基于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的半地下式污水廠前期設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)優(yōu)化
摘要：基于多年污水處理廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出半地下式污水處理廠在設(shè)計(jì)階段可優(yōu)化的建議。對(duì)設(shè)計(jì)初期可能未考慮到的細(xì)節(jié)問題提出針對(duì)性的建議及完善設(shè)計(jì)方案的新思路：生物池放空系統(tǒng)部分連通，建議設(shè)計(jì)成全部連通，便于后續(xù)工藝的調(diào)控；外回流渠道上計(jì)量槽的設(shè)置，建議考慮渠道的底部標(biāo)高與生物池實(shí)際水位的關(guān)系來選擇合適的計(jì)量方式；平流式二沉池放空系統(tǒng)的改造可以實(shí)現(xiàn)便捷高效地抽空二沉池，提高放空檢修的效率；多條生產(chǎn)線配水均勻的可控性可以提高檢修或清疏期間的能力保障性；渣砂外運(yùn)系統(tǒng)的自動(dòng)化可減輕人工參與度；考慮曝氣管道的優(yōu)化封閉、工藝儀表設(shè)置的拆卸便利性等?？蔀橥愋臀鬯幚韽S在設(shè)計(jì)前期提供借鑒，從而更好地與后續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行銜接。
肖麗萍，本科，中級(jí)環(huán)境工程師，生產(chǎn)技術(shù)部副部長(zhǎng)，研究方向?yàn)槌擎?zhèn)污水處理運(yùn)行，曾獲廣東省市政行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、深圳市技術(shù)能手、深圳市首屆排水杯排水行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽污水處理工二等獎(jiǎng)、深圳市技能菁英等榮譽(yù)。
近年來，國(guó)內(nèi)投資建設(shè)了大批污水處理廠，在建設(shè)型式上，絕大部分采用地上式，但隨著城市化水平和居民對(duì)生活環(huán)境要求的不斷提高，城市土地資源也愈發(fā)緊缺，半地下式或全地下式污水處理廠將成為城市市政建設(shè)的趨勢(shì)。筆者通過對(duì)深圳市第一座半地下式污水處理廠的建設(shè)調(diào)試運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，梳理了污水處理廠在運(yùn)行階段可能會(huì)遇到的由于設(shè)計(jì)考慮欠缺而導(dǎo)致運(yùn)行不便的問題，提出可供同類型污水處理廠在前期設(shè)計(jì)階段細(xì)節(jié)優(yōu)化的建議，便于該類型污水處理廠后期的正常運(yùn)行。
1、生物池放空系統(tǒng)全連通
中大型規(guī)模污水處理廠均有多組獨(dú)立運(yùn)行的生物處理系統(tǒng)，如初期調(diào)試運(yùn)行或者是放空檢修后恢復(fù)生產(chǎn)，則需要從其余正常生產(chǎn)的處理系統(tǒng)中泵送活性污泥，若無連通的放空系統(tǒng)，這一工作則較難實(shí)施，需要臨時(shí)安裝管道和水泵進(jìn)行泵送，不但耗時(shí)、費(fèi)人工且效率較低。為此建議：考慮將各組生產(chǎn)線的放空管道系統(tǒng)全部連通，便于后續(xù)工藝的調(diào)控，且可極大地提高單一處理系統(tǒng)異常時(shí)從其余正常處理系統(tǒng)連通泵送正?；钚晕勰嗟男屎蛻?yīng)急處置能力。
如某水質(zhì)凈化廠針對(duì)四組生物池放空系統(tǒng)中其中兩組無連通，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在現(xiàn)有放空系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)一根DN450、長(zhǎng)度80m管道和配套電動(dòng)蝶閥和伸縮器，實(shí)現(xiàn)不連通的兩組生物池放空系統(tǒng)的連通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)四條線生物池放空系統(tǒng)的連通（見圖1）。
方案產(chǎn)生的效益：增設(shè)的兩組生物池連通功能，徹底實(shí)現(xiàn)四條處理系統(tǒng)之間可以互相泵泥倒泥的功能。在調(diào)度某一組生物池污泥濃度時(shí)，靈活調(diào)控的空間增大，可以實(shí)現(xiàn)往任意一組生物池泵泥或者抽泥。由于增設(shè)了該連通管，為后續(xù)放空檢修生物池維護(hù)設(shè)備，提供了可能性和便捷性。
