全地下式市政污水處理廠的設(shè)計和應(yīng)用

摘要：在建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的過程中，優(yōu)化市政污水處理廠各方面內(nèi)容，可以切實提供污水處理效果、成本，同時節(jié)約土地資源、美化地面景觀，降低各方面污染。根據(jù)這一規(guī)劃設(shè)想，提出了全地下式污水處理廠，但目前并沒有出臺有針對性的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，運行管理規(guī)范也沒有形成，還需要得到不斷實踐。

關(guān)鍵詞：全地下式污水處理廠;建筑設(shè)計;調(diào)蓄池;節(jié)能降耗

一、全地下式市政污水處理廠的設(shè)計要點

十九大后國家對污水處理系統(tǒng)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和更為嚴(yán)格的要求，各地區(qū)的污水處理計劃都發(fā)生了改變。以上海地區(qū)為例，要求全市污水處理率達(dá)到90%以上，但是上海現(xiàn)有的污水處理廠已經(jīng)達(dá)到了最大規(guī)模，想要滿足污水處理需求，切實保證污水處理效果，就要引入全新的污水處理設(shè)施。在過往的污水處理廠設(shè)計案例中也曾利用過地下空間，但全地下式污水處理廠項目相對較少。國內(nèi)目前現(xiàn)有的全地下式污水處理廠大多屬于二類三級工程，建筑面積在2600m2～3600m2范圍內(nèi)，日處理量在100000m3～200000m3，還需要得到進(jìn)一步提升。在實際設(shè)計過程中，要做到以下設(shè)計要點：第一，合理規(guī)劃建筑空間;第二，提高建筑的防火抗爆性能;第三，全面優(yōu)化建筑排水管道;第四，地下防水設(shè)施。

二、全地下式市政污水處理廠的實際案例

2.1工程概況

以某地區(qū)的市政污水處理廠項目為例，綜合考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，最終選擇了全地下式布置形式，污水處理廠總面積達(dá)115km2。作為中國大型城市之一，該項目位于外環(huán)線，周邊緊鄰居民住宅區(qū)，最近的小區(qū)距離此地只有200m，采用此種布置形式，可以有效降低設(shè)施運行過程中對周邊環(huán)境的影響，也不會破壞現(xiàn)有的綠色用地，在建設(shè)過程中還可以將污水處理設(shè)施和地面公共綠地、水管體系、建筑設(shè)施之間進(jìn)行有機結(jié)合。

2.2應(yīng)用方式

根據(jù)對該地區(qū)污水情況進(jìn)行調(diào)查，預(yù)計總規(guī)范為55萬m3/d～60萬m3/d，一期工程建設(shè)規(guī)模為40萬m3/d，為了進(jìn)一步降低雨季溢流污染，避免出現(xiàn)二次污染，還額外設(shè)置了系統(tǒng)蓄水池，容積為15萬m3。根據(jù)當(dāng)?shù)貙ξ鬯幚淼臉?biāo)準(zhǔn)來看，出水水質(zhì)要達(dá)到一級A類標(biāo)準(zhǔn)，其中氨氮、總磷等參數(shù)要達(dá)到Ⅳ，污泥中含水量則要控制≤40%，臭氣方面也要按照地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。相比較地上污水處理廠而言，地下污水處理廠需要考慮的內(nèi)容較多，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)模也要盡可能地提高。在充分考慮多方面需求的基礎(chǔ)上，科學(xué)確定處理工藝，完成平面布置和豎向設(shè)計，真正實現(xiàn)節(jié)能降耗、智能化運行系統(tǒng)設(shè)置。

在處理工藝的選擇上，需要綜合考慮地區(qū)實際情況、進(jìn)水水質(zhì)特點以及污水處理要求，該全地下式污水處理廠針對污水采用AA0工藝，污泥則采用低溫真空脫水干化工藝。第一，污水處理工藝，具體流程為“預(yù)處理+二級生物處理+混凝沉淀+反硝化過濾”。首先，利用初沉池截留部分無機物質(zhì)，以此可以有效降低進(jìn)水SS濃度，保證生物處理設(shè)施正常運行。其次，利用AAO生反池配合二沉池完成生物處理，具體池型分區(qū)需要根據(jù)生反池進(jìn)水點、內(nèi)回流點以及各點之間進(jìn)水比例進(jìn)行調(diào)整，以此實現(xiàn)三種模式之間實現(xiàn)切換運行。表面負(fù)荷取值為1.18m3（/m2·h），相比較常規(guī)的設(shè)計情況來看，可節(jié)約30%用地。再次，采用高效沉淀池、反硝化深床濾池，進(jìn)一步提高去除效果，確保出水穩(wěn)定在最低排放標(biāo)準(zhǔn)上，實現(xiàn)高處理效率、高水力負(fù)荷、出水穩(wěn)定的污水處理工藝。最后，利用紫外線和次氯酸鈉進(jìn)行消毒，切實保證消毒效果。第二，污泥處理工藝。該全地下式污水處理廠中選擇了低溫真空脫水干化工藝，將污泥含水率降至40%以下后集中外運。相比較其他污泥處理技術(shù)而言，這種技術(shù)本身具備有節(jié)能集約化特點，不僅如此，在處理過程中，臭氣排放較少、運行管理簡單，至少減少了67%的污泥外運量，對外環(huán)境的影響降至最低。

