深圳市滨河水质净化厂三期扩建工程
本文简要介绍了深圳滨河水质净化厂的工艺特点、工程特点、各专业设计要点及主要设计参数。
深圳市罗湖、上步区是深圳较早开发的地区。根据总体规划，该地区将是特区的文化、商业中心和特区行政机关所在地，近年来该区发展迅速，目前人口已超过60万人，供水量已突破30万t/d，而接纳该区生活污水的滨河水质净化厂经二期扩建后仅有处理能力5万t/d，为用水量的16%。由于规模过小，大量污水不能进入处理厂处理而直接排入深圳河(湾)，造成深圳河黑臭，严重影响环境。为改善环境，根据深圳市城市总体规划要求和规划部门改善污水系统的意见，深圳市东部即罗湖、福田(部分)两地区污水治理拟将滨河水质净化厂扩建成日处理能力为30万吨的大型污水处理厂，使大部分污水经过处理后排放，以改善深圳河的污染情况，不断提高环境质量，改善投资环境。
三期扩建为日处理能力25万吨，总投资28220.82万元。该工程于1991年4月开始设计招标，1993年逐步进入施工，1996年12月完工并正式投入使用。
根据招标文件规定，滨河水质净化厂要在日处理污水5万吨的基础上扩建至日处理污水30万吨的污水厂(即新增25万t/d)，总变化系数k按1.3计算。
根据深建字(1991)110号文及深水指字(1991)05号文，污水进水水质设计值为：
根据深水指字(1991)05号文的意见，滨河水质净化厂扩建工程的最终出水水质指标为
该工程是一项扩建工程，不同于新建污水厂。工程在已建成投产的深圳滨河水质净化厂厂址扩展，新工程具有用地紧、规模大、处理要求高的特点。
(1) 用地受到限制，扩建用地狭小，水质净化厂总征地面积15.36hm2，建筑红线，其中一、二期工程已占用土地6.5 hm2。可供用地分两块，一块在厂区东部约2 hm2，一块在西部(包括二期工程中留下的零星地)约6.4 hm2，即扩建的25万t/d规模的污水污泥处理构筑物必须在南部6.4 hm2的土地内安排。
(3) 出水水质要求高。如前述，扩建工程的出水水质必须与受纳水体深圳河的水质目标相衔接。深圳河的中下游水质，按规划要求，应达到IV、V级水体，除COD为20～25mg/L，BOD为6～10mg/L等有机物指标外，还有氮、磷等浓度要求，所以在污水处理工艺的选择上应与深圳河水的水质目标相适应。
5，使池子总体积大大小于常规活性污泥法。该工艺有利于分段实施，近期上A段，用较少的投资就可达到50%以上的处理效果。
该池为矩形钢混凝土结构，前段为细格栅井，设有2台宽3.0m、栅净距为10mm机械格栅，采用格栅前后水位差启动。后段为曝气沉砂池，共分4槽。每槽宽3m，长19m，有效水深3m，最大流量时停留时间为3min，池上设置移动桥式吸砂机2台，砂粒用砂泵吸出，并经砂水分离后装车外运，每日砂量约7.5m
3，高峰流量时停留时间为0.55小时，平均流量为0.7小时，设计污泥负荷为2.5kgBOD5/kgMLSS·d，污泥泥龄0.61天，每格曝气池内设置2台抽筒式曝气器，共20台，由新建鼓风机房供气。
3/min，风压为5m，配用电机功率为175kW，鼓风机单机噪声不大于85dB，为防止噪声外传，内墙、顶棚均采用吸音材料，空气由风廊进风，经空气过滤器除尘后入鼓风机，为便于安装维修，机房内设5t电动悬挂式单梁起重机一台。
三槽交替式氧化沟即为带有沉淀功能的氧化沟，共设置2座，每座由三沟组成，每沟平面尺寸为22m×157m，有效水深为3.5m，每座设置水平转刷28台，三槽中转刷分配为(11,6,11)，其中9台转刷配制双速电机(每槽3台)。转刷直径均为1m，长9m，转速为72red/min，双速为72red/48red/min，配置电机功率均为45kW。每台转刷供氧量为74kgO
2/h，在转刷水流前方设置导流挡板，使沟内平均流速0.3m/s。两侧槽为带有沉淀功能的曝气池，可转换作曝气及沉淀用，每槽内设置14台5m长的倾斜式电动堰门，出水溢流率为20.7L/m·s。中间槽为曝气池，内设转刷5台，曝气后混气液通过隔墙连通孔轮换进入两侧带有沉淀功能的曝气池，经静止沉淀后通过倾斜式堰门排出。由于三槽交替式氧化沟无污泥回流系统，剩余污泥经泵唧入前浓缩池，浓缩后入污泥处理系统。
2·d，浓缩时间约14小时，B段污泥表面负荷为19.1kg/m2·d，浓缩时间约15小时。
3，用于消化A段污泥，池外采用加热混和搅拌器，并利用污泥内循环加热搅拌。
3，贮存时间约25小时，池内设一台不锈钢水下搅拌器，搅拌器直径600mm，配置功率7.5kW。
3/h、风压3kg/cm2、功率30kW的沼气压缩机，以满足消化池搅拌要求。
3，增设一座有效容积1500m3的湿式贮气罐，3座气罐并联使用，总有效容积为2700m3。
