關(guān)于赤坎水質(zhì)凈化廠（污水）擴(kuò)容提標(biāo)工程的改造實(shí)踐

梁宇程 王秋養(yǎng)

（湛江市廣業(yè)生態(tài)環(huán)保有限公司，廣東湛江 524043）

1.引言

綠水青山就是金山銀山。隨著城市的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高及國(guó)家對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，對(duì)城市污水處理的要求也不斷提高。根據(jù)《廣東省環(huán)境保護(hù)廳關(guān)于印發(fā)南粵水更清行動(dòng)計(jì)劃（2013～2020年）的通知》[粵環(huán)（2013）13號(hào)]要求，新建污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)應(yīng)執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)中的較嚴(yán)值（以下簡(jiǎn)稱一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)）要求。湛江市赤坎水質(zhì)凈化廠提標(biāo)改造前執(zhí)行的是一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)不能滿足新形勢(shì)要求需進(jìn)行提標(biāo)改造。另外由于赤坎區(qū)的城市化發(fā)展，赤坎水質(zhì)凈化廠服務(wù)片區(qū)污水量逐年遞增，城市用地緊張已沒(méi)有新增建設(shè)用地，故需要在不增加廠區(qū)用地的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容。赤坎水質(zhì)凈化廠承擔(dān)著城市污水處理，保證城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，所以必須在不停產(chǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行提質(zhì)擴(kuò)容改造。

赤坎水質(zhì)凈化廠共分三期建成。其中三期工程A段5萬(wàn)m3/d ，采用CAST工藝+纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池+生物除臭技術(shù)，出水執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。一二期工程于2010年3月建成，占地面積27.2公頃，日處理規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，采用“A/A/O微曝氧化溝”處理工藝，出水水質(zhì)為一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)擴(kuò)容提標(biāo)改造工程是在原設(shè)計(jì)規(guī)模10萬(wàn)m3/d 擴(kuò)容至15萬(wàn)m3/d ，采用“A/A/O微曝氧化溝-MBBR+磁混凝澄清池”深度處理組合工藝，出水水質(zhì)提升至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

主要建設(shè)內(nèi)容包括：新建中途提升泵及磁混凝澄清池一座、新建巴氏計(jì)量槽一座、新建機(jī)修間及變配電間一座、新建加藥間一座、新建儲(chǔ)泥池一座。同時(shí)對(duì)原有建筑粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、生化池、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥脫水間、紫外線消毒渠等進(jìn)行擴(kuò)容改造。

圖1-1 改造前一二期狀況

2.水質(zhì)凈化廠現(xiàn)狀

2.1 原進(jìn)、出水水質(zhì)

赤坎水質(zhì)凈化廠現(xiàn)況一二期出水達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）和廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）規(guī)定的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的較嚴(yán)值。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表2-1所示：

表2-1 一二期原設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水指標(biāo)

2.2 原工藝流程

一二期原主要工藝流程為：

圖2-2 一二期原主要工藝流程

原工藝由于污水量大大增加，凈水廠以140%處理量超負(fù)荷運(yùn)行，出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)不到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以需要進(jìn)行擴(kuò)容及提標(biāo)。

3.擴(kuò)容提標(biāo)工程改造

3.1 擴(kuò)容提標(biāo)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

本次擴(kuò)容提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。主要出水水質(zhì)指標(biāo)如表：

表3-1 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

3.2 擴(kuò)容提標(biāo)工程采用的處理工藝流程

擴(kuò)建工程要在現(xiàn)況一、二期規(guī)模10萬(wàn)m3/d的基礎(chǔ)上擴(kuò)建至15萬(wàn)m3/d，主要改造現(xiàn)有生化池，在池中添加MBBR填料，增加深度處理單元磁混凝澄清池，保證出水TP、SS達(dá)標(biāo)排放。水質(zhì)凈化廠擴(kuò)容提標(biāo)采用的工藝流程如下圖3-2所示：

圖3-2 擴(kuò)容提標(biāo)工藝流程圖

4.擴(kuò)容提標(biāo)工程建設(shè)實(shí)施

4.1 工程施工計(jì)劃

赤坎水質(zhì)凈化廠擴(kuò)容提標(biāo)工程施工分為兩部分進(jìn)行，一是新建工程部分，另一部分為改造工程部分。由于水質(zhì)凈化廠承擔(dān)城區(qū)的污水處理任務(wù)，為了減少工程建設(shè)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的影響，必須先開(kāi)展新建工程施工，再啟動(dòng)改造部分工程施工。改造部分由于一期東側(cè)為新建池體集中部位，需要保留施工道路使運(yùn)輸材料通暢，同時(shí)考慮到氧化溝內(nèi)積物清理和處置空間，交叉作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高，故先改造離新建廠房較遠(yuǎn)的二期再改造一期。

