趙志浩 刁晉東 何叢飛 李山金 魏秀英
(中建七局第一建筑有限公司,北京 102600)
在污水處理廠改造施工階段使用現(xiàn)代的施工工藝進(jìn)行科學(xué)的管理施工,提高了資源的利用效率,降低了因污水處理改造工程造成的環(huán)境污染的影響。在建筑工程施工的階段,需要特別注重施工安全和建筑工程的質(zhì)量,減少能源的消耗。因此,對(duì)該城市的環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了很大的幫助,進(jìn)而營(yíng)造了一個(gè)安全環(huán)保的城市環(huán)境。同時(shí),綠色施工理念是以環(huán)保、綠化、經(jīng)濟(jì)為前提,重視建筑項(xiàng)目改造施工的節(jié)能性以及高效性,推動(dòng)了建筑改造工程的可持續(xù)發(fā)展。在污水處理改造工程的過(guò)程中,選取施工方案時(shí)需要考慮能源的消耗以及生產(chǎn)安全等問題。因此,污水處理改造工程造成的能源消耗以及環(huán)境污染等問題,違反了綠色施工理念,施工單位需要額外注重此問題。本文結(jié)合實(shí)際工程對(duì)該改造工程的有效技術(shù)措施進(jìn)行分析研究,以便為相關(guān)建筑工程提供參考[1]。
某城市的污水處理廠,其使用的處理工藝為氧化溝,單座氧化溝( 4×104 m3/d) 結(jié)構(gòu)尺寸為115.5m×56.5m×4.8m,分 6 槽。污水處理廠處理污水設(shè)備采用的仍然十多年前的工藝技術(shù),很多都不能符合現(xiàn)代技術(shù)的要求。現(xiàn)如今污水處理廠的主要問題有以下2方面:1)硝化段在氧化溝的處理系統(tǒng)中沒有詳細(xì)的建立,導(dǎo)致該系統(tǒng)沒有深化脫氮除磷的效果,排出水的BOD5達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),但是出水含氮、磷的量超出了排放標(biāo)準(zhǔn)(TN為40mg /L,TP為3mg /L),因此,該氧化溝排出水的質(zhì)量沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);2)對(duì)銹蝕嚴(yán)重的污水處理廠混凝土池壁時(shí)展開防腐蝕處理。要求該污水廠的排放情況必須符合高污水處理廠的排放要求。經(jīng)過(guò)相關(guān)的研究人員探討后,決定更改氧化溝的曝氣方法為推流式水下曝氣的A2/O方法,在增加水深的同時(shí)于池頂設(shè)置曝氣設(shè)備以及供操作人員行走的道板,同時(shí)展開氧化溝池壁的防腐處理[2]。
2.1.1 污染環(huán)境
在進(jìn)行氧化溝池壁加高池壁走行平臺(tái)和新增建工作橋的施工時(shí),如果使用傳統(tǒng)的施工工藝(腳手架),此工藝需要污水處理廠在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)停止作業(yè),導(dǎo)致大量的污水沒有進(jìn)行處理就直接排除,進(jìn)而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題[3]。
2.1.2 二次污染
已知氧化溝堆積大量活性污泥,為了減少停產(chǎn)時(shí)間需要將污泥快速地清理干凈,但該操作無(wú)法通過(guò)單一的脫水機(jī)房進(jìn)行處理,且若處理方式不合理就進(jìn)行填埋作業(yè)則會(huì)造成二次污染[4]。
該污水處理廠改造的主要施工內(nèi)容包含:對(duì)污水池壁進(jìn)行加高、新增走行平臺(tái)以及工作橋,清理氧化溝內(nèi)的污泥,將現(xiàn)有的轉(zhuǎn)碟曝氣器加以拆除。池壁用DPS水基滲透式的無(wú)機(jī)保水劑加以防銹處理,應(yīng)新增設(shè)管型曝氣泵和攪拌機(jī)、推進(jìn)器、內(nèi)回流泵等,并進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改。已在單座氧化溝內(nèi)建立起了池壁和甬路平臺(tái)329m2,氧化溝池內(nèi)沉淀污泥總約為6 000m3。
