首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 建筑工程论文 > 低冲击开发理念下污水处理工程绿色建造技术研究

低冲击开发理念下污水处理工程绿色建造技术研究

2025-03-26 50 上传者：管理员

摘要：以低冲击开发理念为原则，从“双碳”战略、智能建造及行业发展趋势3个方面出发，阐述了建筑业发展绿色建造的必要性。以深圳市滨河水质净化厂提标扩建工程项目为载体，运用光储直柔技术、模块化垂直流湿地技术、渣土絮凝固化技术、污水处理技术、慧眼AI人工智能技术、BIM+技术等绿色建造技术，有效助力城市绿色建造、智能建造。实践表明，上述各项绿色建造技术能够提高项目建造效率，大大减少建设过程中传统能源的消耗以及对原始生态的破坏，可为水处理系统工程建设提供参考。

关键词：
BIM
低冲击开发
污水处理
絮凝固化
绿色建造
加入收藏

目前我国污水处理厂总量达到3000座左右,每天的污水处理总量逾2万m3,污水处理厂增量每年100座左右,但质量数量都存在一定缺口[1-2]｡目前,污水处理厂由高能耗､高碳排向能量自给,水质永续､资源循环,环境友好的方向去转变[3]｡本文以深圳市滨河水质净化厂提标扩建工程项目为载体,探究低冲击开发模式下,绿色建造技术在污水处理工程中的应用,为实现碳达峰和碳中和战略目标提供参考｡

1、低冲击开发理念

1990年,美国马里兰州最先提出低冲击开发[4-5]概念(LowImpact-Development,LID)｡最初从雨水处理模式角度出发,通过分散式小规模的措施,从源头上对雨水径流进行管控,利用滞留､渗透､过滤净化和收集等综合措施,控制暴雨带来的径流､污染等问题[6]｡随着城市开发的不断深入,低冲击开发理念已不仅仅局限于对暴雨的治理,而是致力于在整个人工系统开发建设过程中,尽量减少对自然生态系统的冲击､破坏和影响[7]｡

2004年,深圳市首次引入LID理念,先后举办了第四届“流域管理与城市供水国际学术研讨会”“光明新区雨水综合利用国际研讨会”等重要会议,创建低冲击开发模型示范区,通过市政道路低冲击开发示范项目､牛山科技公园低冲击开发示范项目等示范项目,将低冲击开发理念成功落地｡通过示范区进行课题实践,为我国探索低冲击开发模式奠定基础[8]｡

2、发展绿色建造的必要性

绿色建造是按照绿色发展的要求,通过科学管理和技术创新,采用有利于节约资源､保护环境等一系列建造方式,实现人与自然和谐共生的工程建造活动[9]｡绿色建造通过系统化集成设计,加强新技术推广应用,整体提升建造方式工业化水平｡同时结合实际需求,有效采用BIM､物联网､人工智能､机器人等相关技术,整体提升建造手段信息化水平[10]｡绿色建造要求加强设计､生产､施工､运营全产业链上下游企业间的沟通合作,强化专业分工和社会协作,优化资源配置,构建绿色建造产业链,整体提升建造过程产业化水平｡

2.1绿色建造契合我国“双碳”战略

在建筑业领域,绿色建造与我国“双碳”战略紧密契合｡首先,绿色建造采用节能环保型建筑材料,如高性能混凝土､可回收钢材等,从源头上减少资源消耗和碳排放｡其次,在施工过程中,绿色建造注重优化施工工艺,如采用装配式建筑技术[11-12],减少现场施工的能源消耗和废弃物产生｡同时,利用可再生能源,如太阳能､地热能等,为建筑提供能源支持,降低对传统能源的依赖｡再者,绿色建造强调建筑全生命周期的可持续性,包括设计阶段的节能优化､施工阶段的绿色施工以及运营阶段的高效管理,有效降低建筑的碳排放总量｡

2.2绿色建造有利于推动智能建造

绿色建造强调资源的高效利用和环境的最小影响,这与智能建造追求的精准化､高效化目标相契合｡在材料选用方面,绿色建造促使研发和使用新型环保材料,而智能建造可通过数据分析实现对这些材料的精准管理和优化配置[13]｡施工过程中,绿色建造要求节能减排,智能建造则利用先进的传感器､物联网等技术对施工设备进行实时监控和优化调度,提高能源利用效率｡同时,绿色建造注重建筑全生命周期管理,智能建造以数字化平台为支撑,为绿色建造的规划､设计､施工和运营提供智能化决策支持,共同推动建筑业向可持续､智能化方向发展[14]｡

2.3绿色建造是建筑业发展的趋势

从环境角度看,传统建筑业对资源的过度消耗和对环境的较大破坏已不可持续,而绿色建造注重节能环保,采用可持续发展的建筑材料和技术,减少能源消耗和废弃物排放,降低对生态环境的负面影响｡从经济层面分析,虽然绿色建造前期投入可能较高,但长期来看,其带来的能源节约和运营成本降低能为企业带来显著的经济效益[15]｡再者,社会对可持续发展的要求日益提高,消费者对绿色建筑的需求也不断增长,这促使建筑业向绿色建造转型｡同时,政策的支持和引导也为绿色建造的发展提供了有力保障,推动建筑业朝着更加绿色､可持续的方向迈进｡

综合上述三点可知,发展绿色建造是建筑行业未来发展的趋势之一｡在LID理念下发展绿色建造即是要求工程在开发建设过程中,利用绿色建造技术最大化减少对自然生态的破坏,达到工程建设与原始自然和谐共生的目的｡

