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地下污水处理厂的建设特点和难点探讨
发布时间:2019-03-12 12:51    发布者:和记    浏览次数:

  伴随着囯内污水处理厂新建和提标改造工作的推进,土地资源紧张和周边居民对环境的高要求已逐渐成为限制地面污水厂新建和改扩建的重要制约因素,地下污水厂建设成为了选项之一。地下式污水厂不仅占用空间小、美观性强,噪音、臭气等问题也能得到最优控制。此外,还能彻底释放污水厂原址地块和周边地块的开发限制,以此提升周边区域的发展前景。因此文章主要就地下污水处理厂建设的特点和难点展开相关探讨。

  根据《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》要求,十三五期间,加强城市基础设施建设,加强市政管网等地下基础设施改造与建设,加大黑臭水体整治力度,地级及以上城市建成区黑臭水体控制在 10%以内。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。

  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。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。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。与传统地面式污水处理厂相比,地下污水处理厂具有以下优点。

  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。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。

  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,技术上也尽量选用占地面积小的处理工艺。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。土地资源的节约在土地紧缺的城市尤显重要。

  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,特别是地下常年温差较地面温差小,水温比较恒定,有利于各种污水生物处理工艺的稳定运行。

  土地利用效率高,环境友好。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,可用于绿化、公园等公益事业,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。

  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。

  污水处理工艺的选择应充分考虑技术的可行性、经济的合理性,并依据规划用地面积、工程投资、进出水水质要求、污泥处理处置方案等综合考虑后确定。切忌将传统地面污水处理厂工艺方案简单照搬到地下。同时,考虑到地下污水处理厂今后改造的难度较大,在工艺选择和参数设定时要为远期提高排放标准留有余量。例如某地下污水处理厂,根据其进水水质特点、污水处理要求及实际情况,污水厂的污水处理拟采用AAO工艺,污泥处理拟采用低温真空脱水干化工艺。该工程的污水处理工艺充分考虑技术的可靠性、运行的稳定性、经济的合理性、处理重点的强化性,对污水水质、水量、设施布置的适应性以及远期提标的预留空间等各种因素。经论证比较,该污水厂污水处理上艺路线采用“预处理+二级生物处理+混凝沉淀+反硝化过滤”工艺。同时该污水处理厂产生的污泥最终运至污水厂进行干化焚烧处置,厂内污泥处理采用低温真空脱水干化工艺,污泥含水率降至40%以下后集中外运。该工艺是一种集污泥深度脱水和低温真空干化于一体的新型污泥干化专利技术,与其他干化技术相比具有节能、集约化、臭气排放少、运行管理简单等综合优势,出泥量小、出泥含水率低,相对于常规污水处理厂80%的出泥含水率,减少了约67%的污泥外运量,对环境的影响亦大大减小。

  目前,地下式污水处理厂大多采用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。地下污水处理厂土建工程部分的投资占水厂总投资的 50%以上,较地上污水处理厂高。其中,污水处理厂埋置深度是影响土建工程投资的主要因素之一。

  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。因此污水处理厂应结合自身实际的情况选择适合的控制方案。对于地下污水厂,由于场地控制,除臭技术选用原则:占地少,运行相对简单,效果好以及经济性。因此收集的臭气选用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,采用离子送风措施。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。

  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。

  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。

  [1]杨凡.半地下式和全地下式污水处理厂布置形式分类浅析[J].中国市政工程,2017(06).

  [2]商晓敏,王江涛,王亚鹏.半地下式污水处理厂冬季运行工艺及设备调控[J].辽宁化工,2017,46(09).

  [4]郭茜彦.地下污水处理厂结构设计要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(04).

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