反应池集约化设计

书书书污水处理厂生物反应设施集约化设计探讨王!彬!上海市政工程设计研究总院集团#有限公司上海$%%%&$#!!摘!要!!对污水处理厂生物反应设施进行集约化设计可以有效减少污水处理厂建设用地面积提高污水处理厂的土地利用效益满足国家节约土地资源的需要$生物反应设施集约化设计难点主要体现在%!平面组合设计既要考虑生物反应池和二沉池的相对独立设计又要综合考虑二者的平面整体性同时还要与建设用地形状相匹配&配水渠道及污泥渠道!管#设计既要考虑二沉池的配水均匀性又要考虑污泥回流和剩余污泥排放的合理性&#在设计阶段要充分考虑污泥泵设备安装以及今后运营维护的要求$介绍了生物反应池与初沉池’生物反应池与二沉池的集约化设计方法和设计要点分析了生物反应设施集约化设计难点并结合实例提出了具体措施$!!关键词!!污水处理厂&!生物反应设施&!集约化设计中图分类号!’(&&$)*!!文献标识码!+!!文章编号!,%%%-./%$!$%,0,%-%%/,-%1!#$%##&’&’()*+’(*’#,*!*#-’&./&0&-$102*1$(&’31$0(*#’41#(*51(*676*1(8*’(901’(2345678!!#$%#&’($&)&*#+,$%&$--.&$%/-0&%$1$02&2(2-3.4(*#5467286#!#$%#&$%%%&$#5&$#!!:;#(61$($!’9:78;:87=::7?8@AB7@C@?7DECF:ED;7@8AED7C7;7:78GE;:GE;:F;F:E;H:8;ICE8;HEJ:AA:D;7=:CJF:KD:;9:D@8;FKD;7@8CE8EF:E@AGE;:GE;:F;F:E;H:8;ICE8;#7HIF@=:;9:B:8:A7;@ACE8K:78GE;:GE;:F;F:E;H:8;ICE8;)’9:7AA7DKC;7:78;9:78;:87=::7?8@AB7@C@?7DECF:ED;7@8AED7C7;7:G:F:HE78CJEA@CC@G$!L8;9:D@HB78::7?8@A;9:ICE8:#G7;9F:?EF;@;9:B7@C@?7DECF:ED;7@8;E8ME8;9::D@8EFJ:;;C78?;E8M#8@;@8CJ;9:F:CE;7=:78:I:8:8;:7?8BK;EC@;9:ICE8:78;:?F7;J@A;9:;G@E8;9:9EI:@A;9:D@8;FKD;7@8CE89@KCB:D@87:F:%L8;9::7?8@AGE;:F7;F7BK;7@8D9E88:CE8CK?:D9E88:C!I7I:#8@;@8CJ;9:GE;:F7;F7BK;7@8K87A@FH7;J@A;9::D@8EFJ:;;C78?;E8MBK;EC@;9:FE;7@8EC7;J@A;9:CK?:F:ACKNE8;9::ND:CK?:7D9EF?:9@KCB:D@87:F:%#L8;9::O7?8;E?:#;9:78;ECCE;7@8@ACK?:IKHI:PK7IH:8;E8;9:F:PK7F:H:8;A@FAK;KF:@I:FE;7@8E8HE78O;:8E8D:9@KCB:AKCCJD@87:F:)3;@;9:;G@78;:87=:;F:E;H:8;IF@D::@A;9:IF7HEFJ:;;C78?;E8MA@CC@G:BJ;9:B7@C@?7DECF:ED;7@8;E8ME8;9:B7@C@?7DECF:ED;7@8;E8MA@CC@G:BJ;9::D@8EFJ:;;C78?;E8M#;97IEI:F78;F@KD:;9:78;:87=::7?8H:;9@E8:7?8I@78;)Q@H:D@8DF:;:H:EOKF:EF:IF@=7:78D@HB78E;7@8G7;9E8:NEHIC:;@F:@C=:7AA7DKC;7:78;9:78;:87=::7?8@AB7@C@?7ODECF:ED;7@8AED7C7;7:)!!