上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司 張顯忠高工

一、項目背景

上海市2017年1-7月份統(tǒng)計污水量為700萬立方米/天，每萬噸污泥1.32噸干基。整個上海50多座廠，最近正在新建幾座，建成后水量應該突破700萬立方米/天。竹園廠的系統(tǒng)占了1/3的區(qū)，經過多年建設全部匯集到江邊，現(xiàn)在已經建好兩座廠，如下圖是整個廠的服務面積，服務上海1/3的水量。

這個廠歷史比較悠久，一廠一期在2004年5月份建成，是一級強化的處理工藝，在2010年6月份建了二期提標工程，提標帶脫氮功能的強化。竹園二廠是07年7月調試，分別是170萬立方米/天和50萬立方米/天，整個可以用的地塊是在范圍內做的提標。

這個項目是分三座廠的項目，這次提標根據(jù)整個國家的要求，水、氣、泥、聲、景觀都要達到標準，尤其上海在氣方面出了一個地方標準，比國家標準要高。

三座廠格局從一廠170萬噸減量提標，減了60萬噸。二廠原來50萬立方/天，減到30萬噸，這樣新建80萬噸升級補量，整個水量還是220萬立方米/天，從升級補量工程來看，也解決了雨水溢流問題，初期雨水污染預留了一塊地，所以這樣在第一個關鍵點，新建配水要兼顧升級補量廠和初雨四廠，整個方案，下面是往上調水20萬噸，上面是旱季170萬噸的分流，雨季規(guī)模更大，而且不能斷水，環(huán)保要求施工過程中要保持整體運行。

二、關鍵節(jié)點

2.1管道銜接節(jié)點

在國內其他項目上相似情況很少，以后也很難有類似的工程經驗做這么大的項目。80萬噸它的分流要從170萬噸的量和50萬噸量分流，所以第一個總量配水井帶來一個設計挑戰(zhàn)，要在原來170萬噸的基礎上包含雨季的水量一起分流，所以我們利用老的箱涵做新的設施，整個過程中要不斷水施工，這是整個的布局。左邊是新建的生物池和平流沉淀池，后面是做減量的概念。

新建配水井要滿足80萬噸的分流和減的量以及雨季的量，第二是老箱涵和新箱涵怎么銜接。整個工程的關鍵節(jié)點就是節(jié)點B。節(jié)點C是已經建成的50萬噸的管道分流，節(jié)點D是改造管道至深度處理。整個量都很大，施工過程中可以看到占地也是非常節(jié)約的。

在第一個節(jié)點上面的現(xiàn)狀箱涵做了一個配水井，配水井就相當于一座中小型污水廠，而且在管道措施中還要有幾根箱涵往新建項目跨越，大的箱涵的跨越也是非常難實施，所以我們做了很多方案的測算，對施工細節(jié)進行考慮。

2.2 流量分配節(jié)點

大型合流制箱涵，在運行情況下怎么做分流，上海考慮廠網(wǎng)聯(lián)動，把老的管道廢棄或者修復老的箱涵，這些箱涵都是三米多，怎么做新的井切換，這在行業(yè)來說是比較大的挑戰(zhàn)。在施工過程中要保證安全的銜接。

在工程中原來工藝到二級標準，現(xiàn)在到一級A，勢必要解決水的分流問題，原來的消毒設施在末端進行新的處理，對消毒池的改造成為過流渠不斷水。30萬噸用新的濾池，采用絮凝加過濾，用的是生物池末端的協(xié)同加藥至二沉池再經最后的深度過濾。

我們在切換過程中怎么銜接原來的管道，先新建完再切換回來，在這個過程中提出了怎么在運行中建設這個項目。如圖是第一個井80萬噸的，可以看到整個長88.5米，寬33米，加上圍護接近100米，這個廠要同時實現(xiàn)雨季旱季80萬噸的分流，170萬噸的減量，以后還要做雨水處理，因為上海深隧正在實施，深隧的水要通過這個井分到雨水處理廠，這是上海未來幾年重要的項目之一，所以這個井就要解決好幾個功能，而且這么大的流量還沒有辦法做簡單的控制，所以我們也經過長遠考慮，也是經過水利模型模擬了幾次。

