污水处理厂设计要点分析

张瑶 李钊

吉林东北建筑市政工程设计院有限公司 吉林 长春 130000

在新时代的发展背景下，我国对于生态环境保护工作提出了更多要求，在满足生态环境需求下，加强城市发展建设，提高生态环境保护力度。目前，传统地上式污水处理厂已经无法满足绿色环保理念，也无法满足城市发展需求，越来越多地区政府相关部门开始重视污水处理厂建设工作，并提出了相应的要求，污水处理厂管理者为了满足生态环保需求以及城市发展需求，开始对地下污水处理厂建设加以研究，并对传统污水处理厂进行改造，全面做好污水处理厂建设设计工作，确保污水处理厂建设质量可以得到有效提升。

1 生活污水危害

1.1 病原物污染

病原物污染主要来源人们生活污水、医院废弃污水等，该类型污水中含有大量的微生物，而且繁殖能力较强，对于消毒物质具有一定的抵抗性能，可以通过多种途径进入到人体当中，造成人体感染疾病，对于人体的健康安全会构成严重威胁。

1.2 需氧有机物污染

需氧有机物污染主要是指水中的微生物会消耗水体氧气，当水中氧气全部消耗结束后，微生物可能会发生变质情况，对水体造成严重污染。一旦该类型污水进入到自然水流域中，会造成水资源大面积污染。

1.3 恶臭

恶臭属于污水中一种较为普遍性危害。水体在出现污染的情况下，会自然发生出恶臭，而且对于人体也会造成危害，甚至影响人类的记忆功能，对人体消化功能以及呼吸系统功能造成极大影响。如果人类长期生存在恶臭的环境中，对人体中枢神经将会造成极大破坏，一旦污水产生出有毒气体，例如甲醛以及硫化氢气体，将会对人类的生命健康安全构成威胁，甚至产生致命危害。

1.4 碱酸盐污染

酸碱盐污染主要就是指水体PH并未处于中和状态，而是发生了较大变化，对水体中的微生物生长产生了抑制作用，但该类型污水会对金属性结构造成腐蚀破坏。虽然碱酸盐在水中可以实现中和，实现净化的效果。但在实际的中和过程中会产生出大量的盐类物质，这些物质会对水体造成污染，一旦该类型与土壤资源直接接触，对于土壤环境将会造成极大破坏。

2 污水处理厂设计现状

为了促进社会经济发展，加强生态环境保护，及时做好污水处理作业，各地区污水处理厂项目在实施前，对于污水处理厂设计工作提出了更多要求，要以实现污水处理再利用为主[1]。现阶段许多地区污水处理厂工程项目逐渐增多，污水处理技术在新时代的发展中得到了全面发展，对于新型工艺的投入应用加强了重视程度。但污水处理厂设计过程中，对于污水处理厂长期效益并不明确，加上我国污水处理厂设计研究正处于发展中阶段，许多设计方案在实际实践操作中存在许多不足问题，导致最终的污水处理厂建设，并未满足污水处理厂设计需求，设计结果也无法得到全面保障。除此之外，在污水处理厂设计中，应当根据污水处理厂管理经营、工作流程以及社会需求等方面，做好新一轮污水处理设计工作，为我国污水处理厂的全面发展与建设奠定良好基础。

3 污水处理厂工艺设计选择原则

3.1 经济节能原则

污水处理厂工艺设计工作开展中，务必要融入经济节能原则，减少污水处理厂处理投资基础的同时，提高污水处理效率，对于处理后的污水合理运用，以此确保污水处理厂设计方案满足绿色节能环保需求。

3.2 易于管理原则

污水处理厂设计人员需要根据我国地区的发展情况，从现代化污水处理工艺角度，尽可能在污水处理中，保护人员生命健康安全，合理选择现代污水自动化处理工艺设备，结合以往污水处理厂实际管理情况以及运营发展情况，确保所选择的污水处理设备具备良好性能，方便维修，从而提高污水处理管理效率。

3.3 成熟可靠原则

在污水处理厂设计工作开展中，设计人员应当秉持着成熟可靠原则，选择科学合理的污水处理工艺，在加快污水处理效率的同时，提高污水处理质量，避免对污水处理工作人员生命健康安全构成威胁，以此加强污水处理后的应用。污水处理厂作为我国重要的基础建设设施之一，是保障人们健康生活的重要基础工程。所以在污水处理厂设计中，务必要确保整体设计方案满足实际需求，保障污水处理效果达到国家标准化规定，以此保障污水处理效率以及污水处理功能，满足人们的日常生活需求。

