地下式污水處理廠發(fā)展現(xiàn)狀及展望

1、地下式污水處理廠發(fā)展現(xiàn)狀及展望摘要：U前地面污水處理廠均選址在城市郊區(qū)。隨著城市化進(jìn)程的逐漸加大，城市土 地增值迅速，處在城市郊區(qū)的污水處理廠終將會(huì)中心化。因?yàn)槲鬯倪\(yùn)輸 的距離成 本，污水處理廠不可能一直往外遷移，地下式污水處理廠解決了這個(gè)問(wèn)題。地面污水 處理廠離市區(qū)距離過(guò)大，影響再生水的回用成本，地下式污水處理廠在回用方面具有 很大的優(yōu)勢(shì)。節(jié)約地面用地，充分使用地下空間，符合未來(lái)城市的規(guī)劃方向能，結(jié)合 LI前我國(guó)地下污水處理廠的發(fā)展現(xiàn)狀，以青島高新區(qū)污水 處理廠、昆明第十污水處理 廠.廣州市京溪地下凈水廠為例，本文分析了地下污 水處理廠在我國(guó)發(fā)展的前景，并詳 細(xì)介紹了地下式污水處理廠常用工

2、藝類(lèi)型，以及地下污水處理廠存在問(wèn)題及對(duì)策。關(guān)鍵詞：地下式污水處理廠；現(xiàn)狀；工藝；展望刖B近些年來(lái)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐步加大，城市市政工程的建設(shè)也逐 步完善，傳統(tǒng)地面污水處理廠建在城市內(nèi)，出現(xiàn)城中廠的情況，出現(xiàn)了惡 臭、噪 音等一系列環(huán)境污染問(wèn)題和景觀不美觀等問(wèn)題，必須解決這些問(wèn)題改善口前的狀況。U 前很多城市考慮建設(shè)海綿城市，從水資源合理利用的角度來(lái)規(guī)劃污水廠的整體布局， 在城市之中建設(shè)地下污水處理廠可以將雨水和污水進(jìn)行同時(shí)凈化。這是水資源循環(huán)利 用的新思路。1 地下污水處理廠的優(yōu)點(diǎn)與地上式污水處理廠相比較，地下式污水處理廠的最大優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約土地利用和 減少環(huán)境影響，能夠滿(mǎn)足城市發(fā)

3、展對(duì)土地利用的要求，同時(shí)能夠減少污水處 理廠對(duì)周 圍居民的生活影響，尤其是噪聲和臭味的影響，減小景觀不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，提高了土地使 用價(jià)值。地下污水處理廠的處理技術(shù)已較為成熟，在芬蘭、瑞典、挪威等國(guó)家已經(jīng)建 設(shè)和運(yùn)行效果較好。但地下污水處理廠建設(shè)成本和運(yùn)行管理較地上式污水處理廠的要 高，通風(fēng)、除臭、安全性及升級(jí)改造空間限制要求較高，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展和效益來(lái) 看，其優(yōu)勢(shì)更大。2 我國(guó)地下污水處理廠的發(fā)展現(xiàn)狀H前為止，我國(guó)運(yùn)行的地下污水處理廠超過(guò)10座（如表1），在建的有30多座，且 規(guī)模越來(lái)越大。表1我國(guó)部分地下污水處理廠情況2.1 青島高新區(qū)污水處理廠青島高新區(qū)污水處理廠是國(guó)內(nèi)北方地區(qū)首座全地下式污

4、水處理廠，總規(guī)模為18萬(wàn) 噸/S。污水處理廠采用全地下式布置方式，其占地面積僅為同等規(guī)模地上式污水廠的一 半，表面上是一個(gè)功能齊全的休閑運(yùn)動(dòng)公園，而在地面下，卻是一座巨大的雙層污水 處理廠。能有效防止噪音、臭氣等對(duì)環(huán)境和城市居民生活產(chǎn)生的影響，箱體內(nèi)的臭氣 經(jīng)生物除臭及離子除臭雙重系統(tǒng)處理后，經(jīng)通風(fēng)塔高空排放。地上空間可規(guī)劃建設(shè)為 運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、休閑公園等，既不會(huì)破壞自然景觀及周禺建 筑的整體視覺(jué)效果，也不會(huì)對(duì)周 邊土地的升值造成影響。2.2 張家港金港片區(qū)污水處理廠張家港市金港地下污水處理廠是市域污水治理一期擴(kuò)建工程中金港片區(qū)的重 要組 成部分，主要收集港區(qū)、南沙、后醴及新城區(qū)的生活污水。污水處理

