《一種複合生物法中水處理站施工工法》是安徽魯班建設投資集團有限公司、安徽建工集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是張聯合、徐根旺、程進、陳剛，適用於無污水管網且集中居住的新農村小區或風景旅遊區區域的污水處理，處理能力1000噸/天以下。不適合建有污水管網的新小區、別墅小區、風景旅遊區等分散型區域的生活污水的處理。
《一種複合生物法中水處理站施工工法》主要的工法特點是：採用了低能耗複合生物濾池+高負荷人工濕地生物生態污水處理工藝，處理效果好，運行穩定，管理方便，低能耗。技術套用的經濟與社會效益明顯。
2011年9月，《一種複合生物法中水處理站施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：一種複合生物法中水處理站施工工法
- 工法編號：GJEJGF075-2010
- 完成單位：安徽魯班建設投資集團有限公司、安徽建工集團有限公司
- 主要完成人：張聯合、徐根旺、程進、陳剛
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
為了推動社會可持續發展，水環境問題是關鍵問題之一，水環境保護對於維持生態平衡和生態環境健康，具有重要意義。在水環境保護中，由於中國農村居住人口密度較高，工農業生產較為集中，排水和水處理等基礎設施缺乏，村鎮所產生的大量生活污水、生產廢水都直接排入村鎮水體；同時村鎮周圍都是農業生產集中的區域，所產生的面源污染也通過暴雨徑流匯入村鎮水體，造成村鎮水環境的嚴重污染。而村鎮水體通常較小，環境容量有限，在長期的污染下，基本已經喪失了自淨功能，水體的其他功能也喪失怠盡，成為“污水溝”或“污水塘”，因此需要更好地解決村鎮污水排放。
蕪湖市南陵縣大浦新農村試驗區是國家新農村試驗區，需解決生活污水直接排放，造成地表水質水體惡化的問題。因此，為了完成大浦新農村試驗區的總體建設目標，在發展經濟的同時，加快區內污水集中處理，採用先進實用的污水分散處理技術和工藝，對區內所產生的污水進行處理和資源化利用，形成了《一種複合生物法中水處理站施工工法》。污水處理效果明顯，使水環境得到根本改善，改變了大浦新農村試驗區居民以及農村的飲水條件，確保了當地人民的身體健康，且區域的土地價值也隨之升高，故有明顯的社會效益和經濟效益。
工法特點
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的工法特點是：
1、該工程採用了低能耗複合生物濾池+高負荷人工濕地生物生態污水處理工藝，處理效果好，運行穩定，管理方便，低能耗。技術套用的經濟與社會效益明顯。
2、與傳統人工濕地相比，該人工濕地負荷較高，占地面積較小，且全部地埋，地面可作綠化用，大大增加了綠化面積。
3、從已建的幾個工程實際運行情況來看，處理系統噪音小，無嗅味，系統環節良好，節能減排效果好。
操作原理
適用範圍
《一種複合生物法中水處理站施工工法》適用於無污水管網且集中居住的新農村小區或風景旅遊區區域的污水處理，處理能力1000噸/天以下。不適合建有污水管網的新小區、別墅小區、風景旅遊區等分散型區域的生活污水的處理。
工藝原理