*=5&6#$!GE;:GE;:F;F:E;H:8;ICE8;%!B7@C@?7DECF:ED;7@8AED7C7;7:%!78;:87=::7?8!!根据&城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标’!建标($%%1),1R号#城市污水处理厂的建设用地面积不应超过表,的规定(,)*+,/+第*.卷!第,%期$%,0年1月!!!!!!!!!!!!中国给水排水+SL4323’TUV23Q’T23’TU!!!!!!!!!!!!!W@C)*.4@),%XEJ$%,0书书书表!城市污水处理厂建设用地控制面积建设规模6!%789:3;%#污水处理厂用地69=一级处理二级处理深度处理!类!7?%77#$=$77?8$77$类!=7?7#@$77?%7$77%=$77?=$778$77?A$7#类!%7?=7#8$77?@$77A$77?%=$77=$7?8$77$类!?%7#=$=?8$778$=?A$77%$A?=$7%类!%?#7$?=$=%$=7?8$=7$?%$A&&有些污水处理厂项目建设用地远小于表%中建设用地控制面积%可考虑采用集约化设计&在污水厂各处理构筑物单体中%初沉池’生物反应池’二沉池等设施占地面积较大%可考虑进行集约化设计%如生物反应池分别与二沉池’初沉池集约化组团共壁布置%可减少生物反应池和沉淀池之间的道路及绿化用地%提高整个污水厂土地利用效益&!生物反应池与初沉池集约化设计要点!#!生物反应池与初沉池的类型及主要参数选择生物反应池一般选择廊道式的生物反应池&主要设计参数如下(廊道式生物反应池的池宽与有效水深之比宜采用%B%?=B%&初沉池形式主要分为圆形辐流式和矩形平流式两种%若考虑与生物反应池合建%一般选择矩形平流式&根据)室外排水设计规范*+=,%初沉池的主要设计参数沉淀时间为7$?=$7%表面水力负荷为%$?8$9:6!9=#&对于设计出水标准为国家一级C标准的污水处理厂%为了尽可能使有限的碳源不被初沉池截留%初沉池的停留时间建议应适当缩短%一般考虑87?792)%表面水力负荷建议适当增加%一般考虑:$?8$79:6!9=#&若进水浓度较低%也可考虑超越初沉池&同时%根据规范%平流沉淀池的平面布置设计还应符合(每格长度与宽度之比不宜小于8%长度与有效水深之比不宜小于D%池长不宜大于@79&!#$设计要点由于初沉池的平面尺寸一般远小于生物反应池%因此生物反应池与初沉池的组合布置中一般首先考虑生物反应池的平面设计&CCE生物反应池及初沉池的组合布置如图%所示&!#!#$%!$!#!%&’’()&$%)!#$%!#$%%%%&$%!%%&’$%($%%&’$%)%%%!%%!%%!%%!&$%!*)$+%!%%!%%,-%&’!&*++./-(&’)!$%%*$$!$$!$$!$$!.%!.%!01.01!.%!.%!’$!’$!’$!’$*’-$%1-0%*$$%%!%%!#*%%**+)*+,$**+)*+,$223)*+,$223)*+,$!-$!$!++$+++!++$+++!++!++)+++.++)&$++)+-++’-$+!-&+!-&+图!%%&生物反应池及初沉池组合布置&&待生物反应池的平面尺寸基本确定以后%矩形初沉池的平面设计首先需根据设计规模!高峰水量#!9!9:6#与设计表面水力负荷+9:6!9=#,%得出矩形初沉池的总表面积#K!96&考虑到组合构筑物的整体性%矩形初沉池的总长度!含进水渠’出水渠#一般与生物反应池的总宽度基本一致&矩形初沉池的分组数$一般根据单组设备最大允许宽度’初沉池设备总费用来综合确定&在矩形初沉池总表面积#和分组数$确定以后%可以根据生物反应池的总宽度%并结合矩形初沉池的进水渠’出水渠的尺寸%来确定设计池长%&规范规定-池长不宜大于@79.