论文部分内容阅读
摘要：在建设资源节约型和环境友好型社会的过程中，优化市政污水处理厂各方面内容，可以切实提供污水处理效果、成本，同时节约土地资源、美化地面景观，降低各方面污染。根据这一规划设想，提出了全地下式污水处理厂，但目前并没有出台有针对性的设计标准，运行管理规范也没有形成，还需要得到不断实践。
关键词：全地下式污水处理厂;建筑设计;调蓄池;节能降耗
一、全地下式市政污水处理厂的设计要点
十九大后国家对污水处理系统提出了更高的标准和更为严格的要求，各地区的污水处理计划都发生了改变。以上海地区为例，要求全市污水处理率达到90%以上，但是上海现有的污水处理厂已经达到了最大规模，想要满足污水处理需求，切实保证污水处理效果，就要引入全新的污水处理设施。在过往的污水处理厂设计案例中也曾利用过地下空间，但全地下式污水处理厂项目相对较少。国内目前现有的全地下式污水处理厂大多属于二类三级工程，建筑面积在2600m2～3600m2范围内，日处理量在100000m3～200000m3，还需要得到进一步提升。在实际设计过程中，要做到以下设计要点：第一，合理规划建筑空间;第二，提高建筑的防火抗爆性能;第三，全面优化建筑排水管道;第四，地下防水设施。
二、全地下式市政污水处理厂的实际案例
2.1工程概况
以某地区的市政污水处理厂项目为例，综合考虑当地的实际情况，最终选择了全地下式布置形式，污水处理厂总面积达115km2。作为中国大型城市之一，该项目位于外环线，周边紧邻居民住宅区，最近的小区距离此地只有200m，采用此种布置形式，可以有效降低设施运行过程中对周边环境的影响，也不会破坏现有的绿色用地，在建设过程中还可以将污水处理设施和地面公共绿地、水管体系、建筑设施之间进行有机结合。
2.2应用方式
根据对该地区污水情况进行调查，预计总规范为55万m3/d～60万m3/d，一期工程建设规模为40万m3/d，为了进一步降低雨季溢流污染，避免出现二次污染，还额外设置了系统蓄水池，容积为15万m3。根据当地对污水处理的标准来看，出水水质要达到一级A类标准，其中氨氮、总磷等参数要达到Ⅳ，污泥中含水量则要控制≤40%，臭气方面也要按照地方标准进行处理。相比较地上污水处理厂而言，地下污水处理厂需要考虑的内容较多，建设标准、规程规模也要尽可能地提高。在充分考虑多方面需求的基础上，科学确定处理工艺，完成平面布置和竖向设计，真正实现节能降耗、智能化运行系统设置。
在处理工艺的选择上，需要综合考虑地区实际情况、进水水质特点以及污水处理要求，该全地下式污水处理厂针对污水采用AA0工艺，污泥则采用低温真空脱水干化工艺。第一，污水处理工艺，具体流程为“预处理+二级生物处理+混凝沉淀+反硝化过滤”。首先，利用初沉池截留部分无机物质，以此可以有效降低进水SS浓度，保证生物处理设施正常运行。其次，利用AAO生反池配合二沉池完成生物处理，具体池型分区需要根据生反池进水点、内回流点以及各点之间进水比例进行调整，以此实现三种模式之间实现切换运行。表面负荷取值为1.18m3（/m2·h），相比较常规的设计情况来看，可节约30%用地。再次，采用高效沉淀池、反硝化深床濾池，进一步提高去除效果，确保出水稳定在最低排放标准上，实现高处理效率、高水力负荷、出水稳定的污水处理工艺。最后，利用紫外线和次氯酸钠进行消毒，切实保证消毒效果。第二，污泥处理工艺。该全地下式污水处理厂中选择了低温真空脱水干化工艺，将污泥含水率降至40%以下后集中外运。相比较其他污泥处理技术而言，这种技术本身具备有节能集约化特点，不仅如此，在处理过程中，臭气排放较少、运行管理简单，至少减少了67%的污泥外运量，对外环境的影响降至最低。
2.3具体设计
2.3.1平面布局
结合地区实际情况，北侧地区上部拟建设公共绿地，因此在该地区采用一体化集约化的污水处理箱体设施，并在顶部进行加盖处理，由西向东依次为预处理区及污泥处理区、生物处理区和深度处理区。考虑到人员车辆检出、通风逃生等运行管理方面的需求，在地上也布置了一定的附属设施，选择了四个独立的区域作为主要出入口，避开公共绿地。围场河拟围绕着北侧污水处理箱体进行布设。南侧则作为生产管理区、出水区以及其他远期工程用地。利用信息技术对该布置方式进行模拟后，可以看出该种布置形式效果较优，卫生条件和景观效果均相对较优。
