关于城市污水处理厂的建设分析

　　 一、前言（水环境治理的必要性和紧迫性）
　　众所周知，环境保护是我国的基本国策之一，而水环境的保护是当前环境保护的重点。水，作为人类所需的不可替代的资源，是社会持续发展的重要支柱。从某种涵义上讲，水资源的质量比数量更为重要。因为只有符合一定质量标准的水对社会才有意义。我国淮河流域前几年曾发生过大面积的水污染，由于淮河水污染，沿河地区数百万人的饮用水都发生困难，引起中央的高度重视，不得不下令关闭数百家小造纸厂、小皮革厂、小印染厂。国家环保局组织了一个零点行动，要求淮河流域所有的工厂必须建设污水处理设施，所有污水必须达标排放。如果在规定的时间内仍不能达标排放，一律停产整顿或关闭。
　　我们杭州也有过水污染的痛苦时期。七、八十年代由于对水污染认识不足，日益增长的生产、生活污水未经处理直接排入河道，最后都汇集到水位最低的京杭大运河，造成运河水体的严重污染，致使原来清澈的河水发黑发臭，鱼虾绝迹。遇到暴雨，河水下泄，余杭县塘栖地区就会发生大规模死鱼情况。为此杭州市每年赔偿余杭县死鱼和农业损失费用达200万元左右。河水散发的臭气污染了空气，沿河居民长年不敢开窗，生活环境日益恶化。另外，因运河水污染还影响到杭州祥符桥自来水厂取水水源，造成自来水水质达不到饮用标准，不得不把取水口向上游移了近10公里，耗费工程投资1000多万元。最令杭州人汗颜的是运河游客的一句话：“闻到臭气杭州到”。严重影响了杭州的声誉，也极大地制约了杭州社会经济的进一步发展。
　　鉴于这种情况，杭州市政府很早就开始注意到杭州水环境的保护。八十年代初，市政府就要求规划部门编制杭州市的污水治理规划。1983年开始了运河（杭州段）截污的可行性研究。随后，开始实施中东河综合治理工程，沿城市中间两条主要河道中河、东河敷设截污管道，形成了覆盖老城区的第二污水干管系统，使污水不再直接排入河道，并建设了杭州四堡污水处理厂，规模40万吨/日一级处理。值得一提的是，当时的四堡污水处理厂是我们国家建设的第二座城市污水处理厂，在相当长一段时间里规模为全国之最。到1987年，中东河工程（包括四堡污水处理厂）建成后，连同六十年代初建设的第一污水干管系统，使杭州市的污水收集、处理率逐步达到30%，这个指招标当时在全国处于领先水平。
　　进入九十年代以后，随着环境意识的不断提高，杭州市加大了水环境治理的力度，特别是加大了以运河为代表的水污染治理。1991年成立了运河（杭州段）截污处理工程建设指挥部，开始实施运河截污处理工程。工程内容包括在杭州北部74平方公里的地区敷设第三污水干管系统和扩建四堡污水处理厂，把原有一级污水处理扩建为二级处理。力图从根本上扭转杭州市水环境污染的状况。经过10年的努力，到2001年运河截污处理工程基本完工。目前杭州市收集处理的污水量达到50万吨/日以上，收集处理率达到60%左右。运河及市区河道的水质得到了极大的改善，消除了黑臭，鱼虾等水生动物又重现运河。由于水质的改善，带动了运河地区的开发建设，地价急剧上升，成了投资的热土。古老的运河又焕发了青春，收到了很好的社会效益和经济效益。
　　事实证明了，并将继续证明只有重视环境的保护和治理，才能保证社会、经济的可持续发展，才能保证人民生活质量不断提高，是落实“三个代表”的具体体现。
　　 二、城市污水处理厂建设的程序和每阶段工作任务
　　水环境的治理，从大的方面讲，主要有两项工作：一是敷设污水收集和输送管道系统；二是建设污水处理厂。当然还有其他辅助措施，如河道整治、疏浚、配水、绿化等等，但截污是最主要的。关于污水管网的建设要按照城市统一的污水规划进行。这是一个复杂、庞大的系统工程，吴兆申高工已经向大家作了介绍，这里不展开讲了。我想就城市污水处理厂的建设应该注意的问题，城市污水处理厂应该怎样建设的问题，结合四堡污水处理厂的建设过程，谈一些个人看法供大家参考。