三、創(chuàng)新總結

3.1 主要改造內容

老廠原來的設施結果十多年的運行肯定有些預流的管道設施改造，除了這些，主要改造的是生物池怎么達到一級A標準。

我們在水的切換過程中，因為要考慮到沉砂池這一塊的修復，做污水處理廠的知道，設計水量170萬噸，但是很難做到平均處理，波峰和波谷有調節(jié)水量，運行波動中就要考慮各種工況。由于合流制系統(tǒng)，很難做到隨時來的水量超過它的設計參數(shù)還實時達標，運行過程整個考核是瞬時達標的。我們對溢流堰做了一個控制設施，通過切換井切換，控制波動過程中不外排，過程中還有一些調節(jié)回流設施。

一廠做完以后的效果如下圖，生物池這塊除了內部改造還有一些加蓋除臭，這個加蓋面積非常大，兩三百米寬，三百多米長的空間加蓋收集器對臭氣是個挑戰(zhàn)，因為長距離輸送氣比較麻煩，還要加壓輸送，不然達標就困難。

我們在生物池里面主要是這幾塊，第一塊原來的生物水池170萬噸分兩個系列，80萬噸系列和90萬噸系列，80萬噸是20萬噸一組，中間的隔墻沒有考慮單倉檢修，這次改造的時候是40萬噸/組檢修加內回流，這次不光要改造缺氧好氧分區(qū)還要改造內回流。

首先從外回流進來的水在里面進入前端跟原水進行混合，這樣在里面通過攪拌推流設施把原來的好氧、厭氧、缺氧進行分區(qū)，這樣在好氧設立了搖擺池，好氧區(qū)在不同時間也可以作為缺氧區(qū)用，我們盡量在原來的土建不改造的情況下進行分割，也做了很多數(shù)學模型模擬和軟件模擬，后置區(qū)加了預缺氧區(qū)，這樣就有兩塊，一塊是控制除磷，另一塊是控制加藥，盡量控制出水端溶解氧較低。這一塊也是經過多次實驗，在同步加藥平衡以后對生物池污泥活性影響是比較小的，所以我們做了末端加藥再加沉淀過濾。最后采用玻璃鋼加蓋除臭，整個改造時間當時是按19年規(guī)劃的，現(xiàn)在最新的文件有所調整，是分期來調整施工順序。

二廠也是，因為一廠170萬噸改到110萬噸，二廠50萬噸改到30萬噸也是涉及到很多原有老設施的改造，所以整個廠里幾乎沒有空地，50萬噸的規(guī)模。

這個過程中也有很多類似細節(jié)改造加深度處理設施，原來的生物池減量結合末端改造，期間也對配水井進行了改造，配水做的比較好，50萬噸改成30萬噸對4組進行分流，原來采用了等分的水力分配，這么大的廠分水不均勻會帶來很大的麻煩，50萬噸改成30萬噸，每組稍微不足就差幾萬噸水，對每組影響還是很大的，所以我們在大廠做的跟小廠不一樣，需要考慮配水影響，我們通過比較均勻的管渠配水。

這個廠里面原來的工藝采用的是二級標準工藝，現(xiàn)在要用老池，盡量減少土建，利用原有的曝氣設施攪動最小，所以進行了厭氧、缺氧的改造加內回流設施，整個改造量從施工量上也是比較少的，這是下了很大的功夫考慮這一塊。我們以后會面臨很多這樣老廠的提標改造工藝升級，在原有土建上怎么進行提標改造，供大家學習借鑒。

