城市污水处理厂设计的若干问题分析
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作者:杨潞
摘 要：社会经济迅猛发展，用水量与污水排放量急剧增加，应当进一步完善污水收集处理系统，改善城市市容与水环境，减少环境容量对工业企业发展的限制，放大城市基础设施的社会效益。但在城市污水处理厂设计中不能避免的会出现处理出水水质标准等方面的问题，应当加强实践经验总结，采取有效措施，尽可能的规避处理厂设计中的问题暴露。
关键词：城市 污水处理厂 设计 问题
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（a）-0020-02
在环境保护等政策引导下，城市污水处理厂基本上实现了规模化发展，但处理厂的建设质量问题仍有较大的完善空间。尤其是设计阶段，应当引入多方面设计力量，高效解决设计中的问题，从而不断提高处理城市排放污水水平与管理公共功能，推动城市现代化建设进程。
1 厂址选择
1.1 选址问题
在污水处理厂厂址选择方面的设计问题，体现在以下几方面;一时只建立了处理污水系统，未立足污水处理全过程，尤其是地下污水处理设计。二是选址不科学，为节省建厂成本，严重缩短了处理厂运行年限。
1.2 选址原则
城市排水工程直接影响城市现代化建设;对此，合理选择污水处理厂厂址意义重大，对环境保护与城市规划布局、投资运行管理、污水污泥利用等有着现实意义。选址首先应当靠近受纳水体，处于低地形与排水主干管的下游，排水出路方便，以提高城市防洪水平。选在夏季主导风向下方，考虑到工程地质、方便施工与造价等因素。其次以长远眼光选址，留有扩建余地。最后远离公共建筑群与居民区，满足环境卫生要求的同时，考虑到水电供应与交通运输条件。
2 工程总平面设计
2.1 总平面布置
厂区布置应当满足建筑功能要求，根据地质与气候等条件紧凑布置，以减少工程投资。集中布置生活设施、附属建筑物。以重力流原理设计设计污水处理流程。综合地形与构筑物功能、工艺流程等因素合理展开污水厂平面布置。合理布置远近期构筑物，实现远近期构筑物与分组运行协同统一。设立设计主干道、次干道与人行道的宽度。注意环境绿化设计。在满足工艺要求基础上，根据经济适用原则优化布局[1]。
2.2 厂区建筑物
厂区包括生产区、厂前区，厂前区包括传达室与综合楼等建筑，综合楼分为宿舍、中控区、化验区与办公区。而生产区建筑物在绿化掩映中。为便于排水，建筑物与构筑物地面 应当设计成坡形。以地面排水方式排放区内雨水，雨水管道排水系统更加综合性。在原状土上建设建筑物与构筑物基础，减少基础挖填等处理工作。
3 污水处理系统
3.1 污水处理问题
处理工艺设计存在以下几点问题;一是进水水质预测时与实测值差异大，预测值相对较高。二是出水水质处理的标准问题。通常先依据尾水排放流入水域差别，再依据污水排放国家管理条例，以满足污水处理要求[2]。
3.2 系統设计方法
涉及以下几方面;一是计算污水处理量：平均设计水量Q平=0.231m3/s，总变化系数为K=1.48，最大设计流程Qmax=0.343m3/s。二是粗格栅：设计流量Qm=0.343m3/s，栅条间隙b=20mm，格栅宽度B=0.6m，安装角度α=75°，栅前水深0.70m，过栅流速v=0.80m/s。三是设计进水内泵房：设计流量Q每台=0.172m3/s，设备扬程H=10m，设备参数Q=616.5m3/h。四是设计细格栅：设计流量：Qmax=0.343m3/s，栅条间隙b=5mm，格栅宽度B=0.8m，过栅流速v=0.80m/s，栅前水深h=0.6m。五是设计旋流沉砂池：设计流量：Qmax=0.343m3/s，设计直径2.43m，沉砂分离率η≥95%。六是设计滤池：滤池面积186m2，滤池高度4.05m，砂床高度1200mm。七是接触消毒池：接触时间HRT=30min，有效容积V=620m3，总容积V=660m3，平面尺寸20m×10m。八是处理系统设计：干污泥总量W=2720kg/d，污泥含水率p=99.2%，湿污泥总量V=340m3/d。污泥储池的有效容积V=58.9m3，平面尺寸D=5m，有效水深H=3m，停留时间HRT=3hr。
