【案例】上海城投:服務百萬人口的全流程地下式污水處理廠
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泰和污水處理項目
項目名稱:上海城投污水處理有限公司泰和污水處理項目
推薦單位:上海城投污水處理有限公司
參與環節:運營
項目所在地:上海市寶山區楊行鎮
項目概況
泰和污水處理廠為上海市政府重大工程,總服務面積約為115km2,服務人口約100萬人。一期工程設計規模為40萬m3/d。規劃規模60萬m3/d,新建調蓄池的有效容積為15萬m3,水處理工藝采用改良AAO活性污泥法+高效沉淀池+反硝化深床濾池工藝,設計出水水質污水廠出水水質執行國家一級A標準,其中氨氮和總磷指標按地表水IV 類水標準執行,泥處理采用低溫干化工藝,實現污泥的減量化處理。
泰和污水廠采用全地下式的布置形式,污水廠一體化箱體的尺寸349*349米,頂標高5.5m,高出周邊道路標高 1m,污水廠一體化箱體的室內操作層標高-1.0m,結構最深至地下18.5米。污水廠一體化箱體頂部為寶山區對外開放的公共綠地。
項目示范意義
泰和廠是地下深埋式污水處理廠,構筑物均埋設于地下,頂部為景觀公園,廠址位于上海市中環—外環中間,在寸土寸金的上海,下沉式污水處理廠節約了大量土地,隨著泰和污水處理廠的平穩運行,服務片區污水冒溢問題得到了有效解決。同時泰和廠在BIM技術基礎之上,結合GIS技術,將設計、建設、運維以及實時運行多維數據綜合整理匯聚,采用大量泛在感知等新興技術,對污水廠設備狀態等采集處理后形成全面的、準確的感知數據,并對利用大數據技術充分挖掘數據價值,為各類生產運維管理的智慧化應用提供數據基礎。此外,在傳統安防系統之上,融合高精度室內定位技術、BIM技術、IIoT技術,實現廠區人員身份確認、位置定位,并通過空間圖形顯示引擎和數據可視化技術,便捷直觀的將各項數據按需的展示給運維管理人員,并以此為基礎關聯各項運維管理工作的信息化,實現BIM+SCADA、BIM+MES系統的整合。
泰和廠是全國最大的帶調蓄功能的全流程地下式污水處理廠,是一座集環境友好、土地集約、資源利用為一體的地下污水廠,實現了環境治理與保護的和諧發展。2019年,本項目在全球卓越BIM大賽獲最佳實踐獎第一名,是中國內地首個入圍該國際頂尖賽事總決賽的水務項目,并獲得了多個國內獎項,這代表了國際、國內相關行業對中國污水行業的肯定,也展示了上海技術領軍的風采。
項目亮點介紹
(1) 實施效果
泰和污水處理廠對標“最高標準”、“最好水平”,運用物聯網、大數據、BIM、云技術、移動互聯等新興信息技術,實現了“感知智能化、運維信息化、設施數字化、管理精細化”的智慧統管,完成了標準化、科學化、精細化的安全綠色運維。
(2) 社會效益
泰和廠廠區上部為公共綠地,建設體育活動設施以及綠化景觀,未來向市民開放,變鄰避效應為鄰利效應,同時泰和污水處理廠設置了科普教育基地,并獲得綠色教育活動實踐活動基地授牌,智慧化、信息化的運行特點,實現了多維度宣揚環保理念,構建和諧城市。
(3) 生態效益
泰和廠優于一級A的出水水質,不僅用于內部回用、廠區景觀綠化,同時補給周邊河道,改善了周邊水環境,泰和污水廠的建設不但解決了日趨增長的污水壓力,同時使楊行地塊的土地價值提升,實現了環保、自然、人文的和諧共生。
項目技術工藝/裝備簡介
(1)技術工藝/裝備名稱
改良AAO活性污泥法+高效沉淀池+反硝化深床濾池。
(2)技術工藝/裝備原理
1) AAO活性污泥法:AAO活性污泥法是傳統活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。在該工藝流程內,BOD、SS和以各種形式存在的氮和磷將一并被去除;
2) 高效沉淀池:高效沉淀池分為絮凝與沉淀兩個部分,在絮凝池,投加絮凝劑,池內的渦輪攪拌機可實現多倍循環率的攪拌,對水中懸浮固體進行剪切,重新形成大的易于沉降的絮凝體。斜管沉淀區易于沉淀的絮體快速沉降;
3) 反硝化深床濾池:采用復合濾料作為反硝化生物的掛膜介質,去除硝酸鹽氮及懸浮物;
4) 感知技術:運用工業物聯網、UWB、振動分析等新興技術;
5) 定位技術: 高精度室內定位技術、BIM技術、IIoT技術;
6) 信息化技術:BIM結合GIS技術。
(3)技術工藝/裝備特點
1)AAO活性污泥法特點:本工程AAO生物反應池按照多模式的運行模式進行設計,通過調整生反池的進水點、內外回流量,實現優化調控。
2)高效沉淀池特點:綜合了斜板沉淀和污泥循環回流的優點,并與混合池絮凝池系統合建。
3)反硝化深床濾池特點:深床濾池作為重力流、固定床的砂濾池,可以隨時根據需要切換成反硝化深床濾池,以滿足對不同污染物的去除要求。
4)感知特點:對污水廠工藝參數、設備狀態、環境情況、人員位置等進行泛在感知,采集處理后形成全面的、準確的感知數據,并對利用大數據技術充分挖掘數據價值,為各類生產運維管理的智慧化應用提供數據基礎。
5)定位特點:實現廠區人員身份確認、位置定位,通過系統和手持智慧終端實現廠區人員位置管理、人員運動軌跡回放、安全權限管理、危險區域管理等智慧化功能。
6)信息化特點:將設計、建設、運維以及實時運行多維數據綜合整理匯聚,并通過空間圖形顯示引擎和數據可視化技術,便捷直觀的將各項數據按需的展示給運維管理人員,并以此為基礎關聯各項運維管理工作的信息化,實現BIM+SCADA、BIM+MES系統的整合。
(4)應用領域
污水處理及需要過程控制的工業管理行業。
(5)工藝/裝備流程圖
工藝流程圖
(6)廠區/項目地/工藝設備照片
全景圖
項目地實景圖