3.2 BIM技術應用

采用了BIM控制技術細節(jié)，考慮到項目工程很大工期很緊，我們采用了BIM設計，實現(xiàn)了幾大塊，設計協(xié)同、三維可視化、數(shù)字化的交付，在這個過程中也做了一些前期的策劃，對整個廠組建了BIM設計團隊，采用了正向設計。所以在這個過程中對80萬噸新建最先開始采用建模的標準、交付標準和最后應用的標準進行工作手冊。

這是我們建模初期的圖，對一廠要建深度處理區(qū)和新建幾塊進行的建模。

主要是增加了泵房加藥設施、出水設施和加氯設施。通過BIM建設把這么大的廠的老廠改造和新建的所有的土建設備管道工程量全部可以檢測出來，在施工過程中，盡量小的減少誤差。如果一不小心把老管挖斷修復過程非常麻煩，難度很大地特別是特大廠的管線大管道和小管道是交叉的，我們通過BIM把老圖和新圖融合起來。

我們對80萬噸這塊從沉砂池到生物池、二沉池、深度處理區(qū)包括脫水機房，左下角做了三層樓高的脫水機房，這是比較大的挑戰(zhàn)，脫水機在最上面。

整個水廠設計都用BIM做，修改也好，從工程用料判斷也是比較簡便的，深度處理區(qū)采用了五連體，是把泵房、消毒、回用、初期雨水、廠內雨水、加蓋設施全部在一起建了一個組合池，最大限度的節(jié)約用地，整個綠化率用地都滿足，這是在設施里面考慮的。里面也加了高效沉淀，因為考慮到一級A還要廠區(qū)回用，預留了加氯間，在幾個大廠都預留了碳源設施，我們判斷一級A可能不是最高標準，所以同步預留了以后的銜接措施。

3.3 創(chuàng)新重點總結

1.強化預處理：考慮到廠非常大是合流制系統(tǒng)，這樣過來的系統(tǒng)整個加一起220萬噸每天的水，所以考慮了很多預處理設施，對生物池進行了分組，分組以后在外回流上加了一個點，把雜質去除掉，盡量減少對生物池的影響。

2. 氧的科學管理：我們做了一個模型的模擬，怎么做到5段分區(qū)大廠的科學管理，在里面做了多次科學模擬。

3. 高效除臭設計：做了高效的承重設計，包括以后的工藝，加蓋怎么移動怎么檢修都進行了考慮，因為以后規(guī)模很大，加蓋吊裝移動都做了考慮，也是經過了組合工藝，達到上海市地標的最高標準。

4. 管理系統(tǒng)構建：在系統(tǒng)構建中做了廠建模擬、通水模擬、施工運維平臺的構建，通過這個施工平臺可以很清楚的知道每天的動態(tài)，對整個項目的運維管控，三座廠的聯(lián)動，設備的運行，維護養(yǎng)護和智能化全部做了系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是實時動態(tài)的，以后的運行也是實時動態(tài)的，智能化的監(jiān)控、現(xiàn)場設備每天的情況也做了實時動態(tài)的監(jiān)控，整個廠建完以后養(yǎng)護是最關鍵的，所以對養(yǎng)護里的系統(tǒng)也進行了模型和設計間的植入，做了智能化的安全云控系統(tǒng)。

四、項目進展

從項目進展來看，現(xiàn)在全部用VR航拍，原來的集裝箱用地，現(xiàn)在幾個標段同時開通，看上去所有池子都做起來了，快速施工，現(xiàn)在的進度是明年年底全部做完。

從這里看節(jié)約用地還是非常緊張的，如圖是整個施工現(xiàn)場。

五、總結

整個過程中，注重污水提標工程設計的強化預處理；整個把前面的垃圾盡量減少，污水臭氣、污泥、景觀噪聲整體提升。整個氧的科學管理，這么大的廠節(jié)能是非常明顯的，還有水流流態(tài)，包括雨水分配也進行了考慮，還有創(chuàng)新技術與全過程的設計與實施。