5、廠總規(guī)模為5萬(wàn) 噸/S。原設(shè)計(jì)為常規(guī)地上式污水處理廠，山于對(duì)商業(yè)區(qū)周邊環(huán)境影響 較大，將地上式污 水處理廠建為全地下式污水處理廠，在其上面覆蓋綠化以美化 商業(yè)區(qū)的環(huán)境。采用先 進(jìn)的全地下式理念和MBR生物處理技術(shù)相融合。張家港市金港地下污水處理廠的建 設(shè)，探索出一種污水處理廠高效、集約用地的新模式，為城市中心區(qū)污水處理廠選址 及建設(shè)提供了新的思路和重要借鑒。23 r州市京溪地下凈水廠廣州市京溪地下凈水廠是廣州市亞運(yùn)會(huì)配套城市河涌改造項(xiàng)口，是我國(guó)首座 采用 全地埋式膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝的大型市政污水處理廠。處理構(gòu)筑物采用全地下 布置和組團(tuán)布局；配套有污泥處理、臭氣處理、地面園林景觀等建（構(gòu)

6、）筑 物。京溪 污水處理廠成功探索了在土地資源極其緊張的城市中心新建污水處理廠的高效.集約用 地新模式。24 地下式污水處理廠常用工藝類(lèi)型24.1 BR工藝MBR工藝的優(yōu)點(diǎn)有剩余污泥產(chǎn)量少、出水優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、脫氮除磷的效率很高、工藝 占地面積很小、可以全程自動(dòng)控制等，非常適合要求自動(dòng)化的程度高、占地 面積小的 地下污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行。MBR工藝兒乎不影響周圉環(huán)境、集約化的程度很高、 污水經(jīng)過(guò)處理后可直接用在景觀河道的補(bǔ)水。另外，廢棄二沉池進(jìn) 行深度處理而使用 MBR膜過(guò)濾工藝，不僅可以節(jié)約占地，還可以增加生化池內(nèi)的污泥的濃度，增強(qiáng)地下 污水處理廠總體的處理效率。在國(guó)外，地下污水處理廠運(yùn) 用MB

7、R工藝技術(shù)非常成熟， 英國(guó)Swanage污水處理廠2000年的6月投產(chǎn)使用，服務(wù)人口高達(dá)28000人,設(shè)計(jì)的 日處理規(guī)模達(dá)12700m 3: Swanage地下污水處理 廠的廠址在環(huán)境秀麗的海灣邊，周邊 都是海水的浴場(chǎng)，環(huán)境景觀要求非常的高，因此采用MBR工藝建設(shè)全地下污水處理 廠；日本新宮町中央凈化中心運(yùn)用完全地 下的建設(shè)模式，地面上建有公園，運(yùn)用膜生 物反應(yīng)器（MBR）的處理工藝，設(shè)計(jì)日處理規(guī)模達(dá)9090m 3,運(yùn)行期間的日處理能力是 6060m3,服務(wù)人口高達(dá)17000人，該地下污水處理廠在2010年3月1日正式投產(chǎn)使 用。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用MBR技術(shù)的地下污水處理廠的具體數(shù)據(jù)如表1所示。24

8、.2 20及其改良工藝A20工藝和A20的改良工藝，具體工藝名稱(chēng)是分段進(jìn)水AAO工藝、Anoxic- AAO I 藝、多級(jí)A/0工藝等，優(yōu)點(diǎn)有抑制絲狀菌的膨脹效果非常明顯、除磷脫氮 率非常高.日 常運(yùn)行費(fèi)用比較低等。為了出水水質(zhì)更加穩(wěn)定、水質(zhì)更好，設(shè)計(jì)地下污水處理廠時(shí)， AAO工藝經(jīng)常和其他工藝設(shè)備組合使用，比如MBBR、MBR、纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池、深床濾 池等。國(guó)內(nèi)AAO及其改良工藝的地下式污水處理廠的相關(guān)數(shù)據(jù)如表2所示。24.3 他工藝MBBR工藝的工作原理是向反應(yīng)器內(nèi)投加懸浮載體，懸浮載體用于微生物著 床時(shí) 產(chǎn)生生物膜，最終實(shí)現(xiàn)生物的脫氮除磷和除去有機(jī)物的過(guò)程，MBBRX藝兼顧生物接觸 氧化法

