地下污水處理廠的建設特點和難點探討
摘要：伴隨著囯內污水處理廠新建和提標改造工作的推進，土地資源緊張和周邊居民對環(huán)境的高要求已逐漸成為限制地面污水廠新建和改擴建的重要制約因素，地下污水廠建設成為了選項之一。地下式污水廠不僅占用空間小、美觀性強，噪音、臭氣等問題也能得到最優(yōu)控制。此外，還能徹底釋放污水廠原址地塊和周邊地塊的開發(fā)限制，以此提升周邊區(qū)域的發(fā)展前景。因此文章主要就地下污水處理廠建設的特點和難點展開相關探討。
關鍵詞：地下污水處理廠;建設特點;難點
根據《國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》要求，十三五期間，加強城市基礎設施建設，加強市政管網等地下基礎設施改造與建設，加大黑臭水體整治力度，地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體控制在10%以內。新建污水廠日益增多，水處理廠選址問題成為困擾城市中心區(qū)污水系統(tǒng)完善的瓶頸，地下污水處理廠作為一種高效、集約用地的新模式成為未來城市污水處理規(guī)劃的新方向。
一、地下污水處理廠的特點
地下污水處理廠一般將所有建構筑物組團布置，形成地下箱體。豎向分為2層，其中底層為構筑物和管廊層，上層為設備和操作巡視層。較大規(guī)模的地下污水處理廠操作層均設有車道，滿足消防車進出要求。按照地下污水處理廠的豎向標高與室外地坪的相對關系，地下污水處理廠可分為地下深埋式和地下淺埋式2種。地下深埋式污水處理廠建構筑物均埋設于地下，頂部做景觀公園。地下淺埋式污水處理廠操作層部分露出地面，可實現(xiàn)部分自然采光、通風，有利于操作管理。地下污水處理廠建設常常面臨一次性建設投資成本高的問題。但是綜合考慮土地資源日益緊缺，污水處理廠對周邊環(huán)境和經濟影響等因素，地下污水處理廠的價值就會顯現(xiàn)出來。與傳統(tǒng)地面式污水處理廠相比，地下污水處理廠具有以下優(yōu)點。
(一)二次環(huán)境污染幾乎消除
由于處于地下全封閉管理，地下式污水處理廠對產生的臭氣進行全面處理，對環(huán)境和城市居民生活基本不產生影響。地下式污水處理廠的主要設備均處于地下，機械的振動和噪聲對地面建筑和居民不會產生影響，有效避免噪聲對周圍居民生活與工作的影響。
(二)結構緊湊、節(jié)省土地資源
在地下污水處理廠設計中，考慮到地下空間和投資的限制，構(建)筑物設計都比較緊湊，技術上也盡量選用占地面積小的處理工藝。此外，地下式污水處理廠無需考慮過多的綠化及隔離帶等要求，節(jié)約占地面積。根據現(xiàn)有工程經驗，地下污水處理廠的用地指標一般控制在0.4m2/t左右，而同等出水標準的地面污水處理廠則達到0.8m2/t。土地資源的節(jié)約在土地緊缺的城市尤顯重要。
(三)有利于污水處理廠穩(wěn)定運行
污水處理廠二級生物處理工藝的最佳溫度為20~35℃，但地上污水處理廠的水溫會隨著環(huán)境溫度變化而變化，尤其是我國北方地區(qū)污水處理廠在冬天會受氣溫影響。地下式污水處理廠由于池體下沉并密封，除受污水水質條件的影響以外，基本不受外部環(huán)境因素的影響，特別是地下常年溫差較地面溫差小，水溫比較恒定，有利于各種污水生物處理工藝的穩(wěn)定運行。
(四)上部空間利用方式靈活
土地利用效率高，環(huán)境友好。地下式污水處理廠由于只有部分輔助建筑物建在地面，占用土地資源很少，節(jié)省城市開闊空間，不會使周邊土地貶值，確保周邊區(qū)域的未來發(fā)展。地下式污水處理廠上部空間，可用于綠化、公園等公益事業(yè)，也可用于商業(yè)開發(fā)，還可為市民提供一個環(huán)境保護科普及參觀的示范基地。例如我國深圳布吉污水處理廠的地上空間為休閑公園，建成供市民休閑娛樂的文體設施，并實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，提升周邊土地價值，在一定程度上帶動周邊經濟發(fā)展。