4 电气与自控设计
4.1 电气设计
设计依据包括《建筑电气设计规程》（JGJ/T16）、《通用用电设备配电设计规范》（GB50055）、《建筑物防雷设计规范》（GB50057）等。设计范围包括10/0.4kV变配电所、用电设备供配电、构筑物及道路照明、防雷接地系统以及电缆敷设等。采取二类用电负荷与双电源供电，备用电源手动投入使用，规避供电中断情况。两路电源以架空方式引入厂内，通过电缆引入配电室，用电设备为低压负荷，0.4/0.23kV电压等级.用系数法计算照明负荷合理选择工艺设备，工业动力负荷经过无功补偿后为625KVA。建设10/0.4kV变电所，变压器容量500kV，变压器运行负载率为0.65-0.75;对此，选择SCB10-500/10/0.4kV。低压侧与10kV侧主接线均选用单母线分段接线，用低压断路器与真空断路器确保设备安全运行。在鼓风机旁设置厂区负荷中心，在附近建设变配电所，设有控制装备、变压器、低压配电等设备。在五米脱水机房与变配电所建设马达控制与配电中心，控制中心MCC1-4分别对沉淀池与沉砂池、进水泵房、活性砂过滤器等供电并控制。低压380/220V 配电系统以单母线分段接线方式为主，母线分段开关分闸运行。10kV高压系统受过电流保护、电回路设电流速断保护、上级变电站出线保护。低压配电系统的短路与过负荷保护，主要通过过电流脱扣器实现。电能计量用有功与无功电度表实现。在低压侧设置低压电容器自动补偿柜以实现无功功率补偿，控制补偿后功率因数0.92，可确保高压侧功率因数大于0.9。电机起动以直接起动为主，超过30kW电机以电子软起动为主，设备拖动电动机以PLC远程控制与机房控制为主。变压器与低压配电系统分别采用中性点直接接地系统、TN-S接地系统，不带电设备连接接地装置，接地装置的接地电阻应小于1Ω。高压开关柜母线安装避雷器避免雷电波侵入。建筑物屋顶安装避雷带。道路照明以高压钠灯为主，室内照明以荧光灯为主， 照明检修用380/220V三相五线系统[3]。
4.2 自控仪表
根据工艺流程设置流量等检测仪表，实施监控污水处理过程。合理可靠应用新技术，完善技术经济指标体系。由生产过程中央监控级与现场控制级等组成集散型控制系统。设计各级数字化通讯网络，用FCS技术与智能化仪表，提高系统准确性与开放性。设计范围包括检测仪表配置、电气设备与检测仪表运行信号传送、自动控制与调节系统、数据通讯系统等。系统包括现场控制站与中央控制室，前者用于设备自控与数据收集，后者用于显示工况与工艺参数，为操作人员掌握全厂运行情况提供便利。选用损耗小与抗干扰能力强的电缆，采取直埋与电缆沟的敷设方式。
5 结语
我国城市污水处理厂工艺设计存在诸多弊端，仍有较大完善空间。前期设计工作作为处理厂建设重要环节，应当加强个影响因素的分析考虑，确保处理厂正常运行。设计人员应当严格设计依据，明确掌握电气与自控设计、污水处理厂工程总平面设计等设计原则，确保污水处理与消毒等工艺价值最大程度发挥。
参考文献
[1] 马红艳.环境工程中城市污水处理探讨[J].江西建材，2019（10）：192-193.
[2] 刘滨.城市污水处理在环境工程中的探讨[J].中外企业家，2019（27）：96-97.
[3] 董武.城市污水处理厂运行成本的分析与管理[J].财经界（学术版），2019（17）：74-75.
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