2.3.2竖向设计
竖向设计上综合考虑到了工程投资、工程安全等方面的需求，地面设计标高为4.50m，一体化箱体的竖向布置上，以箱体顶标高高于周边道路1m为标准进行设计，将箱体分两层设计，一层为操作层，主要为框架结构，顶部覆土厚度为1.5m;二层为水处理层，主要为钢筋混凝土水池结构。在满足绿化景观设计的基础上，适当提高竖向布置高程，可以进一步节省工程造价，同时提高工程实施运行的安全性。
2.3.3局部细节
第一，除臭通风。该全地下式污水处理厂采用了混合式除臭工艺，针对高浓度臭气采用“生物滴滤+改良式生物过滤+活性炭吸附”的方式进行除臭，而低浓度臭气则采用活性炭和离子法进行除臭设备。第二，采光照明，设置了采光井和光导照明装置，最大程度利用室外自然光线满足照明需求，其中光导照明系统可以和地面绿化照明景观实现配合，不仅可以优化能源利用，还可以最大限度节约电能。对于地下空间而言，应急照明的设置极为重要，备用时间不能够低于90min。第三，消防安全。该全地下式污水处理厂设置了12个防火分区，面积≤2000㎡，同时还设置了喷淋系统以及安全出口。地下空间内所有的电缆和风管均采用的是高耐燃物品，如阻燃电缆、难燃玻璃钢，切实满足消防需求。
三、总结
综上所述，全地下式污水处理厂可以最大程度减少污水处理过程中给周边环境带来的负面影响，同时也能够缓解土地资源紧张的问题。在建设项目的过程总，综合考虑建设定位，采用高标准的处理工艺，对除臭通风、采光照明、消防安全、防腐耐久、节能降耗等方面进行优化，实现全地下式污水处理厂稳定发展。
参考文献：
[1]蒋力俭.地下式污水处理厂建设BIM技术应用[J].特种结构，2020，37（01）：112-116.
[2]高杰.城市地下污水处理厂工程的照明设计[J].中国照明电器，2019（11）：24-27.
（作者单位：中油辽河工程有限公司环境工程所）
作者简介：韩旭（1988.2.3），性别：男;籍贯：辽宁省大洼县;民族：汉;学历：本科、学士;职称：中级工程师;职务：设计员;研究方向：给排水。
关键词：全地下式污水处理厂;建筑设计;调蓄池;节能降耗
一、全地下式市政污水处理厂的设计要点
十九大后国家对污水处理系统提出了更高的标准和更为严格的要求，各地区的污水处理计划都发生了改变。以上海地区为例，要求全市污水处理率达到90%以上，但是上海现有的污水处理厂已经达到了最大规模，想要满足污水处理需求，切实保证污水处理效果，就要引入全新的污水处理设施。在过往的污水处理厂设计案例中也曾利用过地下空间，但全地下式污水处理厂项目相对较少。国内目前现有的全地下式污水处理厂大多属于二类三级工程，建筑面积在2600m2～3600m2范围内，日处理量在100000m3～200000m3，还需要得到进一步提升。在实际设计过程中，要做到以下设计要点：第一，合理规划建筑空间;第二，提高建筑的防火抗爆性能;第三，全面优化建筑排水管道;第四，地下防水设施。
二、全地下式市政污水处理厂的实际案例
2.1工程概况
以某地区的市政污水处理厂项目为例，综合考虑当地的实际情况，最终选择了全地下式布置形式，污水处理厂总面积达115km2。作为中国大型城市之一，该项目位于外环线，周边紧邻居民住宅区，最近的小区距离此地只有200m，采用此种布置形式，可以有效降低设施运行过程中对周边环境的影响，也不会破坏现有的绿色用地，在建设过程中还可以将污水处理设施和地面公共绿地、水管体系、建筑设施之间进行有机结合。
2.2应用方式
根据对该地区污水情况进行调查，预计总规范为55万m3/d～60万m3/d，一期工程建设规模为40万m3/d，为了进一步降低雨季溢流污染，避免出现二次污染，还额外设置了系统蓄水池，容积为15万m3。根据当地对污水处理的标准来看，出水水质要达到一级A类标准，其中氨氮、总磷等参数要达到Ⅳ，污泥中含水量则要控制≤40%，臭气方面也要按照地方标准进行处理。相比较地上污水处理厂而言，地下污水处理厂需要考虑的内容较多，建设标准、规程规模也要尽可能地提高。在充分考虑多方面需求的基础上，科学确定处理工艺，完成平面布置和竖向设计，真正实现节能降耗、智能化运行系统设置。