　　1、城市污水处理厂与其他污水处理设施相比有以下特征：
　　1）城市（或城市区域）污水处理厂一般规模较大；
　　2）城市污水处理厂污水的水量变化较大，甚至一天中白天、夜晚就有较大变化；
　　3）由于收集范围较广，污水成分复杂。因此，要求设定进厂（进收集系统）的污水浓度标准；
　　4）由于大水量处理成本的限制，要求第一类污染物质不能进厂（不能排入污水管网），要求工矿企业进行予处理；
　　5）要求有一个适应处理后排放的纳污水体（不能造成污染转移）；
　　6）要求有相对较大的建设用地；
　　7）距排污负荷中心的距离适当；
　　8）必须考虑对周围环境的影响（有害气体的扩散）；
　　9）有污泥处理的厂还得考虑防爆因素。
　　由于城市污水处理厂的上述特征，所以在准备建设城市污水处理厂时，要根据这些特征全面权衡、慎重行事。
　　2、做好工程的可行性研究
　　按照基本建设程序，可行性研究是项目建设的第一步。可行性研要确定城市污水处理厂建设的重大原则问题。在可行性研究阶段要解决以下问题：
　　调查统计污水的水量、水质及发展趋势，以此为依据确定城市污水处理厂的建设规模。
　　纳污水体的论证和选择。
　　污水处理厂厂址的论证和选择。
　　污水处理工艺路线的论证和选择（多方案比较）。
　　进行环境评价。
　　进行技术、经济比较论证。
　　建设资金的筹集方案。
　　在此基础上编制工程项目的计划任务书报批。
　　（以上展开讲）
　　3、工程设计
　　工程项目经过报批立项后进入设计阶段。按我国现行基本建设的规定，设计一般分为二个阶段，即初步设计（或扩初设计）和施工图设计。一个工程的成功与否，很大程度上取决于工程设计。因而要选择一个丰富经验，并且有高度责任心的设计单位来承担这项工作。设计时，吸取已建工程成功的经验和失误的教训，紧密结合当地的实际情况，对污水处理厂的建设十分重要。现在采用招标的办法选择设计单位，对加强设计单位的责任性有促进作用。
　　工程设计除了必须满足设计规范的要求以外，还应特别注意以下几点：
　　a.初步设计方面
　　通过对水质、水量的复核，确定污水处理厂的建设规模（最终规模和当前规模）。
　　通过对进水水质和出水排放标准的分析论证，选择处理工艺（进行技术、经济比较）。
　　根据同类污水处理厂的运行情况，选择合适的构筑物形式。
　　根据同类污水处理厂运行的经验、教训选择适合本地情况的设备。
　　建筑、构筑物的设计要便于设备安装和运行以后的管理、维修。
　　建议尽可能提高城市污水处理厂运行管理的自动化程度。
　　总图布置功能分区要明确，竖向标高合理，特别要注意各类管线的综合布置，最好做相对集中的管沟，并做好各处理单元的衔接。
　　如果是分期建设，一定要考虑好分期的衔接，主要构筑物要预留接口。由于在初步设计会审时，往往只确定一些大的原则问题，而许多较具体的问题则要建设单位来考虑，同设计单位共同研究明确。
　　（以上展开讲）
　　b.施工图设计问题
　　施工图设计是工程招标和工程施工的法定依据，建设单位应认真审查图纸，把疑问和可能出现的问题解决在施工图下发之前。
　　完成工程招标后，组织施工、监理单位进行施工图会审，把错误和不明确的问题解决在施工开始以前。
　　施工图最好一次性完整出图。如果为了争取时间要分期出图的话，应采取影响较小的分基础和上部分别出图（在总图不作大调整的基础上）。
　　认真做好各单元的工艺设计，并注意各单元之间的工艺衔接。
