摘要：现代化污水处理厂的核心内容是全面提高城市供水水质，要求出厂水水质在全面达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的基础上，进一步达到世界发达国际水平，在出厂水质、工艺、设备、管理及环境等方面与国际先进水平接轨。水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，我国历来重视水资源优化配置、高效利用和保护节约工作。基于此，本篇文章对污水处理厂设计工程集约化设计方案，以供相关从业人员参考。
关键词：污水处理厂；设计工程；处理工艺
引言
针对污水处理厂的基本特点，对常规处理工艺的预处理部分、混合设备、反应池、沉淀池、吸滤池等工艺环节展开深层次的改造。下面以某污水处理厂为例来进行探讨。
1污水处理厂现状
某污水处理厂(A厂)设计总规模为25万m3/d，分两期建成，水源取自长江。其中，一期工程规模为10万m3/d，于1993年建成投产，采用管式混合、网格絮凝平流沉淀池、双阀滤池的常规处理工艺，由于污水处理厂出水水质指标不稳定，二期建成后一直处于停运状态。二期工程规模为15万m3/d，于2012年9月建成通水，采用机械混合、折板絮凝平流沉淀池、V型滤池的常规处理工艺，出厂水水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)标准的要求，目前夏季高峰期污水处理厂已处于满负荷运行状态。污水处理厂取水泵房已完成设备改造，取水能力提高至30万m3/d，1根DN1200和1根DN1400原水管线，全长为2.3km。
2设计方向
（1）出厂水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)要求。
（2）制水能力达到7200m3/d，满足预期供水需求。
（3）改造费用预算尽量少。
（4）改造过程不影响正常生产，不停产改造。
3控制要点
平面控制测量。用CORS系统VRS进行平面坐标控制点测量。主要技术要求如下：控制点应选择移动网络信号好的区域，这样能够保证接收机在GPRS或者GSM模式下高效稳定地接收基站发送的差分信号：控制点应远离周围的建筑物，确保接收机在接收卫星发射的电磁波时的高度角大于15°：控制点的布设应避免周围有移动信号塔、电台及大功率变电站，距离不应小于200m，架空的高压线距离不小于100m：控制点的布设尽量远离钢厂、工业场房及大于200m2的水面，距离不小于50m，防止反射电磁波信号，影响接收机的准确性：视野开阔，交通便利，并有助于全站仪的架设。
4污水处理厂集约化设计方案
4.1工艺流程
结合A污水处理厂二期的运行情况，本期同样采用效果稳定可靠的机械混合+折板絮凝平流沉淀池+均粒滤料滤池的常规处理工艺，同时增加排泥水处理系统，浓缩池上清液考虑回用，脱水机分离液达标排入污水系统。消毒由液氯改为次氯酸钠消毒，预留臭氧活性炭深度处理用地。
4.2更换二氧化氯发生器为次氯酸钠投加设备
改造前应用的二氧化氯发生器是复合制备形式，存在原料反应不完全、二氧化氯纯度不足、氯酸盐副产物超标等问题。改造后采用商品次氯酸钠投加设备替代，投加设备一用一备，包括隔膜投加泵、储存罐、流量计等，实现现场手动和远程控制两种模式。次氯酸钠消毒是成熟而稳定的消毒方式，可有效控制消毒效果，且建造成本低，操作方便，出厂水余氯稳定。
4.3配水井与预臭氧接触池合建
配水井与预臭氧接触池合建，布置于二期范围内的预留空地，设计规模为30万m3/d，设1座分2格，平面尺寸为为30.2m×12.1m。近期仅作配水井用，通过阀门切换可超越预臭氧接触池，远期再增加预臭氧设备。
4.4次氯酸钠制备间平面布置
根据污水处理厂设计流程，次氯酸钠制备间平面布置一般由前导的工艺专业完成。次氯酸钠制备工艺由于设备集成度较高，工艺专业在相当大程度上需要设备厂家的支持。而电气设计力量相对薄弱的设备厂家在平面布置时更多考虑工艺设备的布置，而忽视电气设备的布置，这就为后续电气设计带来了种种问题。
4.5污水处理厂改造中电气和自控系统
再生污水处理厂供电按二级负荷设计，采用10kV电压供电，两路10kV电源进线，互为备用，两路10kV电源引入再生污水处理厂内部变配电站；设置2台10/0.4kV干式变压器，当一侧电源故障或检修时，母联开关闭合，另一侧变压器带总负荷的70%以上；在膜车间、加氯间、送水泵房以及综合管理用房等处分别设0.4kV二级配电系统。自控系统由就地控制（现场电气控制柜）、过程控制（PLC分控站）、监控管理（中央控制室）三级组成。根据工艺流程和分布特点，设置膜车间、送水泵房、加氯间3处PLC分控站，每个分控站通过星型接线方式接入中控室的千兆以太网交换机。
4.6配电室的设置
上文提到在平面布置时将整流器柜、配电柜、控制柜等电气设备单独置于配电室内。在实际设计过程中，不少次氯酸钠设备厂家宣称配套的整流器柜、配电柜、控制柜等电气设备满足防爆和防腐要求，可以和工艺设备布置在一起，而且还能节省建筑面积。《爆规》第5.3.4条规定：紧急情况下，在危险场所外合适的地点或位置应采取一种或多种措施对危险场所设备断电。也就是说，在次氯酸钠制备间发生氢气泄漏时，需要在爆炸危险区域外采取措施对次氯酸钠发生器进行停电操作，这就决定了整流器柜、配电柜、控制柜等不应设置在爆炸危险区域。而将电气设备与食盐水制备及次氯酸钠投加设备一起布置在非爆炸危险区不仅提高了电气设备的防腐要求，而且并不能达到节省建筑面积的目的。此外，整流器柜对环境的温湿度要求也较高，和工艺设备布置在同一房间将使温湿度控制难度增大。由此可见，次氯酸钠制备间在设计时应尽量考虑设置配电室，将电气设备布置在配电室内。这不仅能提高整个制备系统的安全性，而且还能降低电气设备的性能要求。
4.7絮凝沉淀池
机械絮凝有较好的絮凝效果，其絮凝过程中的速度梯度不受进水流量变化的影响，但需增加较多的水下机械设备，维修工作量大。相比而言，折板絮凝的效果比较稳定，通过设置多组平行絮凝通道布置方式，可以在较大范围内适应原水水质的变化。
4.8污水处理厂排泥系统改造
对排泥设备技术改造的着力点是实现桁架式刮吸泥机与穿孔排泥角阀智能联动控制，当前，这种改造常用的方法是利用PLC搭建控制系统，PLC以其拓展性强、灵活方便的特点，在自动控制领域也得到了广泛应用，但搭建PLC控制系统前期投入成本高，后期维护成本也高，且需要专业技术人员维护，这对于改造资金受限的污水处理厂有一定的现实困难。
结束语
从经营成本、投资效益、建设周期以及集约化设计的角度，通过常规手段对污水处理厂挖潜改造，增加制水流程的超负荷和集约化运行能力是可行的，但改造后仍然存在一定的弊端，应根据用水需求尽快采取污水处理厂扩建或管网配套等措施保障安全优质供水。
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备注：该文章为探讨自来污水处理厂工艺方面的。我需要的为建筑物和构筑物结构设计方面的论文，例如基础处理，结构配筋，抗震等方面的探讨。