现代化分布集中式净水厂的项目全周期管理

洪寅初

【摘要】以杭州市滨江区为代表的热点区域近年来发展迅速人口不停涌入，生活污水处理能力捉襟见肘。结合区域“寸土寸金”实际情况，区政府投资建设了吨水占地面积小、出水标准高、运营成本合理的创新型分布集中式净水厂，大大缓解了污水处理压力。本文介绍了现代化分布集中式净水厂的全周期管理，为类似区域类似项目提供参考。

【关键词】现代化;分布集中式净水厂;全周期管理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.050

引言：

杭州市滨江区作为国家级高新区近年来经济高速发展，入驻企业和人口不断增加，高密度的人居环境必然增加高输出的污染负荷，由于与城市发展配套的市政基础设施严重滞后，污水满溢导致河道水质持续遭受污染，如何因地制宜解决余量污水出入问题刻不容缓。为解决污水满溢、达到河道补水条件，相关主管部门对处理后水质标准要求较高（满足地表Ⅳ类水、污染物排放一级A标准以上）。滨江区寸土寸金，受土地资源匮乏、周边环境要求的制约，相关部门要求吨水占地面积小。因此，有别于建设传统污水處理厂，就污水源附近建设占地面积小、出水标准高、运营成本合理的现代化分布集中式净水厂加以回用成为了完善城市基础设施的优先选择。

滨江区建业路净水厂是全国第一座采用BAF工艺的位于繁华城区内的花园分布集中式净水厂。项目投入使用后对探索净水厂融入周边城市建设、节约管网建设及用地成本、争取尾水就近回用模式具有重大意义，是未来的发展方向。本文联系实践，简述分布集中式净水厂的特点，从管理角度总结此类项目的管控重点。

1、项目概况

滨江区建业路净水厂项目位于江南大道以南、建业路以东地块。项目设计规模为1.5万吨/日，出水标准为地表准Ⅳ类、污染物排放一级A标准以上。项目建设成本约为1亿元，工期14个月。项目为半地埋式建筑，总用地面积为9060㎡，总建筑面积为4636㎡，占地面积仅为2200㎡。

厂区建设主要分为三块区域：前处理区、核心处理区和附属区。前处理区：包含细格栅、平流沉淀池、高密度沉淀池、污泥池、除臭车间、加药间、污泥脱水间;核心处理区：包含BAF（DN）池、BAF（CN）池、滤布滤池、鼓风机房、配电间等;附属区：包含反冲洗水池、维修车间、工具房、仓库、中控室、化验室、办公室等。项目整体风格为大面积玻璃幕墙与高密度园林绿化，与“国际滨”的环境融为一体。

项目主体设地下一层污水处理构筑物。前处理区、核心处理区、附属区三个单元的平面尺寸分别为 40m×18.5m、67m×18m、20.6m×13m，底板顶至室外正负零距离保持在5m以内，局部开挖深度6.95m。本项目采用预应力管桩基础，底板厚500mm，局部厚度600mm，下层墙板厚300mm。基坑围护结构采用小企口拉森Ⅳ钢板桩结合一道钢支撑的支护结构。

2、工程特点

2.1 设计特点

本项目位于杭州市滨江区核心地段，应主管部门要求，实现以下几点目标：

（1）出水标准高、占地面积小：充分利用高密度沉淀池、曝气生物滤池、滤布滤池高效的工艺特点，将各设备间、处理构筑物组团化、集成化，不同于以往传统污水处理厂的分散式布局模式，在出水标准达到地表准Ⅳ类的同时，建筑占地面积仅有2200㎡，吨水处理占地面积指标为全国顶尖水平。

（2）建设运营成本合理：净水厂采用半地埋式，工程成本略有增加，考虑到节约管网铺设成本、土地节约利用、中水回用、改善周边环境等总体分析，其性价比远高于传统污水处理厂，符合城市建设经济效益和社会效益综合最优的目标。