9、和傳統(tǒng)流化床兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)營(yíng)管理方便、投資少、污泥產(chǎn)率低，可以不 設(shè)計(jì)填料的支架，不需要污泥回流的相關(guān)設(shè)備，克制了固定式生物膜法和傳統(tǒng)的活性 污泥法的不足和缺點(diǎn)，青島高新區(qū)的地下污水處理廠就是MBBR工程的典型成功案 例。25 地下污水處理廠存在問(wèn)題及對(duì)策25.1 在的問(wèn)題1.1.1 設(shè)成本高、施工難度大建設(shè)地下污水處理廠必須開(kāi)挖和施工深基坑和基坑的分層布設(shè)工作，建筑的成本 很高，施工的難度很大。地下污水處理廠的施工成本約4000s6000元/m3,是相同規(guī) 模的地面污水處理廠投資成本的兩到三倍。值得注意的是地下污水處理廠必須增加通 風(fēng)和除臭的設(shè)備，運(yùn)營(yíng)成本也比地面污水處理廠增加很多，通風(fēng)

10、和 除臭設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn) 行耗電量是地下污水處理廠總耗電量的30%50%。1.1.2 安全隱患大、風(fēng)險(xiǎn)性高地下式污水處理廠的污水經(jīng)過(guò)處理后產(chǎn)生硫化氫、氨和揮發(fā)性有機(jī)化合物如中基 硫、中硫醇等具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物嚴(yán)重危害人體的身體健康，地下污水廠在處理 污水時(shí)產(chǎn)生很多噪聲，噪聲問(wèn)題嚴(yán)重影響工作人員的身體健康。地下污 水處理廠在運(yùn) 行過(guò)程中有很多安全隱患，停電或遇水暴雨，可能會(huì)發(fā)生水浸入，如漏水，導(dǎo)致洪水 等隱患。據(jù)稱(chēng)，地下污水處理廠至少有三道閘保護(hù)污水處理廠。地下污水處理廠均使 用地下建筑封閉的結(jié)構(gòu)，火災(zāi)發(fā)生將非常危險(xiǎn)。1.1.3 地上景觀設(shè)計(jì)非常單一地下污水處理廠的很多地上空間可用于景觀設(shè)計(jì)，有

11、公園、濕地、花園和娛樂(lè)設(shè) 施等。雖然地下污水處理廠的地面景觀設(shè)計(jì)發(fā)展迅速，但是仍存在很多問(wèn)題，如相對(duì)落 后的設(shè)計(jì)理念，單一模式，功能不完善和綜合效益低等，都有改進(jìn)的余 地。1.1.4 缺乏規(guī)范性文件的指導(dǎo)日本.美國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家都有完善的關(guān)于地下式污水處理廠的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī) 范，但 是國(guó)內(nèi)的地下式污水處理廠的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等相關(guān)技術(shù)僅憑以往 成功經(jīng)驗(yàn)或 者是直接將地上式污水處理廠原封不動(dòng)的挪到地下深基坑內(nèi)，沒(méi)有 統(tǒng)一的無(wú)國(guó)家 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范地下式污水處理廠的具體施工和運(yùn)行。1.1.5 國(guó)內(nèi)政府資金投入和補(bǔ)貼政策不足中國(guó)政府沒(méi)有出臺(tái)明確的文件補(bǔ)貼建設(shè)地下式水處理廠，一些城市實(shí)行了相 關(guān)補(bǔ) 貼的政

12、策和措施，比如地下污水處理廠的循環(huán)水或污水用作景觀水的價(jià)格普遍偏高。 但中國(guó)地下污水處理廠運(yùn)行補(bǔ)貼很少。在資本投資方面，雖然國(guó)內(nèi)“二五期建設(shè)明 顯加大了地下式污水處理廠資金投入力度，但和地面的污水處理廠投入資金相比，仍 有顯著差距，只有12%左右，總投資增加空間是巨大的。4.2解決對(duì)策4.2.1 地下式污水處理廠設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新地下式污水處理廠的建設(shè)將成為生態(tài)文明的新起點(diǎn)，作為污水處理的主要載體， 構(gòu)建城市的生態(tài)綜合體、濕地、景觀、公園等城市農(nóng)業(yè)相互結(jié)合。例如，可設(shè)計(jì)一個(gè) 地下式污水處理廠，將城市農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)完美結(jié)合，可以向公眾 提供休閑的空 間，建設(shè)生態(tài)型濕地，可以更好的為生產(chǎn)服務(wù)和社會(huì)