3.4 先进指标原则

污水处理厂设计主要目标就是实现高效污水处理，提高污水处理质量。所以在设计中需要对污水处理工艺全面分析，选择合适的污水处理设备，并保障污水处理设备性能指标达到国家标准要求，确保处理后的水质达到水质要求，特别部分污水中含有特殊物质，务必要对其进行全面处理，以此确保污水处理效果达到标准化要求，以此达到污水处理的目的，提高水资源的利用率，强化环境保护[2]。

4 污水处理厂改造设计相关要点

4.1 厂区规划布局

针对我国当前绿色环保理念的需求，为促使污水处理厂与城市以及生态实现一体化管理。在污水处理厂设计中，需要对其进行综合设计。污水处理厂设计部分主要包含了两部分。1）地面部分。在地面部分中包含了综合楼、鼓风机房以及风雨廊道，排放塔、庭院式等基础建设结构。2）地下部分。该部分主要包含了污水处理相关结构建筑物，其中在地下二层还包含了地下水箱，布置膜处理水池、综合管廊等。其中地下水箱长度达到了160m、宽度达到了80m，高度达到了8m，周围安装了7.5m的标准柱网。在地下一层中主要以生化处理结构为主，该结构物高度达到了5.8m、膜处理间高度达到了8.5m。污水处理结构以及相关附属结构物全面设计在地下位置，地上部分主要以办公以及附属开放式公园为主。

4.2 设计进出水水质

污水处理厂废水处理设计要想达到标准化，必须要结合污水与废水中所含有的COD、SS、氨氮、TN、TP等物质进行综合性分析，并严格执行GB/T31962-2015标准要求，对污水处理厂进水水质加以设计，其中污水处理厂进水水质需要达到90%以上，其中每升水体中所含有的C0D控制在380mg以下，SS含量控制在245mg以下，氨氮含量控制35mg以下，TN含量控制在50mg以下，TP含量控制在6.5mg以下。另外出水水质设计则根据GB18918-2002标准，每升水体中所含有的C0D控制在27.7mg以下，SS含量控制在3.5mg以下，氨氮含量控制0.25mg以下，TN含量控制在9.5mg以下，TP含量控制在0.12mg以下。

4.3 工艺流程

根据污水处理厂进水水质分析，明确污水处理流程，主要是通过利用水解酸化进行二次沉降，随后将污水进行过滤，并构建磁混凝沉淀池，利用紫外线等消毒工艺对水体进行处理。整体工艺流程如图1所示。

其中在调节池的污水，通过利用粗格栅以及进水泵房，可以将污水中所存在的大量悬浮物以及杂物进行全面清除，为后续污水处理设施的正常运行奠定良好基础，随后污水在通过中细格栅及曝气沉砂池后，能够将污水中的细小杂物进一步清理，在进入到水解酸化池后，能够及时利用细菌或者微生物，及时将污水中含有的有机物进行分解，保障污水可生化性。污水在进入到AAO生物池中，其工艺图如图2所示。

污水从厌氧区排出后，直接进入到生物系统中，随后在反硝化区内，设置合适的厌氧区前端，从而可以有效减缓回流污泥中的氧气，从而利用释磷菌，以此实现厌氧释磷环境。在厌氧区内设置了两种系统，一种为AO脱氧系统，能够提高污水脱氧效果，另外一种则是AO系统中的内回流，可以通过内回流，以此实现泥水分离，随后在进入到深度处理单元，将污水中所含有的TP和SS物质进行全面清理，最终污水进入到滤布滤池中，对污水进行深度处理，在紫外线消毒柜的作用下对污水进行全面处理，以此确保污水处理后的水质达到标准化要求。

4.4 通风系统

在通风系统设计中，需要由污水处理厂以及设计单位及时转变传统设计理念，对于通风系统设计工作提高重视，并加大研究力度，促使通风系统设计效果满足实际污水处理厂各项设备的运行要求。在厂区规划布局设计中，经常实现通道布设达到贯通性布置原则，对于当地主导风向进行综合考虑，以此确保地下自然通风效果可以得到全面提高[3]。由于当前污水处理厂的所有污水处理设备基本处于地下位置，在设备运行中会产生出大量的热量，加上污水存在臭味，所以在通风系统设计中，还需要对地下换气次数进行综合考虑。在配电间以及控制室中，对于空调等设备的安装应当做好全面考虑，针对需要降温的地下空间进行充分分析，尽可能将污水处理建筑结构中的热能直接排出，避免因前期设计考虑不足，造成后期投产加装，导致污水处理厂工程成本增加[4]。

