綜合運(yùn)用可回收錨索技術(shù)、長(zhǎng)螺旋壓灌成樁技術(shù)、裝配式建造技術(shù)、保溫節(jié)能技術(shù)等，對(duì)污水處理工程中的回收循環(huán)資源科學(xué)利用，對(duì)建造施工體系進(jìn)行最大化綠色節(jié)能處理。

2[A5]" "污水處理工程設(shè)計(jì)與施工優(yōu)化策略實(shí)踐

2.1" 項(xiàng)目案例

此次研究主要圍繞某產(chǎn)業(yè)園區(qū)污水處理工程展開，該產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)土地資源有限，為更好地完成污水處理工程，規(guī)劃新增污水處理廠。因?yàn)槲鬯幚砉こ涛恢每拷F路，加上園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)用水量大，所以采取不外排循環(huán)利用方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。產(chǎn)業(yè)園區(qū)中B、C企業(yè)為A企業(yè)下游合作企業(yè)，A企業(yè)造紙生產(chǎn)中木片洗滌處理，以污水處理廠回用水為主，因此污水處理工程設(shè)計(jì)，回用水必須滿足木片洗滌用水標(biāo)準(zhǔn)。[A6]"結(jié)合產(chǎn)業(yè)園區(qū)實(shí)況，污水處理工程的進(jìn)水、出水水質(zhì)設(shè)計(jì)，以污水量1 200 m3/d[ 7]"為例，廢水水質(zhì)中氨氮的含量[A8]"為3～5 mg/L、COD_Cr的含量為500～1 200 mg/L、總氮的含量為3～5 mg/L、BOD₅的含量為300～600 mg/L。按照《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 31962—2015）要求，污水處理廠對(duì)污水預(yù)處理后，BOD₅的進(jìn)水濃度要求小于等于200 mg/L、出水濃度小于等于10 mg/L；TN進(jìn)水濃度小于等于3 mg/L、出水濃度小于等于15 mg/L；pH進(jìn)水與出水濃度為6～9；SS進(jìn)水濃度小于等于380 mg/L、出水濃度小于等于10 mg/L。

2.2" 污水處理工藝選擇

因?yàn)槲鬯幚砉こ讨袕U水水質(zhì)氮磷含量不高，可生化性條件不理想，雖然難降解有機(jī)物較低，但是還需要做好保險(xiǎn)處理，所以調(diào)整了原設(shè)計(jì)中活性炭吸附所用濾料，選擇砂濾罐，以此降低了工藝成本，并提高了廢水處理率。圖1為項(xiàng)目污水處理工程工藝流程設(shè)計(jì)圖，以芬頓高級(jí)氧化方法搭配砂濾，打造綜合性污水處理工藝框架。

污水處理中，由細(xì)格柵過濾污水中的懸浮物，借助提升泵將污水傳送到一體化氣浮機(jī)中，同步進(jìn)行色度去除處理，待污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，污泥收縮池對(duì)化學(xué)污泥進(jìn)行壓縮。水解酸化池、平流沉淀池、生化反應(yīng)池等順利完成氮、磷等補(bǔ)充，污水經(jīng)過固液分離、砂濾處理，水質(zhì)得到有效改善。

2.3" 污水處理工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

[ 9]"（1）細(xì)格柵設(shè)計(jì)為2組，進(jìn)水泵房設(shè)計(jì)為1座，二者在污水處理中并聯(lián)運(yùn)行。格柵的寬度設(shè)計(jì)為450 mm，2組格柵分別搭配1臺(tái)除污機(jī)、提升泵2臺(tái)，進(jìn)水泵房的凈空尺寸設(shè)計(jì)為8.5 m×3.2 m×5.0 m。單泵的運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)Q=115 m3/h、H=15 m、N=[ 10]"8.0 kW。

（2）污水處理工程設(shè)計(jì)了1套正常使用、1套備用的氣浮單元。氣浮單元運(yùn)行中混合反應(yīng)、凝絮反應(yīng)、接觸室停留時(shí)間分別為3.5 min、4.0 min、1.8 min，單套的處理效率平均值為50 m3/h，2套氣浮單元表面負(fù)荷均為9.5 m3/（㎡·h）。

（3）A²/O池設(shè)計(jì)2座，共劃分為4組，運(yùn)行容積有效率預(yù)計(jì)為1 375 m3。其中，缺氧池設(shè)計(jì)尺寸為6.80 m×1.50 m×8.40 m、污水處理停留時(shí)間為1.5 h；厭氧池設(shè)計(jì)尺寸為6.80 m×2.13 m×8.40 m、污水處理停留時(shí)間為2.5 h；好氧池設(shè)計(jì)尺寸為6.80 m×12.30 m×8.50 m、污水處理停留時(shí)間為12.5 h。

（4）污水處理工程中砂濾罐設(shè)計(jì)運(yùn)用2套，均選擇成套設(shè)備。砂濾罐單套的罐體直徑參數(shù)、高度參數(shù)為2.5 m、5.0 m。單套運(yùn)行中污水處理最大量為70 m3/h，有效容積為15 m3，停留時(shí)間結(jié)合污水處理需求設(shè)定為30 min。

結(jié)合以上對(duì)污水處理工程部分構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)，積極運(yùn)用綠色低碳化設(shè)計(jì)方法，將污水處理系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)池、二沉池、中間水池、應(yīng)急池、平流沉淀等進(jìn)行了組合處理，并運(yùn)用一體化設(shè)備，兼具污泥濃縮、芬頓反應(yīng)等組合功能，最大程度利用園區(qū)土地資源，建設(shè)占地面積小、綜合性能強(qiáng)的污水處理廠。特別是空浮風(fēng)機(jī)的運(yùn)用與回用水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用空浮風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗低、噪聲小的優(yōu)勢(shì)，有效節(jié)約污水處理能源消耗與運(yùn)行成本。

3"" 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)污水處理工程設(shè)計(jì)與施工綠色低碳化研究，認(rèn)識(shí)到綠色低碳化持續(xù)深化與污水處理工程優(yōu)化的重要性。污水處理工程設(shè)計(jì)與施工涉及很多方面，污水處理流程復(fù)雜，涉及大量設(shè)備運(yùn)行與能源消耗，積極從設(shè)計(jì)與施工方面進(jìn)行綠化節(jié)能調(diào)整，科學(xué)選擇污水處理工藝，搭配適合的構(gòu)筑物組合，從細(xì)節(jié)上降低污水處理能耗，借此鞏固污水處理綠色低碳化探索基礎(chǔ)。

參考文[A12]"獻(xiàn)

[1]張威.沙縣綠色纖維產(chǎn)業(yè)園污水處理廠工程設(shè)計(jì)[J].能源與環(huán)境，2024（3）：111-113[A13]"，154.

[2]張丹丹.西安市某半地埋式污水處理廠節(jié)能降耗分析[J].節(jié)能與環(huán)保，2023（8）：89-91.

[3]崔韻唯.城市污水處理廠污水有機(jī)組分化學(xué)多樣性演替的微生物機(jī)制研究[D].南寧：廣西大學(xué)，2024.

[4]文源.城鎮(zhèn)污水處理廠中污水有機(jī)組分遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2024.

[5]陳世金，劉圣東，朱麗.污水處理工程設(shè)計(jì)與施工綠色低碳化策略研究[J].低碳世界，2022，12（11）：13-15.