BIM技术在污水处理工程中的应用探究

徐 超

（合肥市排水管理办公室，安徽 合肥 230000）

近年来，随着国家大力推进污染防治攻坚战，污水处理项目也陆续开始。污水处理工程管理主要包含从设计、建设到运维等全生命周期的管理，其具有施工工期紧、建设周期长、运维难度大、涉及专业多、投资大等特点，设计的偏差容易造成工程进度的延误和质量问题，甚至可能会导致发生安全事故。BIM技术的引入刚好可以解决目前存在的问题，它不同于CAD二维图纸，其可多维度的进行设计，具有模拟性、可视性等特点，也可提高运维阶段生产信息化管理水平。

1 BIM技术的概述

BIM直译的意思是建筑信息模型，是在建筑工程中各项数据的基础上，借助于数字仿真和三维模型达模拟出真实的建筑物信息[1]。和传统的技术性比较，BIM技术更加的快捷，通过对信息参数化表达，结合其模拟性、可视性的特点，被广泛应用在建筑项目全寿命周期管理中，项目各阶段管理方可根据自身管理需要对模型中的信息进行输入、提取、更新以及修改等，确保项目管理信息的连续性。同时，BIM技术的应用对项目设计质量、建设效率以及施工成本控制也都起着重要作用。伴随BIM技术的进步和发展，污水治理的规模不到增加，出水水质标准不断提高，BIM技术在今后的污水处理过程中一定会发挥更重要的作用。

2 污水处理工程项目BIM技术的应用

BIM技术在污水处理设计、建设、施工、运维各阶段均能应用。应用在设计阶段，通过三维视图形象展示，各专业的工作人员协同配合设计模型，减少设计的时间和提高设计准确性。由此可见，BIM不仅可以提高设计的品质和效率，还能保证整个项目的设计在实际工况下是切实可行的。通过模型检查，设计人员通过优化设计方案降低建设资金投入[2]。另外，污水处理运维阶段，通过对整个处理过程采取实时监控的方式，记录下来，并对水质和设备出现的相关参数进行整合，及时发现问题，尽快纠正，提升污水处理效率，确保水质稳定持续达标。

2.1 提高设计效率和降低工程造价

污水厂的设计是多专业的复杂工程，由于专业、人员理念的不同，在设计的时候难免会发生冲突，出现漏洞。二维设计图纸无法直接显示出建设及运维等阶段可能存在设计问题，BIM技术通过数据整合的功能、构建三维立体模型仿真模拟污水处理厂建设整个过程。在模型模拟运行过程中，发现设计方案存在的漏洞，及时地纠偏完善，建设施工期的返工。另外，BIM技术具有自动提取工程量功能，可自动统计和精确计算工程造价，降低人力成本和提高预算准确率。因此BIM技术引入即可提高污水处理厂的设计效率，也可缩短整个工期和降低工程造价。

2.2 指导运维管理，降低管理成本

BIM技术是为客户服务，而污水处理项目最终的效益来源在于项目运维阶段。将污水处理工程项目竣工BIM模型与运维管理系统整合，为运维提供切实可靠的数据依据，指导分析运营决策[3]。同时，运营管理人员借助于BIM技术中的可视化功能，通过移动终端设备远程了解工艺设备的运行工况，及时发现设备、工艺中可能存在的问题，及时纠偏，提高运维管理的效率，降低运维风险和成本。

3 BIM技术的污水处理项目案例

某地埋式污水处理厂，设计处理规模为20万吨/日，处理工艺采用多点进水A2O+反硝化深床滤池，处理水质标准为优于一级A标准（COD≤40 mg/L，NH3-N≤2 mg/L，TN≤10 mg/L，TP≤0.3 mg/L）。由于该项目存在占地面积有限（70多亩）、工艺要求高、装置布置难、设备选型高、地下设施设计复杂、运营安全等级高、出水标准高等一系列项目难点。因此，本项目在设计方案阶段引入了BIM技术管理，指导污水处理厂方案设计及施工，同时也为后期运维管理积累了大量信息，为项目全生命周期管理提供了基础。

3.1 三维视图

BIM技术通过整合各建筑和工艺段参数，建造三维模型，形象地呈现在设计人员的眼前，包括工程的建筑物结构、设备以及管线等等，让项目各管理方及时发现问题，及时改正问题，为后续的工作奠定基础，提供保障。见图1。

图1 某地埋式污水处理厂BIM三维视图

3.2 工程预算

由于污水处理工程的复杂性，准确的测算出工程的预算是非常难的。工程预算不单单关系着资金的投入情况，还关系着工程的进度，关系着整个工程是否可以顺利进行。如果计算不准工程量，会减慢工程的进度，严重的会使整个工程项目失败。BIM技术可以对BIM模型自动进行计算，这样很大程度上减少了时间成本，在准确性上也得到了保证。因此，BIM技术的应用可以提高工程量计算的准确性和高效性，为整个工程预算提供了保障。

3.3 模拟施工

BIM技术把模型和现场实际情况进行比较，检查施工中可能会出现的问题，提前做出解决问题的方案，确保施工的顺利。此外，借助于施工模拟的手段，设计方更加形象的进行设计交底，施工方更好地规划施工进度，让施工过程变得更加合理。

3.4 复核设计

污水处理工程施工中管线碰撞是常见问题，管线碰撞不仅影响工程施工进度和工期，还增加了施工的成本，产生了不必要的浪费。通过BIM技术对检查设计管线碰撞的情况，确保正常的情况下开展下一步的工作，尽可能的避免管线碰撞纠缠在一起的现象，提高建设效率。图2显示为BIM技术对设计管线碰撞检查及整改。

图2 BIM技术对设计管线碰撞检查（左图）及整改（右图）

4 结论

综上所述，在污水处理上全面运用BIM技术，有非常多的优势，但是在实际的应用中，还存在着很多不完善的因素和问题，需要相关的研究人员和工作人员不断地探索和改进。结合污水工程的独特特点，把BIM技术有效地应用在污水处理工程设计、建设、运维管理等各个阶段中，使BIM技术能够得到充分的发挥，保证污水处理项目工程的顺利建设，与此同时提升处理污水的效果和运营维护的效率，有着十分重要的意义。