（3）环境影响小：重点采用污泥减量、尾气净化、隔绝噪声等措施。净水厂每日产生物化绝干污泥3吨，通过叠螺压滤机配合低温频谱污泥干化设备降低污泥含水率到40%后统一送往热电厂进行处理;净水厂对生物滤池及污泥干化区域进行密闭处理，经负压管抽取到臭气处理装置，经生物除臭与喷淋两道系统后排出。将风机设计到地下一层，同时设计吸声墙及吸声天花板，将噪声隔绝于地下，杜绝噪声污染。

（4）自控程度高基本实现无人值守：BAF工艺为保证滤池中生物密度设置了复杂的自动冲洗及反冲洗滤池滤料程序，在面积狭小的情况下，通过精密的电气自控设备基本实现了全自动运行。

（5）建筑风格与滨江区和谐统一：考虑周边高级写字楼建筑风格，建筑外立面全部采用蓝色Low-E玻璃幕墙，室外设计有绿化园林、生态湿地、屋顶花园。本项目闹中取静，彻底打破了人们对污水处理厂的认识。

2.2 工程特点

（1）项目位于杭州滨江区核心地段，离地铁六号线最近仅有20m，且背靠永久河，因此选择拉伸钢板桩及钢支撑作为基坑围护且在施工期间保证降水效果，防止地下室上浮。本项目与旁边地铁项目平行施工，紧挨主干道江南大道，施工场地受限，交通组织存在困难。

（2）为实现建筑集成化减少占地面积，大量使用同壁结构，造成箱体结构复杂，其结构标高、预留套管、预埋件繁多，主体结构施工难度大。集成化带来的超长大体积混凝土的施工质量是也是结构施工控制的重点和难点。

（3）高性能工艺单元对土建精度提出了严苛要求，例如滤梁水平度、滤板平整度、滤池净空尺寸等远高于国标要求，因此构筑物细节施工难度大。

（4）安全风险因素多，除常规重大危险源如深基坑、高支模外，还要面对诸如预留及施工洞口多、有限空间施工多、高空作业多和滤板制作运输安装困难等不利因素。

（5）设备管道安装工程量大，土建预埋工作量大，后期交叉施工频繁。

3、项目前期工作内容及把控

3.1 设计管理

设计管理事关项目成败，需由项目负责人主导，按照总图、工艺、土建、安装的顺序进行图纸审核。图纸需结合各专业进行综合审核，在要求设计方案合理、深度足够、表达清晰的基础上，基于工艺技术要求、投资成本控制、施工可行性、运行管理需求提出审核意见，例如：①本项目结构标高复杂、预埋件繁多，设计单位在施工图基础上专门出模板图及预埋套管图以减少返工;②设计阶段考虑安装工作面、运营日常检修增加检修钢平台，考虑满水试验排水及运营阶段突发状况增设排水沟及水泵;③集成化设计精度要求高需避免发生不均匀沉降，结合地质条件，选取预应力管桩作为基础并对沉降进行监测。④污泥处理产生的硫化氢会腐蚀设备仪表中电器元件，需做好设备隔离，变配电间不可设置在污泥处理区块的正风向;⑤鼓风机噪音在85分贝区间，需设置吸声材料防止扰民;⑥本项目采用大面积玻璃幕墙，设计需明确管道与幕墙关系，幕墙设计需考虑工艺管道;⑦在地势较低的封闭空间如污泥处理室、加药泵房处，需设置硫化氢、甲烷探头，并设置声光报警探头并摄像头覆盖。

3.2 确定合理工作

参考定额工期，结合项目需求，确定合理的项目施工工期。根据工程实践，生物滤池部分结构复杂、施工要求高、预留套管及预埋件多，应将这部分工作作为关键工作进行施工组织设计。其中：预应力管桩→围护钢板桩→土方开挖→基础及地下式浇筑→一层柱子及顶板浇筑施工完毕大约需要24周，生物滤池设备安装→管道安装→曝气试验→滤料吊装及浸泡→反冲洗试验→污泥接种驯化大约需要20周，工艺调试大约需要12周，因此项目进入正式运营大概需要14个月。

