绿色施工理念在污水处理系统改造中的应用实践

赵志浩 刁晋东 何丛飞 李山金 魏秀英

(中建七局第一建筑有限公司，北京 102600)

在污水处理厂改造施工阶段使用现代的施工工艺进行科学的管理施工，提高了资源的利用效率，降低了因污水处理改造工程造成的环境污染的影响。在建筑工程施工的阶段，需要特别注重施工安全和建筑工程的质量，减少能源的消耗。因此，对该城市的环境保护带来了很大的帮助，进而营造了一个安全环保的城市环境。同时，绿色施工理念是以环保、绿化、经济为前提，重视建筑项目改造施工的节能性以及高效性，推动了建筑改造工程的可持续发展。在污水处理改造工程的过程中，选取施工方案时需要考虑能源的消耗以及生产安全等问题。因此，污水处理改造工程造成的能源消耗以及环境污染等问题，违反了绿色施工理念，施工单位需要额外注重此问题。本文结合实际工程对该改造工程的有效技术措施进行分析研究，以便为相关建筑工程提供参考[1]。

1 工程概况

某城市的污水处理厂，其使用的处理工艺为氧化沟，单座氧化沟( 4×104 m3/d) 结构尺寸为115.5m×56.5m×4.8m，分 6 槽。污水处理厂处理污水设备采用的仍然十多年前的工艺技术，很多都不能符合现代技术的要求。现如今污水处理厂的主要问题有以下2方面：1)硝化段在氧化沟的处理系统中没有详细的建立，导致该系统没有深化脱氮除磷的效果，排出水的BOD5达到标准，但是出水含氮、磷的量超出了排放标准(TN为40mg /L，TP为3mg /L)，因此，该氧化沟排出水的质量没有达到排放标准；2)对锈蚀严重的污水处理厂混凝土池壁时展开防腐蚀处理。要求该污水厂的排放情况必须符合高污水处理厂的排放要求。经过相关的研究人员探讨后，决定更改氧化沟的曝气方法为推流式水下曝气的A2/O方法，在增加水深的同时于池顶设置曝气设备以及供操作人员行走的道板，同时展开氧化沟池壁的防腐处理[2]。

2 存在的问题及施工工艺

2.1 存在的问题

2.1.1 污染环境

在进行氧化沟池壁加高池壁走行平台和新增建工作桥的施工时，如果使用传统的施工工艺(脚手架)，此工艺需要污水处理厂在很长的一段时间内停止作业，导致大量的污水没有进行处理就直接排除，进而造成严重的环境污染问题[3]。

2.1.2 二次污染

已知氧化沟堆积大量活性污泥，为了减少停产时间需要将污泥快速地清理干净，但该操作无法通过单一的脱水机房进行处理，且若处理方式不合理就进行填埋作业则会造成二次污染[4]。

2.2 施工主要内容

该污水处理厂改造的主要施工内容包含：对污水池壁进行加高、新增走行平台以及工作桥，清理氧化沟内的污泥，将现有的转碟曝气器加以拆除。池壁用DPS水基渗透式的无机保水剂加以防锈处理，应新增设管型曝气泵和搅拌机、推进器、内回流泵等，并进行设计和修改。已在单座氧化沟内建立起了池壁和甬路平台329m2，氧化沟池内沉淀污泥总约为6 000m3。

2.3 改造施工总体工艺流程

具体的施工工艺流程如图1所示。

图1 污水处理厂改造工程施工工艺流程

3 关键施工技术

3.1 氧化沟土建改造钢平台施工技术

通过对氧化沟土建改造工程施工工艺以及施工条件的考虑，并结合现有氧化沟分槽的结构特点，改造施工的方案为在原氧化沟上摆建一个平稳竖实的钢铁平台进行施工作业平台港用型钢，型钢有着不易变行形、很强稳定性特点。在平台上进行施上改造，可以不用停止处理厂的处理作业，大幅度的降低排放没有进行处理的污水。

3.1.1 钢平台施工设计

通过氧化沟分槽池壁的特征(其池壁的净距为9m)，工程人员选用了12m、14m厚度的25a槽型板，将池壁上方沿原平台横向与池壁纵向且高度高于3m的梁设置为主梁，在其上池壁两侧纵向布置3道16a槽型钢纵梁，以其为支架底膜与施工通道，将16a槽钢反扣在25a横钢梁拼装架，然后再其上铺设步行板，安装高度为1.2 m的护栏做硬性防护，如图2所示。

图2 钢平台设计示意图

3.1.2 钢平台安装

按照钢平台的设计标准，施工人员在进行吊装型钢梁作业时所使用的是25t的汽车吊，再需要人工配合使钢梁到指定位置。首先在氧化沟池壁的顶端放上25a的槽钢作为主梁，并且使用膨胀螺丝进行固定，然后在主梁上焊接固定16a的纵吊梁，并在25a的主梁上设置护栏立杆，最后在纵梁上铺设走道板。由此可以看出，该施工技术不影响污水处理厂的正常运行，还能够在钢平台上建模、捆绑钢筋、实施混凝土浇筑，最终进行新建走行板以及工作桥的施工。