水质净化厂位于深圳河边，其土层分布情况如下，表层为4～6m厚杂填土或淤泥土，往下依次为6～8m厚砂层，2～3m厚残积亚粘土，风化基岩。设计中经过对预制桩、灌注桩、端夯扩桩等桩型的反复比较，选用了在深圳从未使用过的端夯扩桩，以残积层作为持力层。当地广泛采用的φ480灌注桩，单桩承载力为50t，而φ420的端夯扩桩，单桩承载力可达75t以上，承载力提高50%，并且由于桩头夯扩以后桩基的抗板力也有了很大的提高，更有效地解决了水池的抗浮，采用端夯扩桩后，地基处理费用减少了30%左右，目前该桩型在深圳已得到了广泛使用。
水质净化厂用地紧张，在满足工艺及其他工种的要求下，多种构筑物利用结构和工艺的特点采用叠建和连建，如将集水井、泵房、压力井、高配间、变压器室叠建，选用沉井结构，地下12m，地上18m；闸门井、沉砂池、计叠井连建，取得了节约用地，降低投资，操作、管理方便的效果。对厂区内原有的30m的城市排水明沟，在不改道、不断流的条件下，采用挖孔桩基、块石护坡，对排水明沟进行整治后，加设现浇钢筋混凝土盖板，提供了约5000m
26幢住宅楼建设场地。整个明沟整治费用约3000万元，6幢住宅建成后其价值为10000万元，净利可达7000万元。经过对厂区内场地的合理改造，不仅改善了环境，节约用地，节省投资，而且充分发挥了原有场地的经济效益。
对大型矩形水池，如沉淀池(40×89m)、氧化沟(70m×150m)采用无梁楼盖结构，对圆形水池如消化池采用无粘结预应力结构，结构的造型为节约投资起到了一定的作用。在水池设缝中，采用完全缝和引发缝相结合，沉降缝和伸缩缝相结合，较好地解决了水池的开裂问题，使用后未发生一起渗漏现象。在水体抗浮设计中，根据无盖水池的特点比规范规定的地下水位高度降低0.3m，仅两座氧化沟的桩基费用就降低了100万元左右。
其中10kV高压开关柜选用引进瑞士ABB公司技术制造的产品，金属铠装手车式BA1型开关柜，SF6断路器，这种开关柜由于技术先进，结构合理，使用寿命长，在15年左右内不需维修，节约了日常运行维修费用。同时手车柜保养也比较方便。直流操作电源采用先进的免维护电池屏组(一屏是恒流浮充充电，一屏是电池组)，满足了直流弹操系统的要求。
因受地形条件的限制，实际上进水泵房是由下部泵房、中间电缆夹层、上中为变压器室和低压配电室组成的特种构筑物。由于出线电缆种类不同(电力电缆、控制电缆和信号电缆)、电压等级不同(10kV、380V、220V和弱电电压)、出线回路电缆)，设计根据不同的电压等级、动力与弱电分开的原则采用两端电缆竖井和电缆夹层相结合的方式，在竖井内和电缆夹层中设置多层阻燃电缆桥架(钢质桥架中衬阻燃板)，节约了大量价格较贵的阻燃电缆，这样不但保证运行的可靠而且保证检修人员安全。由于变压器室设在上部(3层)，设计选用干式变压器，杜绝了油浸变压器故障时油管曝裂喷油易引起火灾的隐患，保证了安全用电。
三槽式氧化沟共2座，也是这次扩建电气设计的重点之一。2座氧化沟中布置有转刷电机56台，其中单速电机38台，双速电机18台，另外还有进出水堰门电机65台。由于电力电缆和控制电缆较多，所以在氧化沟走道板两侧设置电缆桥架，但氧化沟待处理的污水在阳光照射下会产生较多的腐蚀性气体，对电缆桥架作了防腐蚀特种处理，以延长使用寿命。另外为了便于调试和人身安全，在每台转刷电机旁设立紧急按钮，这样既方便了调试修理，又保证了人身安全。见图6三槽式氧化沟工艺设计图。
根据国际上控制技术发展过程和趋势，摒弃大型计算机集中控制的高风险方式，采用了集散控制的先进技术。集散系统的组成可以有DCS系统或PLC加上位管理机两种方式。DCS系统具有系统组态容易，较适用于模拟量和调节回路多的情况；PLC系统现场程序控制功能较强，造价相对便宜。针对该工程大量的是机组的程序控制，因此选用了PLC系统。
(1) 检测仪表配置内容及方法。水厂检测仪表分为两大类：一类为物理量检测仪表，如压力、液位、流量等；另一类为化学成分分析检测仪表，如余氯、溶解氧、pH等。物理量检测仪表响应快、精度高、稳定性好、维护工作量小，参与过程控制问题不大。化学分析检测仪表响应慢、误差大、易漂移、维护工作量大，参与过程控制应慎重。根据这些特点，该工程作了如下的配置及安装。
(a) 控制系统组成。由一个中心控制站和4个控制分站组成集散系统。中心控制站由两台Compaq2控机构成，双机热备用，设于中心控制室，并配置了镶嵌式工艺流程模拟屏。4个控制分站设于进水泵房、鼓风机房和污泥泵房，其中1#分站用于老厂改造，中心站和分站之间由一根高速DHt数据通讯网联络，数据传输速率10Mbit。
(3) 根据运行经验仪表和控制系统的故障和损坏，大部分受过电压的冲击，深圳又属多雷地区，而过电压的主要来源是电源和接地系统，因此，在该工程中，仪表控制系统设立专用的接地系统，除外壳保护接入电气接地系统，其他接地完全独立。在仪表控制电源的入口处装过电压保护装置。这两项措施有效地减少了多雷区仪表过电压的损坏率。