具體的施工工藝流程如圖1所示。
圖1 污水處理廠改造工程施工工藝流程
通過(guò)對(duì)氧化溝土建改造工程施工工藝以及施工條件的考慮,并結(jié)合現(xiàn)有氧化溝分槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),改造施工的方案為在原氧化溝上擺建一個(gè)平穩(wěn)豎實(shí)的鋼鐵平臺(tái)進(jìn)行施工作業(yè)平臺(tái)港用型鋼,型鋼有著不易變行形、很強(qiáng)穩(wěn)定性特點(diǎn)。在平臺(tái)上進(jìn)行施上改造,可以不用停止處理廠的處理作業(yè),大幅度的降低排放沒有進(jìn)行處理的污水。
3.1.1 鋼平臺(tái)施工設(shè)計(jì)
通過(guò)氧化溝分槽池壁的特征(其池壁的凈距為9m),工程人員選用了12m、14m厚度的25a槽型板,將池壁上方沿原平臺(tái)橫向與池壁縱向且高度高于3m的梁設(shè)置為主梁,在其上池壁兩側(cè)縱向布置3道16a槽型鋼縱梁,以其為支架底膜與施工通道,將16a槽鋼反扣在25a橫鋼梁拼裝架,然后再其上鋪設(shè)步行板,安裝高度為1.2 m的護(hù)欄做硬性防護(hù),如圖2所示。
圖2 鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)示意圖
3.1.2 鋼平臺(tái)安裝
按照鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),施工人員在進(jìn)行吊裝型鋼梁作業(yè)時(shí)所使用的是25t的汽車吊,再需要人工配合使鋼梁到指定位置。首先在氧化溝池壁的頂端放上25a的槽鋼作為主梁,并且使用膨脹螺絲進(jìn)行固定,然后在主梁上焊接固定16a的縱吊梁,并在25a的主梁上設(shè)置護(hù)欄立桿,最后在縱梁上鋪設(shè)走道板。由此可以看出,該施工技術(shù)不影響污水處理廠的正常運(yùn)行,還能夠在鋼平臺(tái)上建模、捆綁鋼筋、實(shí)施混凝土澆筑,最終進(jìn)行新建走行板以及工作橋的施工。
當(dāng)前所需改造的氧化溝活性污泥體積大于6 000m3,而且為多年前沉積有很強(qiáng)硬度的污泥,想要將氧化溝沉積的污泥一次性清理干凈,采用傳統(tǒng)的污泥泵抽的方式難度很大,且傳統(tǒng)的污泥泵抽方式需要先稀釋處理,在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量高濃度污泥廢水,這些污水直接抽出排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此,采用更加環(huán)保的處理方式,先放空氧化溝水份并對(duì)氧化溝進(jìn)行晾曬,通過(guò)晾曬提升污泥硬度,并結(jié)合機(jī)械與人工實(shí)現(xiàn)氧化溝污泥的快速清理[5]。
3.2.1 機(jī)械與人工相結(jié)合的污泥清理技術(shù)
由于氧化溝的面積很大,施工人員需要利用吊車把小型鏟車吊放入氧化溝底部,在氧化溝底部小型鏟車將硬化后的污泥鏟起后裝入特制的吊斗內(nèi),地面的工程吊車將吊斗吊出,吊出的吊斗里的污泥裝入自卸車內(nèi),并運(yùn)送到污泥堆積場(chǎng)。
鏟車的選擇。此次經(jīng)晾曬后,氧化溝底板最大承載3.3t,經(jīng)綜合計(jì)算后取 ZL08 鏟車,其技術(shù)參數(shù)見表 1。
表1 鏟車參數(shù)
人工配合機(jī)械清理污泥技術(shù)施工工藝流程。具體的施工工藝流程如圖3所示。
圖3 人工配合機(jī)械清理污泥技術(shù)施工工藝流程
人工配合機(jī)械清理污泥技術(shù),首先是利用汽車吊的方式將鏟車吊到污水處理廠的氧化溝內(nèi),同時(shí)用汽車吊把裝污泥的斗吊進(jìn)氧化溝的底部,通過(guò)鏟車鏟除氧化溝底部污泥至泥斗,然后利用吊車吊出泥斗并將其中污泥卸入自卸車,運(yùn)輸至污泥堆場(chǎng)。
