降低污水处理工程造价的优化设计.doc

降低污水处理工程造价的优化设计

改革开放以来，随着我国政治经济水平不断发展，科学技术水平不断进步，人们环保意识逐渐增强，对生态环境建设以及可持续发展越来越重视。随着城市不断发展变化，如果不能处理好人们日常生活用水产生的污水以及工业生产产生的废水等城市污水的问题，将严重制约城市的健康稳定发展。幸运的是，污水处理工程能很好地解决上述矛盾，有效提高污水水质，从而保障人民生活用水水质，降低工业废水对环境造成的危害。
在对污水进行实际处理过程中，有效降低各方面费用是根本出发点。其中，污水处理厂设计阶段作为决定污水能否高效处理的首要阶段，是有效降低其工程造价的关键因素。本文从以污水处理厂设计阶段为落脚点，从四个方面对实现污水处理工程造价优化设计进行了策略分析，旨在为今后降低污水处理工程造价，实现资源最大化利用提供一定理论基础。
开始建设行为前对建设项目进行整体规划设计，是工程设计对具体实施意图体现的关键步骤。同时，工程设计的好坏直接决定拟建项目工程造价实施情况的优良以及该项目建成后具有经济效益的高效。简单来说，工程设计是影响工程造价的决定性因素，也是处理工程造价中经济与技术问题的关键因素。
就我国目前实际情况而言，大多工程设计人员经济观念差，设计思想陈旧，设计过程中不能将经济问题与技术问题高效结合，导致工程造价偏高。基于此，保证经济人员参与到设计环节的各个阶段，不仅能避免经济与技术的脱离，使技术人员明确自身设计职责，还能有效控制工程造价，提高经济效益。具体来说，在污水处理设计中主要从以下四个方面对降低其工程造价进行优化。
一、准确可靠的水质参数是设计的主要依据
确定构筑物容积、污水处理设备数量、以及污水处理设备参数的主要理论依据在于污水处理厂进水以及出水的水质参数。具体来说，二级处理构筑物如曝气池等的容积正比于BOD5值，BOD5值的大小将对生物反应池的容积产生直接影响[1]。
此外，BOD5值也与曝气鼓风机参数以及设备数量密切相关。由此可见，水质参数在很到程度上影响着污水处理厂的工程造价。因此，加强对污水水质的监测力度，积累并提供可靠准确的水质监测数据，从而污水处理厂设计提供扎实的理论基础，是环保监测站义不容辞的职责所在。
但是在实际实施过程中，大多新建城区由于管网系统不完善等因素，导致其没有办法提供一套有效完整的污水水质水量资料[2]。这就需要污水处理厂设计人员采取另外措施，获得准确可靠的水质参数，以保证工程设计的准确高效性。
具体来说，这种情况下的污水处理厂设计人员在进行工程设计时一般按照规划人口和规划面积以及对当地工业发展情况进行预测从而推测出该地区将会产生的污水量，同时提出总污水量中工业废水量、生活污水量以及商业污水量分别所占的比例，以此分析总结出相关的水质参数。这种方法简单、容易操作、方便实施，有效节约了人力物力但由于其主要采用估计的方法，因而理论值与实际值有一定偏差。
二、优化工艺系统是降低工程造价的根本出发点
在实际进行污水处理工程设计时，必须根据具体情况以及使用要求，在适用范围内，对进行污水处理的处理构筑物类型以及处理工艺系统全面细致考虑后，从多种方案中选出一套经济效益最高、工程利用率最高，最有效的方案。究其原因，主要在于从各种处理构筑物的角度出发，其是否具有良好经济效果直接决定水头是否产生损失、设备能耗是多是少，也直接关系到后续各种构筑物的造价。
基于此，对污水处理工艺系统进行优化必须根据各种实际情况以及实际需求，如进水水质、出水用途以及处理水量等，结合经济人员和技术人员的紧密配合，通过动态的分析手段对多种方案进行经济技术上的比较，以筛选出工艺流程更加简易、设备选型更加高效合理、运行更加稳定以及管理更加方便的污水处理系统，从而有效降低工程造价。
三、合理的处理构筑物个数和经济尺寸是降低工程造价的根本保证
要保证降低污水处理工程造价优化设计的顺利实施，合理的处理构筑物个数和经济尺寸是降低工程造价的根本保证。具体来说，实施过程中，一方面可以采用如序批式活性污泥法(SBR)等一些的新型污水处理技术[3]，其主要优点在于构筑物结构简单、数量少以及经过处理后出水水质较好。
另一方面，可以通过使用计算机中的流体力学模拟技术等先进技术对污水处理构物进行模拟分析，以对污水处理工程的处理效果进行全面考察，对构筑物的设计和优化运行进行全方位指导，对构筑物的经济尺寸做出正确决策，从而有效降低污水处理工程造价。
2008年，世界上最大的污水处理厂--美国芝加哥斯蒂克尼污水处理厂的工程师就利用CFD技术对其消毒池进行模拟分析，从而发现池中的短流区域，进而通过改进消毒池的结构，使得水力停留时间大大提升，以至于其污水处理能力上升三个百分点，极大地节约了生产成本。
四、降低处理厂平面布置的费用是降低工程造价的有效手段
处理厂平面布置费用作为工程造价很大一部分组成部分，其费用直接影响着工程造价的实施，可以说，降低处理厂平面布置的费用是降低工程造价的有力手段。根据最近关于处理厂平面布置费在工程造价总体费用的比例统计结果显示，工程造价总体费用的的百分之十至百分之三十都用于处理厂平面布置[4]，由此可见处理厂平面布置的费用对于工程造价的重要意义。
其中，处理厂平面布置费用的高低主要由处理工艺形式的好坏、流程布置的精良、处理厂平面占地面积的大小以及各构筑物布置的好坏决定。基于此，最大可能地将各构筑物布置紧凑，以减小处理厂平面占地面积是减少土建造价的重要手段。
此外，降低工程造价、节约经济投入还可以通过优化连接管道、闸门以及各种管道配件的数量和质量得以实现。举例来说，上海某污水处理厂原本占地六万平方米，其中将近2万平方米用于杂料堆场、滤料堆场以及管件堆场，占全厂总面积高达百分之三十三，经过重新设计规划布置后，总共节约近一万平方米用地量。
五、结束语
紧密结合工程领域中的经济支持与技术提升，增加经济人员与专业技术人员的交流沟通，以实现经济带动设计，达到节约污水处理工程造价，减少浪费，实现资源高效利用的目的。通过设计人员的精心设计，在保证污水处理预定的处理效果，达到污水处理设计任务的相关要求基础上，还可以保证更加经济合理的工程造价和运行费用以及更加实用有效的管理运行。

3