3.3 总包单位的选择

项目涉及建筑、结构、给排水、暖通、电气、自控、市政园林、工艺等专业。

鉴于工程专业性强，施工难度高，后期交叉施工频繁，建议采取施工总承包的发包模式。发包过程中应注意：

（1）结合项目规模及特点，从企业资信、近三年业绩、项目经理及技术负责人类似工程业绩等方面进行筛选，以选到有实力能够胜任的单位，这是保证工程质量和顺利实施的关键。

（2）对招标的范围、内容、工作界面的划分必须合理和清晰。明确各分包的总包配合服务费。

3.4 合理利用BIM管线综合技术

本项目采用集成化设计，暖通、给排水、消防、强弱电相关设备及管线均安装在狭小的空间内，受施工现场、专业协调、技术差异等因素影响，不可避免存在很多局部的、隐性的专业交叉问题，在平面、立面位置上产生交叉、重叠，无法按图施工造成返工。通过BIM管线综合技术可视化特性，进行多专业碰撞检查、净高控制检查和精确预留预埋，可以容易发现和解决碰撞点，大大减少返工从而节约成本。

4、施工阶段工作内容及把控

4.1施工准备工作

除常规的施工管理制度及奖惩措施、报批报建、三通一平、图纸会审、开工报告外，需根据项目特性审核施工组织设计及施工监理规划，考虑到项目的复杂性，在各功能单体施工前增加高密度澄清池土建施工、生物滤池土建施工、机械设备及电气设备安装的技术交底会，交底资料务必图文并茂、内容全面、狠抓细节，形成会议纪后交由监理及施工单位签字确认。本项目在结构施工期间，要求设计单位提供驻场服务。

4.2 质量的管控

各功能单元较高的土建精度、混凝土的施工质量、设备管道的安装质量是半地埋分布集中式净水厂的管控重点。

（1）本项目高密度沉淀池、生物滤池性能超过常规设计产品，对各功能单元土建精度要求远超国标，以关键线路上生物滤池中滤梁滤板举例：①滤板土建精度控制：滤池内滤板由1290mmX560mm尺寸单块滤板拼装而成;根据图纸工厂加工制作塑料底模，现场用75X75等边角钢制作专用侧膜;現场选择固定的平整场地作为滤板加工场所，根据加工板的数量及加工周期计算加工场地的面积;脱模时间需满足强度条件，叠放高度不超过5块，做好养护工作;②滤梁的土建精度控制：以图文并茂的形式对滤梁施工工序、滤梁与预埋件关系、注意事项及检查要点做出明确规定;由施工单位、监理单位、设计驻场代表、甲方现场管理人员确认后方可进行下一道工序;滤梁需采用新模板支模，采用红外线投线仪进行检测及抄平。

（2）本项目箱体结构复杂、构筑物层高较高、标高不统一、隔墙多、沟渠等狭小空间多、混凝土防水要求高、施工难度大、对工程管理要求高，因此混凝土质量控制中应注意：①混凝土的供应调度、检查资质与质量证明文件、浇筑前坍落度检测、浇筑顺序优化、混凝土振捣质量及浇筑后养护;②尤其关注易渗漏部位，包括底板、墙板变截面处及根部、施工缝后浇带处，以及在极端气候下浇筑振捣部位;③必须做好满水试验工作。

