地下式污水處理廠于城鎮規劃中價值提升方法

褚明興 張 婧

(長春市城鄉規劃設計研究院，吉林 長春 130000)

0 引言

伴隨社會進步與城鎮化進程的加快，城鎮的中心城區范圍逐漸擴大，原城鎮郊區逐漸變為中心城區，相應形成了較高建筑密度的商業區與居住區等。城鎮化也是城鎮居民比例提升的過程，對配套的市政基礎設施要求也隨之提高，作為水生態系統重要組成的污水處理廠，既是城鎮水環境衛生的守衛者，同時，其產生的噪聲、臭氣又是城鎮的潛在二次污染源。面對城鎮用地日趨緊張、污水處理廠位置逐漸城市中心化、居民對生活環境要求日益提高、國家對生態保護日愈加強，具有占地面積小、噪聲及臭味污染小等優點的地下式污水處理廠正逐步得以推廣。城鎮規劃階段，應通過選用污染物處理效率高且穩定、占地面積小的污水處理工藝，精細選址并合理劃定影響控制范圍，以及污水處理廠場地協同利用，減小地下式污水處理廠用地，降低對周邊用地類別的限制，綜合利用場地，進一步提升項目生態環境價值與社會經濟價值。

1 地下式污水處理廠水處理工藝選擇

污水處理廠水處理工藝應根據受納水體的環境容量、設計進出水水質指標等因素確定，當前污水處理廠普遍采用GB 18918—2002城鎮污水處理廠污染物排放標準的一級A標準，伴隨水污染預防與治理力度逐漸加大，以及地表水水質的高要求，DB 11/890—2012北京市污水處理廠水污染物排放標準中B標準也逐漸被各城市推廣運用。對于地下式污水處理廠，目前應用較多的水處理主體工藝為MBR工藝、A2O及其改良工藝、MBBR工藝，不同工藝各有千秋，為保證出水水質、減少占用城市寶貴的土地與空間資源，選擇污染物去除率高、處理效能穩定、占地面積小的工藝具有重要意義。

MBR工藝，由于超濾膜的截留作用，其可實現水力停留時間與污泥停留時間的物理分離，進而使膜生物反應池具有較高的污泥濃度，一般控制在6 000 mg/L～10 000 mg/L，因此可以具有較小的容積，同時，其可省去常規處理工藝的二次沉淀池，以及混合反應沉淀池、濾池等深度處理設施，進而使整個污水處理廠箱體占地面積較小。有利有弊，MBR工藝的膜組件在運行過程中容易污染，進而使膜通量降低，需要定期進行水力沖洗、化學清洗以及更換膜組件，其抽吸出水也是能耗方面的重要支出，運行維護及膜組件安裝、更換成本較高。

對A2O及其改良工藝而言，工藝設備相對簡單，日常運行及維護成本較低。不過，生化反應池內活性污泥濃度相對較低，為保證較高的污染物去除率及穩定的水處理效果，需要較長的水力停留時間，相應生化池平面尺寸較大，再加上二次沉淀池，以及混合反應沉淀池、濾池等深度處理構筑物，整個箱體占地面積大的特點就尤為明顯，項目建設中工程措施費用也有所提高。

MBBR工藝，由于生物膜的存在，抗沖擊負荷能力強，反應池內活性污泥濃度一般可以等效為8 000 mg/L～12 000 mg/L，是傳統活性污泥法污泥濃度的2倍～3倍，相對而言，整個地下箱體的平面占地較小[1]。但是，相較A2O及其改良工藝，MBBR建設期投入較大，后續需加強對填料上生物膜的運行管理。

地下式污水處理廠多建于用地緊張、人口稠密或環境敏感區等區域，針對城鎮土地價值日益提升的趨勢，以及污水處理廠出水水質要求愈來愈高的態勢，且伴隨BOT及PPP模式的推廣，減少了政府的一次性投資，建議地下式污水處理廠優先選用以MBR及MBBR等作為主體的占地面積較小、且具有穩定水處理效能的污水處理工藝。

