污水處理工程設計與施工綠色低碳化對策研究

摘" 要：為了提高污水處理工程設計與施工的質量，提高污水工程處理能力，取得更理想的污水處理效果，滿足城市現代化環保建設要求，對污水處理工程設計與施工展開深層次研究。因為污水處理設計與施工綠色低碳化研究力度加大，所以需要從多方面進行低碳化設計，綜合運用污水處理技術。結合污水處理工程案例實況，探索更適合的污水處理工程設計與施工方案，從污水處理技術與低碳化等方面入手，達到污水處理工程綠色低碳化發展的目的，為未來研究與創新提供參考。[A1]

關鍵詞：污水處理" 綠色低碳化" 節能設備" 砂濾罐

中圖分類號：TU753

Research on Green and Low- Carbon Countermeasures for Sewage Treatment Engineering Design and Construction

ZHENG Wenwen"" ZHONG Zheng""" YU Fangcong

China Municipal Engineering ZhongnanCentral South Design and Research Institute Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430010 China

Abstract： In order to improve the quality of sewage treatment engineering design and construction， enhance the sewage treatment capacity， achieve more ideal sewage treatment effects， and meet the requirements of modern urban environmental protection construction， in-depth research is conducted on the design and construction of sewage treatment engineering. Due to the increased research on green and low-carbon sewage treatment design and construction， it is necessary to carry out low-carbon design from multiple aspects and comprehensively apply sewage treatment technology. Based on the actual situation of sewage treatment engineering cases， it explores more suitable sewage treatment engineering design and construction plans， starting from sewage treatment technology and low-carbon aspects， to achieve the goal of green and low-carbon development of sewage treatment engineering， and provide reference for future research and innovation.

Key Wwords： Sewage treatment; Green low-carbon; Energy saving equipment; Sand filter tank

污水處理工程設計與施工綠色低碳化研究，是提高污水處理質量，降低污水處理能耗的重要基礎。加上城市污水處理工程類型復雜，不同污水處理類型所涉及的污水處理工程設計存在明顯差別，需要遵循因地制宜的原則，根據污水處理工程實況，對設計與施工進行綠色低碳化處理?；诖耍哟髮ξ鬯幚砉こ淘O計與施工綠色低碳化的研究力度，制定更完善的綠色低碳化實施策略，幫助污水處理工程有效降低碳排放量，充分發揮出污水處理工程的環保價值。

1" 污水處理工程綠色低碳化設計與施工

1.1" 污水處理工程綠色低碳化設計

1.1.1" 污水處理工程節地設計

污水處理工程是城市規劃的重要內容，節地設計以集成設計理念，對污水處理工程中的土地資源集約利用，將污水處理水池均按照矩形進行設計，多個水池共享池壁，以此有效節約污水處理工程建筑材料，實現空間利用最大化，并有效縮短工程周期。節地設計還體現在模塊化設計與節地型污水處理工藝設計方面^[1]。根據污水處理工程實況，對部分工程設計采取單元模塊方式進行組裝施工，提高施工空間利用率?？茖W選擇連續流動活性污泥法（Continuous Activated Sludge System，CASS）、化學活化污泥處理法（Chemically Activated Sludge Treatment，CAST）、改良式序列間歇反應器（Modified Sequencing Batch Reactor，MSBR）[ 2]"等，基于污水處理需求，搭配鼓風曝氣、缺氧等工藝，改良后的污水處理工藝不僅占地面積小，并且運用了智能化反應器，如磁懸浮離心鼓風機、羅茨鼓風機等，有效提高了污水處理運行效率，相較于傳統污水處理工程，用地面積節約55%以上。

1.1.2" 污水處理工程節水設計

污水處理工程設計與施工中節水設計，可以從水資源消耗控制角度出發。污水處理廠設備的沖洗、地面的清潔等可以將新鮮水變為中水，既不影響污水處理系統運行效果，又可以節約新鮮水資源^[2]。此外，可以在中水中添加適量的絮凝劑，經過有效配置后用于藥劑調配。運用高壓全自動隔膜壓濾機、先進空冷工藝等，改變傳統沖洗、水冷工藝。借助智能化計量儀表設備，對污水處理藥劑使用準確計算，根據污水處理工序控制好投加量，從而有效節約藥劑。

1.1.3" 污水處理工程節能設計

污水處理工程綠色低碳化設計中，積極從工藝方面進行節能優化。可以應用低能耗工藝，如厭氧工藝中運用升流式厭氧污泥床法（Upflow Anaerobic Sludge Bed，UASB）、膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Bed，EGSB）[ 3]"技術，根據污水處理工程周圍環境條件與溫度變化，及時調整保溫方案，尤其是溫度較低區域，在罐體外圍增設保溫層，有效控制熱散失，節約污水處理能耗^[3]。對于低能耗節能裝置，利用智能化技術實時監測設備運行狀態、測定設備控制范圍變化等，借助測算模型對污水處理中的泵類、刮泥機、鼓風機等設備精準核算，從而保證設備運行隨時處于最佳狀態。

1.1.4" 次生環境污染控制優化設計

污水處理工程設計與運行期間涉及諸多方面，會產生一定的廢氣、廢水等，還存在噪聲污染與固體廢物，因此需[A4]"要制訂完善的污染控制計劃，將污水處理工程設計與施工的不利影響控制到最低^[4]。針對污水處理中的甲烷，通過進水泵房、初沉池、缺氧池等處理流程，有效采集與存儲，同時運用生物除臭系統進行深層次處理，達到規定標準后排放。污水處理中產生的熱能，可以運用污水源熱泵技術，將熱能資源采集并應用到采暖制冷系統中，既可以降低污水處理環境的影響，又可以節約采暖能源。