氧化溝污泥具有含水量高、臭味濃、所含重金屬離子類別較多等特點(diǎn),需完成對(duì)應(yīng)處理才可進(jìn)行裝載、填埋等操作。該污泥處理廠的污泥的臨時(shí)存放場(chǎng)所,均采用由水泥構(gòu)筑的約30cm厚度的表面層,具備了相當(dāng)?shù)哪透g性,從而符合污泥長(zhǎng)期存放的要求,而按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求,2 000m2的存放場(chǎng)所中最多可以存放1 600m2的污泥,而且污泥處理的平均含水率達(dá)90%以上,而處理廠的一個(gè)氧化槽中污泥數(shù)量大約在5 000~6 000m3。所以,為不干擾氧化溝的污泥處理作業(yè),就必須通過(guò)對(duì)舊污水場(chǎng)地的淤泥實(shí)施脫水處理、固化、再外運(yùn)等的處置方法,讓現(xiàn)場(chǎng)有充足的空間來(lái)堆放新污水。而按照現(xiàn)代環(huán)保建筑理念,施工人員可以通過(guò)生石灰來(lái)處置現(xiàn)場(chǎng)堆積的新污水,施工人員采用生石灰來(lái)處理場(chǎng)地堆放的污泥,能夠迅速降低場(chǎng)地污泥的含水量,直到降到65%就可以實(shí)施填埋作業(yè),且生石灰具有殺掉污泥內(nèi)污染物的作用,能夠有效減少環(huán)境二次污染[6]。
3.3.1 生石灰摻拌比例
根據(jù)污水廠施工詳細(xì)情況,實(shí)施污泥摻拌生石灰實(shí)驗(yàn),得出摻拌生石灰的具體數(shù)據(jù)(如表2所示),基于所實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,最終確定選用25%的生石灰參量。
表2污泥含水量變化
3.3.2 污泥處理
對(duì)堆放廠污泥進(jìn)行自然過(guò)濾處理、晾曬之后,進(jìn)一步減少了污泥的含水率,然后再對(duì)污水采用了20%的生石灰摻拌,對(duì)污泥起到了進(jìn)一步的脫水和消毒固化的效果。
(1)為了方便堆放廠的污泥處理工作展開,劃分污水廠干化污泥場(chǎng)地為自然晾曬區(qū)、生石灰摻拌區(qū)以及堆積運(yùn)輸區(qū)。
(2)通過(guò)鏟車運(yùn)輸生石灰至污泥堆積場(chǎng)地,在利用挖掘機(jī)把生石灰和污泥進(jìn)行拌和,在把拌和之后的污泥用鏟車鏟成堆放在堆放場(chǎng)地。
(3)為了避免下雨天給打堆好的污泥造成影響,將堆好的污泥用塑料薄膜蓋好。當(dāng)污泥與生石灰完全反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固化后,對(duì)其展開裝車外運(yùn)處理。
(4)完成與生石灰的拌和后,污泥的含水量要低于65%后,就可以使用鏟車、挖掘機(jī)裝車運(yùn)輸?shù)揭?guī)定的污泥填埋場(chǎng)地進(jìn)行填埋。
通過(guò)使用上述的綠色施工技術(shù)對(duì)污水廠進(jìn)行改造作業(yè)可知,首先,在改造氧化溝的主體結(jié)構(gòu)階段,不影響氧化溝正常的污水處理作業(yè),進(jìn)而消除了沒有進(jìn)行處理的污水排放風(fēng)險(xiǎn)。然后是人工配合機(jī)械清理污泥技術(shù),降低了高濃度的污泥排放,以及采用生石灰摻拌污泥技術(shù),降低了氧化溝內(nèi)的污泥含水率,進(jìn)而對(duì)污泥中的細(xì)菌進(jìn)行了有效的消滅以及對(duì)重金屬離子進(jìn)行鈍化。由此可以看出,綠色施工理念能夠很大程度的降低環(huán)境污染,同時(shí)還能夠降低施工成本,大幅提升工程效益。
綜上所述,由于污水處理廠提標(biāo)改造的具體施工過(guò)程比較復(fù)雜以及不確定性,同時(shí)會(huì)對(duì)原有污水處理廠的施工作業(yè)帶來(lái)一定的影響,造成沒有進(jìn)行處理過(guò)的污水、污泥的排放,對(duì)環(huán)境造成污染。本文通過(guò)有效的技術(shù)措施對(duì)污水處廠進(jìn)行改造,其技術(shù)能夠讓污水處理廠正常作業(yè)的同時(shí),還能夠使該改造工程達(dá)到綠色施工的目的。