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的工藝原理敘述如下：污水經收集系統進入集水井，在格柵溝內通過木格柵（木質格柵通過電機控制打開或閉合）除去污水中較大的懸浮物，然後流入調節池，對污水水量和水質進行調節，污水經提升泵進入複合生物濾池處理系統，利用複合濾料中長有豐富生物膜的微生物來吸附、降解污水中的大部分有機污染物、磷、部分氨氮等，複合生物濾池系統處理後的水進入中間水池，沉澱去除複合生物濾池系統脫落的生物膜後經分配井分配後進入水平潛流人工濕地系統，經過配水系統分配，均勻進入根區基質層，基質層由特殊填料構成，表層土壤栽種耐水植物，如蘆葦。這些植物有發達的根系，可以深入到表層土以下0.6~0.7米的填料層中，這些根系交織成網，與填料一起構成一個透水的系統同時這些根系具有輸氧功能，在根的周圍水中溶解氧濃度較高，適宜於好氧微生物的活動。通過附著在填料和植物地下部分（即根和根莖）上的好氧微生物的作用分解廢水中的有機物；一部分有機物（如氮和磷）還可被水生植物吸收，轉化為植物體生長所必需的物質。同時遠離根系周圍的厭氧區可以通過反硝化作用而脫氮，使污水得到淨化；此外，人工濕地還可降解去除污水中殘留的有機物污染物（BOD、COD）、懸浮物和微量金屬、病原體等，最後人工濕地系統將處理後的淨化水體直接排入就近河道中。中水回用循環系統構造情況見圖1。
圖1中水回用循環系統結構示意圖
註：1一集水井；2一格柵溝；3一木質格柵；4—調節池；5—提升泵；6—生物濾池房；7一複合生物濾池系統；8—中間池；9人工濕地。
施工工藝
- 工藝流程
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的施工工藝流程如圖2。
圖2複合生物法中水處理站施工流程圖
- 操作要點
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的操作要點如下：
構建集水井
集水井為鋼筋混凝土結構，用以收集污水並去除較大的懸浮物作用。工程具體做法參見施工示意圖（圖3）。
圖3集水井示意圖
構建配水井、調節池和中間池
1、調節池和中間池
調節池用於調節污水水量和水質。中間池用於沉澱去除複合生物濾池系統脫落的生物膜，其工程具體做法參見施工示意圖（圖4）。
圖4調節池及中間池示意圖
註：（a）池底平面圖；（b）D-D剖面圖；（c）E-E剖面圖。
2、分配井
經中間水池淨化後的污水再經分配井分配進入水平潛流人工濕地系統，進一步去除水中污染物。配水井工程具體做法參見施工示意圖（圖5）。
圖5分配井示意圖
註：（a）配水井平面示意圖；（b）F-F部面示意圖；（c）G-G剖面示意圖。
建造生物濾池房
生物濾池房內設定複合生物濾池系統用以去除污水中的主要污染物如有機物、氮、磷等。生物濾池房建築平面，見圖6。
圖6生物濾池房建築平面示意圖
1、集水井和隔柵與濾池房集中建設，中間池和配水井合建。
2、生物濾池房內的複合生物濾池設為3組，結構基本採用分層框架形式。
構建人工濕地
1、人工濕地施工
人工濕地採用混凝土基礎，磚砌牆體，混凝土強度等級：墊層C10，其他C25。人工濕地池體中，自下而上依次施工為：
1）素土夯實。
2）50毫米厚細沙。
3）防滲土工膜一道：人工濕地採用土工膜防滲，土工膜採用兩布一膜（PE膜），膜重量每平方米不少於150克，土工膜垂直滲透係數小於10厘米/秒，外牆內外沙漿M75抹面。
4）700毫米厚填料。
5）透水纖維布一層：土壤和濕地填料之間用透水纖維布隔斷，以防止土壤滲濾到填料，造成填料堵塞。
6）覆300毫米厚土壤：採用當地土壤，上植草坪。
2、人工濕地系統劃分
整個濕地被分成6座並列運行的子系統，每座子系統處理水量為總水量的1/6，採用配水井分水，由12個De160進水管輸水管道輸水。每座子系統內包含1~2個濕地處理單元。每個單元獨立設定布水和出水設施，採用花牆布水，均勻出水，明渠收集。濕地底坡設為5‰，在單元格內嚴格地保持均勻一致。人工濕地施工示意圖參見圖7、圖8。
3、人工濕地填料的安裝
1）填料選用：碎石、火山岩生物填料和多孔氣塊磚進行混填。
2）濕地池體內應清理乾淨，平整無雜物。
3）填料粒徑應均勻統一，粉末雜質含量不超過10%。
4）填料充填高度為濕地底板以上0.7米。
