污水处理工程设计及特征论述

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1设计内容

设计内容包括污水处理厂工艺建（构）筑物及相应的电力、电讯、自动控制设计，另外还包括与之配套的生活及附属生产建筑物的设计。

1）粗格栅及进水泵房。粗格栅间设有2道宽为0.8m的渠道，安装2台回转式格栅除污机。在每台格栅前后均设有闸门，供格栅检修之用。进水泵房为半地下式构筑物，平面尺寸L×B=10.8m×6.0m，内设5台（4用1备）潜水排污泵。为便于检修，内设1台电动葫芦，起重量3t。

2）细格栅及旋流沉砂池。细格栅为地上式构筑物，设有3道宽为0.8m的渠道，每道渠道上设1台回转式格栅除污机。同时设螺旋输送机和栅渣压实机各1台。为了便于检修，在每台格栅前后均设手动闸门。采用2座旋流沉砂池，直径3.05m。每座沉砂池内设有1台搅拌器，1套空气提升及冲洗装置，并设1台砂水分离器。为便于检修，在每座沉砂池的进、出渠道上均设有手动闸门。

3）配水井。配水井平面尺寸L×B=6.6m×3.0m。

4）选择池和厌氧池合建，共两座，每座尺寸L×B=20.95m×11.75m，每座配有5台搅拌器。

5）改良型卡鲁塞尔氧化沟共设2组，每组4条沟，总容积12500m3，沟宽37m，沟长87m，有效水深4.3m。每组沟设转蝶曝气机10套，缺氧段设推进器4台。

6）终沉池。共设直径为40m的圆形终沉池2座，每座池内设1套周边驱动刮、吸泥机。

7）接触池。接触池内接触时间30min，平面尺寸L×B=20m×15m，有效水深4.0m。

8）加氯间。采用液氯消毒，设加氯间1座，内设2台真空V型槽加氯机。

9）回流及剩余污泥泵房。共设2座地下式回流及剩余污泥泵房，每座池平面尺寸L×B=7m×5m，内设2台回流污泥泵和2台剩余污泥泵。

10）均质池。设直径为10m的圆形均质池1座，内设1套潜水搅拌器。

11）脱水机房。脱水机房由机房、电控间、药库及值班室组成，平面尺寸L×B=25.2m×14.1m。机房内设有2套转鼓浓缩带式压滤一体机，1套絮凝剂调制装置及1套污泥输送系统。药剂采用聚丙烯酰胺，投加量为4kg/TDS，药液由加药泵抽吸经稀释后进入脱水机。

12）回用水泵房及水池。设回用水泵房1座，平面尺寸L×B=9.6m×5.7m，内设2套回用水泵和2套消防泵；设地下式储水池1座，容积96m3。

2工程特点

根据中卫实际情况，在保证污水收集及处理系统安全、可靠、先进、方便运行的前提下，尽可能地降低工程投资和能耗是本工程设计追求的目标，并力争为企业员工营造一个优美、舒心的工作环境。

2.1工艺设计

1）工程分组。考虑到建厂初期水量不能达到设计负荷的情况和污水处理可靠性需要，生物处理构筑物设为2组，这样可根据处理水量和出水水质的情况确定运行组数，以节约能耗。2）预处理段。粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池，设计时充分考虑了雨季截流的处理能力。3）厌氧选择池。为实现生物除磷和便于污水的深度处理，在氧化沟前，设厌氧选择池。厌氧选择池中污泥分配槽，可以根据进水水质，调节回流污泥进入厌氧池和缺氧池的比例，以实现最佳的除磷脱氮效果。4）改良型卡鲁塞尔氧化沟。在改良型卡鲁塞尔氧化沟设计中，为达到较好的脱氮效果，在其进水端增设一个缺氧区，在缺氧区混合液与原污水混合，实现脱氮。与传统混合液内回流不同的是，改良型氧化沟利用其循环流的特点，可以利用沟中液体流速直接将混合液由好氧区送到缺氧区，省去内回流泵，节省大量能耗；原设计曝气设备为倒伞型表曝机（132kW），经过市场调查和分析研究，曝气设备改为运行稳定、先进的转蝶曝气机，不仅降低了工程投资和能耗，并且方便了维护管理。5）回用水的利用。为节约有限的城区供水水源，降低运行成本，设计了回用水泵房及水池，将处理过的污水用于厂区消防、景观、道路洒水、各构筑物的冲洗、污泥脱水机房用水。6）污泥处理。为减少构筑物的数量，污泥脱水设备设计采用浓缩脱水一体机，从而降低了工程造价和能耗。

2.2建筑和景观设计

根据城市规划和厂区周围环境，结合污水处理工艺的特点，总平面布局及环境设计，除充分考虑功能合理分区外，重点对厂区环境进行设计，力求污水处理厂园林化。建成的中卫污水处理厂是现代化的新型厂区，景观设计结合总体布局，体现其整体、简洁、时尚的特点，突出“水”的主题特色，形成分区明确、整体有机、四季常绿、三季有花、生态优美型厂区。

2.3结构设计

基础：由于中卫市城区地基承载特征值较低，结合当地的自然条件，对基础以下的软土，针对基础埋深的不同，采用全部或部分换填级配砂卵石的处理措施。抗浮：在农灌季节，厂区地下水位仅为－1.1m，生产构筑物采用自重抗浮和配重抗浮或沉管灌注桩方式的抗浮处理措施。考虑到氧化沟池型较大，若采用传统的地基换填方式，一是施工降水成本加大，二是夯实难度较大，综合考虑采用先进的沉管灌注桩方式抗浮，桩径300mm，桩长8m，C20混凝土，6Φ16，Φ6@200，混凝土保护层厚度50mm，桩间距2m梅花型布置，施工进度快，节省了工期一个多月。为防止长水池变形裂缝，设计采用设置后浇带方式，后浇带宽度2m。经过多年运行，结构未发现裂缝及沉降发生。

2.4供电设计

本工程为双电源供电，一用一备（备用电源为热备），在污水处理厂设变电所1座。根据污水处理工艺流程、用电设备的负荷及参与自控系统的设备位置的不同，分别在进水泵房配电室、污泥脱水机房、变电所设置了1、1、2套马达控制中心。

2.5仪表与自控设计

根据本工程总体布局和工艺流程的特点，自控系统方案采用集散式计算机监控系统。共设5个PLC控制站，分别设在中控室、进水泵房配电室、污泥脱水机房、变电所及加氯间。通讯采用工业以太网路为主干网，局部采用RS485主从式链路的局域网形式。按处理工艺要求，设置相应的控制仪表，仪表选用性能价格比高的国内外先进仪表。

3综合效益

工程批复的概算总投资8954.73万元（含配套污水管网），工程决算投资7686.85万元，节约投资1267万元。在批复的初步设计中，吨水电耗0.345kWh/m3，实际运行中吨水电耗0.258kWh/m3，年节约成本70多万元。中卫市污水处理工程的实施，每年可消减COD约4600t、BOD约2500t，SS约2500t，彻底解决了中卫市区污水不经过处理直接排放污染环境（尤其是黄河水资源）的状况，极大地改善了中卫市的环境，提高了居民的生活质量，提升了城市形象，促进了招商引资，加快了中卫市发展的步伐，具有显著的社会、经济和环境效益。4结语中卫市污水处理工程是中卫市重要的环保项目，工程规模大、技术新、设备和工艺复杂、现场环境优美、创新意识强、工程建设起点高、投资效果明显、出水水质符合国家标准，是一项造福子孙万代、造福人民的环保工程。

作者：张金峰单位：河北省城乡规划设计研究院