　　按单元列出设备清单和设备的性能要求（如引进设备要明确供货界限）。
　　设计各工种之间（工艺、土建、设备、水、电、气、自控等）一定要互相沟通、密切配合，消灭各工种之间衔接的错误。
　　设计必须考虑便于建成后的运行管理和检修维护。
　　设计要考虑适合当地实际情况和一些习惯做法。
　　设计应该采用一些国家推广的新技术、新方法、新材料。
　　关键是设计人员要有高度的责任心，设身处地、注意细节、精心设计、一丝不苟，力争做到零改动，以达到现场零签证。
　　（以上展开讲）
　　4、工程招标
　　工程建设实行招标是规范建筑市场的强制性制度。实行公开、公平、公正的招标也是建好工程的需要。工程招标，包括土建工程，设备安装、调试，设备采购，工程监理招标等等。招标与其说为了择优选择施工单位、供货单位和监理单位，还不如说是建设单位对工程的认知、了解和熟悉。因为建设单位作为工程建设的主体，对工程的了解越全面、越彻底，建设才能越顺利。因而，作为建设单位要认真阅图，在充分读懂了建筑语言和了解了城市污水处理厂建设的特点，才能有效组织设计、监理、施工单位展开建设工作。建设单位应该编制工程建设大纲，作为整个建设过程的蓝图。建设大纲主要有以下内容：
　　对整个工程进行分析，按工艺单元把工程分成若干单体。
　　列出工程的重点、难点以及工期控制点。
　　分单元列出需采购设备的清单（列出技术性能和质量标准）。
　　确定材料、设备的采购供应原则（甲供、乙供或招标）。
　　分析并确定工程的招标原则（总承包、分块承包、分包等）。
　　确定工程目标（质量、工期目标）。
　　编制工程建设的进度计划（单项计划、综合计划、采购计划等）。
　　制定建设管理责任制（内部各部门管理制度）。
　　制定工程建设“三控制”措施。
　　分析工程建设过程中可能出现的问题并制定预防措施。
　　编制了建设大纲并通过审核，就可以在此基础上展开招标工作。招标首先要论证确定招标原则，诸如工程是总承包，还是分项招标；设备采购是总包商招标还是成套或单台设备招标；材料是甲供还是乙供，或划分供应范围；投标单位的资质要求等等。确定这些原则，一方面要依据建设单位本身技术力量、管理力量所能胜任的范围，还要看前来报名参加投标单位的实力、经验和实际能力而定。
　　做好了以上工作后，就可以着手编写招标文件。编写招标文件时要体现城市污水处理厂的特点（大型构筑物多，各单元之间的工艺联系密切，设备安装、调试比较复杂，自动化控制水平高，建设周期长等），要充分表达建设单位招标的意图。与此同时，对报名的投标单位进行必要的筛选和资格审查，进行必要的实地考察（特别是设备生产厂商）。不论何种招标，都要实行“三公”的原则。
　　（展开讲一下）
　　5、工程建设
　　工程开工建设后，建设单位的工作是使工程按预想的方案顺利进行。但实际上，建设单位与施工单位考虑问题不可能完全一致，建设大纲毕竟还是粗线条。因而，施工单位还必须根据建设大纲的要求编制施工组织设计，从更细的层面上，把工程施工任务具体化。监理单位也要编制监理大纲和监理细则。施工组织设计须经监理、建设单位审核，修改完善后付诸实施。
　　在施工阶段，建设单位的主要任务是协调、督促各参建单位的工作，解决设计、施工、材料供应、安装、调试以及试运转、交工验收中出现的需要建设单位出面解决的问题。主要有以下几方面：
　　建立监理例会制度。赋予监理单位足够的权力，让他们及时处理日常施工中出现的各类问题，保证工程按计划进行。
　　建立由施工班组、施工单位质量部门、监理、建设单位质量管理部门组成的四级质量管理体系，形成质量管理网络，保证不出质量问题。