4.5 除臭系统

1）在除臭系统设计工作全面开展中，需要对除臭管道长度进行合理控制，并科学布置除臭装置，以此确保污水处理厂内部结构臭气收集能力以及排放能力得到有效提高。2）由于除臭系统在实际运行中，臭气收集率无法达到100%即便实现了除臭，但污水处理厂部分建筑结构中依旧会存在臭气，所以需要针对该情况，做好设计考虑，增加排气风量或者增加排气次数。3）地下污水厂处理在进行污水处理时，可以针对建筑结构，采取“负压抽气”模式，以此确保地下污水处理厂空气质量。

4.6 起吊装置设计要点

污水处理厂设计工作人员需要对泵房以及泵站的体积与重力进行综合考虑，由于污水处理厂设计处于地下，水泥泵站安装工作存在极大满足，需要充分考虑污水处理厂的污水处理效率以及处理量，合理控制好设备安装。为了确保该设备安装质量得到提高，需要通过对起重机设备加以运用，控制好电缆长度，确保起重器起吊高度，在整个安装过程中，需要保障空间的充足性，及时处理好泵站的电动设备，以此避免造成水泵在运行时出现意外风险。

4.7 搅拌装置设计要点

传统污水处理厂在处理污水后，其污水池内会存在大量淤泥堆积情况。为此，在现代污水处理厂设计工作中，需要对污水处理效率以及出水水质情况进行综合分析，对于淤泥的影响进行全面考虑[5]。在污水处理厂中，污泥存在堆积主要问题是由于搅拌机性能存在问题，生物池设备以及选装材料存在质量问题，造成部分位置中会存在混浆情况。由于污泥在持续累积下，会造成污水池容积降低，会减少污水处理效果以及效率。所以设计人员在实际工作中，需要对污水处理厂搅拌装置设备的运行情况进行综合考虑，对污水处理效果进行综合分析，了解污水处理厂各个建筑结构性能，从而提高污水处理效率。为此，在污水处理厂设计工作中，可以通过对BIM技术的有效运用，构建污水处理厂模型，以此对搅拌装置运行实际情况加以了解，以此对设计方案加以优化，避免最终的设计效果对污水处理效果造成影响。

4.8 池体管坑设计要点

污水处理厂中许多建筑结构是以储存污水为主。因此，在污水处理厂建筑结构设计中，需要对污水内部管道、污水池池体以及污水坑位置加以重视，选择运用放空管道以及大型废水处理管道，并对管道安置防治综合性分析，可以选择管道穿通池壁底部方式，也可以选择放空管贯穿池壁底部方式[6]。不过，放空管贯穿池壁底部方式对于管道防护措施有着极高的要求，为了避免出现放空管安装出现问题，应当及时做好设计防护方案，以此确保其质量达到标准要求。

4.9 双阀设计要点

在污水处理厂中，一般在泵机管道表面安装排气阀，或者在表面安装手动阀，以此避免出现污水池中的介质出现倒转情况。另外，在污水处理厂阀门运行过程中，经常会出现阀门自动关闭情况，造成污水泵机处理设备出现故障，对污水最终处理效果将会造成严重影响，甚至对工程设备的良好运行也会造成极大威胁。为此，在污水处理厂双阀设计工作开展中，需要对设备手动阀位置加以明确，当设备在并联运行过程中，需要对设备的回流阀进行综合检查，在确保设备运行质量达到标准化的同时，再次对设备阀门进行检测，如果阀门在开启中无任何问题后，则可以不必安装阀门。

5 结束语

综上所述，在污水处理厂设计工作全面开展中，需要对污水处理厂设计工作加以重视，明确设计工作原则，了解污水处理作业的具体流程，根据实际工序，把握好总体设计方向，做好污水厂整体布局设计、通风设计以及除臭设计等，以此确保污水处理厂内部空间环境质量得到全面提高，促使污水净化质量得到有效提升，保障各个设备的运行高效性以及可靠性。此外，地下污水处理厂在实际设计工作中，还需要规避好污水处理厂经营管理问题，确保污水处理厂污水处理效率以及处理质量得到全面提升。