全地下式市政污水處理廠的設(shè)計和應(yīng)用分析

浙江雙益環(huán)保科技發(fā)展有限公司，浙江 嘉興 314000

在城市建設(shè)中，人們越來越重視城市環(huán)境，建設(shè)環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的城市成為當(dāng)前城市建設(shè)的重要課題。在市政污水處理過程中，應(yīng)對城市水污染進(jìn)行有效的處理，并保證城市污水處理效果達(dá)標(biāo)，從而美化城市環(huán)境，提高資源利用率，降低污水處理成本。全地下式污水處理廠設(shè)計對城市規(guī)劃是非常重要的，然而當(dāng)前還沒有相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，也還沒有形成規(guī)范化的管理和硬性的指標(biāo)，只能在實(shí)踐中不斷摸索，提升全地下式市政污水處理廠的設(shè)計水平。

1 全地下式市政污水處理廠設(shè)計要點(diǎn)

在市政污水處理廠建設(shè)中，更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求使污水處理廠在設(shè)計過程中可以更加規(guī)范合理。例如，在某城市污水處理廠設(shè)計中，需要按照要求處理超過90%的污水，然而現(xiàn)階段污水處理廠已經(jīng)達(dá)到最大規(guī)模，要想進(jìn)一步提升污水處理的效果和污水處理率，就需要引進(jìn)先進(jìn)的污水處理設(shè)備。雖然以往也出現(xiàn)過利用地下空間來設(shè)計污水處理廠的方式，但相對而言還比較少，僅有的全地下式污水處理廠屬于二類三級工程，其建設(shè)面積為2600～3600m3，且規(guī)模還在不斷擴(kuò)大中。

在全地下式污水處理廠設(shè)計過程中，應(yīng)該合理利用地下空間，對地下建筑進(jìn)行規(guī)劃，提高建筑防火、防爆性能，并設(shè)置地下防水設(shè)施，使建筑的排水管道可以得到優(yōu)化。在實(shí)際設(shè)計過程中，還要充分考慮經(jīng)濟(jì)性原則，對成本進(jìn)行合理的預(yù)算。在設(shè)計過程中，應(yīng)該采用先進(jìn)的設(shè)備，可以有效降低污水處理的能耗，最終達(dá)到降低成本的目的。同時，還應(yīng)該盡量減少在地下污水處理廠所產(chǎn)生的噪聲、有害物質(zhì)對環(huán)境和人們生活造成的影響，對污水進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以此提高資源利用率。

2 全地下式市政污水處理廠的實(shí)際案例

2.1 工程概況

某市在進(jìn)行污水處理廠設(shè)計過程中，通過對當(dāng)?shù)厍闆r的考察和研究，選擇了全地下式污水處理廠的建設(shè)，在設(shè)計規(guī)劃過程中，污水處理廠的面積為2.5hm2。該污水處理廠周邊有居民居住，最近距離200m，這樣進(jìn)行布置可以更好地降低工程施工對周圍居民造成的影響，有利于保護(hù)周邊環(huán)境，還可以有效節(jié)省地上面積，利用地下空間建設(shè)污水處理廠，將污水處理、水管系統(tǒng)、建筑設(shè)施以及公共綠地等有效結(jié)合起來。

2.2 應(yīng)用方式

在對該城市污水處理情況調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，在建設(shè)過程中規(guī)劃建設(shè)規(guī)模為55萬～60萬m3/d，一期工程建設(shè)規(guī)模為40萬m3/d。在工程建設(shè)過程中，為了防止雨水造成二次污染，可以通過蓄水池來進(jìn)行處理，蓄水池的面積規(guī)劃容積為15萬m3。在污水處理過程對水質(zhì)提出要達(dá)到A類標(biāo)準(zhǔn)，水中含有的氮、磷等參數(shù)應(yīng)該達(dá)到Ⅳ級，而經(jīng)過處理的污泥中水含量應(yīng)該不超過40%，還應(yīng)該對污泥中的臭氣進(jìn)行處理。

在污水廠建設(shè)過程中，相較于地上污水處理廠，在建設(shè)全地下式污水處理廠過程中，應(yīng)該考慮更多的因素，因?yàn)橛绊懫渥饔玫囊蛩乇鹊厣衔鬯幚韽S多，建設(shè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該提高。通過對多方面的需求和標(biāo)準(zhǔn)的考慮，制訂合理的施工方案，選擇科學(xué)的施工工藝，并在平面布置與豎向設(shè)計過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、降低能耗、智能化設(shè)計等目標(biāo)。在污水處理工藝選擇過程中，可以考慮該城市的進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和污水處理要求，對污水的處理可以采用AA0工藝，通過低溫真空脫水干化等工藝對污泥進(jìn)行處理。

（1）污水處理的流程可以分為預(yù)處理、二級生物處理、混凝沉淀以及反硝化過濾四個環(huán)節(jié)。①通過對污水進(jìn)行初沉，可以先簡單處理一些有機(jī)物，降低污水中的SS濃度，然后進(jìn)行生物處理。②在采用AAO生化池進(jìn)行生物處理過程中，應(yīng)該合理調(diào)整生化池進(jìn)水點(diǎn)、回流點(diǎn)以及進(jìn)水比例等。③在采用高效沉淀池和反硝化深床濾池進(jìn)行污水處理過程中，可以有效提升污水處理效果，提高污水處理效率，使處理過的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。④在完成該道工序之后，再利用紫外線和次氯酸鈉進(jìn)行消毒，使水質(zhì)更純凈。