5）填料之上鋪設透水纖維布一道，要求全面覆蓋填料，防止土壤進入填料層內。
6）纖維布上回填土壤30厘米，表面綠化，綠化要求由業主決定。
4、人工濕地系統主要工藝參數
1）水力停留時間（HRT）:1.8天。
2）水力負荷：0.45立方米/（平方米·天）。
3）填料：火山岩生物填料、多孔氣塊磚和碎石進行混填。
4）有機負荷：50千克COD/（104平方米·天）。
5）床深：0.8米。
設備安裝與調試
1、濾池設備的安裝
1）濾池設備分3組，每組內設不鏽鋼支架9個，材料為304不鏽鋼。
2）單個支架高2.7米。中間濾池格單個支架單層安裝濾料屜8個，兩側濾池格單個支架單層安裝濾料屜6個，濾池設濾料屜7層，共1260個濾料屜。
3）單個濾料屜尺寸為610毫米×430毫米×360毫米濾料裝填量不小於濾料屜總體積的95%。
4）濾池間過道兩邊設PVC擋水牆，高度不低於36米。以不鏽鋼做為龍骨。
2、複合濾池濾料安裝
濾料選用火山岩生物填料、自主開發的陶粒和除磷填料，其主要工藝參數如下：濾速：0.8米/小時；有機負荷：1.4千克COD/（立方米·天）；濾床高度：3.0米。
3、格柵除污機的安裝與調試
1）安裝前的準備
（1）檢查設備的規格、性能是否符合圖紙的要求，以及說明書、合格證和試驗報告等是否齊全。
（2）檢查設備外表如框架、格柵條等是否受損，零部件是否齊全完好。
（3）複測土建工程實測數據是否與格柵框架外形尺寸及角度相符，以及檢查預埋件是否符合安裝要求。
2）格柵安裝
（1）將格柵除污機吊入井內，設備安裝定位準確，其安裝角（格柵與水平線的夾角）偏差不大於20毫米，標高偏差應在±20毫米以內，機組的水平偏差應不大於2/1000。
（2）格柵機必須與井口預埋鋼板可靠固定。
（3）連線固定後用混凝土二次灌漿，格柵在垂直面的投影應為一鉛垂線，允許偏差不大於1/1000。
（4）耙齒與柵條動作時應無卡阻，且間隙不大於0.5毫米，咬合深度不大於35毫米。
（5）在需潤滑處加注潤滑油脂。
3）調整和試運轉
（1）調試步驟如下：
按要求加油→調整鏈條→調整鏈條托板→使耙齒進入格柵間隙內→調整耙架限位輪→調整清耙位置→注入潤滑脂→負荷運轉。
（2）重點檢查部位如表1。
項目 | 檢查結果 | |||
左、右兩側鋼絲繩或鏈條與齒耙動作 | 同步動作；齒耙運行時保證水平；齒耙與格柵片開合動作位到；並與差動機構協調 | |||
齒耙與格柵片 | 嚙合時，齒耙與格柵片間隙均勻，保持3~5毫米，齒耙與格柵水平，不得相碰 | |||
各限位開關 | 動作及時，安全可靠，不得有卡住現象 | |||
導軌與二側槍攀 | 間隙5毫米左右，運行時不應有導軌抖動現象 | |||
滾輪與導向滑槽 | 兩側滾輪應同時滾動，至少保持有2隻滾輪在滾動 | |||
機械格柵的進退機構（小車） | 應與齒耙動作協調 | |||
鋼絲繩 | 在繩輪中位置正確，不應有纏繞、跳槽現象 | |||
鏈輪 | 主、從動鏈輪中心面應在同一水平上，不重合度不大於兩輪中心距的2/10000 | |||
（3）調整和試運轉過程中，重點把握以下環節：
設備運轉過程中應運行平穩，無卡滯跑偏現象；檢測電氣系統對地電阻，以滿足整機受電要求及運行安全性；檢測空載與負載運轉時的電機電流；負載試驗時，檢查清污效果，柵片上的垃圾應無回落渠內現象；覆核運行負載。
4、潛污泵的安裝與調試
潛污泵的安裝與調試參照國家規範和標準及行業規範和標準執行。
5、管道閥門的安裝
管道閥門的安裝參照國家規範和標準及行業規範和標準執行。
材料設備
《一種複合生物法中水處理站施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1、土建施工材料
《一種複合生物法中水處理站施工工法》施工材料主要有：C25混凝土、預製鋼筋混凝土板、M5水泥砂漿、MU10標準機制磚、自防水混凝土等。
