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家對環(huán)境的要求越來越高，對城市污水處理的要求也不斷提高。根據(jù)《廣東省環(huán)境保護廳關(guān)于印發(fā)南粵水更清行動計劃（2013～2020年）的通知》[粵環(huán)（2013）13號]要求，新建污水處理廠設(shè)計出水水質(zhì)應(yīng)執(zhí)行廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標準及國家標準和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準中的較嚴值（以下簡稱一級A標準）要求。湛江市赤坎水質(zhì)凈化廠提標改造前執(zhí)行的是一級B標準，已經(jīng)不能滿足新形勢要求需進行提標改造。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)上進行擴容。赤坎水質(zhì)凈化廠承擔(dān)著城市污水處理，保證城市正常運轉(zhuǎn)的功能，所以必須在不停產(chǎn)的狀態(tài)下進行提質(zhì)擴容改造。

赤坎水質(zhì)凈化廠共分三期建成。其中三期工程A段5萬m3/d ，采用CAST工藝+纖維轉(zhuǎn)盤濾池+生物除臭技術(shù)，出水執(zhí)行一級A標準。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m3/d，采用“A/A/O微曝氧化溝”處理工藝，出水水質(zhì)為一級B標準。現(xiàn)擴容提標改造工程是在原設(shè)計規(guī)模10萬m3/d 擴容至15萬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A標準。

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、新建巴氏計量槽一座、新建機修間及變配電間一座、新建加藥間一座、新建儲泥池一座。同時對原有建筑粗格柵及提升泵房、細格柵及旋流沉砂池、生化池、鼓風(fēng)機房、污泥脫水間、紫外線消毒渠等進行擴容改造。

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、出水水質(zhì)

赤坎水質(zhì)凈化廠現(xiàn)況一二期出水達到國家《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）和廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）規(guī)定的一級B排放標準的較嚴值。設(shè)計進、出水水質(zhì)如表2-1所示：

表2-1 一二期原設(shè)計進水、出水指標

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%處理量超負荷運行，出水水質(zhì)已經(jīng)達不到一級A標準的要求，所以需要進行擴容及提標。

3.擴容提標工程改造

3.1 擴容提標設(shè)計出水水質(zhì)

本次擴容提標改造工程設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行一級A標準。主要出水水質(zhì)指標如表：

表3-1 設(shè)計出水水質(zhì)

3.2 擴容提標工程采用的處理工藝流程

擴建工程要在現(xiàn)況一、二期規(guī)模10萬m3/d的基礎(chǔ)上擴建至15萬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達標排放。水質(zhì)凈化廠擴容提標采用的工藝流程如下圖3-2所示：

圖3-2 擴容提標工藝流程圖

4.擴容提標工程建設(shè)實施

4.1 工程施工計劃

赤坎水質(zhì)凈化廠擴容提標工程施工分為兩部分進行，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)對生產(chǎn)運行的影響，必須先開展新建工程施工，再啟動改造部分工程施工。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輸材料通暢，同時考慮到氧化溝內(nèi)積物清理和處置空間，交叉作業(yè)安全風(fēng)險高，故先改造離新建廠房較遠的二期再改造一期。

經(jīng)過充分研究我們制定了施工計劃：先建新建池體和廠房→地基與基礎(chǔ)完成至正負零回填→進行新建廠房正負零上部施工及啟動二期停產(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，同時進行尾水排水切換→二期通水，一期停水改造→第二次停水接駁，同時進行尾水排水切換→一二期同時通水，進行通水調(diào)試→環(huán)保驗收→竣工驗收。

工程需要進行兩次停產(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天時進行，同時進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、新建巴氏計量槽、尾水管改造、一期氧化溝改造完成后進行，同時進行一二期出水切換至三期管道出水。通過切換出水管道，減少了水質(zhì)凈化廠的全停產(chǎn)時間，保證了城市的正常運轉(zhuǎn)。

4.2 工程建設(shè)的重難點

本工程的重點難點為以下幾方面：

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

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

（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；粗格柵及進水泵房閘門無法完全嚴密關(guān)閉，有滲水，無法創(chuàng)造干作業(yè)環(huán)境；脫泥機房的脫水離心機更換原來的壓濾污泥機，由于原來的行車起重量不夠，無法進行吊裝；入濱湖的退水管由原來一二期的退水管并入三期的退水管；新建巴氏計量槽及尾排水管部分位于高壓線下方，施工危險性較高等等。

