蒲勇
中国市政工程西南设计研究总院有限公司 610000
摘要：在水资源日渐短缺的当下，为进一步提升水资源的利用率，污水处理厂已经成为城市建设中的重要组成部分，本文介绍了当前污水处理厂的设计原则以及水质参数对工程造价的影响，以期在尽量节约污水处理厂造价的同时，提升污水的处理效率，希望能够给读者带来启发。
关键词：污水处理厂；水质参数；工程造价
引言：现阶段，为进一步提升污水的处理效率，在进行污水处理厂设计的过程中，需要在考虑到当地人口、面积、工业发展等情况的基础上，推算污水处理厂的设计水量、水质等参数，并以此为基础明确污水处理厂的污水处理技术以及各构筑物的具体情况，进而在保证污水处理质量的同时，降低污水处理厂的工程造价。
一、当前污水处理厂的设计原则
在当前的社会发展过程中，污水处理工作需要涉及的要素不断增多，在建设污水处理厂的过程中，所需消耗的工程造价也在不断增加，若未能在进行污水处理厂建造设计阶段对造价进行科学的控制，就可能出现工程造价失控的情况，现阶段，为切实解决这一问题，在考虑到污水处理厂建造需要的基础上，优化造价设计，成为当前节约工程成本、保障工程质量的关键点之一。具体来说，在开展污水处理厂设计的过程中，首先，相关工作人员需要加强对污水水质监测工作的力度，积累污水的水质监测数据，在为后续污水处理厂建设提供可靠水质数据依据的同时，保证工程设计内容能够满足相应的国家标准，即严格遵循国家与环境保护相关的各项法律规定，以及当地出台的与污水排放标准相关的政策，以便通过对污水进行处理的方式，避免环境大范围污染情况的出现，为生态环境安全提供保障。其次，在进行污水处理厂建设设计的过程中，控制建设成本同样是一项极为重要的工作，可以说，在进行污水处理厂建设的过程中，相关工作人员不仅需要注意工程的建设质量，还需要把控工程的施工成本，以期用最少的工程成本，建设具备极高质量标准的污水处理厂。再次，工程建设设计过程中，保证工程设计的安全可靠，令污水处理厂建设完毕后能够长期稳定运行，同样是一件极为重要的工作，在进行污水处理厂设计前，相关工作人员需要对本地的排水体制、水质等内容进行深入的调查分析，以便为后续工程施工水质参数的确定提供参考。最后，随着科学技术的不断发展以及人们环保意识的不断提升，污水处理技术也得到了长足的发展，现阶段，在进行污水处理厂建设的过程中，相关工作人员需要保证所应用的建设技术以及污水处理技术都是先进成熟的，能够切实满足当地污水处理工作的实际需要，以便为当地水资源的高效利用提供助力[1]。
二、水质参数对工程造价的影响
本文主要以进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量（BOD5）参数指标为基础，分析了污水处理厂进水水质的参数选项与污水处理厂工程造价指标之间的联系。
（一）研究BOD5取值的意义
在当前的污水处理厂设计的过程中，诸如二沉池、生化池、污泥消化池这类的二级处理机构，其容积、生产性建筑规模、设备设计参数、数量等内容的确定均与污水的进出水以及水质参数间存在着直接的联系。首先，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量参数与生物反应池的容积之间存在着直接的联系。其次，在污水处理厂在进行污水处理的过程中，若采用传统活性污泥法、A2/O法、氧化法等方法进行污水处理的过程中，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量的参数值与反应池的容积之间也存在着正比例关系。最后，在污水处理过程中，若污水中的污泥负荷、混合液悬浮固体平均浓度等参数均处于正常值内，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量的参数取值与生物反应池的容积同样存在着直接的联系。
同时，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量参数与污水处理厂的机械设备功率、电气设备以及生产性建筑的土建面积、内部设备安装费用等参数之间存在着直接的联系。对当前污水处理厂初步设计文件以及完工二级污水处理厂的投资数据进行分析归纳后可以发现，土建、设备以及安装工程这部分在二级生物处理构筑物以及相关设施总成本中占据的比例极大，比方说，上述投资成本在氧化沟工艺第一部分总工程费中占比在27%—32%之间；上述投资成本在传统活性污泥法以及SBR等工艺总工程费用中占比约在40%—42%之间。
（二）进水水质对投资估算指标的影响
现阶段，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量（BOD5=150mg/L）以及出水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量（BOD5=20mg/L）是我国颁发的污水处理厂建设标准中对污水处理厂的建设规模以及投资控制指标构建的基础，在当前的污水处理厂建设的过程中，由于不同地区不同规模的污水处理厂进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量参数与建设标准中的参数数值之间往往存在一定的差别，因此，不同的污水处理厂造价指标之间往往存在一定的不同。因此，在进行污水处理厂的实际建设过程中，相关工作人员可以在考虑到建设地点污水中进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量实际情况的基础上，估计污水处理厂的规模，并且依据进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量的实际范围，对投资金额进行预估，以便达到加强投资资金控制，节约投资成本的目的[2]。
（三）进水水质参数的确定方法
