引言：

德州经济技术开发区尚德污水处理厂扩建及提标项目合同是EPC工程总承包模式费率下浮合同，施工图设计跟初步设计都是由建设单位引进，属于典型的“非标准EPC”。由于前期设计单位没有进行限额设计，而且部分项目漏项（如基坑设计），同时响应了集团公司“六大控制七个零”高质量精细化工程的要求，由于EPC模式下为保证交付成果的质量，我们可能会持续地根据污水处理厂运营单位的需求对设计进行优化，特别是一些进口设备，造价高昂，容易发生预算超概的问题。我们在项目实施过程中对各工艺单元造价反复验证，进一步与建设、监理和审计单位对各工艺单元使用功能进行反复确认，对各单位工程设计颗粒度细化分解至各专业各分项工程，努力做到精细化管理。

1、概况

德州市德州经济技术开发区尚德污水处理厂扩建及提标项目本项目是为响应地方政府贯彻落实《山东省城市排水“两个清零、一个提标”工作方案》（鲁建发[2022]3号）文件要求实施。对现有1.9万m³/d进行提标改造，同时扩建1.6万m³/d，总设计规模达到3.5万m³/d；项目完工后出水达到准IV类标准排放。本项目是山东省政府重点督办点，本项目政府要求二期扩建部分于8月30日前必须完工，项目实际于2023年5月份正式开工。一期提标改建部分于2023年9月开始施工，实施内容包括原有设备拆除、清除池体和利旧部分管道内淤泥、新设备安装和增设部分工艺单元构筑物。由于提标改造部分竣工图不准确，导致设计单位对一期提标部分各专业的设计深度和界面不清晰，若将原有设施设备全部拆除新建不仅耗费大量资金同时也延长了施工工期。初步设计中计划对原池体侧墙进行修复，但由于原池体腐蚀程度不同、接触水体水质含腐蚀物质含量不同位置，结合建设单位使用需求，可选择不同的修复方式，因此我们在对池体清淤结束后针对不同部位制定有针对性的修复方案。

部分部位为满足工艺和运营单位使用需求增加了造价，例如。1、为使排放水质达准Ⅳ类标准，在生化池阶段利用微生物降解及分解污水中的有机物，原有生化池处理能力不足需增加生化池处理能力；2、为满足扩建后3.5万吨/天处理量，且厂区面积受限，只能拆除现有脱水机房，新建两套板框压滤机。为防止超概发生，需要在部分非重要部位压缩造价。例如。经过与设计人员和运营单位反复沟通，确定了一期生化池利旧改造方案避免了拆除重建节约造价；二期生化池采用A2O/AO工艺与二沉池合建不但节约了工程造价还减少了工程占地；经过反复对原有工艺设备、管线现场实际勘测、计算，将满足运行要求的设备、管线进行保留，极大的压缩造价。

2、建立限额设计框架

为保证污水处理厂EPC项目将限额设计指标和工程量分解到各专业，分解到各单位工程和分部工程，尤其是对一期提标技改部分在原结构竣工图缺失的情况下做好限额指标，根据限额要求进行方案比选和设计，以保证各阶段设计成果能有效控制在限额设计范围内。

2.1第一阶段：对现有设施进行评估

以一期生化池为例：结合超声波裂缝探测仪对结构混凝土内部检测结果，检验池体结构有无损伤、裂缝情况；仔细检测墙体外露部分外观，发现普遍存在观感质量差、二次抹面处砂浆脱落等问题。经评估生化池池体可以利旧。

1、现有预处理设施包括粗格栅+提升泵池+细格栅+沉砂池。现有粗格栅渠设置 2 台渠宽 800mm 的回转式粗格栅，栅缝 20mm；提升泵池设置 5 台潜污泵，单台流 量 293m 3/h；细格栅渠设置 2 台渠宽 1000mm 的旋转式细格栅，栅缝 5mm； 旋流沉砂池 2 座，直径Φ3050mm，旋转区直径Φ1000mm。现有预处理设施处理能力仅满足现有工程继续使用（扩建部分由新建预处理设施承担）。经过对现有粗细格栅设备仔细排查调试发现设备故障多，部分元器件磨损、老化严重，不能满足本次提标对预处理的严格要求，必须更换。其中现有细格栅对进水中细小悬浮物截留效果很差，需更换格栅型式。