4.3 工程建設(shè)實施措施

4.3.1 深基坑采用拉森鋼板樁支護加噴毛護壁

新建的建筑物中途提升泵房及磁混凝澄清池最大，基坑開挖長40.5m，寬37.4m，基坑開挖深度達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，基坑工程安全等級為二級。

基坑從原地面標高4.60m地面按1：1放坡開挖至1.8m，在1.8m標高進行施打預(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，上部邊坡進行噴毛處理，做好基坑周圍排水溝，接著進行從1.8m開挖至-1.5m，做好降排水措施，最后進行腰梁及錨索施工。采用拉森鋼板樁Ⅳ+預(yù)應(yīng)力錨索進行支護的優(yōu)點是強度高，止水效果好。后續(xù)進行地基基礎(chǔ)施工過程中委托了第三方監(jiān)測單位對基坑進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果理想。

基坑支護圖如下：

圖4-1 基坑平面布置圖

基坑剖面示意圖如下：

圖4-2 基坑支護剖面圖

基坑支護完成后照片：

圖4-3 基坑支護完成后

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，其中包括兩部分內(nèi)容：一方面是由原來的10萬m3/d擴容改造至15萬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。原來停留時間為厭氧區(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)的水及污泥進行清理。考慮二期限生化池內(nèi)沉積物清理和處置需要較大空間（二期池外空間較大），固先進行二期生化池改造后再進行一期生化池改造。缺氧區(qū)結(jié)構(gòu)改造需將原來部分導(dǎo)流墻體進行鑿除，然后在新增導(dǎo)流墻位置進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)改造完成后進行設(shè)備安裝及進行清水調(diào)試，然后接著投加MBBR填料進行培菌，最后再進行通水聯(lián)動調(diào)試。在二期完成改造進行培菌調(diào)試時，通過污泥回流泵房將一期的活性污泥回流至二期進行培菌，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，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 粗格柵及進水泵房進水封堵及技術(shù)改造

粗格柵及進水泵房需進行擴容改造，提升泵房需要增加一臺大功率提升泵及更換另一臺提升泵，并且進水泵房的閘門由于長期被水浸泡已經(jīng)銹蝕無法嚴密關(guān)閉，需進行更換閘門膠邊及閘門拉桿。

方案一：進行關(guān)閉閘門，然后抽干進水泵房的水。如果閘門漏水嚴重，就在閘門后面堆碼沙包放置水泵進行不間斷排水，實現(xiàn)斷水干燥作業(yè)環(huán)境。

方案二：用蛙人潛入水中進行進水管封堵，然后再將水抽干進行施工作業(yè)。

將這兩個方案進行對比，方案一比較簡單，安全性高，成本低，前提條件是閘門能夠進行關(guān)閉及開啟；方案二相對復(fù)雜，風(fēng)險高，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，但在實際操作后發(fā)現(xiàn)，進水泵房的閥門由于銹蝕及垃圾纏繞堵塞，根本無法進行關(guān)閉及開啟，閘門漏水嚴重?zé)o法抽干。為了減少停產(chǎn)時間以及減少工程建設(shè)工期，只能選擇方案二。

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

圖4-7 進水管道封堵圖

4.3.4 新建巴氏計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)計是一、二期為一條獨立尾排水管，三期改造則采用一條單獨尾排水管。三期排水管的直徑為2200mm，經(jīng)核算可以承擔(dān)遠期32萬m3/d尾排水量。此次擴容提標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量槽統(tǒng)一進行計量，再統(tǒng)一利用三期尾水管進行排水。

新建巴氏計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行施工，然后再進行管道切割及對沒有用的管道封堵。另外原三期接入濱湖的最后一段長約三十多米的退水管管徑為1m，已經(jīng)無法滿足擴容并管后的水量排放需求，需要進行更換為管徑2200mm的球墨鑄鐵管。故在第一次停水接駁施工時，需要完成一二期接入三期管道施工，同時需要從新建巴氏槽前端進行切管封堵，臨時將三期的水改道至一二期排放，減少三期停產(chǎn)時間。

圖4-8 管道停水接駁

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

5.結(jié)語

從本水質(zhì)凈化廠擴容提標改造工程的實施過程中可以看出，污水處理廠的提標改造工程的建設(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，抓住施工的重點難點進行各個擊破，有序有效地進行統(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容提標改造中也會遇到此類問題，而本工程的實踐經(jīng)驗將為類似工程提供借鑒。