2、設備安裝施工輔料
《一種複合生物法中水處理站施工工法》設備安裝施工輔料主要有：設備基礎二次灌漿的混凝土；設備基礎墊鐵的鋼板；連線螺栓、膨脹螺栓；機械設備水上部分塗刷的三道樟丹底漆、三道酞青205磁漆面漆，以及設備水下部分塗刷的三道鐵紅環氧樹脂漆、三道環氧瀝青漆。
3、複合生物濾池濾料
選用火山岩生物填料、自主開發的陶粒和除磷填料。其中火山岩生物濾料規格為3~5毫米，其中粒徑小於3毫米的含量占2.36%，粒徑大於5毫米的含量占3.56%，破損率與磨損率之和占1.82%，密度為2.26克/立方厘米，表觀密度為1.86克/立方厘米，堆積密度為0.83克/立方厘米，空隙率為55.38%，含泥量為0.34%，鹽酸可溶率為1.13%，比表面積是6.8767×104平方厘米/克，有效粒徑為3.8毫米，均勻係數為1.22，不均勻係數為1.37。
4、人工濕地填料
選用火山岩生物填料、多孔氣塊磚和碎石進行混填。
5、土建工程主要設備及參數
《一種複合生物法中水處理站施工工法》土建工程主要設備及參數見表2。
序號 | 項目名稱 | 單位 | 數量 |
1 | 格柵（柵寬3厘米） | 座 | 根據需要確定 |
2 | 集水池 | 立方米 | 根據需要確定 |
3 | 複合濾池房 | 立方米 | 根據需要確定 |
4 | 中間池 | 立方米 | 根據需要確定 |
5 | 配水井 | 座 | 根據需要確定 |
6 | 潛流濕地土建 | 平方米 | 根據需要確定 |
6、複合濾池工程設備及參數
《一種複合生物法中水處理站施工工法》複合濾池工程設備及參數見表3。
序號 | 項目名稱 | 單位 | 數量 |
1 | 不鏽鋼支架材料 | 噸 | 根據需要確定 |
2 | 濾料屜 | 個 | 根據需要確定 |
3 | 濾池濾料1 | 立方米 | 根據需要確定 |
4 | 濾池濾料2 | 立方米 | 根據需要確定 |
5 | 特製除磷濾料 | 立方米 | 根據需要確定 |
6 | 布水箱及支架 | 套 | 根據需要確定 |
7 | 小布水槽 | 米 | 根據需要確定 |
8 | 大布水槽及支架 | 米 | 根據需要確定 |
9 | 擋水牆 | 平方米 | 根據需要確定 |
7、工藝管道設備工程及參數
《一種複合生物法中水處理站施工工法》工藝管道設備工程及參數見表4。
序號 | 設備名稱 | 單位 | 數量 |
1 | 集水井機械格柵 | 台 | 根據需要確定 |
2 | 潛污泵 | 台 | 4 |
4 | 污泥提升泵 | 台 | 1 |
5 | 集水池排砂泵 | 台 | 2 |
6 | 耦合裝置 | 套 | 4 |
7 | 排水管道DN300 | 米 | 根據需要確定 |
8 | 排水管道DN225 | 米 | 根據需要確定 |
9 | 排水管道DN110 | 米 | 根據需要確定 |
10 | 管道配件 | 套 | 根據需要確定 |
11 | 管道閥門 | 個 | 根據需要確定 |
12 | 液位自動控制儀 | 只 | 根據需要確定 |
13 | 電磁流量計 | 台 | 根據需要確定 |
注:表中所述提升泵規格為Q=25立方米，H=10毫米，N=1.5千瓦，一備一用。 | |||
8、電氣工程設備及參數
《一種複合生物法中水處理站施工工法》電氣工程設備及參數見表5。
序號 | 設備名稱 | 單位 | 數量 |
1 | 計量櫃 | 台 | 根據需要確定 |
2 | 設備控制箱 | 台 | 根據需要確定 |
3 | 動力配電箱 | 台 | 根據需要確定 |
4 | 照明配電箱 | 台 | 根據需要確定 |
5 | 電源檢修箱 | 台 | 根據需要確定 |
6 | 防腐、防水、防塵燈 | 只 | 根據需要確定 |
7 | 控制電纜 | 批 | 1 |