（2）在污泥處理過程中，選擇低溫真空脫水干化工藝，可以將污泥中的含水量降低至40%以下，然后對其進(jìn)行處理，可以更集約化，節(jié)省成本。在處理過程中還應(yīng)該處理污泥中的臭氣，將污泥對環(huán)境的影響降到最低。

2.3 具體設(shè)計

該城市在進(jìn)行地下污水處理廠的設(shè)計過程中，根據(jù)實(shí)際的位置和環(huán)境，在進(jìn)行全地下式污水處理廠建設(shè)過程中，需要考慮地面綠化帶的建設(shè)，應(yīng)為地面的綠化帶預(yù)留足夠的面積。對污水處理的豎直方向和平面方向上的空間進(jìn)行設(shè)計和布局，從而更有效地利用空間資源。

（1）平面布局。在實(shí)際設(shè)計過程中，根據(jù)城市的規(guī)劃，在北側(cè)建立公共綠地，采用集約型污水處理設(shè)施，在污水廠頂部進(jìn)行加蓋，實(shí)現(xiàn)對污水的預(yù)處理、污泥處理、生物處理以及深度處理。還應(yīng)該檢查進(jìn)入人員和車輛，合理設(shè)計通風(fēng)口和逃生路線，保證安全性。在圍場河周邊設(shè)計過程中，應(yīng)該圍繞北側(cè)污水處理箱體進(jìn)行布置，在南側(cè)主要進(jìn)行出水布置。通過應(yīng)用信息技術(shù)可以進(jìn)行現(xiàn)場模擬，不斷優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計效果更好。

（2）豎向設(shè)計。豎直方向的設(shè)計主要考慮經(jīng)濟(jì)因素，豎直方向?qū)ν顿Y的影響非常大，一般根據(jù)工程的要求進(jìn)行高度設(shè)計。該工程地面高度設(shè)計為4.5m，在豎直空間設(shè)計中，可以分為第一層的操作層設(shè)計和第二層的處理層設(shè)計。在操作層主要進(jìn)行框架的設(shè)計和頂部覆蓋土厚度的設(shè)計。在處理層主要進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的水池設(shè)計。這樣不但可以滿足綠化設(shè)計，還可以控制高度，從而有效控制工程的造價，保證工程的工期和質(zhì)量安全。

（3）局部細(xì)節(jié)。在全地下式污水處理廠設(shè)計過程中，因?yàn)榈紫聻槿忾]式設(shè)計，所以對安全性的要求非常高，對于后期的運(yùn)維安全包括采光、通風(fēng)、消防、防腐等方面都要進(jìn)行細(xì)節(jié)處理。首先，在除臭方面，可以通過混合式的除臭工藝進(jìn)行處理，先過濾，再利用生物方式及活性炭等復(fù)合方式除臭，并采用先進(jìn)的除臭設(shè)備。在除臭過程中，可以通過區(qū)域隔離、離子送風(fēng)以及活性炭等方式除臭，再加上智能通風(fēng)，從而使地下環(huán)境可以得到明顯改善。其次，在采光方面，應(yīng)該采用光井和光導(dǎo)照明裝置，最大限度地利用自然光線照明，達(dá)到節(jié)能的目的。在地下空間中，應(yīng)急照明是非常重要的，應(yīng)急照明可以使用的時間應(yīng)該大于90min。最后，在消防安全方面，其是地下空間設(shè)計種非常重要的一個方面，在污水處理廠設(shè)計中可以設(shè)置12個防火分區(qū)，總面積不超過2000m2，還需要設(shè)置噴淋系統(tǒng)保證出口安全。在地下空間設(shè)計過程中應(yīng)采用防火、高耐燃的材料，而且還應(yīng)注重耐久性、防腐性和防淹性的設(shè)計。

2.4 經(jīng)濟(jì)分析

在全地下污水處理廠設(shè)計建設(shè)完成后，對其進(jìn)行試運(yùn)營。從實(shí)際運(yùn)行情況來看，在污水處理方面可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，排出的水質(zhì)優(yōu)質(zhì)。在污水處理廠運(yùn)行過程中，處理動力可以達(dá)到0.64(kW·h)/m3。這樣的規(guī)模在建設(shè)過程中需要投資39854.30萬元，經(jīng)營成本為1.5元/t，總成本為2.88元/t，一期工程投資為298752.6萬元，經(jīng)營成本為1.85元/t，總成本為3.72元/t。

3 結(jié)束語

總之，全地下式污水處理有很大的優(yōu)勢，不僅可以降低對周邊環(huán)境的影響，還可以減少土地的使用面積，提高資源利用率。在污水處理過程中，應(yīng)該采用高標(biāo)準(zhǔn)的工藝進(jìn)行除臭、通風(fēng)、采光、照明、防腐、消防安全、防淹、節(jié)能等方面的設(shè)計，以此促進(jìn)污水處理廠的不斷發(fā)展。