3.2 沉积活性污泥清理技术

当前所需改造的氧化沟活性污泥体积大于6 000m3，而且为多年前沉积有很强硬度的污泥，想要将氧化沟沉积的污泥一次性清理干净，采用传统的污泥泵抽的方式难度很大，且传统的污泥泵抽方式需要先稀释处理，在这个过程中会产生大量高浓度污泥废水，这些污水直接抽出排放会对环境造成严重影响。因此，采用更加环保的处理方式，先放空氧化沟水份并对氧化沟进行晾晒，通过晾晒提升污泥硬度，并结合机械与人工实现氧化沟污泥的快速清理[5]。

3.2.1 机械与人工相结合的污泥清理技术

由于氧化沟的面积很大，施工人员需要利用吊车把小型铲车吊放入氧化沟底部，在氧化沟底部小型铲车将硬化后的污泥铲起后装入特制的吊斗内，地面的工程吊车将吊斗吊出，吊出的吊斗里的污泥装入自卸车内，并运送到污泥堆积场。

铲车的选择。此次经晾晒后，氧化沟底板最大承载3.3t，经综合计算后取 ZL08 铲车，其技术参数见表 1。

表1 铲车参数

人工配合机械清理污泥技术施工工艺流程。具体的施工工艺流程如图3所示。

图3 人工配合机械清理污泥技术施工工艺流程

人工配合机械清理污泥技术，首先是利用汽车吊的方式将铲车吊到污水处理厂的氧化沟内，同时用汽车吊把装污泥的斗吊进氧化沟的底部，通过铲车铲除氧化沟底部污泥至泥斗，然后利用吊车吊出泥斗并将其中污泥卸入自卸车，运输至污泥堆场。

3.3 污水处理厂场地污泥石灰处理技术

氧化沟污泥具有含水量高、臭味浓、所含重金属离子类别较多等特点，需完成对应处理才可进行装载、填埋等操作。该污泥处理厂的污泥的临时存放场所，均采用由水泥构筑的约30cm厚度的表面层，具备了相当的耐腐蚀性，从而符合污泥长期存放的要求，而按照相应的标准要求，2 000m2的存放场所中最多可以存放1 600m2的污泥，而且污泥处理的平均含水率达90%以上，而处理厂的一个氧化槽中污泥数量大约在5 000～6 000m3。所以，为不干扰氧化沟的污泥处理作业，就必须通过对旧污水场地的淤泥实施脱水处理、固化、再外运等的处置方法，让现场有充足的空间来堆放新污水。而按照现代环保建筑理念，施工人员可以通过生石灰来处置现场堆积的新污水，施工人员采用生石灰来处理场地堆放的污泥，能够迅速降低场地污泥的含水量，直到降到65%就可以实施填埋作业，且生石灰具有杀掉污泥内污染物的作用，能够有效减少环境二次污染[6]。

3.3.1 生石灰掺拌比例

根据污水厂施工详细情况，实施污泥掺拌生石灰实验，得出掺拌生石灰的具体数据(如表2所示)，基于所实验的结果，最终确定选用25%的生石灰参量。

表2污泥含水量变化

3.3.2 污泥处理

对堆放厂污泥进行自然过滤处理、晾晒之后，进一步减少了污泥的含水率，然后再对污水采用了20%的生石灰掺拌，对污泥起到了进一步的脱水和消毒固化的效果。

(1)为了方便堆放厂的污泥处理工作展开，划分污水厂干化污泥场地为自然晾晒区、生石灰掺拌区以及堆积运输区。

(2)通过铲车运输生石灰至污泥堆积场地，在利用挖掘机把生石灰和污泥进行拌和，在把拌和之后的污泥用铲车铲成堆放在堆放场地。

(3)为了避免下雨天给打堆好的污泥造成影响，将堆好的污泥用塑料薄膜盖好。当污泥与生石灰完全反应实现固化后，对其展开装车外运处理。

(4)完成与生石灰的拌和后，污泥的含水量要低于65%后，就可以使用铲车、挖掘机装车运输到规定的污泥填埋场地进行填埋。

4 结果与分析

通过使用上述的绿色施工技术对污水厂进行改造作业可知，首先，在改造氧化沟的主体结构阶段，不影响氧化沟正常的污水处理作业，进而消除了没有进行处理的污水排放风险。然后是人工配合机械清理污泥技术，降低了高浓度的污泥排放，以及采用生石灰掺拌污泥技术，降低了氧化沟内的污泥含水率，进而对污泥中的细菌进行了有效的消灭以及对重金属离子进行钝化。由此可以看出，绿色施工理念能够很大程度的降低环境污染，同时还能够降低施工成本，大幅提升工程效益。

5 结语

综上所述，由于污水处理厂提标改造的具体施工过程比较复杂以及不确定性，同时会对原有污水处理厂的施工作业带来一定的影响，造成没有进行处理过的污水、污泥的排放，对环境造成污染。本文通过有效的技术措施对污水处厂进行改造，其技术能够让污水处理厂正常作业的同时，还能够使该改造工程达到绿色施工的目的。