二、地下污水處理廠建設的難點
由于地下污水處理廠操作層或管廊層部分位于地下，且布置高度集約化，運行管理均集中在相對封閉的地下車間內，故對污水處理廠的設計、建設、運行管理等各方面要求均高于傳統(tǒng)的地上污水處理廠。
(一)工藝處理方案的選擇
污水處理工藝的選擇應充分考慮技術的可行性、經濟的合理性，并依據規(guī)劃用地面積、工程投資、進出水水質要求、污泥處理處置方案等綜合考慮后確定。切忌將傳統(tǒng)地面污水處理廠工藝方案簡單照搬到地下。同時，考慮到地下污水處理廠今后改造的難度較大，在工藝選擇和參數設定時要為遠期提高排放標準留有余量。例如某地下污水處理廠，根據其進水水質特點、污水處理要求及實際情況，污水廠的污水處理擬采用AAO工藝，污泥處理擬采用低溫真空脫水干化工藝。該工程的污水處理工藝充分考慮技術的可靠性、運行的穩(wěn)定性、經濟的合理性、處理重點的強化性，對污水水質、水量、設施布置的適應性以及遠期提標的預留空間等各種因素。經論證比較，該污水廠污水處理上藝路線采用“預處理+二級生物處理+混凝沉淀+反硝化過濾”工藝。同時該污水處理廠產生的污泥最終運至污水廠進行干化焚燒處置，廠內污泥處理采用低溫真空脫水干化工藝，污泥含水率降至40%以下后集中外運。該工藝是一種集污泥深度脫水和低溫真空干化于一體的新型污泥干化專利技術，與其他干化技術相比具有節(jié)能、集約化、臭氣排放少、運行管理簡單等綜合優(yōu)勢，出泥量小、出泥含水率低，相對于常規(guī)污水處理廠80%的出泥含水率，減少了約67%的污泥外運量，對環(huán)境的影響亦大大減小。
(二)優(yōu)化結構設計方案
目前，地下式污水處理廠大多采用集約化組團式的結構設計形式，采用結構共壁技術，以減少構筑物的總體占地面積，從而降低造價。地下污水處理廠土建工程部分的投資占水廠總投資的50%以上，較地上污水處理廠高。其中，污水處理廠埋置深度是影響土建工程投資的主要因素之一。
(三)通風與除臭設計
由于地下污水處理廠所有處理構筑物均在地面以下相對封閉的空間中，通風與除臭尤為重要，要確保地下密閉空間內的空氣質量和廠區(qū)臭氣排放的達標要求。因此污水處理廠應結合自身實際的情況選擇適合的控制方案。對于地下污水廠，由于場地控制，除臭技術選用原則：占地少，運行相對簡單，效果好以及經濟性。因此收集的臭氣選用填充式微生物除臭法，臭氣中的某些成份溶解于水能被附著于填料的微生物吸附分解，微生物除臭法已廣泛應用于城鎮(zhèn)污水處理設施中，其運營成本較低，除臭效果良好。對于預處理區(qū)車間和污泥運輸車間等臭氣源與車間難以完全隔絕，采用離子送風措施。離子發(fā)生裝置發(fā)射出高能正、負離子，與室內空氣當中的有機揮發(fā)性氣體分子(VOC)接觸，打開VOC分子的化學鍵，將其分解成CO2和H2O，對H2S，NH3同樣具有分解作用，達到車間除臭效果。
(四)消防與安全防護
地下式污水處理廠消防設計包括總圖、建筑、結構、給排水、電氣和暖通等各項消防設計。相對于地上污水處理廠，地下污水處理廠消防設計需增加消防排煙設施。在安全設計方面，應重視防洪排澇問題、防爆問題以及地下污水處理廠和公共設施相連接的安全管理等問題。
總之，地下污水處理廠因具有占地面積較小、二次污染少、環(huán)境友好、能夠提升土地價值等優(yōu)點，為解決污水處理廠建設用地匱乏、城區(qū)建設污水處理廠對周邊環(huán)境影響大等問題提供一種很好的途徑。同時，地下污水廠的建設也存在一系列新的問題，需要在實踐中不斷總結地下污水處理廠設計、建設經驗，保障地下污水處理廠安全穩(wěn)定運行。
參考文獻
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