淺析地埋式污水處理廠的籌建經(jīng)驗(yàn)

張炯 徐靈芳 徐園園 翁振東 章良偉

摘 要 目的? 在國(guó)外芬蘭作為建設(shè)全球第一個(gè)地埋式城市污水處理廠以來，借鑒其成功經(jīng)驗(yàn)后，許多國(guó)家建設(shè)并運(yùn)行了地埋式污水處理廠。近年來，隨著我國(guó)城市用地日趨緊張，個(gè)別區(qū)域出現(xiàn)“鄰避效應(yīng)”，傳統(tǒng)地上式污水處理廠在占地面積、臭氣控制等方面的劣勢(shì)已無法滿足環(huán)境生態(tài)要求，而地埋式污水處理廠在環(huán)境方面的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，但在滿足實(shí)際運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)方面仍存在與地上污水廠的不同要點(diǎn)，筆者結(jié)合杭州新建地埋式污水處理廠的前期籌建經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地埋式污水處理廠運(yùn)行 設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行淺析，供業(yè)界參考。

關(guān)鍵詞 地埋式;污水處理廠;設(shè)計(jì);安全;智慧化

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市化的規(guī)模不斷擴(kuò)大，原本建在城市郊區(qū)的污水廠周邊人口密度也不斷增長(zhǎng)，人與自然的和諧關(guān)系遭到破壞，為此，國(guó)家逐步鼓勵(lì)城市建立地埋式污水處理廠，一般以箱體式結(jié)構(gòu)建設(shè)，在箱體頂部覆土并種植綠化的方式建設(shè)成花園式廠區(qū)，以達(dá)到與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)的效果。但此類建設(shè)方案由于處理的構(gòu)筑物和人員操作層均在地下，相比地上污水廠的安全管理提出了更高的建設(shè)和管理要求，且地埋式污水廠沒有擴(kuò)建的條件，很多建設(shè)要點(diǎn)須在施工圖階段完善和解決[1]。

1安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①防洪排澇。傳統(tǒng)地上式污水處理廠由于池頂部一般高于設(shè)計(jì)地面較多，即使遇到超過城鎮(zhèn)防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)，地面有一定深度的積水對(duì)廠區(qū)的危害也不是很大，而對(duì)于地埋式污水處理廠就截然不同，地下箱體豎向剖面一般分為三層，負(fù)二層的污水處理構(gòu)筑物池體層，負(fù)一層的池面、輔助用房和生產(chǎn)檢修層，地面層的行政樓和花園層，由于大部分設(shè)施設(shè)備均在負(fù)層，廠區(qū)地坪的設(shè)計(jì)需要在滿足城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下提高一定的富余量，并同時(shí)考慮進(jìn)出地下箱體坡道和設(shè)施設(shè)備間的排水問題，在廠區(qū)圍墻的設(shè)置細(xì)節(jié)上也應(yīng)該與防洪排澇相結(jié)合，有條件的建設(shè)項(xiàng)目在防洪排澇設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量不依賴市政排澇管網(wǎng)，有條件的項(xiàng)目應(yīng)自建雨水泵房排澇系統(tǒng)最為安全。②消防配置。雖然地下污水處理廠可燃物較少，且在正常處理情況下一般均為無人值守，只有操作管理人員會(huì)定時(shí)巡視，但由于箱體較大，且一般可燃物會(huì)冒濃煙而不利于擴(kuò)散等因素，除了對(duì)操作人員在上崗前接受嚴(yán)格的培訓(xùn)和對(duì)環(huán)境非常熟悉，能在發(fā)生火災(zāi)時(shí)迅速達(dá)到疏散口，在設(shè)計(jì)初期應(yīng)配置自動(dòng)排煙補(bǔ)風(fēng)和智能滅火系統(tǒng)，為防患于未然，配備完善的消防智能設(shè)施是地埋式污水處理廠的必然選擇。③電氣防爆。在處理污水的過程中，大量的微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物的作用產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨氣等可燃性氣體，雖然一般在構(gòu)筑物單元會(huì)設(shè)置除臭系統(tǒng)，但作為地埋式污水處理廠的特殊環(huán)境，在有些電氣區(qū)域也應(yīng)劃分為危險(xiǎn)區(qū)域，需要按照“爆炸性氣體環(huán)境”對(duì)其電氣設(shè)備進(jìn)行自控防爆設(shè)計(jì)。