8 | 避雷帶 | 米 | 根據需要確定 |
9 | 開關、插座等 | 批 | 1 |
10 | 通風機 | 台 | 根據需要確定 |
質量控制
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的質量控制要求如下：
1、土建工程施工質量檢驗與驗收
土建工程施工質量檢驗與驗收應按《建築工程施工質量驗收統一標準》GB 50300-2001的有關規定進行。
2、設備安裝質量要求
1、鋼絲繩牽引式格柵除污機定位允許偏差：
平面位置偏差≤20毫米，標高偏差≤20毫米，軌道重合度允許偏差≤3毫米，軌距允許偏差±2毫米，傾斜度允許偏差1/1000。
2、潛污泵的安裝定位允許偏差（表6）。
項次 | 項目 | 允許偏差（毫米） | 檢驗方法 |
1 | 安裝基準線與設計軸線 | ±10 | 用鋼捲尺檢查 |
2 | 安裝平面位置與設計平面位置 | ±10 | 用水準儀和鋼尺檢查 |
3 | 安裝標高與設計標高 | ±10 |
3、管道安裝允許偏差：
管道安裝允許偏差參照國家規範和標準及行業規範和標準執行。
3、污水處理站設計進水水質要求
污水處理站設計進水水質要求見表7。
項目 | CODcr （毫克/升） | BODs （毫克/升） | SS （毫克/升） | NH3-N （毫克/升） | TN （毫克/升） | TP （毫克/升） | pH |
設計進水水質 | 350 | 180 | 180 | 25 | 40 | 3 | 6~9 |
根據所確定的污水處理站進水指標，控制在BODs/COD=0.51>0.4。
4、污水處理站設計出水水質要求
出水水質嚴格執行國家有關環境保護的各項規定，污水處理後各項出水水質指標均達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918-2002一級B標準。污水處理站排放指標如表8所示。
項目 | CODcr （毫克/升） | BODs （毫克/升） | SS （毫克/升） | NH3-N （毫克/升） | TN （毫克/升） | TP （毫克/升） | pH |
設計出水水質 | 60 | 20 | 20 | 8（15） | 20 | 1 | 6~9 |
注:*括弧內數值為水溫低於12攝氏度的控制指標。 | |||||||
根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918-2002一級B標準污水排放要求，系統對COD、BOD的去除率應達80%以上，對SS的去除率在90%以上，對NH3-N和TP的去除率在70%左右。
5、人工濕地填料的要求
1、濕地池體內應清理乾淨，平整無雜物。
2、填料粒徑應均勻統一，粉末雜質含量不超過10%
3、填料充填高度為濕地底板以上0.7米。
安全措施
採用《一種複合生物法中水處理站施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、土建施工作業時除嚴格遵守《建築工程安全技術規範》，進入施工現場，戴好安全帽，注意現場的安全標誌，高空作業帶好安全帶
2、設備安裝作業時注意以下幾點：
（1）吊裝工作前，應對索具嚴格檢查，確認符合規範要求後方可使用。作業人員嚴格遵守施工現場的機械、用電的規程。
（2）吊裝時，應對吊裝環境進行檢查，並劃出安全區域，無關人員不得進入，確保全全。
（3）吊裝時，作業施工人員必須堅守崗位，統一信號，統一指揮，吊裝過程中，重物下和受力繩索周圍人員不得停留。
（4）在設備安裝工作與其他工序交叉進行時，須特別注意人身安全和防止設備事故的發生。
3、系統維護時注意以下幾點：
