城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)

　　在環(huán)境保護(hù)等政策引導(dǎo)下，城市污水處理廠基本上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化發(fā)展，但處理廠的建設(shè)質(zhì)量問題仍有較大的完善空間。尤其是設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)引入多方面設(shè)計(jì)力量，高效解決設(shè)計(jì)中的問題，從而不斷提高處理城市排放污水水平與管理公共功能，推動(dòng)城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程。

　　1、廠址選擇

　　1.1 選址問題

　　在污水處理廠廠址選擇方面的設(shè)計(jì)問題，體現(xiàn)在以下幾方面;一時(shí)只建立了處理污水系統(tǒng)，未立足污水處理全過程，尤其是地下污水處理設(shè)計(jì)。二是選址不科學(xué)，為節(jié)省建廠成本，嚴(yán)重縮短了處理廠運(yùn)行年限。

　　1.2 選址原則

　　城市排水工程直接影響城市現(xiàn)代化建設(shè);對此，合理選擇污水處理廠廠址意義重大，對環(huán)境保護(hù)與城市規(guī)劃布局、投資運(yùn)行管理、污水污泥利用等有著現(xiàn)實(shí)意義。選址首先應(yīng)當(dāng)靠近受納水體，處于低地形與排水主干管的下游，排水出路方便，以提高城市防洪水平。選在夏季主導(dǎo)風(fēng)向下方，考慮到工程地質(zhì)、方便施工與造價(jià)等因素。其次以長遠(yuǎn)眼光選址，留有擴(kuò)建余地。最后遠(yuǎn)離公共建筑群與居民區(qū)，滿足環(huán)境衛(wèi)生要求的同時(shí)，考慮到水電供應(yīng)與交通運(yùn)輸條件。

　　2、工程總平面設(shè)計(jì)

　　2.1 總平面布置

　　廠區(qū)布置應(yīng)當(dāng)滿足建筑功能要求，根據(jù)地質(zhì)與氣候等條件緊湊布置，以減少工程投資。集中布置生活設(shè)施、附屬建筑物。以重力流原理設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)污水處理流程。綜合地形與構(gòu)筑物功能、工藝流程等因素合理展開污水廠平面布置。合理布置遠(yuǎn)近期構(gòu)筑物，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近期構(gòu)筑物與分組運(yùn)行協(xié)同統(tǒng)一。設(shè)立設(shè)計(jì)主干道、次干道與人行道的寬度。注意環(huán)境綠化設(shè)計(jì)。在滿足工藝要求基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟(jì)適用原則優(yōu)化布局。

　　2.2 廠區(qū)建筑物

　　廠區(qū)包括生產(chǎn)區(qū)、廠前區(qū)，廠前區(qū)包括傳達(dá)室與綜合樓等建筑，綜合樓分為宿舍、中控區(qū)、化驗(yàn)區(qū)與辦公區(qū)。而生產(chǎn)區(qū)建筑物在綠化掩映中。為便于排水，建筑物與構(gòu)筑物地面應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成坡形。以地面排水方式排放區(qū)內(nèi)雨水，雨水管道排水系統(tǒng)更加綜合性。在原狀土上建設(shè)建筑物與構(gòu)筑物基礎(chǔ)，減少基礎(chǔ)挖填等處理工作。

　　3、污水處理系統(tǒng)

　　3.1 污水處理問題

　　處理工藝設(shè)計(jì)存在以下幾點(diǎn)問題;一是進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測時(shí)與實(shí)測值差異大，預(yù)測值相對較高。二是出水水質(zhì)處理的標(biāo)準(zhǔn)問題。通常先依據(jù)尾水排放流入水域差別，再依據(jù)污水排放國家管理?xiàng)l例，以滿足污水處理要求。

　　3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

　　涉及以下幾方面：

　　一是計(jì)算污水處理量：平均設(shè)計(jì)水量Q平=0.231m3/s，總變化系數(shù)為K=1.48，最大設(shè)計(jì)流程Qmax=0.343m3/s。

　　二是粗格柵：設(shè)計(jì)流量Qm=0.343m3/s，柵條間隙b=20mm，格柵寬度B=0.6m，安裝角度α=75°，柵前水深0.70m，過柵流速v=0.80m/s。

　　三是設(shè)計(jì)進(jìn)水內(nèi)泵房：設(shè)計(jì)流量Q每臺(tái)=0.172m3/s，設(shè)備揚(yáng)程H=10m，設(shè)備參數(shù)Q=616.5m3/h。

　　四是設(shè)計(jì)細(xì)格柵：設(shè)計(jì)流量：Qmax=0.343m3/s，柵條間隙b=5mm，格柵寬度B=0.8m，過柵流速v=0.80m/s，柵前水深h=0.6m。