2.3具體設(shè)計

2.3.1平面布局

結(jié)合地區(qū)實際情況，北側(cè)地區(qū)上部擬建設(shè)公共綠地，因此在該地區(qū)采用一體化集約化的污水處理箱體設(shè)施，并在頂部進(jìn)行加蓋處理，由西向東依次為預(yù)處理區(qū)及污泥處理區(qū)、生物處理區(qū)和深度處理區(qū)。考慮到人員車輛檢出、通風(fēng)逃生等運行管理方面的需求，在地上也布置了一定的附屬設(shè)施，選擇了四個獨立的區(qū)域作為主要出入口，避開公共綠地。圍場河擬圍繞著北側(cè)污水處理箱體進(jìn)行布設(shè)。南側(cè)則作為生產(chǎn)管理區(qū)、出水區(qū)以及其他遠(yuǎn)期工程用地。利用信息技術(shù)對該布置方式進(jìn)行模擬后，可以看出該種布置形式效果較優(yōu)，衛(wèi)生條件和景觀效果均相對較優(yōu)。

2.3.2豎向設(shè)計

豎向設(shè)計上綜合考慮到了工程投資、工程安全等方面的需求，地面設(shè)計標(biāo)高為4.50m，一體化箱體的豎向布置上，以箱體頂標(biāo)高高于周邊道路1m為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，將箱體分兩層設(shè)計，一層為操作層，主要為框架結(jié)構(gòu)，頂部覆土厚度為1.5m;二層為水處理層，主要為鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)。在滿足綠化景觀設(shè)計的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高豎向布置高程，可以進(jìn)一步節(jié)省工程造價，同時提高工程實施運行的安全性。

2.3.3局部細(xì)節(jié)

第一，除臭通風(fēng)。該全地下式污水處理廠采用了混合式除臭工藝，針對高濃度臭氣采用“生物滴濾+改良式生物過濾+活性炭吸附”的方式進(jìn)行除臭，而低濃度臭氣則采用活性炭和離子法進(jìn)行除臭設(shè)備。第二，采光照明，設(shè)置了采光井和光導(dǎo)照明裝置，最大程度利用室外自然光線滿足照明需求，其中光導(dǎo)照明系統(tǒng)可以和地面綠化照明景觀實現(xiàn)配合，不僅可以優(yōu)化能源利用，還可以最大限度節(jié)約電能。對于地下空間而言，應(yīng)急照明的設(shè)置極為重要，備用時間不能夠低于90min。第三，消防安全。該全地下式污水處理廠設(shè)置了12個防火分區(qū)，面積≤2000㎡，同時還設(shè)置了噴淋系統(tǒng)以及安全出口。地下空間內(nèi)所有的電纜和風(fēng)管均采用的是高耐燃物品，如阻燃電纜、難燃玻璃鋼，切實滿足消防需求。

三、總結(jié)

綜上所述，全地下式污水處理廠可以最大程度減少污水處理過程中給周邊環(huán)境帶來的負(fù)面影響，同時也能夠緩解土地資源緊張的問題。在建設(shè)項目的過程總，綜合考慮建設(shè)定位，采用高標(biāo)準(zhǔn)的處理工藝，對除臭通風(fēng)、采光照明、消防安全、防腐耐久、節(jié)能降耗等方面進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)全地下式污水處理廠穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]高杰.城市地下污水處理廠工程的照明設(shè)計[J].中國照明電器，2019（11）：24-27.

（作者單位：中油遼河工程有限公司環(huán)境工程所）

作者簡介：韓旭（1988.2.3），性別：男;籍貫：遼寧省大洼縣;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：中級工程師;職務(wù)：設(shè)計員;研究方向：給排水。