污水處理廠升級改造總體布局要點
1引言
截止目前，我國各地縣、市基本均已建成污水處理廠，但仍然有不少污水處理廠出水執行一級B標準，處理規模與區域經濟、社會的發展要求不匹配，出水標準和處理規模滯后于地方環保要求。因此，現狀污水處理廠“提標”、“擴建”的建設工程逐步增多，本文結合現狀污水處理廠的升級改造案例，從優化廠區布局的角度，提出幾點個人拙見。
2項目背景
六安市葉集污水處理廠位于葉集區團結路以北、滬陜高速以南，沿崗河以西約200m處，現狀廠區占地面積35.8畝，預留二期用地20.5畝。葉集污水處理廠現狀處理規模2.0萬噸/天，污水處理工藝采用預處理（粗格柵及進水泵房、細格柵及旋流沉砂池）+二級生化處理（奧貝爾氧化溝、二沉池）+深度處理工藝（混凝池+轉盤濾池）+紫外消毒處理工藝，出水水質執行一級A標準。葉集污水處理廠擴建工程要求擴建后的污水處理規模達4.0萬噸/天，同時出水水質執行一級A和安徽省地標《安徽省淮河流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放標準》（征求意見稿）中的較嚴值。相對于一級A標準，安徽省地標在COD、氨氮、總磷和總氮上有更高標準的要求。
現狀葉集污水處理廠在2010年建設初期，已考慮預留遠期擴建提標用地約30.5畝，但政府在后期城市建設時未對污水廠規劃用地進行控制，現狀廠區西北角約10畝的預留用地已于2011年出讓給金葉燃氣公司，留給葉集污水處理廠擴建工程的建設用地僅為20.5畝，且廠區周邊已建設成熟，無新增建設用地的可能，故該因素也決定了本工程設計的最大難點——如何節約用地、提高土地利用率。
3設計理念
一、合理的避讓廠區的現狀管道
經現場調查、測量發現，現狀葉集污水處理廠的進廠污水主干管由廠區西側預留用地的圍墻穿入，途徑本工程預留用地，到達進廠主干道的東側后北延至廠區現狀粗格柵及進水泵房內（位置詳見下圖），該管道埋深約7.0m，管徑為d1200，管材為鋼筋砼管。考慮到若對該管道進行改線不僅會增加工程投資，也會影響現狀污水處理廠的正常運營，故在設計時保留該進廠管道，將池體較大、埋深較深和施工較難的構筑物遠離該管道布置，將池體較小、埋深較淺、施工簡單的構筑物在滿足安全距離的情況下靠近該管道布置。由于該進廠管道占地范圍內無法布置建、構筑物，為避免用地浪費，設計時將新建廠區環形道路布置在該管道的上方，同時對管道的檢查井和井蓋進行提升改造，從而滿足消防、生產等要求。綜上所述，該布置方案既節省了工程造價，又合理的提高土地利用率，也滿足葉集污水處理廠的擴建需求。
二、合理的利用現狀廠區的空地
由于本工程新增建、構筑物共計12座，而提標擴建的預留用地僅為20.5畝，難以滿足2.0萬噸/天的生化處理構筑物、4.0萬噸/天的深度處理構筑物及其相關配套建、構筑物的建設要求，故在總圖設計時利用現狀廠區的空地布置部分新建構筑物。
1、加藥間內的加藥設備投加量少、管徑小、損耗低，設計時將其布置在新建污泥脫水機房的東側空地處。
2、生物除臭濾池布置在現狀細格柵及沉砂池的東側，該位置緊鄰服務對象——粗格柵及進水泵房、細格柵及沉砂池、污泥脫水機房和儲泥池等，具有管路短、風壓低、能耗小和處理效率高等優點。
3、出水儀表房在滿足距離取樣點50m以內范圍要求的前提下，布置在廠區現狀厭氧池的西側，該處管線少、施工影響小。
4、本工程需建設1座4.0萬噸/天的尾水泵房，布置在廠區水力流程尾端效果最佳，如此則管線無迂回，水頭損失小。原污水處理廠的建設缺乏系統性和規劃性，先后建設有絮凝+轉盤濾池、紫外消毒渠、巴氏流量槽、中水回用池、中水回用泵房和污泥干化棚等構筑物（前三個為一期建設構筑物，后三個為后期增建構筑物）。本工程設計時將紫外消毒渠、巴氏流量槽向西平移至本次需拆除的絮凝+轉盤濾池（因膜通量下降，堵塞嚴重，出水SS超標而廢除）處，在平移后的巴氏流量槽在后端建設尾水泵房，此布置方案（如下圖所示）工藝管線順暢、節省能耗。
三、合理的選擇生化池、二沉池池型
二級處理作為污水處理脫氮除磷的核心環節，處理構物的尺寸相對較大，在滿足工藝要求的基礎上合理的選擇池型，對廠區總平面布置節約用地、優化布局至關重要。
1、生化池池型選擇
由于出水水質標準對于氨氮、總磷和總氮的要求較高，故本工程對污水二級處理工藝選擇的主要思路是：采用生物處理方法，首先保證生物脫氮效果，重點去除氮和有機物，在此基礎上盡可能提高生物除磷的效率。基于上述考慮，二級脫氮除磷工藝必須要有“厭氧”、“缺氧”和“好氧”三段，A2O池和氧化溝均能滿足本工程二級脫氮除磷的要求，雖然氧化溝在抗沖擊負荷能力方面相對較強，但是本工程用地緊張，較為節省的池型和布置形式是本工程的重點考慮因素，故在設計時針對不同池型、不同數量的生化池的平面尺寸進行比較（如下表所示）。經比選，方案四用地較省，且布置形式為正方形，土地利用率高，方便其他構筑物的布置。
2、二沉池池型選擇
目前，城鎮污水處理廠常用的二沉池分為兩種池型：“中進周出”和“周進周出”，前者優點是進水端配水均勻，缺點是沉淀效果較差、負荷低、池子平面尺寸較大，后者的優點是進水負荷高、池子占地面積小，缺點是配水不均勻。從兩種池型的運行情況來看，均能較好的滿足生化池后的泥水分離，但是本工程可用建設用地面積較小，因此占地面積小是本工程二沉池池型選擇的重點因素，因此，設計時選用“周進周出”型二沉池。
4思考與建議
現狀污水處理廠升級改造的總體布局還和風向、綠化、交通、消防、生產、管線、水損、能耗等因素相關，并不局限于上述的三點原則。合理的布局對污水處理廠的建設和運行將產生巨大的經濟和環境效益，如何確定污水廠的總體布局是設計初期就要考慮的關鍵與核心。建議在污水處理廠的設計初期，結合現狀污水廠的資料和升級改造的工藝要求，列出影響污水處理廠總體布局的各種因素，根據權重大小從經濟、環境和施工等方面進行比選，如：1、變配電間布置在泵房、濾池和鼓風機房等電耗較大的構筑物附近，以減少電纜長度、降低電能損耗，提高污水處理廠的經濟效益；2、污水預處理系統、污泥處理系統等布置在廠區夏季主導風向的下風向，減少對廠前生活區的影響，提高污水處理廠人居生活環境；3、埋深較淺的建（構）筑物布置在地質條件較差的區域，埋深較大的建（構）筑物布置在地質條件較好的區域，以減少施工難度，降低地基處理費用和施工安全風險；不斷優化污水處理廠的總體布置方案，最終確定適合該工程的最優方案。
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