2、外回流渠道的計(jì)量
部分生物池的外回流渠道設(shè)置在池內(nèi)（渠道回流方式），這種設(shè)計(jì)是考慮充分利用現(xiàn)有池子空間。建議設(shè)計(jì)時(shí)考慮外回流渠道的底部標(biāo)高與生物池實(shí)際水位的關(guān)系，若選擇巴氏計(jì)量槽方式計(jì)量，應(yīng)保證渠道底部的標(biāo)高高于實(shí)際水位使渠道不會(huì)積水，才能利用超聲波準(zhǔn)確地計(jì)量外回流量的大小，用來指導(dǎo)工藝的調(diào)控。
如某水質(zhì)凈化廠巴氏計(jì)量槽位于生物池外回流渠上，原巴氏計(jì)量槽由于標(biāo)高設(shè)計(jì)問題，造成所有外回流泵停泵后，槽內(nèi)仍有近50cm積水。該巴氏計(jì)量槽（見圖2）開一臺(tái)外回流泵的流量和關(guān)泵后的流量基本相同，明渠流量計(jì)無法正常測(cè)量。明渠流量計(jì)主要通過液位差來測(cè)量，由于在未開泵的情況下，巴氏槽已有近50cm水深，因此往后每多開一臺(tái)泵，液位上漲不明顯，明渠流量計(jì)測(cè)量出的數(shù)據(jù)也差別不大。造成計(jì)量不準(zhǔn)確的原因是外回流渠整體安裝位置過低，原巴氏槽安裝位置過低，導(dǎo)致未開外回流泵時(shí)槽底部積水嚴(yán)重影響實(shí)際測(cè)量。為解決該問題，通過將巴氏計(jì)量槽底部抬高60cm，使停泵后巴氏計(jì)量槽內(nèi)的積水可以流干，再對(duì)明渠流量計(jì)進(jìn)行調(diào)零等參數(shù)測(cè)試。改造后解決了渠道底部積水對(duì)計(jì)量的影響。
3、平流式二沉池放空系統(tǒng)便于放空
由于標(biāo)高和占地等多種原因，不便于設(shè)置二沉池的放空系統(tǒng)，僅庫備幾臺(tái)抽水泵，后續(xù)不便于維修抽空，且需要2～3人人工拎泵通過二沉池欄桿放泵下去，無法抽空到最低點(diǎn)。故建議在不便于設(shè)置二沉池放空系統(tǒng)的情況下，設(shè)計(jì)可考慮在每組二沉池上方（二沉池最低處集泥坑上方）開設(shè)能上下泵的孔加蓋板，輔助配套可移動(dòng)的行吊+電動(dòng)葫蘆+水泵+電控箱，可以實(shí)現(xiàn)便捷高效地抽空二沉池，提高放空檢修的效率。
如針對(duì)半地下式污水處理廠矩形二沉池，無法設(shè)置放空系統(tǒng)，需要人工放泵但無法放至池子最低處，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，復(fù)核確認(rèn)不影響結(jié)構(gòu)的情況下在每組二沉池的集泥坑正上方（二沉池的最低處）開孔，用來放置潛水泵，見圖3。
在每組集泥坑的正上方開700mm×700mm的方孔，并增設(shè)蓋板，確保安全。開孔放泵的位置處于二沉池集泥槽的最低處，解決了無法徹底抽空的問題；移動(dòng)式的抽水裝置，多組二沉池可以一起使用，需要抽空的二沉池將裝置移動(dòng)到該位置即可，利用率極高；移動(dòng)式抽水裝置一體化（移動(dòng)桁車+手動(dòng)葫蘆+潛水泵+配套管材），減輕了人工下泵和拎泵的工作強(qiáng)度，可大大節(jié)省人力和時(shí)間，為半地下式二沉池放空系統(tǒng)提供了新思路。
4、多線連通，充分保障處理能力
預(yù)處理單元為污水處理廠第一道處理工序，對(duì)后續(xù)處理單元影響較大，因此需盡可能保障其過水能力，但在運(yùn)行過程中，單線處理系統(tǒng)容易因積砂或設(shè)備故障等原因停產(chǎn)、抽空維修，故設(shè)計(jì)時(shí)建議：①考慮各線、各工序之間能獨(dú)立抽空，盡可能減少抽空減產(chǎn)的范圍；②多線處理系統(tǒng)之間通過土建連通，避免運(yùn)行過程中因任意一條處理系統(tǒng)的故障或者清疏，影響處理水量。
5、增加渣砂自動(dòng)化運(yùn)行模式
粗細(xì)格柵的柵渣、沉砂池的砂礫是每個(gè)污水處理廠預(yù)處理段的必然產(chǎn)物，原有的方式大多采用各種規(guī)格的桶或小斗接，再通過人工或者機(jī)械方式轉(zhuǎn)運(yùn)到渣砂外運(yùn)車輛中，上述方式會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境臟亂、臭氣外逸，且對(duì)人工依賴性強(qiáng)。故建議：考慮設(shè)計(jì)自動(dòng)收集渣砂系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)?shù)卦巴膺\(yùn)車輛的需求，將與車輛匹配的斗設(shè)計(jì)放置在各掉渣、砂點(diǎn)，裝滿后直接用車輛將斗勾走，放置備用斗即可，設(shè)計(jì)階段還需對(duì)斗的空間、軌道、車輛勾斗的倒車距離、室內(nèi)門的大小、斗外觀清潔和上下水等因素統(tǒng)籌考慮，該自動(dòng)化渣砂運(yùn)行模式，可以減少臭氣外逸，減少人工的參與，是未來智慧化、自動(dòng)化污水廠的必然趨勢(shì)。