　　沟通材料、设备供应渠道，确保甲供材料、设备及时到场。
　　负责协调设备供货厂商在设备安装阶段到现场进行安装指导。
　　建立现场联系单签证制度。
　　档案材料的收集整理。
　　文明、安全生产的检查督促。
　　组织各类劳动竞赛，提高工作效率。
　　严格合同管理，实施质量、进度、投资三控制。
　　工程预算审核，按进度向上级部门请款和向施工单位支付进度款。
　　联动试车（包括单元和整体）的组织。
　　组织交工验收。
　　协调处理与外界的关系。
　　及时总结建设过程中的好经验。
　　（结合四堡污水处理厂建设情况展开讲）
　　建设单位对工程的管理要有预见性和超前性。特别注意不能因为赶工期而忽
　　视质量、安全。对工程难点或技术性较强又难以确定的问题，应召开专家论证会，或进行一些试验的方法来解决。在整个建设过程中，设计单位应派驻现场设计小组。监理单位作为建设单位的代表，应积极主动地管理好工程施工的各个环节。四堡污水处理厂扩建工程建设中，我们提了这样一句口号：“建一项工程，树一座丰碑，出一批科研成果，培养一批人才”。
　　 三、杭州市四堡污水处理厂扩建工程建设的一些体会
　　杭州四堡污水处理厂作为全国最大的污水处理厂之一，它的建设既有与其他城市污水处理厂相同的一面，也有它的特点：
　　首先，四堡污水处理厂扩建工程是在原有40万吨/日一级处理基础上扩建为40万吨/日二级处理，同时对原有一级处理的设备进行改造。原有一级处理已经运行了10年，大部分设备在扩建工程中要更新，而建设过程中原有一级处理生产不能停，这就更加大了建设的难度。其次，四堡污水处理厂位于钱塘江边，地下水位特别高。新建的生化处理大型构筑物坐落在透水性好的粉砂土上，既要考虑防止不均匀沉降，又要考虑抗浮，施工的技术难度较大。第三，污泥消化池选用了蛋形双向无粘结预应力薄壳结构，体积有10500立方米，在亚洲属最大的消化池，这种结构在国内还是第一次应用。第四，扩建工程利用了德国政府财政援助资金，大部分设备从国外引进。第五，扩建工程新增了沼气发电和沼气锅炉这种即节能又防止大气污染的单项工程，更增加了工程的复杂性。
　　在建设四堡污水处理厂扩建工程中，我们在做好建设管理的各项工作外，重点抓了以下工作：
　　1.扩建工程既要考虑建设新的设施，又要考虑在建设中保护老的设施。特别是根据创建环保模范城市的要求，市领导要求在扩建工程施工期间尽量减少对厂里污水、污泥处理的影响。因此，建设计划上安排了原有设备改造和新设施建设二个平行计划，再从总体上互相衔接穿插。比如，电的改造关系全局，新的总变电站要率先建设，并率先建成交付使用，再与老变电站切换。再比如进水泵站设备改造，我们利用枯水期水量较少的时候，采取一半改造一半运行的办法，完成一半改造任务后即交付使用，再改造另外一半，基本保证了生产运行不间断。另外象污泥处理系统，细格栅改造，基本上也是这样处理，首创了污水处理厂边生产边建设的先例。
　　2.四堡污水处理厂位于钱塘江边，地基都是透水性较好的粉砂土，而污水处理厂构筑物的体积都很大，防止构筑物不均匀沉降至关重要。经过计算，曝气池在地下水位≥6米时，浮力大于构筑物重量，有抗浮要求。我们一方面做了多种桩型的实地试验，一方面邀请杭州市地基基础方面的专家研究论证，并进行了技术经济比较，最后根据不同构筑物选定曝气池采用碎石振冲桩加树根桩的基础形式；二沉池采用碎石振冲桩；消化池采用钻孔灌注桩。这三大构筑物建成后的不均匀沉降指标均达到优良等级。