經(jīng)過(guò)充分研究我們制定了施工計(jì)劃：先建新建池體和廠房→地基與基礎(chǔ)完成至正負(fù)零回填→進(jìn)行新建廠房正負(fù)零上部施工及啟動(dòng)二期停產(chǎn)改造，一期加大處理量繼續(xù)生產(chǎn)→廠區(qū)管道改造施工→第一次停水接駁，同時(shí)進(jìn)行尾水排水切換→二期通水，一期停水改造→第二次停水接駁，同時(shí)進(jìn)行尾水排水切換→一二期同時(shí)通水，進(jìn)行通水調(diào)試→環(huán)保驗(yàn)收→竣工驗(yàn)收。

工程需要進(jìn)行兩次停產(chǎn)接駁及尾水排水切換施工。第一次停水接駁在二期氧化溝改造、新建磁混凝池、工藝主管道鋪設(shè)完成后，預(yù)留接駁口，一二期全停產(chǎn)10天時(shí)進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行三期出水切換至一二期管道出水。第二次停產(chǎn)接駁是新電房、新建巴氏計(jì)量槽、尾水管改造、一期氧化溝改造完成后進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行一二期出水切換至三期管道出水。通過(guò)切換出水管道，減少了水質(zhì)凈化廠的全停產(chǎn)時(shí)間，保證了城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 工程建設(shè)的重難點(diǎn)

本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)為以下幾方面：

（1）城市水質(zhì)凈化廠承擔(dān)城市污水處理功能，不能進(jìn)行完全停產(chǎn)施工，只能在半停產(chǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行一半一半的改造施工，在管道接駁匯合的時(shí)候有幾天的全停產(chǎn)施工，因此必須進(jìn)行綜合考慮施工方案以減少停產(chǎn)時(shí)間。

（2）新建磁混凝澄清池土方開(kāi)挖深度超過(guò)5m，屬于深基坑工程。由于基坑離原有辦公樓及原來(lái)池體距離都比較近，給基坑支護(hù)造成較大難度。

（3）工程改造部分由于新舊工程的交叉，新舊設(shè)備、新舊系統(tǒng)的銜接及兼容難度大造成施工困難。例如氧化溝結(jié)構(gòu)改造需清淤，工程量大；粗格柵及進(jìn)水泵房閘門(mén)無(wú)法完全嚴(yán)密關(guān)閉，有滲水，無(wú)法創(chuàng)造干作業(yè)環(huán)境；脫泥機(jī)房的脫水離心機(jī)更換原來(lái)的壓濾污泥機(jī)，由于原來(lái)的行車起重量不夠，無(wú)法進(jìn)行吊裝；入濱湖的退水管由原來(lái)一二期的退水管并入三期的退水管；新建巴氏計(jì)量槽及尾排水管部分位于高壓線下方，施工危險(xiǎn)性較高等等。

4.3 工程建設(shè)實(shí)施措施

4.3.1 深基坑采用拉森鋼板樁支護(hù)加噴毛護(hù)壁

新建的建筑物中途提升泵房及磁混凝澄清池最大，基坑開(kāi)挖長(zhǎng)40.5m，寬37.4m，基坑開(kāi)挖深度達(dá)6.1m，南側(cè)距離綜合辦公樓約13m，西側(cè)距離原生化池約18.8m，土層主要采用人工填土，土層較軟，地下水較淺，基坑工程安全等級(jí)為二級(jí)。

基坑從原地面標(biāo)高4.60m地面按1：1放坡開(kāi)挖至1.8m，在1.8m標(biāo)高進(jìn)行施打預(yù)應(yīng)力管樁，送樁深度3m，然后再在基坑四周施打拉森鋼板樁，上部邊坡進(jìn)行噴毛處理，做好基坑周圍排水溝，接著進(jìn)行從1.8m開(kāi)挖至-1.5m，做好降排水措施，最后進(jìn)行腰梁及錨索施工。采用拉森鋼板樁Ⅳ+預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，止水效果好。后續(xù)進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中委托了第三方監(jiān)測(cè)單位對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果理想。