6、曝氣管道的管廊封閉設(shè)置
現(xiàn)有不少半地下式污水處理廠曝氣風(fēng)管均設(shè)置在管廊中，且由于精確曝氣的推行，閥門均選用電動(dòng)閥門，易因溫度過高而引起電動(dòng)頭電機(jī)故障，故建議設(shè)計(jì)時(shí)考慮管廊的封閉采取部分普通蓋板封閉、部分在做好防水的基礎(chǔ)上采用透氣較好的封閉形式（例如鋼格柵），避免管廊中的電動(dòng)閥門因?yàn)楦邷囟收下侍岣摺?/p>
7、生物池加蓋密封后需考慮氣壓是否平衡
現(xiàn)有較多污水處理廠采用半地下式或全地下式，生物池則密封加蓋收集臭氣集中處理。建議設(shè)計(jì)時(shí)考慮氣壓不平衡造成的水流波動(dòng)，可以采取在氣相環(huán)境中增設(shè)連通平衡管等措施來解決氣壓不平衡的隱患。
8、工藝段過程儀表的設(shè)置
針對(duì)半地下或全地下式加蓋封閉的工藝段中增設(shè)過程儀表，建議設(shè)計(jì)階段就考慮儀表的安裝位置，在各工藝點(diǎn)位直接鑿孔定位固定安裝儀表，便于日常拎起維護(hù)清洗等工作。常規(guī)安裝在觀察窗里面，不便于拆卸檢修。
9、增設(shè)閥門檢修平臺(tái)及管廊逃生通道
半地下式廠區(qū)管廊里面布設(shè)多種管道和閥門，部分閥門位置較高，運(yùn)行和維修人員無法操作（每次操作必須攜帶長(zhǎng)梯子）。建議設(shè)計(jì)之初考慮增設(shè)高位閥門的配套檢修平臺(tái)（固定或可移動(dòng)式），便于后續(xù)運(yùn)維人員的操作，且從安全的角度出發(fā)，地下管廊的空間末端必須增設(shè)逃生通道，以便巡檢人員在里面遇到突發(fā)情況時(shí)能從最近的點(diǎn)位逃離現(xiàn)場(chǎng)。
10、加藥系統(tǒng)出藥口應(yīng)便于觀察
生物處理系統(tǒng)中混凝劑投加是污水處理廠輔助除磷措施，所以運(yùn)行中需經(jīng)常觀察出藥情況是否正常，對(duì)于設(shè)計(jì)封閉加蓋的系統(tǒng)，建議設(shè)置便于觀察出藥口的裝置。
11、進(jìn)出水流量校核要符合管道距離要求
現(xiàn)狀污水處理廠進(jìn)出水管道流量計(jì)作為計(jì)量的核心設(shè)備，準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵，每年需要通過市級(jí)計(jì)量院的比對(duì)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后誤差在允許范圍內(nèi)流量數(shù)據(jù)才能被認(rèn)可。計(jì)量院校準(zhǔn)的方法與現(xiàn)狀流量計(jì)的檢測(cè)方法是不一致的，例如現(xiàn)場(chǎng)采用電磁流量計(jì)，計(jì)量院則采用超聲波流量計(jì)來進(jìn)行校正，故設(shè)計(jì)需考慮超聲波流量計(jì)校正時(shí)需要打磨管道的空間，流量計(jì)前后要預(yù)留充足的直管道給予校準(zhǔn)測(cè)量。
12、紫外燈管自動(dòng)起吊
現(xiàn)狀污水處理廠的消毒工藝較多采用紫外線消毒，而紫外燈管則需定期起吊加注凝膠等維護(hù)，若僅靠人工起吊工作量較大，建議設(shè)計(jì)時(shí)就考慮增設(shè)自動(dòng)行吊系統(tǒng)，便于減輕后續(xù)維護(hù)的工作量。
13、結(jié)語
半地下式或全地下式污水廠是未來土地資源緊張地區(qū)污水處理廠發(fā)展的趨勢(shì)，但同類型污水處理廠數(shù)量較少，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，從各工藝段總結(jié)相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并提出設(shè)計(jì)階段需增設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)。隨著環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，作為一線環(huán)保人員，仍需不斷總結(jié)更多的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合到設(shè)計(jì)中，讓設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行緊密銜接，為設(shè)計(jì)建造出優(yōu)質(zhì)高效的一流污水處理廠提供參考。