生活污水站改造設(shè)計及相關(guān)建筑設(shè)計探討

張曉露

(山西長治王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長治 047100)

1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)的生活污水的出水水質(zhì)各項指標(biāo)數(shù)值如下。BOD5∶35，COD∶55，SS∶60.2，NH3-N∶19，油類∶1.77，經(jīng)過改造后的生活污水的水體質(zhì)量需要符合《地表水環(huán)境質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求。

1.1 設(shè)計原則

①相關(guān)技術(shù)水平高，處理效果顯著，成本較少。②整體結(jié)構(gòu)簡潔科學(xué)美觀，與我國有關(guān)環(huán)保以及相關(guān)規(guī)定相符合。③所使用機械設(shè)備技術(shù)先進，能夠確保長期穩(wěn)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(shè)計范圍

從整體上講，水處理系統(tǒng)的設(shè)計方案、施工過程、設(shè)備管理以及相關(guān)的安裝調(diào)試工作和相應(yīng)技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)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(yè)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(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)后，也需要送至站區(qū)界外一米處。

2 總體設(shè)計

借助格柵機，對水資源進行過濾處理后，放入污水調(diào)節(jié)池，并在其中執(zhí)行均值均量的處理。接著再由其中的提升泵轉(zhuǎn)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(yīng)池，在MBR膜反應(yīng)器中執(zhí)行充分的曝氣處理，同時，反應(yīng)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(yīng)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(jīng)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(shù)。該技術(shù)融合了膜分離技術(shù)以及生物技術(shù)，屬于一種全新的廢氣水處理技術(shù)。其中所應(yīng)用的膜分離設(shè)備主要用作清除反應(yīng)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(yīng)器中做到更長時間的反應(yīng)，以及分解，從而大大增強了生物反應(yīng)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(tǒng)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(zhì)量，微生物被生物反應(yīng)器完全捕獲，因此反應(yīng)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(guān)負荷降低了一倍，同時，反應(yīng)器中所含有的營養(yǎng)物質(zhì)僅僅可以使微生物保持存活狀態(tài)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(guān)的處理成本。如果累積的污泥過多，則可以通過預(yù)設(shè)的污泥泵將其排出。MBR的膜截留性質(zhì)，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(xué)反應(yīng)的過程中，反應(yīng)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(jié)省二次沉淀池，節(jié)省占地面積和土建投資。

2.3 給排水設(shè)計

污水處理廠的供水是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，例如《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GBJ15-88)。污水處理廠中使用的凈水從廠區(qū)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(xué)成分。由于耗水量不大，故循環(huán)水不考慮當(dāng)做水源進行直接使用。

2.4 防火設(shè)計

污水處理廠的防火設(shè)計是根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)設(shè)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(jù)需要安裝在大型建筑物中。在設(shè)計建筑物或結(jié)構(gòu)時，還應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定設(shè)計建筑物和結(jié)構(gòu)的耐火等級以及分隔距離。

2.5 建筑設(shè)計

該污水處理項目屬于V類，在實用性和經(jīng)濟性的前提下，在建筑美學(xué)方面被充分重視。綠化設(shè)計與各種建筑物和結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，綠化設(shè)計簡單、明亮，具有環(huán)保的建筑環(huán)境。該建筑物的使用壽命為50年，防火等級為2。建筑標(biāo)準(zhǔn)：建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以污水處理廠的安全生產(chǎn)和運營為基礎(chǔ)，并根據(jù)《工程建設(shè)強制性條例》以及環(huán)境保護和工業(yè)安全法規(guī)進行設(shè)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(shè)計不僅體現(xiàn)了先進的工藝，而且在滿足技術(shù)要求的同時還需要注意與當(dāng)?shù)?，自然環(huán)境和人文環(huán)境的和諧，這應(yīng)該是工廠環(huán)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(qū)域內(nèi)的其他建筑物融合在一起，并成為一處景觀。

2.5.1 關(guān)鍵措施

建筑裝飾和材料的選擇分別根據(jù)使用的部件，功能和耐潮性分為A級和B1級。采用高標(biāo)準(zhǔn)綠化，達到四個季節(jié)都必須有風(fēng)景的效果。污水處理廠建成后，景觀應(yīng)相應(yīng)綠化。道路：混凝土鋪成的道路，在設(shè)計交通和消防圖時應(yīng)根據(jù)實際情況來考慮。

2.5.2 相關(guān)設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)

該項目將按照國家公布的現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，巖土勘測初步報告及相關(guān)專業(yè)設(shè)計材料提供設(shè)計資源。

2.5.3 建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)格

應(yīng)根據(jù)安全、經(jīng)濟和合理施工的原則選擇要建造的結(jié)構(gòu)。本項目結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)。默認抗震強度為8度，防滲要求由鋼筋混凝土水池根據(jù)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(jié)構(gòu)的防凍安全系數(shù)為1.05。

2.5.4 建筑材料選擇

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用C30混凝土。C所有結(jié)構(gòu)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(jié)能環(huán)保

為了減少能耗，該設(shè)計采用了新的工藝和新技術(shù)并對設(shè)計進行了優(yōu)化。具體措施如下。①采用新的污水處理技術(shù)、新工藝、新方法，合理選擇設(shè)備，降低能耗。②結(jié)構(gòu)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(chuàng)造良好的工作環(huán)境。水泵采用潛水排污泵，曝氣鼓風(fēng)機采用離心鼓風(fēng)機，機房內(nèi)其他高噪聲機械泵均采用隔音措施，并采取了相應(yīng)的減震降噪措施，以消除噪聲對外部環(huán)境的污染。對污水處理廠的網(wǎng)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(huán)境的污染。

2.7 安全生產(chǎn)體系和培訓(xùn)

在勞動保護和安全生產(chǎn)方面，有必要加強對員工的法律培訓(xùn)，包括建設(shè)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(guān)施工安全和各員工職責(zé)的各項政策綱要。②對全體員工進行安全培訓(xùn)，并及時報告事故和事故征候。③發(fā)行并使用安全帽、安全鞋等安全設(shè)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(jié) 語

本文對生活污水站的改造設(shè)計做了詳細的探討，其中包括：工藝原理、給排水設(shè)計、建筑設(shè)計、節(jié)能及環(huán)保規(guī)劃以及安全生產(chǎn)方面均做出了相關(guān)研究，希望可以為相關(guān)從業(yè)者帶來一定的啟示和幫助。