在处理工艺的选择上，需要综合考虑地区实际情况、进水水质特点以及污水处理要求，该全地下式污水处理厂针对污水采用AA0工艺，污泥则采用低温真空脱水干化工艺。第一，污水处理工艺，具体流程为“预处理+二级生物处理+混凝沉淀+反硝化过滤”。首先，利用初沉池截留部分无机物质，以此可以有效降低进水SS浓度，保证生物处理设施正常运行。其次，利用AAO生反池配合二沉池完成生物处理，具体池型分区需要根据生反池进水点、内回流点以及各点之间进水比例进行调整，以此实现三种模式之间实现切换运行。表面负荷取值为1.18m3（/m2·h），相比较常规的设计情况来看，可节约30%用地。再次，采用高效沉淀池、反硝化深床濾池，进一步提高去除效果，确保出水稳定在最低排放标准上，实现高处理效率、高水力负荷、出水稳定的污水处理工艺。最后，利用紫外线和次氯酸钠进行消毒，切实保证消毒效果。第二，污泥处理工艺。该全地下式污水处理厂中选择了低温真空脱水干化工艺，将污泥含水率降至40%以下后集中外运。相比较其他污泥处理技术而言，这种技术本身具备有节能集约化特点，不仅如此，在处理过程中，臭气排放较少、运行管理简单，至少减少了67%的污泥外运量，对外环境的影响降至最低。
2.3具体设计
2.3.1平面布局
结合地区实际情况，北侧地区上部拟建设公共绿地，因此在该地区采用一体化集约化的污水处理箱体设施，并在顶部进行加盖处理，由西向东依次为预处理区及污泥处理区、生物处理区和深度处理区。考虑到人员车辆检出、通风逃生等运行管理方面的需求，在地上也布置了一定的附属设施，选择了四个独立的区域作为主要出入口，避开公共绿地。围场河拟围绕着北侧污水处理箱体进行布设。南侧则作为生产管理区、出水区以及其他远期工程用地。利用信息技术对该布置方式进行模拟后，可以看出该种布置形式效果较优，卫生条件和景观效果均相对较优。
2.3.2竖向设计
竖向设计上综合考虑到了工程投资、工程安全等方面的需求，地面设计标高为4.50m，一体化箱体的竖向布置上，以箱体顶标高高于周边道路1m为标准进行设计，将箱体分两层设计，一层为操作层，主要为框架结构，顶部覆土厚度为1.5m;二层为水处理层，主要为钢筋混凝土水池结构。在满足绿化景观设计的基础上，适当提高竖向布置高程，可以进一步节省工程造价，同时提高工程实施运行的安全性。
2.3.3局部细节
第一，除臭通风。该全地下式污水处理厂采用了混合式除臭工艺，针对高浓度臭气采用“生物滴滤+改良式生物过滤+活性炭吸附”的方式进行除臭，而低浓度臭气则采用活性炭和离子法进行除臭设备。第二，采光照明，设置了采光井和光导照明装置，最大程度利用室外自然光线满足照明需求，其中光导照明系统可以和地面绿化照明景观实现配合，不仅可以优化能源利用，还可以最大限度节约电能。对于地下空间而言，应急照明的设置极为重要，备用时间不能够低于90min。第三，消防安全。该全地下式污水处理厂设置了12个防火分区，面积≤2000㎡，同时还设置了喷淋系统以及安全出口。地下空间内所有的电缆和风管均采用的是高耐燃物品，如阻燃电缆、难燃玻璃钢，切实满足消防需求。
三、总结
综上所述，全地下式污水处理厂可以最大程度减少污水处理过程中给周边环境带来的负面影响，同时也能够缓解土地资源紧张的问题。在建设项目的过程总，综合考虑建设定位，采用高标准的处理工艺，对除臭通风、采光照明、消防安全、防腐耐久、节能降耗等方面进行优化，实现全地下式污水处理厂稳定发展。
参考文献：
[1]蒋力俭.地下式污水处理厂建设BIM技术应用[J].特种结构，2020，37（01）：112-116.
[2]高杰.城市地下污水处理厂工程的照明设计[J].中国照明电器，2019（11）：24-27.
（作者单位：中油辽河工程有限公司环境工程所）
作者简介：韩旭（1988.2.3），性别：男;籍贯：辽宁省大洼县;民族：汉;学历：本科、学士;职称：中级工程师;职务：设计员;研究方向：给排水。