2、现有2 座生化池，单座 2 格，是整个污水处理厂的核心设施，承担着降解 COD 和脱氮除磷的目标。我项目部首先会同设计单位重新验算生化池各项参数，计算了进水后在现有厌氧池、缺氧池和好氧池有效容积和平均停留时间。考虑冬季最不利因素以及确定了污泥浓度指标后经计算发现现有生化池不能稳定达标。

2.2第二阶段：对大概率超标污染物处理工艺优化及方案比选

一期技改部分原有工艺为“粗格栅提升泵池 +细格栅沉砂池+配水井+生化池+二沉池+絮凝沉淀池+气水反冲洗滤池+消毒池” 工艺，污水厂设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 （GB18918-2002）一级 A 标准。通过对进水水质分析，COD 超标概率较低，可优先考虑现状挖潜方式达标，同时配置一些应急措施。TP 可以通过现状生化挖潜和优化深度处理加药的方式解决。 本次提标改造重难点指标在于 TN、氨氮的稳定达标，这两类指标超标概率较大，同时由于含氮物质难以通过化学物理方式去除，必须依靠生物方式处理达标。

对原有工艺进行优化后，确定提标部分工艺路线为市政进水→粗格栅提升泵池（利旧改造）→细格栅沉砂池（利旧改造）→综合生化池（利旧改造）→生化池 2（新建）→二沉池（利旧）→絮凝沉淀池（利 旧改造）→深床反硝化滤池（利旧改造）→消毒池（利旧）→巴氏计量槽（利旧 改造）

污水实际处理的过程中，比对多种处理方案合理选择，由于构造物类型、造价受工艺影响存在差异，另外，工艺处理需要技术人员、设计人员密切配合，利用动态分析法优选适合本污水厂实际应用条件的工艺系统，确保污水处理目标的实现，不仅大大降低工程造价还可以降低运营费用。

2.3第三阶段：实施过程控制

施工过程中，设计图纸往往并未考虑实际施工情况，因此，施工前应组织好施工图纸会审，在项目实施过程中设计与施工共同协作，在组织机构上我们组建了由设计和施工协同管理的技术部，设计人员驻场，通过设计与施工融合，解决项目实施过程“边设计、边施工”的问题，项目部充分发挥施工方对对现场熟悉对施工工艺熟悉的优势，指导设计单位进一步优化设计图纸，由专人进行BIM建模，解决各专业、各阶段的风险，也用来核实工程量控制造价，严格控制限额；减少了过去人工算量时间长、不精确的问题，大大节约了工期。实施动态设计，实现降本增效。

3方案比选

EPC项目设计阶段与施工阶段没有明显分界界面，施工单位牵头设计驻场人员随时沟通，对现场问题及时排查、梳理，并与原运营单位工作人员进行评估确定需要改造的设备、设施，最大化利用现有设备设施，更换无法使用的设备及涉及运营安全的设施，形成改造清单，再由设计人员进行定向设计。

根据本工程污水处理目标，COD去除率应该达到92.5%，SS去除率应该达到94.5%，BOD5去除率应该达到97%，总氮去除率应该达到81.8%，对水质去除率要求高，由于扩建工程占地面积仅为14亩，占地面积极为紧张，因此需要选择合适的占地面积小的二级处理工艺。

下面以一期生化池改造和二期生化池方案比选为例：

3.1一期综合生化池工艺调整：

利旧原生化池+新建生化池2。现状生化池从前往后依次为厌氧缺氧池、好氧池，在现状综合生化池和二沉池中间新建生化池 2，建设二级缺氧池和二级好氧池。 为保证生化池进水配水配泥均匀，在进水渠设置 2 台搅拌机。一级好氧池末端增 加内回流井，新增电动闸门，方便内回流泵维修。为保证后续二沉池配水均匀， 在二级好氧池出水设置 4 格配水井。

为保证提标后总出水 TN 小于 10mg/L，必须后续增加二级缺氧池和二级好氧池。因此我项目对采用拆除重建还是利旧，经过对全部拆除新建生化池和利旧原生化池后增加后段二级缺氧池、二级好氧池费用对比，处理效果两者相差不大，但从费用角度考虑后者远远优于前者，故决定采用利旧原生化池的方案。