基坑支護(hù)圖如下：

圖4-1 基坑平面布置圖

基坑剖面示意圖如下：

圖4-2 基坑支護(hù)剖面圖

基坑支護(hù)完成后照片：

圖4-3 基坑支護(hù)完成后

4.3.2 微曝氧化溝-MBBR生物池體改造

生物池的改造是工程改造部分的難點(diǎn)，其中包括兩部分內(nèi)容：一方面是由原來(lái)的10萬(wàn)m3/d擴(kuò)容改造至15萬(wàn)m3/d，另一方面是在好氧區(qū)增加MBBR懸浮填料區(qū)。保留原有的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)池容不變，分割一部分好氧池容作為缺氧池容以滿足硝化脫氮需求。原來(lái)停留時(shí)間為厭氧區(qū)1.7h、缺氧區(qū)2.4h、好氧區(qū)8.5h，總共12.6h；改造后厭氧區(qū)1.08h、缺氧區(qū)3.67h、好氧區(qū)3.54h，總共8.3h。原好氧區(qū)內(nèi)的曝氣膜需要進(jìn)行全部更換，在好氧區(qū)增加HBR除臭系統(tǒng)。

氧化溝改造圖如下：

圖4-4 氧化溝改造圖

由于生化池中有大量的污泥，改造施工前需將池內(nèi)的水及污泥進(jìn)行清理?？紤]二期限生化池內(nèi)沉積物清理和處置需要較大空間（二期池外空間較大），固先進(jìn)行二期生化池改造后再進(jìn)行一期生化池改造。缺氧區(qū)結(jié)構(gòu)改造需將原來(lái)部分導(dǎo)流墻體進(jìn)行鑿除，然后在新增導(dǎo)流墻位置進(jìn)行植筋及混凝土澆筑。

氧化溝結(jié)構(gòu)改造照片如下：

圖4-5 氧化溝改造照片

氧化溝好氧區(qū)增加MBBR填料投放區(qū)，增設(shè)攔網(wǎng)，更換曝氣系統(tǒng)以及安裝除臭系統(tǒng)。氧化溝結(jié)構(gòu)改造完成后進(jìn)行設(shè)備安裝及進(jìn)行清水調(diào)試，然后接著投加MBBR填料進(jìn)行培菌，最后再進(jìn)行通水聯(lián)動(dòng)調(diào)試。在二期完成改造進(jìn)行培菌調(diào)試時(shí)，通過(guò)污泥回流泵房將一期的活性污泥回流至二期進(jìn)行培菌，并關(guān)閉從污泥泵房回流至一期氧化溝的污泥回流管道閥門(mén)，以此減少一期氧化溝內(nèi)污泥量，大大減少一期養(yǎng)化溝后續(xù)改造時(shí)清理沉積物的量，大致可減少1/2以上的工作量。這樣不僅加快二期氧化溝菌種培育速度，而且大大縮短了工期。

圖4-6 MBBR填料攔截系統(tǒng)

4.3.3 粗格柵及進(jìn)水泵房進(jìn)水封堵及技術(shù)改造

粗格柵及進(jìn)水泵房需進(jìn)行擴(kuò)容改造，提升泵房需要增加一臺(tái)大功率提升泵及更換另一臺(tái)提升泵，并且進(jìn)水泵房的閘門(mén)由于長(zhǎng)期被水浸泡已經(jīng)銹蝕無(wú)法嚴(yán)密關(guān)閉，需進(jìn)行更換閘門(mén)膠邊及閘門(mén)拉桿。

方案一：進(jìn)行關(guān)閉閘門(mén)，然后抽干進(jìn)水泵房的水。如果閘門(mén)漏水嚴(yán)重，就在閘門(mén)后面堆碼沙包放置水泵進(jìn)行不間斷排水，實(shí)現(xiàn)斷水干燥作業(yè)環(huán)境。

方案二：用蛙人潛入水中進(jìn)行進(jìn)水管封堵，然后再將水抽干進(jìn)行施工作業(yè)。

將這兩個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，方案一比較簡(jiǎn)單，安全性高，成本低，前提條件是閘門(mén)能夠進(jìn)行關(guān)閉及開(kāi)啟；方案二相對(duì)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)高，成本高，前提條件停產(chǎn)就可以。方案一應(yīng)該是優(yōu)先選擇方案，但在實(shí)際操作后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水泵房的閥門(mén)由于銹蝕及垃圾纏繞堵塞，根本無(wú)法進(jìn)行關(guān)閉及開(kāi)啟，閘門(mén)漏水嚴(yán)重?zé)o法抽干。為了減少停產(chǎn)時(shí)間以及減少工程建設(shè)工期，只能選擇方案二。