2智慧化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)的污水處理廠一般以人工與半自動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合進(jìn)行日常生產(chǎn)管理，但隨著科技的進(jìn)步和深化，筆者認(rèn)為自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)按照工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，在采用先進(jìn)的信息化、智能化和自動(dòng)化的三化融合過程中，建設(shè)高度現(xiàn)代化的凈水廠智慧控制系統(tǒng)，以趨向“無人化”值守運(yùn)行控制為總目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)控制[2]，主要體現(xiàn)在以下幾方面：①智能化應(yīng)用系統(tǒng)。在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上通過智能數(shù)據(jù)檢測(cè)、分析、建模學(xué)習(xí)來達(dá)到智慧控制的目的，主要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)水質(zhì)“無人化”調(diào)節(jié)管理，節(jié)能降耗管理和安全管理智慧化的目標(biāo)。其中包括智能曝氣控制、智能加藥頻率控制、智能水泵頻率控制、智能照明系統(tǒng)、智能排風(fēng)感應(yīng)系統(tǒng)等，各智能板塊根據(jù)結(jié)果聯(lián)動(dòng)控制。②智能化分析系統(tǒng)。通過信息采集、數(shù)據(jù)通信和歷史事件等多種要素，提供綜合分析處理和可視化展現(xiàn)功能。③物聯(lián)網(wǎng)信息化管理平臺(tái)。利用先進(jìn)的信息化手段和工具，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立信息化基礎(chǔ)硬件平臺(tái)，覆蓋全廠級(jí)無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（WIFI）、生產(chǎn)和安全設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)、生產(chǎn)管理移動(dòng)APP應(yīng)用、地下移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋系統(tǒng)和對(duì)講系統(tǒng)等，主要目的是提供人機(jī)互動(dòng)的硬件基礎(chǔ)。④生產(chǎn)管理信息平臺(tái)。主要開發(fā)以軟件為主，將監(jiān)控監(jiān)測(cè)與管理決策有機(jī)地結(jié)合起來，在企業(yè)管理中實(shí)現(xiàn)管理層與現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制的承上啟下作用。實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)（APP實(shí)時(shí)互聯(lián)）、工藝管理系統(tǒng)（APP實(shí)時(shí)互聯(lián)）、計(jì)劃管理、能耗管理、安全管理（APP實(shí)時(shí)互聯(lián)）等多種企業(yè)管理體系，各體系單獨(dú)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)PDCA管理機(jī)制，確保線上線下同步明確責(zé)任、同步實(shí)施、同步完成，從而提升廠級(jí)管理效率和運(yùn)營(yíng)水平信息化管理目標(biāo)。

3工藝安全

①進(jìn)水單元。進(jìn)水泵站的總裝機(jī)流量應(yīng)按納管范圍內(nèi)的雨季流量確定，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)水量的限流措施和應(yīng)急超越措施，以目前的法律法規(guī)條件下，一般可設(shè)置進(jìn)水泵房離線調(diào)蓄池，以便應(yīng)對(duì)突發(fā)大流量和水質(zhì)的沖擊。并在采用重力流進(jìn)水的地埋式城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)水單元設(shè)置進(jìn)水速閉切換閘門和電動(dòng)閘門雙重安全保障措施[3]。 ②工藝設(shè)計(jì)。地埋式污水處理廠的箱體結(jié)構(gòu)一般集約化程度較高，且人員車輛通道均需合理布置，受土地和箱體等建設(shè)制約因素，工藝單元的設(shè)置幾乎無提標(biāo)擴(kuò)建的可能，因此在設(shè)計(jì)初期，工藝單元的配置應(yīng)綜合考慮水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷、再生水處理、將來水質(zhì)再提標(biāo)等因素考慮。③維?？臻g。地埋式污水廠在工藝設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮空間高度與吊裝、安裝的匹配，在滿足設(shè)備安裝檢修的基礎(chǔ)上，盡量減少地埋式空間層高，在流程上力求上下銜接性和相鄰關(guān)聯(lián)性，力求整體的水流和空氣流流程順暢。在地埋式污水處理廠設(shè)計(jì)過程中，雖然工藝原理與地上污水處理廠基本一致，但在細(xì)節(jié)問題的處理卻截然不同，部分問題會(huì)影響到整體的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，需要深入思索，仔細(xì)考慮。

參考文獻(xiàn)

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