3、污水处理厂绿色建造技术

3.1光储直柔技术

项目应用光伏发电技术,将现场､工友村部分不同功能分区内部大量可调节利用的分布式太阳能光伏发电､空调､照明､热水器､储能､充电桩等交/直流负载海量资源系统进行聚合,即插即用､柔性调节,可以实现滨河水厂内部以电能､热能为主的综合能源系统低碳协调优化运行管理(图1)｡

3.2模块化垂直流湿地技术

项目利用“基质-水生植物-微生物”复合生态系统进行物理､化学和生物的协同净化,形成一套可广泛应用于临时生活区的模块化人工垂直湿地污水处理系统｡进一步处理工友村､办公区域的生活废水,增加水力负荷,具有良好的生态环保效果｡同时,由于垂直流湿地系统采用模块化设计,占地面积小,可按照不同区域的污水处理需求进行布置灵活,污水处理效率高｡经垂直流湿地净化得到的水体可用于园林浇筑､现场混凝土养护和喷淋降尘等方面(图2)｡

图1项目光伏板

图2模块化垂直流湿地

3.3渣土絮凝固化技术

项目在土方开挖阶段,存在黄泥水难以排除的难题,针对这一问题,项目组织开展渣土高效絮凝沉淀固化技术试验｡针对现场桩基施工阶段桩芯土含水率高无法及时外运问题,组织进行渣土絮凝固化回填｡配制一定浓度的PAM溶液､适量的水泥,对含水率高的桩芯土进行拌合,达到快速固化的效果,便于及时外运及空桩位置回填｡

通过渣土资源化利用现场试验的过程及效果,进一步将土与水玻璃､矿粉等材料进行拌和,使其具备一定强度,达到垫层施工的效果,减少了混凝土的使用,

3.4建设过程中污水处理技术

项目紧邻深圳河,厂区内的雨水均汇聚至西南角截污泵井处,施工期间黄泥水有溢流外排的风险,同时,在施工过程中会产生大量废水,对环境造成污染｡设计了一套适用于现场的简易泥浆水快速絮凝沉淀设备,结合项目污水处理工艺,现场设置4处三级沉淀池｡将污水处理技术小规模应用于沉淀池内,使污水通过沉淀池沉淀后排入污水井,减少污水对环境的影响(图3)｡

图3污水处理装置

3.5慧眼AI人工智能技术

项目采用慧眼AI人工智能系统,联动劳务实名制系统,实时记录报警信息,覆盖进出场通道､主通道､作业面等场地,监管信息全线贯通｡水环境处理工程池体内部往往涉及清淤､拆除､模板搭设及拆除､装饰装修､设备及工艺管道安装等工作,因此,在施工过程中,受限空间面广､技术管控难度大,且结构造型复杂,多为异形结构,施工作业难度大｡慧眼AI人工智能系统能够对有限空间作业安全进行监测,在“先通风､再检测､后作业”原则下,监督有限空间作业情况,确保措施到位､合理施工,同时以人为本､安全第一(图4)｡

图4AI人工智能技术流程

3.6BIM+技术

项目在工地入口处设置沉浸式VR体验馆｡以VR技术为核心,打造沉浸式场景体验教学,使培训身临其境,提升安全培训效果｡人员培训进度､内容云端同步呈现,支持云端高速管理人员培训信息,培训数据可批量导出｡运用BIM+技术进行项目精细化管理,提高项目业务管理效果[16-17]｡针对每个月施工计划的侧重不同,对现场场地总平面布置进行设计,保证文明施工､过程可控､有迹可循｡为支撑智慧水务､无人值守等,BIM模型在施工过程中不断完善,深度达到LOD500,通过BIM技术,实现现场工艺设备安装一次成型,助力一阶段调试顺利完成｡

4、结语

1)自2004年引入LID理念以来,深圳市通过创建LID示范区､制定相关标准规范､政策法规､开展LID课题研究等手段,不断发展和完善LED理念,更好地服务城市建设｡

2)从我国“双碳”战略､智能建造及行业发展趋势3个角度,阐述了发展绿色建造的必要性｡基于LID理念的绿色建造要求在城市开发建设过程中最小化建设对自然的破坏,达到和谐共生的目的｡

3)项目通过光储直柔技术､模块化垂直流湿地技术､渣土絮凝固化技术､污水处理技术､慧眼AI人工智能技术､BIM+技术等绿色建造技术,开发LID理念下的污水处理系统建造模式,为城市水处理环境工程绿色建造提供重要参考｡

参考文献:

[1]李卫东.城市环境保护中污水治理存在的问题及措施分析[J].资源再生,2021(8);27-29.

[2]张国科.以流域为单元的城镇管网完善与提效整治策略应用研究[J].市政技术,2023(12):224-233.

[3]陈敏敏,刘杰,李莉娜,等.我国城镇污水处理厂污泥产率系数现状及影响因素分析[J].工业水处理,2024(3):24-29.

[4]王明田,高雅,张立涛,等."低冲击开发"理念下的全域土地综合整治初探[J].小城镇建设,2020(11):16-21.

[5]韦迦茂."低冲击开发"理念下的全域土地综合整治初探[J].区域治理,2024(15):265-267.

[6]吴玢."低碳生态"理念下低冲击开发模式在城市雨水系统中的应用体现[J].中文科技期刊数据库(引文版):工程技术,2022(8):247-250.

[7]王飘.低冲击开发(LID)模式在城市规划中的应用与创新[J].包装世界,2017(2):69-71.