新增生化池2，现状生化池改造为五段法工艺，在本项目污水厂服务范围内，城市生活污水为主，可生化性良好，本项目二级处理推荐采用A2/O工艺，由于设计进水总氮55mg/L，出水总氮为10mg/L，系统脱氮率达到81.8%，而一级A2/O工艺，对总N的去除率仅为70%-75%，为保证总N出水稳定达标，本方案二级处理采用多级AO工艺，即五段巴顿甫工艺，将现状生化池+新建生化池2从前往后依次改造为厌氧池/一级缺氧池/一级好氧池/二级缺氧池/二级好氧池。因此本次提标，在生化池和二沉池之间新建1座生化池2，提高生化池总停留时间。在现有生化池出水洞处设置钢板堰，适当提高生化池整体水深。

在增加生化池2的基础上，利用原有生化池主体，更换曝气设备、主要工艺管道及推流设备、闸门等，并在原有主体内增加2座回流泵池，将原有池体进行修补。

3.2二期生化池方案比选

二期扩建部分总面积仅14亩，建设用地十分进展，经过多种方案比选后最终在两种节省占地的二级处理工艺做对比：A2O/AO工艺与二沉池合建以及A2O/AO+MBR工艺。

3.2.1 A2O/AO工艺与二沉池合建

由于本项目设计进水总氮55mg/L，出水总氮为10mg/L，系统脱氮率达到81.8%，而一级A2/O工艺，对总氮的去除率仅为70%-75%，A2O-AO工艺采用多级AO工艺，即五段巴顿甫工艺，从前往后依次为预缺氧池/厌氧池/一级缺氧池/一级好氧池/二级缺氧池/二级好氧池，将总氮尽可能多地在生化系统中去除，保证总氮出水稳定达标。而采用A2O-AO工艺与二沉池合建的形式，将二沉池建于二级好氧池两侧，形成上方下圆结构，设计成耐冲击力强、水力负荷高、沉淀区容积利用率高的周边进水周边出水辐流式沉淀池形式。该工艺既能节省占地，又能减少土建与管道的工程量，减少水头损失，节省投资与运行经费。

3.2.2 A2O/AO+MBR工艺合建

A2O/AO+MBR工艺是五段式巴顿甫工艺A2O/AO工艺和MBR工艺有机结合的污水处理工艺，是生物脱氮除磷的原理与膜生物反应器技术相结合的污水处理技术，充分发挥膜生物反应器高活性污泥浓度和高效率硝化的特性，使除磷脱氮能力大大提高。由于其出水水质较好，尤其是SS较低，因此，是近年来在污水处理回用领域应用较多的一种工艺。

1、膜生物反应器的优点有：

1)、结合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点，超（微）滤膜组件作为泥水分离单元完全可以取代二次沉淀池，微孔超滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使生物反应器内微生物浓度较高，提高了生物对有机物的氧化率。

2)、膜滤后出水浊度低，感官良好。

3)、系统剩余污泥排放较小。

4)、系统流程简单，易于集成，占地面积较少。

5)、整个系统自动化程度高，运行管理简单方便。

2、 膜生物反应器存在以下缺点：

1)、运行费用高。

膜的更换费用是影响一体式MBR系统运行费用的关键因素，而动力费用是影响分离式MBR系统运行费用的关键因素，常规淹没式MBR运行能耗为0.6～2 kW·h/m3。

2)、阻力损失较大，以及膜寿命问题。

综上，A2O/AO工艺与二沉池合建以及A2O/AO+MBR工艺生化段均为多级AO，可实现较多的总氮去除率，重点将两种工艺作详细比选。

表1方案技术经济对比

综合比较，A²O/AO工艺与二沉池合建较A²O/AO+MBR工艺运行成本低、运行稳定可靠，无需更换清洗膜、对管理人员技术要求相对较低等优点。本项目因为需除氟和深度除磷，虽然MBR膜出水浊度很低，但是后续还需要建设高效沉淀池或加载高效沉淀池，无法发挥MBR膜的优势。所以本项目最终选定二级处理推荐采用A²O/AO工艺与二沉池合建方案。

总结

EPC项目策划工作在越在早期不可控因素越多，受制于初步设计深度不够、前期建设单位使用需求不明确，这点与清单招标项目区别非常明显，风险由EPC总承包单位承担，如何给建设单位交付让人满意的产品，首先要做好与建设单位的沟通，引导建设单位了解自己的意图，同时做好设计、施工、采购环节的密切协作，增强成本管控意识，通过限额设计有效规避此类风险，防止施工预算超概发生。

参考文献：

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作者简介：万玉亮（ 1984.11-),汉族，江苏淮安人，本科,中级工程师，研究方向:市政、高速公路施工.