天津地埋式污水处理厂工艺设计
有别于传统的地上式污水处理厂,地埋式污水处理厂将污水处理的主要构筑物全部或多 数集中在一个构筑物箱体内,埋设在地下,占地面积大大缩小,对周边环境的影响较小,同 时因为地下的恒温使得其污水处理效果受外界环境影响较小,但是也具有建设成本高、运营 管理难度和成本高等缺点。
天津地埋式一体化污水处理设备
一、污水处理厂建设方案选型
污水处理厂主要目的是处理污水中的有机物和浊度,达到更好的出水水质才是根本,在 污水处理厂的选型上,需要因地制宜,结合厂址位置、地质条件、整体规划以及地形地貌和 远期规划进行考虑。
从土地资源利用方面考虑,地埋式污水处理厂在城市中心,或者土地资源紧缺的地方, 而在一些中小城市、偏远地区就没有太大的必要性。再者地埋式污水处理厂具有噪音和臭味 污染小特点,而且顶面均作景观绿化处理,可以建设成为居民休闲锻炼的场所,因此在人员 密集区附近建设的污水厂宜采用地埋式设计。此外地埋式污水处理厂埋设与地下,水处理构 筑物内温度较为恒定,污水处理的效果不容易受到环境因素的影响,在北方冬季气温较低地 区应用较好。还有地埋式污水处理厂采光通风要求较高,建设投入和运营成本都很高,运营 期间设备故障率较高,在半地埋式与全地埋式比较起来,半地埋式操作层可采取自然采光、 自然通风,对机械通风和采光需求较小,同时又具有地埋式的特点,投资和运营成本都相对 较小,更具有优势。
从地形地貌和城市规划考虑,污水处理厂的设计同时应请园林景观参与规划,结合建设 地面的现场地形地貌、将来的规划来确定是否采用地埋式,以及是采用半地埋式还是全地埋 式。
从地质条件考虑,采用地埋式污水处理厂一般都需要进行支护设计、地质条件决定了支 护设计的难度和安全风险,施工难度和风险因素也应充分考虑,如果地质条件较差,常年雨 水量较大的地区不适宜采用全地埋式污水处理厂,而应采用半地埋式设计,至于很多人考虑 的操作层厂房露出地面的部分可以通过景观的艺术处理进行亮化。
此外由于地埋式污水处理厂集中在地下,因此其后期改造升级难度就非常大,处理能力 和出水水质很难提升,因此在确定地埋式方案时,应予以考虑,必要时应预估国家标准的提 高的可能性,在设计时提前考虑,避免后期国家规范标注提高后无法达标运行。
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二、地埋式污水处理设备设计
地埋式污水处理设备工艺选型目前一般采用 MBR 型和传统 A2O,或者是 A2O+生物曝气 滤池,或是前两者结合。
在工艺选型方面应充分考虑进水水质和排放标准,同时结合各大污水处理厂的云因监测 数据分析,利用大数据分析,来确定工艺选型;同时还应考虑用地条件,一般地埋式污水处 理厂占地都较小,为了进一步分减少占地,缩短工艺流程尤为重要,同时便于设计布置,因 此国内大量的地埋式污水处理厂采用 MBR 工艺,具有工艺流程短,出水水质好等特点,但 同时具有建设、运营成本高的特点,因此也有很多大型地埋式污水处理厂还是选用 A2O 工 艺;这需要综合比拟,同时还应结合业主的管理水平并参考业主方的意见进行确定。
地埋式污水处理厂设计中目前存在两大问题,一是缺少地埋式污水处理厂的通风规范标 准。由于地埋式污水处理厂构筑物全部或大多数集中在地下封闭空间,需要充分考虑人工照 明和机械通风,但目前通风无地埋式污水处理厂国家标准,设计上一般参考民用建筑标准, 通过已建成污水处理厂来看,很多厂通风效果还是略差,易出现安全事故;二是消防设计缺 少地埋式污水处理厂标准,按照民用地下建筑规范一般消防分区不大于 1000 ㎡,依据地下车库标准一般不大于 4000 ㎡,但需要设计喷淋设施,目前有些地区消防管控严格地按前者 设计,有些地区采用 2000 ㎡左右的方案,但即使是这样,依然会导致操作层被分割的非常 密集,运营管理难度大。在设计中应做好地方政府、消防部门的协调个工作,最好是能根据 工艺单体进行划分。
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三、地埋式污水处理设备施工
地埋式污水处理厂施工有别于传统的地上式污水处理厂,在施工方面具有以下特点:
(1)地埋式污水处理厂占地面积小,一般只有传统污水处理厂的 1/3,然而这也给施工带 来了很大的难度,除去深基坑,地上可以利用的空间十分有限,材料的储备、加工、厂内运 输难度都非常大。
(2)由于工程采用全地埋式设计,工程设计较为集约化,水处理构筑物、操作空间、地 下交通、综合管线均集中在一个地下箱体内部,埋设于地下,因此需要进行基坑支护,而且 一般地埋式污水处理厂的基坑都具有面积大、深度深的特点,设计难度和施工难度都比较大。 此外因污水处理构筑物隔墙多、渠道多、如果基坑采用内支撑设计,施工难度更大,格构柱、 支撑梁与结构冲突很难避免。
(3)土方工程量大,昆山半地埋式污水处理厂土方总量约 20 万 m3,合肥清溪净水厂土 方外运量高达 70 万 m3,尤其是国家环保督查越来越严格,土方外运将受到极大地限制,土 方工程成为影响工期的较大因素。
(4)因为集约化的设计,各水处理构筑物集中在一个箱体内部,需要分区施工,而各单 体、各分区之间没有过度空间,施工集中在一块,施工相互干扰,且一般工期都较紧,材料 运输冲突,严重制约工程进度。
(5)地埋式污水处理厂综合管线包含工艺管道、通风、除臭、消防、给水、电缆桥架、 加药、照明等,同时很多地方需要设置起重设备,从设计角度的碰撞规避、施工工序的合理 组织、各专业交叉施工要求很高。有些设备管道需要在土建施工过程中就提前就位或先放入 单体。
(6)由于箱体全部设置在地下,箱体又是超长混凝土结构,易产生变形和收缩裂缝,混 凝土抗渗控制难度高,地下箱体的防水、防漏控制要求很高。
(7)由于地埋式臭气需要收集处理,水处理构筑物基本上需要做封闭处理,有别于一般 的敞口式污水厂,只是在一些必要的地方预留了一些检修、吊装孔,而二层的水处理构筑物 高度高,周转材料的消耗量非常大,混凝土完成后,周转材料的拆除、转运难度非常大,耗 时费力。
通常在工期不够用的情况下,箱体的模板和脚手架、方木等材料,难易实现大量周转使 用。待箱体主体完工时,一次性投入的大量材料拆除外运,将成为一大难题。主体施工期间 应考虑拆除外运通道走向,应及时与设计沟通增加永久或临时预留洞口设计,洞口预留位置考虑上下统一,避开隔墙,便于封堵且不影响主体结构质量和安全的原则,此种办法能大大 提高工作效率。