　　五是設(shè)計(jì)旋流沉砂池：設(shè)計(jì)流量：Qmax=0.343m3/s，設(shè)計(jì)直徑2.43m，沉砂分離率η≥95%。

　　六是設(shè)計(jì)濾池：濾池面積186m2，濾池高度4.05m，砂床高度1200mm。

　　七是接觸消毒池：接觸時(shí)間HRT=30min，有效容積V=620m3，總?cè)莘eV=660m3，平面尺寸20m×10m。

　　八是處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：干污泥總量W=2720kg/d，污泥含水率p=99.2%，濕污泥總量V=340m3/d。污泥儲(chǔ)池的有效容積V=58.9m3，平面尺寸D=5m，有效水深H=3m，停留時(shí)間HRT=3hr。

　　4、電氣與自控設(shè)計(jì)

　　4.1 電氣設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)依據(jù)包括《建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ/T16)、《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50055)、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057)等。設(shè)計(jì)范圍包括10/0.4kV變配電所、用電設(shè)備供配電、構(gòu)筑物及道路照明、防雷接地系統(tǒng)以及電纜敷設(shè)等。采取二類用電負(fù)荷與雙電源供電，備用電源手動(dòng)投入使用，規(guī)避供電中斷情況。兩路電源以架空方式引入廠內(nèi)，通過電纜引入配電室，用電設(shè)備為低壓負(fù)荷，0.4/0.23kV電壓等級.用系數(shù)法計(jì)算照明負(fù)荷合理選擇工藝設(shè)備，工業(yè)動(dòng)力負(fù)荷經(jīng)過無功補(bǔ)償后為625KVA。建設(shè)10/0.4kV變電所，變壓器容量500kV，變壓器運(yùn)行負(fù)載率為0.65-0.75;對此，選擇SCB10-500/10/0.4kV。低壓側(cè)與10kV側(cè)主接線均選用單母線分段接線，用低壓斷路器與真空斷路器確保設(shè)備安全運(yùn)行。在鼓風(fēng)機(jī)旁設(shè)置廠區(qū)負(fù)荷中心，在附近建設(shè)變配電所，設(shè)有控制裝備、變壓器、低壓配電等設(shè)備。在五米脫水機(jī)房與變配電所建設(shè)馬達(dá)控制與配電中心，控制中心MCC1-4分別對沉淀池與沉砂池、進(jìn)水泵房、活性砂過濾器等供電并控制。低壓380/220V配電系統(tǒng)以單母線分段接線方式為主，母線分段開關(guān)分閘運(yùn)行。10kV高壓系統(tǒng)受過電流保護(hù)、電回路設(shè)電流速斷保護(hù)、上級變電站出線保護(hù)。低壓配電系統(tǒng)的短路與過負(fù)荷保護(hù)，主要通過過電流脫扣器實(shí)現(xiàn)。電能計(jì)量用有功與無功電度表實(shí)現(xiàn)。在低壓側(cè)設(shè)置低壓電容器自動(dòng)補(bǔ)償柜以實(shí)現(xiàn)無功功率補(bǔ)償，控制補(bǔ)償后功率因數(shù)0.92，可確保高壓側(cè)功率因數(shù)大于0.9。電機(jī)起動(dòng)以直接起動(dòng)為主，超過30kW電機(jī)以電子軟起動(dòng)為主，設(shè)備拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)以PLC遠(yuǎn)程控制與機(jī)房控制為主。變壓器與低壓配電系統(tǒng)分別采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、TN-S接地系統(tǒng)，不帶電設(shè)備連接接地裝置，接地裝置的接地電阻應(yīng)小于1Ω。高壓開關(guān)柜母線安裝避雷器避免雷電波侵入。建筑物屋頂安裝避雷帶。道路照明以高壓鈉燈為主，室內(nèi)照明以熒光燈為主，照明檢修用380/220V三相五線系統(tǒng)。

　　4.2 自控儀表

　　根據(jù)工藝流程設(shè)置流量等檢測儀表，實(shí)施監(jiān)控污水處理過程。合理可靠應(yīng)用新技術(shù)，完善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系。由生產(chǎn)過程中央監(jiān)控級與現(xiàn)場控制級等組成集散型控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)各級數(shù)字化通訊網(wǎng)絡(luò)，用FCS技術(shù)與智能化儀表，提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性與開放性。設(shè)計(jì)范圍包括檢測儀表配置、電氣設(shè)備與檢測儀表運(yùn)行信號傳送、自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等。系統(tǒng)包括現(xiàn)場控制站與中央控制室，前者用于設(shè)備自控與數(shù)據(jù)收集，后者用于顯示工況與工藝參數(shù)，為操作人員掌握全廠運(yùn)行情況提供便利。選用損耗小與抗干擾能力強(qiáng)的電纜，采取直埋與電纜溝的敷設(shè)方式。

　　五、結(jié)語

　　我國城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)存在諸多弊端，仍有較大完善空間。前期設(shè)計(jì)工作作為處理廠建設(shè)重要環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)個(gè)影響因素的分析考慮，確保處理廠正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)依據(jù)，明確掌握電氣與自控設(shè)計(jì)、污水處理廠工程總平面設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)原則，確保污水處理與消毒等工藝價(jià)值最大程度發(fā)揮。(來源：中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司)