污水处理厂进水参数的数值高低都会对工程投资存在一定的影响，具体来说，在实际设计投资的过程中，若参数取值过大，那么投资的数额将会增加，在建设过程中，可能会出现不必要的资金浪费，并且在污水处理厂建设完成后，污水处理厂内的部分设施设备可能存在闲置情况，进而造成污水处理厂运营成本的增加；若污水处理厂的参数取值过小，那么污水处理厂的建设成本将不能满足污水处理厂的实际建设需要，进而导致经过污水处理的污水实际水质无法达到排放标准，进而在污水处理厂的后续运营过程中，为保证污水处理的水质达标而出现二次改建，造成不合理投资的增加。而对影响污水处理厂建筑设计的主客观因素进行分析后可以了解到，大部分污水处理厂在设计阶段其进水参数的确定都不够合理，造成这一情况存在的主要原因是取值过于保守，取值较正确数值大。
（四）BOD5与反应池池容与造价之间的联系
以某设计规模Q=6000m3/d的二级污水处理厂为例，该污水处理厂采用的污水处理工艺为SBR，日变化系数Kd=1.2，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量为140—210mq/L，污水中的氨氮含量约为24—30mg/L,预计出水进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量为20mg/L，氨氮含量约为15mg/L。若污水处理厂在进行污水处理的过程中，选用的系统为SBR（DAT—IAT），假设污泥负荷为0.07kgBOD5/（KGMLSS·d），若MLSS=3.5g/L，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量的取值如表1所示。从表1中可以看出，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量相对池容增幅最大可达47.78%，池容差价最大可到573万元。
表 1 BOD5取值与池容各参数之间的联系
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（五）BOD5与曝气池装置数量之间的联系
经过分析可以发现，取值在140—210mg/L的BOD5与取值在24—39mg/L的氨氮含量同样会对曝气池设备数量以及其建设投资之间存在着直接的联系。仍以上述设计规模在Q=6000m3/d的工程设计为例，若在进行工程建设的过程中，选择直径为D=215mm的盘式曝气器时，对于不同的进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量与氨氮参数，DAT池中曝气器的数量以及IAT池曝气器的数量也将有所不同。具体来说，对于DAT池来说，若进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量=140mg/L，氨氮=24mg/L，此时曝气盘的数量应为4747个；若进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量=210mg/L，氨氮=39mg/L时，那么曝气盘的数量应为9436个。对于IAT池来说，若进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量=140mg/L，氨氮=24mg/L时，此时曝气盘的数量应为6390个；若进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量=210mg/L，氨氮=39mg/L，此时曝气盘的数量应为12702个。面对上述数据，若假设每个曝气头的综合单价为165元计算，进水五日内耗氧微生物消耗的游离氧数量会对造价造成95%—100%的增幅[3]。
（六）BOD5与鼓风机选型与数量之间的联系
经研究可以发现，在污水处理厂当中，不同进水五日内好氧微生物消耗的游离氧数量与鼓风机的选型参数以及数量之间同样存在着极为密切的联系，并且在进行污水处理厂设计的过程中也会对设备购置费用产生影响。以上述设计规模在Q=6000m3/d的污水处理厂设计施工为例，在污水处理厂进水五日内好氧微生物消耗的游离氧数量在140—210mg/L，以及氨氮取值在24—39mg/L时，污水处理厂需配备的鼓风机参数变化在5355—10646Nm3/h，并且，在进行鼓风机配备的过程中，相同规模的鼓风机最少需配备4台；同时，若污水处理厂选择离心式鼓风机，那么每台离心式鼓风机的单价在60—90万元之间，若配备这种鼓风机那么在鼓风机配备上花费的设备费用将在240—370万元之间。对上述数据进行分析后可以得到，进水五日内好氧微生物消耗的游离氧数量对构筑物的池容、曝气设备、鼓风机设备有着极大的影响，综合造价影响数据可以发现最大池容增幅可达46.95%，最大费用差值可达885万元。若再考虑鼓风机房的土建费用、设备功率、电气设备配置、管理闸阀等部分的安装费用，那么五日好氧微生物消耗的游离氧数量产生的影响幅度将会进一步增加。
结论：总而言之，水质参数是污水处理厂建设设计中不可忽略的重要参数，具体来说，污水处理厂在运营过程中的进水条件与出水标准与污水处理厂各个构筑物的容积、数量、性能等参数之间存在着直接的联系，现阶段，为进一步提升工程造价的把控质量，加强对水质参数的管理成为一项极为必要的工作。
参考文献：
[1]王平.建设项目设计阶段工程造价的计价与控制[J].价值工程,2018,37(26):125-127.
[2]左红艳.降低城市污水处理厂工程造价的应用研究[J].工程建设与设计,2020(01):283-284+287.
[3]韦艺.污水处理工程造价控制优化设计的措施[J].科技创新导报,2018,15(05):184-185.
作者简介：蒲勇（1992.09--），男，汉族，重庆市，工程师，硕士。主要研究方向：市政工程造价。