（1）半年至1年，需對集水池、中間池內的積泥進行清理，清理出的污泥要經過混合堆肥或晾曬等無害化處理後再使用。定期檢查檢查口的蓋板是否蓋好，池體有無損壞，出水管閥門、溢流管是否有堵塞並及時做好維修工作。
（2）格柵網攔截的雜物由塑膠袋包裝後定期外運。
（3）人工濕地種植的植物，要定期對其進行收割、病蟲害防治、種植和生長管理等。其中設備運轉、設施維護與其他污水處理廠的運行管理基本相同。
（4）處理設備故障時，必須先斷開電源。向設備送電時，應先通知有關人員。
環保措施
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的環保措施如下：
1、由督查員全面負責對污水處理廠的總量減排責任進行監督管理，及時匯報相關情況。
2、堅持定期檢查制度。每周對污水處理廠進行例行檢查，主要通過翻閱監測台帳、查看污水處理廠的控制系統、現場檢查污水池等形式，準確掌握污水處理廠運行情況。
3、不定期進行監測。除每季度對污水處理廠處理後的外排廢水進行一次全面分析外，該環境站還不定期對主要污染物進行抽檢，及時掌握出水口水質情況。
4、定期檢測污水處理站的出水口水質的氮、磷等元素，嚴格控制該水體元素的含量，防止排放後的水體出現富營養化。
5、實時請環保部門對出水口水質抽樣檢測，嚴格執行國家有關環境保護的各項規定，污水處理後各項出水水質指標均要達到排放標準。
效益分析
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的效益分析是：
1、工程的實施，使區域的水環境得到根本的改善，必將對環境與社會經濟等方面產生巨大的影響，促進區域的全面發展。
2、工程的建設將改變了區居民以及農村的飲水條件，確保當地人民的身體健康。
3、工程的實施，充分體現了區域加強污水治理，改善生態環境、投資環境的決心，同時也對加強當地居民環保意識起到很好的宣傳效果。
4、污水處理站的建設解決了區域的污水出路問題，水環境將得到改善，區域的土地價值會隨之得到提高，同時也減少了水污染對農業、漁業的收成的影響。以及因生活飲用水污染導致農村居民身體健康受到嚴重損害的隱患。
5、污水處理站建成以後，樹立了地區的新形象，提高了試驗區基礎設施的水平，改善了投資環境，增強了招商力度，潛在的經濟效益也是十分巨大的。
套用實例
《一種複合生物法中水處理站施工工法》的套用實例如下：
工程概況
1、安徽蕪湖大浦新農村試驗區生活污水處理站工程
安徽蕪湖大浦新農村試驗區生活污水處理站工程位於蕪湖市與南陵縣中段，大浦新農村試驗區內。設計日處理污水能力為1000立方米/天。工程於2009年1月開工，2009年3月竣工，經驗收合格後投入使用。
2、安徽蕪湖大浦新農村安置區污水處理站工程
安徽蕪湖大浦新農村安置區污水處理站工程位於蕪湖市與南陵縣中段，大浦新農村安置小區內。設計日處理污水能力為1000立方米/天。工程於2009年7月開工，2009年12月竣工，經驗收合格後投入使用。
3、合肥豐樂農業生態園污水處理站工程
合肥豐樂農業生態園污水處理站工程位於合肥雙鳳工業區工業大道東段，合肥豐樂農業生態園區內。設計日處理污水能力為1000立方米/天。工程於2009年7月開工，2010年月竣工，經驗收合格後投入使用。
工程結果評價
從3項套用實例來看，《一種複合生物法中水處理站施工工法》具有運行穩定、管理方便、低能耗的優點；人工濕地負荷高、占地面積小、地面可綠化；處理系統噪聲小、無臭味，不影響周邊居民的正常生活；妥善地解決了套用區域污水排放的問題，保護了套用區域的水環境，節約了水資源。
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《一種複合生物法中水處理站施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