13、服務(wù)，建設(shè)低碳資源進(jìn)行循環(huán)利 用，排放量少和生態(tài)化的污水處理系統(tǒng)，地下污水處理廠將負(fù)資產(chǎn)通過(guò)污水處理轉(zhuǎn)化 成生態(tài)的正資產(chǎn)，完成污水處理的創(chuàng)新模式的實(shí)施。422污水處理關(guān)鍵技術(shù)的突破地下污水處理廠的開(kāi)發(fā)利用技術(shù)或更多互聯(lián)的技術(shù)，地下式污水處理廠的處 理效 率和處理效果得到明顯的提高，發(fā)展前景可觀。采用恒溫處理技術(shù)可以明顯 加強(qiáng)生物 過(guò)程的污水處理能力，去除負(fù)荷的體積更大，主流厭氧鞍得到氧化，好 氧顆粒膜、污 泥的濃度等都明顯降低，污水處理系統(tǒng)的反應(yīng)裝置體積加大，污水的處理效果非常顯著。4.2.3 制定相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)地面的污水處理廠規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)文件比較完善，一些地面污水處理廠的要 求和污水

14、處理廠的建廠要求已經(jīng)達(dá)到或者接近了世界先進(jìn)水平的行列。然而，國(guó)內(nèi)的地 下式污水處理廠建設(shè)時(shí)間較短，許多標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范只能依照現(xiàn)在僅有的污水處理廠的成功 實(shí)例或者依靠傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將阻礙了地下式污水處理廠的建設(shè)和 健康發(fā)展。制定指導(dǎo)地下式污水處理廠運(yùn)行和建設(shè)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)降低地下式污水 處理廠建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，降低安全風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)范運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，優(yōu)化和升級(jí)景觀設(shè)計(jì) 有著非常重要的用途。4.2.4 政府補(bǔ)貼和投入方式的多樣化北控水務(wù)投資建設(shè)和運(yùn)營(yíng)了 8個(gè)地下式污水處理廠，從這些地下污水處理廠的運(yùn) 行、建設(shè)和管理方面總結(jié)，這些地下污水處理廠己經(jīng)不依靠政府單一的運(yùn)營(yíng)管理模式和 單一的投

15、資模式，融資渠道不斷拓寬，實(shí)現(xiàn)了多元化的投資理念，BOT模式、BT模式、 TOT模式、準(zhǔn)BOT模式、供排水一體化模式和托管運(yùn)營(yíng)模式等，都可以應(yīng)用在其他城市 建設(shè)地下污水處理廠的運(yùn)行、管理以及建設(shè)中。結(jié)束語(yǔ)右&下空間廣泛開(kāi)發(fā)利用的大背景下，我國(guó)城市污水處理廠建設(shè)從地上敞開(kāi)式、到 加蓋除臭式、再到全地下式(封閉式)的發(fā)展過(guò)程，是順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、滿(mǎn)足更高生態(tài) 環(huán)境需求的必要過(guò)程。地下式污水處理廠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和地面污水處理廠的主要區(qū)別是處 理構(gòu)筑物的部分或者整體設(shè)計(jì)在地面以下人工開(kāi)挖或者天然形成的地下空間內(nèi)，工作人 員需要長(zhǎng)時(shí)間在地下污水處理廠內(nèi)進(jìn)行日常操作、巡邏以及維護(hù)等相關(guān)，作。地下污水 處理廠及多種衍生形式都具有處理構(gòu)筑物和操作空間的雙重封閉性共同點(diǎn)，均可防止噪 聲、惡臭污染泄漏擴(kuò)散，污染治理更為徹底。我國(guó)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展催生地下污水處理廠 的需求更加迫切，地下污水處理廠逐漸地將從一種被動(dòng)選擇發(fā)展為一種趨勢(shì)，主要從規(guī) 劃層面提前統(tǒng)籌地下污水 處理廠等地下市政設(shè)施建設(shè);地下污水處理廠建設(shè)核心是關(guān)注 與周邊生態(tài)和未來(lái) 資源發(fā)展的交融以體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求;地下空間利用技術(shù)、