2 地下式污水處理廠規劃選址及影響控制范圍劃定

通常情況下，污水處理廠規劃選址中，水處理工藝尚未確定，無項目環境影響評價報告，考慮將污水作為原料，在處理過程中由于自然逸散、曝氣、攪拌等各個環節均可能產生有害物質(氨、硫化氫、臭氣、甲烷以及帶有致病微生物飛沫等)，需要根據污水處理廠的規模確定衛生防護距離[2]。實際上，對于污水處理廠，臭氣的源頭主要位于預處理區、污泥處理區，噪聲的源頭主要為鼓風機房，很多項目在工程啟動、進行環境影響評價后，根本無需用地紅線外預留的全部衛生防護距離，而先前劃定的影響控制范圍又難以調整為其他類別用地，無形中阻礙了土地資源的優化配置。尤其，對于地下式污水處理廠，密封性能好，臭氣在箱體內經過收集處理后有組織排放，對周圍環境影響很小；同時，由于設備操作層封閉，結合采用噪聲小的鼓風機，噪聲污染對周圍環境影響更小。因此，就衛生防護距離而言，相對于地面污水處理廠，地下式污水處理廠可以更小。

為充分發揮土地綜合利用價值及社會經濟效益，地下式污水處理廠在城鎮規劃選址中，除考慮便于污水再生利用、符合供水水源防護要求、良好的工程地質及防洪排澇條件、有擴建的可能等因素[2]，應結合城市總體規劃、排水工程專項規劃、污水管網敷設情況、道路規劃、匯水區豎向規劃、受納水體位置及環境容量、可選廠址，確定處理水水質標準，優選水處理工藝，于規劃階段進行項目環境影響評價，確定規劃選址及影響控制范圍。

3 地下式污水處理廠場地協同設計

地下式污水處理廠主要為半地下及全地下兩種形式，由于水處理構筑物位于地面以下且密閉性較好，臭氣及噪聲污染可以得到很好控制，因此為其周邊及自身用地的多功能開發提供了可能。T/CAEPI 23—2019地下式城鎮污水處理廠工程技術指南提出，位于用地緊張地區、人口稠密地區或環境敏感區等的建設宜選擇建設地下式污水處理廠，針對地面層的設計建設，應統籌兼顧地下廠區，與生態綜合體有機結合，可進行景觀生態、公共服務、能源回收等多種形式的綜合利用，景觀生態可包括空間綠化、人工濕地等，充分營造綠色生態的自然環境；公共服務可包括居民運動休閑場所、公共藝術空間、科普與科研基地、觀光農業等；能源綜合回收可包括水源熱能、太陽能、風能等回收利用[3]。

面對寸土寸金的城鎮，進行地下式污水處理廠規劃設計時，要充分發揮污水處理廠用地的生態環境效益、社會經濟效益與科普教育效能，如貴陽市彭家灣五里沖棚戶區改造污水處理綜合工程地面為公園，地下1層為商業用房和機械停車庫，地下2層為公交首末站及其附屬用房，地下3層，4層為污水處理廠[4]，將污水處理、景觀提升、休閑購物、交通出行綜合于一體。此外，可以利用水廠用地構建綠色生態鏈體系，如對污水中熱能加以利用，將污水源熱泵房與水廠合建，為臨近建筑進行供暖或制冷服務；對污水處理廠內生物甲烷進行利用，將生物質發電站與水廠合建，實現污水處理與電力聯產。

具體規劃工作中，針對地下式污水處理廠場地協同設計，建議與規劃選址相結合，同步進行環境影響評價工作，考慮鄰避效應的同時，使水廠用地盡可能容納水質凈化、污水熱能利用、生物質能源利用、公園、濕地、停車場、文化展館、體育館等多種形式，使景觀生態、公共服務、能源回收等多種功能融為一體，提升項目社會經濟效益。

4 結語

城鎮規劃中，地下式污水處理廠應優先選用MBR，MBBR等作為主體的處理效能穩定、占地面積較小的水處理工藝，此外，在環境影響評價的基礎上，精細選址及劃定影響控制范圍，充分進行場地協同設計，從而高效利用和挖掘土地及空間資源，提升項目生態環境價值與社會經濟效益。