專業(yè)蛙人進(jìn)行水下封堵技術(shù)在工程應(yīng)急處置中較為常見(jiàn)。我們采用特殊材料作為砌筑粘合材料砌筑紅磚封堵墻，在墻中埋置帶可開(kāi)啟蓋的套管。由于此技術(shù)有封堵快、凝固快、養(yǎng)護(hù)時(shí)間短、抗?jié)B性強(qiáng)、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，非常適合此項(xiàng)目實(shí)際情況。從專業(yè)蛙人下水封堵完成到封堵墻達(dá)到強(qiáng)度要求總共3天，其中養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少超24h。封堵墻體達(dá)到強(qiáng)度后，將封堵墻上的套管擰上蓋子就完成了斷水封堵的作業(yè)。再接著就是進(jìn)行抽水及清理泵房中的積泥，進(jìn)行閘門(mén)和拉桿修復(fù)或更換，進(jìn)行水泵基礎(chǔ)施工和安裝。改造工作完成后再將封堵墻上的套管打開(kāi)，讓水從套管流進(jìn)進(jìn)水泵房，水位平衡后將封堵墻進(jìn)行拆除。先后加起來(lái)的總工作用時(shí)10天，大大縮短了施工改造時(shí)間。

圖4-7 進(jìn)水管道封堵圖

4.3.4 新建巴氏計(jì)量槽及尾水管解決方案

現(xiàn)況的水質(zhì)凈化廠退水管原設(shè)計(jì)是一、二期為一條獨(dú)立尾排水管，三期改造則采用一條單獨(dú)尾排水管。三期排水管的直徑為2200mm，經(jīng)核算可以承擔(dān)遠(yuǎn)期32萬(wàn)m3/d尾排水量。此次擴(kuò)容提標(biāo)工程一二期的管道需要接入三期尾排水管，匯總后并入新建巴氏計(jì)量槽統(tǒng)一進(jìn)行計(jì)量，再統(tǒng)一利用三期尾水管進(jìn)行排水。

新建巴氏計(jì)量槽在一二三期并管之后為了不停產(chǎn)，需要騎在三期管道上進(jìn)行施工，然后再進(jìn)行管道切割及對(duì)沒(méi)有用的管道封堵。另外原三期接入濱湖的最后一段長(zhǎng)約三十多米的退水管管徑為1m，已經(jīng)無(wú)法滿足擴(kuò)容并管后的水量排放需求，需要進(jìn)行更換為管徑2200mm的球墨鑄鐵管。故在第一次停水接駁施工時(shí)，需要完成一二期接入三期管道施工，同時(shí)需要從新建巴氏槽前端進(jìn)行切管封堵，臨時(shí)將三期的水改道至一二期排放，減少三期停產(chǎn)時(shí)間。

圖4-8 管道停水接駁

這些工程完成后即進(jìn)行第二次停水，將尾水切換至三期尾水管統(tǒng)一排至濱湖。原來(lái)的一二期退水管作廢。一二三期的水由新建巴氏槽進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)量，兩個(gè)排污口合并為一個(gè)，減少了排污口數(shù)量。

5.結(jié)語(yǔ)

從本水質(zhì)凈化廠擴(kuò)容提標(biāo)改造工程的實(shí)施過(guò)程中可以看出，污水處理廠的提標(biāo)改造工程的建設(shè)比新建一座污水處理廠難度還大。由于土地因素的制約，不能完全停產(chǎn)進(jìn)行改造建設(shè)，新舊工程的有效銜接，新舊系統(tǒng)的改造升級(jí)兼容，管道的改造及合并等等都是該工程必須綜合考慮的。而合理嚴(yán)密地安排施工順序，創(chuàng)造性地使用新方法新方案，抓住施工的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行各個(gè)擊破，有序有效地進(jìn)行統(tǒng)籌安排是本工程順利完成的保證。在今后的污水處理廠擴(kuò)容提標(biāo)改造中也會(huì)遇到此類問(wèn)題，而本工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將為類似工程提供借鑒。