%因此一般%L@79&在总表面积#’分组数$’设计池长%确定以后%可得出矩形初沉池的单组宽度&K#’!%$#&在此过程中%一方面可以结合初沉池的平面布置情况%对生物反应池的布置进行反馈调整/另一方面在矩形初沉池和生物反应池的平面布置都完成之后%还要把二者的组合布置平面与污水处理厂的实际用地情况进行对照%看是否满足用地要求&$生物反应池与二沉池集约化设计要点$#!生物反应池与二沉池的类型及主要参数选择与二沉池组合布置时%一般选择廊道式生物反=@第:8卷&第%7期&&&&&&&&&&&&&&中国给水排水&&&&&&&&&&&&MMM$M*-+G0-*$/(9应池*根据&室外排水设计规范’#廊道式生物反应池的池宽与有效水深之比宜采用,\,[$\,*若考虑与生物反应池合建#二沉池形式一般选择矩形#同时根据进-出水方式的不同又分为矩形平流式和矩形周进周出式*根据&室外排水设计规范’#二沉池的主要设计参数沉淀时间为,)1[.)%9#表面水力负荷为%)/[,)1H*Z!H$+9*矩形平流式二沉池表面水力负荷一般设计取值小于,)%H*Z!H$+9#而矩形周进周出二沉池表面水力负荷一般设计取值为,)$[,).H*Z!H$+9*同时#根据规范#平流沉淀池的平面布置设计每格长度与宽度之比不宜小于.#长度与有效水深之比不宜小于0#池长不宜大于/%H*$#$设计要点由于矩形周进周出二沉池的表面水力负荷要高于矩形平流式二沉池#节地效果也更加明显#因此在组合布置中得到更多的选用*图$为33]生物反应池及二沉池组合布置图*!!#$%$&$%%$%%&$%%$%%!%%%%’’%%%!%%!%%#%%$%%%!%%%%%%%!&%%%’()%%!((’()%%!((*+!#%%%%%!&%%%%%%%%’’%%%,,-$%&’(,,-$%&’()*(+*(+*(,,-$%&’($%%.’#((&$/((!%%/%%%%%%%%!%%$%/(0+,#图$%%&生物反应池及二沉池组合布置由于生物反应池的平面布置受制因素相对较少#因此在生物反应池与二沉池的组合布置中一般首先考虑二沉池的平面设计*矩形二沉池的平面设计首先需根据设计规模!高峰水量9H!H*Z9与设计表面水力负荷:(矩形周进周出二沉池一般设计取值为,)$[,).H*Z!H$+9)#从而得出矩形二沉池的表面积;_9H=:*在矩形二沉池表面积确定以后#由于在规范中有.池长不宜大于/%H/的相关规定#因此一般设计池长7/%H*在池长7确定以后#二沉池的总池宽_;=7也相应得出#二沉池总池宽的选择还要考虑污水处理厂用地的允许宽度*矩形二沉池的分格数$一般根据单组设备最大允许宽度!目前国内应用案例中单组渠道宽度一般不大于,,H-二沉池设备总费用来综合确定!分格数$一般为双数#同时也需要同步结合生物反应池的廊道布置*在分组数$确定以后#矩形二沉池的单组宽度_=$也就相应得出*矩形二沉池的平面尺寸基本确定以后#生物反应池的总宽度与矩形二沉池的总宽度基本一致*生物反应池在总宽度基本确定的情况下#继续进行其中各区段的廊道平面布置*在此过程中#一方面可以结合生物反应池的廊道布置情况#对二沉池的布置进行反馈调整%另一方面在生物反应池和矩形二沉池的平面布置都完成之后#还要把二者的组合布置平面与污水处理厂的实际用地情况进行对照#看是否满足用地要求*’生物反应设施集约化设计难点’#!平面组合设计难点生物反应池的总宽度一般与矩形二沉池的总宽度基本一致#二沉池的设计在规范中有.池长不宜大于/%H/的相关规定*每座生物反应池一般分组为两池独立运行#平面布置要考虑廊道数量和各分区停留时间#而二沉池分格数量一般设计为偶数格*因此在设计中既要考虑生物反应池和二沉池的相对独立设计#又要综合考虑二者的平面整体性#同时还要与建设用地形状相匹配*以广东某污水处理厂为例#设