1.2" 污水處理工程綠色低碳化施工

污水處理工程施工，必須嚴格遵循綠色低碳化施工要求，選擇綠色環保材料，精準計算材料使用量，減少工程施工資源浪費 ^[5]。綜合運用可回收錨索技術、長螺旋壓灌成樁技術、裝配式建造技術、保溫節能技術等，對污水處理工程中的回收循環資源科學利用，對建造施工體系進行最大化綠色節能處理。

2[A5]" "污水處理工程設計與施工優化策略實踐

2.1" 項目案例

此次研究主要圍繞某產業園區污水處理工程展開，該產業園區內土地資源有限，為更好地完成污水處理工程，規劃新增污水處理廠。因為污水處理工程位置靠近鐵路，加上園區內產業用水量大，所以采取不外排循環利用方式進行設計。產業園區中B、C企業為A企業下游合作企業，A企業造紙生產中木片洗滌處理，以污水處理廠回用水為主，因此污水處理工程設計，回用水必須滿足木片洗滌用水標準。[A6]"結合產業園區實況，污水處理工程的進水、出水水質設計，以污水量1 200 m3/d[ 7]"為例，廢水水質中氨氮的含量[A8]"為3～5 mg/L、COD_Cr的含量為500～1 200 mg/L、總氮的含量為3～5 mg/L、BOD₅的含量為300～600 mg/L。按照《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T 31962—2015）要求，污水處理廠對污水預處理后，BOD₅的進水濃度要求小于等于200 mg/L、出水濃度小于等于10 mg/L；TN進水濃度小于等于3 mg/L、出水濃度小于等于15 mg/L；pH進水與出水濃度為6～9；SS進水濃度小于等于380 mg/L、出水濃度小于等于10 mg/L。

2.2" 污水處理工藝選擇

因為污水處理工程中廢水水質氮磷含量不高，可生化性條件不理想，雖然難降解有機物較低，但是還需要做好保險處理，所以調整了原設計中活性炭吸附所用濾料，選擇砂濾罐，以此降低了工藝成本，并提高了廢水處理率。圖1為項目污水處理工程工藝流程設計圖，以芬頓高級氧化方法搭配砂濾，打造綜合性污水處理工藝框架。

污水處理中，由細格柵過濾污水中的懸浮物，借助提升泵將污水傳送到一體化氣浮機中，同步進行色度去除處理，待污水進入調節池后，污泥收縮池對化學污泥進行壓縮。水解酸化池、平流沉淀池、生化反應池等順利完成氮、磷等補充，污水經過固液分離、砂濾處理，水質得到有效改善。

2.3" 污水處理工程構筑物設計

[ 9]"（1）細格柵設計為2組，進水泵房設計為1座，二者在污水處理中并聯運行。格柵的寬度設計為450 mm，2組格柵分別搭配1臺除污機、提升泵2臺，進水泵房的凈空尺寸設計為8.5 m×3.2 m×5.0 m。單泵的運行參數設計Q=115 m3/h、H=15 m、N=[ 10]"8.0 kW。

（2）污水處理工程設計了1套正常使用、1套備用的氣浮單元。氣浮單元運行中混合反應、凝絮反應、接觸室停留時間分別為3.5 min、4.0 min、1.8 min，單套的處理效率平均值為50 m3/h，2套氣浮單元表面負荷均為9.5 m3/（㎡·h）。

（3）A²/O池設計2座，共劃分為4組，運行容積有效率預計為1 375 m3。其中，缺氧池設計尺寸為6.80 m×1.50 m×8.40 m、污水處理停留時間為1.5 h；厭氧池設計尺寸為6.80 m×2.13 m×8.40 m、污水處理停留時間為2.5 h；好氧池設計尺寸為6.80 m×12.30 m×8.50 m、污水處理停留時間為12.5 h。

（4）污水處理工程中砂濾罐設計運用2套，均選擇成套設備。砂濾罐單套的罐體直徑參數、高度參數為2.5 m、5.0 m。單套運行中污水處理最大量為70 m3/h，有效容積為15 m3，停留時間結合污水處理需求設定為30 min。

結合以上對污水處理工程部分構筑物的設計，積極運用綠色低碳化設計方法，將污水處理系統中的調節池、二沉池、中間水池、應急池、平流沉淀等進行了組合處理，并運用一體化設備，兼具污泥濃縮、芬頓反應等組合功能，最大程度利用園區土地資源，建設占地面積小、綜合性能強的污水處理廠。特別是空浮風機的運用與回用水系統的設計，利用空浮風機運行能耗低、噪聲小的優勢，有效節約污水處理能源消耗與運行成本。

3"" 結語

綜上所述，通過對污水處理工程設計與施工綠色低碳化研究，認識到綠色低碳化持續深化與污水處理工程優化的重要性。污水處理工程設計與施工涉及很多方面，污水處理流程復雜，涉及大量設備運行與能源消耗，積極從設計與施工方面進行綠化節能調整，科學選擇污水處理工藝，搭配適合的構筑物組合，從細節上降低污水處理能耗，借此鞏固污水處理綠色低碳化探索基礎。

參考文[A12]"獻

[1]張威.沙縣綠色纖維產業園污水處理廠工程設計[J].能源與環境，2024（3）：111-113[A13]"，154.

[2]張丹丹.西安市某半地埋式污水處理廠節能降耗分析[J].節能與環保，2023（8）：89-91.

[3]崔韻唯.城市污水處理廠污水有機組分化學多樣性演替的微生物機制研究[D].南寧：廣西大學，2024.

[4]文源.城鎮污水處理廠中污水有機組分遷移轉化規律研究[D].上海：華東師范大學，2024.

[5]陳世金，劉圣東，朱麗.污水處理工程設計與施工綠色低碳化策略研究[J].低碳世界，2022，12（11）：13-15.