　　3.消化池是本工程难度最大的工程，所需的工期也最长，因而是我们进度控制、质量控制和技术控制的重点。消化池是蛋形双向无粘结预应力变截面薄壳结构，这种结构在我国应用还是第一次，尚无现成的标准和规范。我们会同监理、施工和设计部门，参照相近的球形、双曲线构筑物，制定了消化池质量控制标准。通过与高强钢丝和锚具生产厂家联合试验，确定了预应力张拉标准。与设计、施工单位设计了一套模板体系和脚手架支撑体系。另外，在施工时采用全站仪控制模板安装和混凝土浇捣，以确保同心度和变截面变化准确度。消化池施工的另一个难点是基础开挖达13.7米。既要降水，又要防止钱塘江水管涌（距钱塘江仅60米），还要防止距消化池仅14米的原有构筑物（老消化池）因降水而产生沉降。为解决这一难题，我们与施工单位经过反复论证，决定在靠钱塘江一侧注浆帷幕，形成一条弧形地下隔离墙，切断与钱塘江的水力联系，在老消化池一侧采用回灌水技术。后来的事实证明了这两大技术的运用非常成功的。
　　4.如果说土建是工程的基础，而设备安装调试则是工程的关键。土建工程只要不出质量问题一般不会对今后的生产造成影响（除非工艺设计错误）。而设备及安装、调试出问题则会直接影响生产。因此，城市污水处理厂的建设，要花较大的精力对付设备安装和调试。在设备及设备安装、调试方面要注意以下问题：
　　设备的检验，包括到货时的外观检查和型号核对。
　　设备资料的收集整理，包括说明书、合格证、操作维护指南、安装图以及必要的工艺设计图等，并认真阅读。
　　设备安装的精度以及设备安装后的性能测试；
　　设备的备品备件清查，并妥善保管。
　　生产操作人员最好能参与设备安装、调试，以熟悉设备。
　　组织必要的操作、维护（包括常见故障的排除，易损易耗品的更换）培训。
　　使生产人员了解各处理单元设备的关联性（开、关某台设备时，同时要开、关哪些另外设备）。
　　帮助接收管理单位编写设备操作规程。
　　各种管线安装要规范，整齐并标明管线名称。
　　地下管线要埋置标志桩，并标明深度和走向。
　　四堡污水处理厂扩建工程因为利用外资，引进设备较多，因此还有翻译问题，外方还进行了设备安装指导，并且给厂里的生产操作人员讲了课。但多少还有问题，比如，沼气发电到现在开不起来。
　　5、自动化控制系统的安装调试，一般都是最后一个子项工程，往往又影响全局。特别是自动控制与设备、仪表关系密切，如果出问题很可能出现互相推委现象。因此，设备调试完了以后设备安装单位还不能走人，要与自控调试人员一起查找原因，排除故障，使设备在自控系统下能正常运行了才算最后完成。另外，自控的监管系统（PLC站、总控室）的记录、打印等信息输出形式要与接收管理单位研究确定，按管理单位的要求设置各种数据的存储和输出。
　　6、在工程建设中注意“四新”的推广应用。我们根据建设部《关于建筑业重点推广应用10项新技术的指导意见》精神，针对我们工程的具体情况做了以下方面的推广：
　　预拌砼技术应用。
　　高强双面复膜竹胶模板的应用。
　　高强度钢筋和预应力砼新技术应用。
　　新型脚手架支撑系统的应用。
　　异型钢模板的应用。
　　聚氯乙烯管材技术的应用。
　　建筑防水工程新技术的应用。
　　新型彩色钢板的应用。
　　由于应用了多项推广项目，我们工程被评为省推广新技术样板工程。
　　7、为了抓好工作质量，我们工程开展了每季度一次的质量月活动，一般放在每季度的第一个月。具体做法是：
　　指挥部动员（制定质量月活动计划）。
　　组织学习有关工程质量问题的文件、通报，学习工程施工规范、标准。
　　请专家给工程技术人员和质量管理人员讲课。
　　工程的各个项目部对各自施工的项目自查，并写出质量报告。
　　组织监理、设计、质监部门对各个项目部的工程进行统一标准的检查，并打分。
　　总结评比。
　　表彰质量先进项目部。