地下式污水处理厂或将成为新潮流?

2020-11-27 16:54 书茶馆
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新建污水厂日益增多,水处理厂选址问题成为困扰城市中心区污水系统完善的瓶颈,地下污水处理厂作为一种高效、集约用地的新模式成为未来城市污水处理规划的新方向。

2月19号《地下式城镇污水处理厂工程技术指南》首次发布,对地下厂区、地面层、主要辅助工程、劳动安全与职业卫生、施工与工艺调试及运行维护技术方面均作出了明确要求,指南将于2020年1月1日起施行。国家首次对这种新型污水厂发布了详细的指南。


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地下式污水处理厂



地下污水处理厂一般将所有建构筑物组团布置,形成地下箱体。竖向分为 2 层,其中底层为构筑物和管廊层,上层为设备和操作巡视层。较大规模的地下污水处理厂操作层均设有车道,满足消防车进出要求。


(西安市第三污水处理厂)


按照地下污水处理厂的竖向标高与室外地坪的相对关系,地下污水处理厂可分为地下深埋式和地下浅埋式 2 种。地下深埋式污水处理厂建构筑物均埋设于地下,顶部做景观公园。地下浅埋式污水处理厂操作层部分露出地面,可实现部分自然采光、通风,有利于操作管理。


(景观公园布局)


地下污水处理厂建设常常面临一次性建设投资成本高的问题。但是综合考虑土地资源日益紧缺,污水处理厂对周边环境和经济影响等因素,地下污水处理厂的价值就会显现出来。


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地下式污水处理厂优势



一、结构紧凑,节省土地资源


在地下污水处理厂设计中,考虑到地下空间和投资的限制,构(建)筑物设计都比较紧凑,多

采用箱体组合式。此外,地下式污水处理厂无需考虑过多的绿化及隔离带等要求,节约占地面积。根据现有工程经验,地下污水处理厂的用地指标一般控制在 0.4 m2/t 左右,而同等出水标准的地面污水处理厂则达到 0.8 m2/t。
例如京溪地下污水厂单位水量占地指标为0.38m²/m³,单位占地仅为传统地上式的1/5。

二、消减对周边环境的影响

由于处于地下全封闭管理,地下式污水处理厂对产生的臭气进行全面处理,对环境和城市居民生活基本不产生影响。池体加盖除臭,再加之地下箱体密封,双重封闭隔离和多重除臭根本解决常规地面恶臭问题。

地下式污水处理厂的主要设备均处于地下,机械的振动和噪声对地面建筑和居民不会产生影响,有效避免噪声对周围居民生活与工作的影响。


三、摆脱季节影响,促进平稳运行


污水处理厂二级生物处理工艺的最佳温度为 20~35℃,但地上污水处理厂的水温会随着环境温度变化而变化,尤其是我国北方地区污水处理厂在冬天会受气温影响。地下式污水处理厂由于池体下沉并密封,除受污水水质条件的影响以外,基本不受外部环境因素的影响,水温比较恒定,有利于各种污水生物处理工艺的稳定运行。


四、提高区域整体开发综合价值


地下式污水处理厂由于只有部分辅助建筑物建在地面,占用土地资源很少,节省城市开阔空间,不会使周边土地贬值,确保周边区域的未来发展。地下式污水处理厂上部空间,可用于园林、绿地、水景等花园环境,也可用于商业开发,还可为市民提供一个环境保护科普及参观的示范基地。
例如我国深圳布吉污水处理厂的地上空间为休闲公园,建成供市民休闲娱乐的文体设施,并实现水资源的循环利用,提升周边土地价值,在一定程度上带动周边经济发展。


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地下式污水处理厂的难点



一、施工建设难度大

由于地下污水处理厂操作层或管廊层部分位于地下,且布置高度集约化,运行管理均集中在相对封闭的地下车间内,故对污水处理厂的设计、建设、运行管理等各方面要求均高于传统的地上污水处理厂。


因此也导致了地下式污水处理厂开挖基坑较深,施工难度也相对地上和半地下污水处理厂大,工程投资费用和运营费用也偏高。

(数据来源:广州市政总院)


因此在建设地下式污水处理厂时多选择集约化组团式的结构设计形式,采用结构共壁技术,以减少构筑物的总体占地面积,从而降低造价。


二、通风与除臭设计改进

由于地下污水处理厂所有处理构筑物均在地面以下相对封闭的空间中,通风与除臭尤为重要,要确保地下密闭空间内的空气质量和厂区臭气排放的达标要求。


填充式微生物除臭法,臭气中的某些成份溶解于水能被附着于填料的微生物吸附分解,微生物除臭法已广泛应用于城镇污水处理设施中,其运营成本较低,除臭效果良好。

对于预处理区车间和污泥运输车间等臭气源与车间难以完全隔绝,采用离子送风系统。离子发生装置发射出高能正、负离子,与室内空气当中的有机挥发性气体分子(VOC)接触,打开 VOC 分子的化学键,将其分解成 CO2和 H2O,对 H2S,NH3同样具有分解作用,达到车间除臭效果。

(数据来源:广州市政总院)


三、消防与安全系统

地下式污水处理厂消防设计包括总图、建筑、结构、给排水、电气和暖通等各项消防设计。相对于地上污水处理厂,地下污水处理厂消防设计需增加消防排烟设施。在安全设计方面,应重视防洪排涝问题、防爆问题以及地下污水处理厂和公共设施相连接的安全管理等问题。


地下空间建筑消防:建筑防火分类为二类建筑,耐火等级:地下室为一级;生产火灾危险性防火分类为:戊类。地下空间按照每个分区面积不大于2000平方米划分为若干个防火分区,每个防火分区均设单独的安全出入口,各个分区之间以防火卷帘及防火墙相分隔。

地下空间水消防:设置水喷淋、消火栓、手提灭火器等消防设施,配电房设置气体灭火系统。

地下空间防排烟:负二层管廊和负一层污水处理设备操作区按防火分区设置机械排烟系统及补风系统。

火灾自动报警系统:按一级保护对象设计,采用消防控制中心报警系统,消防控制中心设置在综合楼首层。对火灾自动报警系统、火灾事故广播,消防通信系统、防排烟系统、消防水泵等进行集中管理、监测和控制。

地下空间防涝系统:进水闸门:进水两道闸门、其中一道速闭闸;排空泵房:地下负二层设排空泵房,以排除地下空间突发水淹;供电电源:二级负荷,两回路供电电源,速闭闸、消防水泵、消防风机、消防风阀、事故排空泵等消防负荷设备用发电机组供电。


北京门头沟第二地下再生水厂


总之,地下污水处理厂因具有占地面积较小、二次污染少、环境友好、能够提升土地价值等优点,为解决污水处理厂建设用地匮乏、城区建设污水处理厂对周边环境影响大等问题提供一种很好的途径。同时,地下污水厂的建设也存在一系列新的问题,需要在实践中不断总结地下污水处理厂设计、建设经验,保障地下污水处理厂安全稳定运行。