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黄孝河铁路桥地下净化水厂工程设计实例
  • 发布时间: 2022-08-31 06:19:42
  • 编辑作者: 鸿泰华瑞
  • 阅读: 1159

  • 关键字: 黄孝河、铁路桥、净化水厂

项目概况

为有效解决武汉市黄孝河明渠起端旱季污水溢流污染问题,从明渠源头进行污染控制,同时兼顾雨天的合流制溢流污染的控制,依据上位规划在明渠东侧一处条状地块选址修建一座10×104 m3/d水质净化厂以解决区域城市污水问题。

  由于周边临近有较为密集的住宅区和大型商圈,公用设施建设用地面积有限且形式为条状,综合考虑出水水质、对周边的环境影响等多方面因素,设计确定采用全地下式污水厂。出水水质除TN按≤15 mg/L执行、SS按≤10 mg/L执行外,其它主要指标均执行地表Ⅳ类水质标准。该污水厂处理后尾水排入黄孝河明渠,作为明渠的生态补水。

设计依据

地下式污水处理厂需考虑污水处理设施及辅助设施的布置,按常规设置两条独立的污水处理线,同时还要将这两类设施集成于一体。这既需要结合用地条件,又要结合区间功能与安装施工、巡视检修等所需空间以及通风除臭、采光照明、消防等要求统筹考虑。

  建设方给定的用地范围是一个长约500 m、宽约80 m的条状地块,其南面为铁路,西面为大型商圈,东面为高架路,用地条件有限。建设方要求布置处理规模为10×104 m3/d的地下式污水处理厂,处理后尾水排入临近明渠作为生态补水。综合上述边界条件,优化设计后确定该地下污水厂处理车间平面布置见图2。

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设计原则

地下式污水处理厂需考虑污水处理设施及辅助设施的布置,按常规设置两条独立的污水处理线,同时还要将这两类设施集成于一体。这既需要结合用地条件,又要结合区间功能与安装施工、巡视检修等所需空间以及通风除臭、采光照明、消防等要求统筹考虑。

  建设方给定的用地范围是一个长约500 m、宽约80 m的条状地块,其南面为铁路,西面为大型商圈,东面为高架路,用地条件有限。建设方要求布置处理规模为10×104 m3/d的地下式污水处理厂,处理后尾水排入临近明渠作为生态补水。综合上述边界条件,优化设计后确定该地下污水厂处理车间平面布置见图2。整个污水处理车间长约282 m,宽约64 m,采用双层加盖形式,车间主要分两层,上层为设备操作层和车道,下层为构筑物层及管廊。上层层高约6.6 m,下层层高约7.0 m。整个车间顶部覆土厚度1.6 m以上;车间下部距设计地面局部最深处约15.4m(生化池和应急溢流泵房底板内底),其他部分约在地下9.4 m~13.4 m之间。

  预处理区主要为细格栅、膜格栅及曝气沉砂区,包括栅渣处理区,竖向上考虑细格栅池下部空间的利用,作为空压机等设备间。预处理区与生化处理区之间的空间也作为水箱及设备间利用。

  生化处理区则为A2O主工艺区,在结构和竖向设计上作为最大埋深处,整体为锅底状,其关键在于生物池溢流排水去处,包括膜池的反洗排水。为减少占地,结合管廊首层道路的设置,本次设计将膜池反洗排水及构筑物溢流排水全部纳入管廊最底层的排水泵房和溢流泵房内,再由该泵房压力输送至预处理进水端。在本设计中除臭设施置于生化池顶板上,充分利用生物池顶板上的空间。

  设备及加药间包括MBR产水泵、鼓风机房、配电间、加药间等,构成附属综合车间;污泥处理区则包括污泥脱水间、泥库、消毒间等。加药间药剂采用液体药剂地面卸料方式,通过卸料泵将药剂接入加药间。离心浓缩脱水后污泥通过管廊地下一层车行通道收集外运处置。该地下式污水厂仅有综合楼与驿站(地上景观配套)布置在处理车间外。

  该污水处理车间占地约1.8 hm2,考虑地上景观及配套设施总用地红线的面积约2.91 hm2,根据《城市污水处理工程项目建设标准》中污水处理厂对用地指标的要求,二级处理加深度处理每吨水占地指标为0.8 m2,该地下污水厂占地仅为同规模常规地面污水处理厂占地(8 hm2)的36.4%。

污染来源

城镇生活污水

处理工艺

参考临近污水处理厂进水水质和地方建设单位对出水要求,确定本工程进、出水水质的要求(见表1),二级生物处理工艺采用脱氮除磷工艺,应用于城市污水处理的活性污泥法有A2/O系列、氧化沟系列和SBR系列等;生物膜法有BAF和MBBR等工艺;MBR工艺也是新型的污水处理工艺。考虑到项目附近明渠起端周边的实际情况、合流制污水水质的波动性,结合尾水作为生态补水的用途,确定该污水厂的工艺流程如图1。

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  该工艺采用多点进水,厌氧区和缺氧区均设进水口,以解决缺氧区碳源不足问题。A2O生化池混合液采用分段回流,缺氧池混合液回流至厌氧池实现厌氧释磷,好氧池混合液回流至缺氧池实现硝化液回流,膜池内剩余污泥外回流至好氧池。生化池的内回流及外回流比例可据进水水质情况进行灵活控制,可最大限度利用碳源,提高脱氮率和抗晴雨季动态变化水质的能力。

  为减少占地面积和提高出水水质,该工艺泥水分离通过深度处理段MBR膜完成,由于污水处理车间采用全地埋设置,结构形式采用箱体,构筑物均加盖以便臭气收集和处理。

处理指标

 黄孝河铁路桥地下净化水厂设计规模为10×104m3/d,采用A2O+MBR作为核心生物处理组合工艺,设计出水除TN和SS的限值浓度分别为15 mg/L和10 mg/L外,其余主要出水水质均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中地表水IV类水标准,处理后尾水排入黄孝河明渠作为生态补水,目前该污水厂正处于建设中。

  全地下式水厂工艺设计需充分利用下沉箱体的平面功能划分和竖向结构合并,为便于开挖支护、地基处理及抗浮设计,箱体总体布置应尽量将埋设深度相近的构筑物集中设置,实现相同标高共底板,避免高程错落。此外,从运营维护角度考虑需重点统筹采光、通风和消防设计,此三者可有效节省运行能耗同时保障污水处理厂运行的安全性。

  地上式和地下式污水厂功能相同,但在设计上重点存在差异。地上式污水厂设计中次要的因素如受限于空间及限高的设备吊装、安装,采光与通风除臭等则成为地下式污水厂设计中首要考虑因素。尤其是地下式污水厂的除臭和消防,为节省除臭设备功率,除臭装置宜设置在除臭风量最大的单元附近,以减少风管投资及运行费用;为保障消防安全,人员活动密集区域宜尽量布置集中,不宜分散设置。

  本项目总投资约6亿元,吨水投资约6000元/m3污水,较常规地上式污水处理厂建造成本3000元/m3污水增加约一倍,因此当采用全地下式污水处理厂必须权衡周边影响和投资成本两者的关系。

项目施工图