（3）本项目采用集约化设计，需安装的设备管道较多，与之相关的预留孔和预埋件也很多，为保证设备管道的安装质量采取以下措施：①设计阶段增加标识孔洞位置大小的专用模板图纸及预埋套管图指导施工，各功能单元经施工单位、监理单位、设计驻场代表、甲方现场管理人员验收后进入下一单元;②预埋套管外壁周围混凝土容易渗水，一方面套管外止水环一定要满焊，另一方面该部位混凝土浇筑时一定要振捣充分;③对水位下或水位附近的预埋件或支架焊缝，需采取酸洗等措施进行防腐;④设备进场需检查数量是否与合同一致、外观和零部件是否完整、传动部位是否灵活、密封件是否完好、铭牌标注的型号规格是否符合设计要求、零配件是否与合同一致、随机文件等;⑤对水泵、浮球等标准设备，安装调试前需阅读说明书并掌握安装要点;对鼓风机、转盘过滤器、污泥干化机等非标设备需在厂家指导下进行安装调试。

4.3 进度的管控

（1）本项目大量采用了标准/非标设备，一些进口设备例如德国AERZEN鼓风机、丹麦NORDIC的转盘过滤器等，供货周期超过了一个季度，需提前明确甲供材料/设备的规格型号数量及尺寸，明确正常生产周期，根据施工进度情况提早下单，合理安排采购计划;对于生产周期较长，可能影响项目关键线路的甲供材料/设备，必要时进行实地核实;发货后定期询问物流状态，做好记录。

（2）定期召开监理例会，小结检讨进度情况及存在的问题，确定解决问题的措施，充分考虑进口材料设备到货、冬雨季施工等风险因素对工程进度的影响，加强预测和协调，以实现计划目标;当经过努力确定不能实现原计划时，应召集相关单位参加专题会议分析原因并提出改进措施及调整计划意见。

（3）重点关注满水试验、设备调试方案、自控系统上位机下位机编程等耗时长的非关键线路工作的完成时间节点，防止非关键线路拖成关键线路。

4.4 安全的管控

（1）本项目重大危险源包含深基坑、高支模、有限空间作业、施工用电、起重吊装及起重机械安拆、脚手架工程、高空作业等，应监督施工单位完成深基坑、高支模、塔吊的专家论证并做好相应监测工作。

（2）本项目结构标高不一、施工临时洞口多，日常管理中应监督施工单位及时落实洞口的围护及安全警示工作。

（3）本项目有限空间施工较多，防腐施工易累积有毒有害气体，应监督施工单位落实通风、换气、照明措施，并配备防毒面具。

（4）施工后期，大量生物滤梁及管道进场占用场地，应监督施工单位提前协调规划，做好现场安全文明施工。

（5）现场使用焊机和切割机较多，应监督施工单位规范使用配电箱，严禁撕拉乱扯电气设备和一闸多机现象。

5、项目全周期投资管控

（1）从方案阶段建立详实的财务模型，包含净水厂建设运营方方面面，包含建设期投资（工程费用、工程其它费、预备费、建设期利息）、运维费用（药剂费、水电费、修缮维护费、污泥处置费、工资福利），集成得到每年总成本费用表，将总成本代入现金流量表得到内部收益率、净现值、动态投资回收期等关键指标，并进行敏感性分析，并及时更新建设期概算、预算、运行阶段基础数据，进行全生命周期的利润及现金流监控。制定详细的资金使用计划。

（2）重视项目前期的设计审核及优化深化工作，尽量避免或减少由于设计错误造成土建返工增加工程费用。

（3）根据资金使用计划，在合同中合理约定预付款和进度款的审核支付，对于工程变更审核，结算工程量审核，要注意变更的必要性和程序的时效性。

结语：

综上所述，滨江区建业路净水厂作为采用BAF工艺的分布集中式净水厂，在争取占地面积小、出水标准高、运营成本合理等优势的同时，需面对设计施工难度大、工序复杂、危险源多等不利因素，必须充分重视安全管理工作;必须以工艺为中心，狠抓混凝土施工质量，统筹协调设备、安装与土建的交叉施工;必须做好材料与设备验收等基础性工作;必须分析研判项目各阶段“三控二管一协调”的重难点和风险因素，做好加强预控工作。这样才能综合利用好各项前沿技术，达到项目预期目标。

参考文献：

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