綜合開發(fā)全地埋式污水廠建設(shè)模式探討

王英

中恒工程設(shè)計(jì)院有限公司 四川 成都 610000

隨著人們生活水平的提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求也越來(lái)越高，尤其是發(fā)達(dá)地區(qū)，地面綜合利用+全地埋式污水廠的建設(shè)模式將成為城市污水處理廠的主要建設(shè)型式，早期地面以公園為主，近年來(lái)出現(xiàn)了結(jié)合開發(fā)的新模式，但此種建設(shè)模式還處于起步階段，可參考借鑒的經(jīng)驗(yàn)不足，在建設(shè)時(shí)應(yīng)從經(jīng)濟(jì)性、社會(huì)性、安全性等方面綜合考慮。

1 污水廠建設(shè)模式發(fā)展趨勢(shì)

“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃中指出，“十四五”時(shí)期應(yīng)以建設(shè)高質(zhì)量城鎮(zhèn)污水處理體系為主題。早期建設(shè)的污水廠為地上式，按照“集中收集、末端治理”的原則，污水廠基本建設(shè)于城市下游，由于臭氣、噪聲等問(wèn)題對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生“鄰避效應(yīng)”。隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求也越來(lái)越高，地上式污水廠已不能適應(yīng)城市的發(fā)展，地埋式污水廠應(yīng)運(yùn)而生，2011年深圳布吉污水廠上部公園的免費(fèi)開放，進(jìn)一步提高了地埋式污水廠的社會(huì)效益，目前國(guó)內(nèi)外建成的地下式污水處理廠已超200座[1]，距不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建成的地下、半地下式污水廠已超110座。城市土地資源日益緊缺，地下建污水廠地面綜合利用必將成為污水廠未來(lái)的主要建設(shè)趨勢(shì)，早期建設(shè)的全地埋式污水廠地面主要作為公園為市民提供休閑、娛樂(lè)以及科普教育場(chǎng)所，如深圳市布吉再生水廠、合肥清溪污水處理廠、貴陽(yáng)青山污水廠、上海南翔下沉式再生水廠等[2]及地面作為公交樞紐站、公交停保場(chǎng)合的貴陽(yáng)三橋污水處理廠、貴陽(yáng)五里沖污水廠[3]；近年來(lái)出現(xiàn)了以貴陽(yáng)市貴醫(yī)污水廠、貴陽(yáng)市六廣門污水廠、寧波市江北再生水廠、海口市長(zhǎng)堤路水質(zhì)凈化廠為代表的地面綜合開發(fā)的建設(shè)模式，不僅解決了城市污水處理問(wèn)題，也不影響土地收益。目前全地埋式污水廠結(jié)合地面綜合開發(fā)的建設(shè)模式案例較少，在工程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等方面可借鑒參考的成熟的經(jīng)驗(yàn)較少，還在摸索中前行。

2 國(guó)內(nèi)全地埋式污水廠與綜合開發(fā)案例

2016年貴陽(yáng)五里沖污水廠的建設(shè)，是國(guó)內(nèi)首例地下式污水廠與城市改造綜合工程相結(jié)合的案例，工程集地面公園、地下商場(chǎng)、停車庫(kù)、公交首末站于一體[4]。2018年，基于貴陽(yáng)市南明河流域治理中貫城河流域水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)水的需求，在貫城河流域分散布局地埋式污水廠，結(jié)合區(qū)域現(xiàn)有的棚戶區(qū)改造項(xiàng)目新建貴陽(yáng)市六廣門污水廠、貴陽(yáng)市貴醫(yī)污水廠，貴醫(yī)污水廠融合了污水處理、商場(chǎng)、辦公、酒店、學(xué)生公寓等，六廣門污水廠融合了體育館、文物古跡、商業(yè)、商務(wù)與居住等，基坑深度超30m。2019年，海口市長(zhǎng)堤路污水廠動(dòng)工建設(shè)，其將地下式污水廠與上蓋商業(yè)開發(fā)相結(jié)合，負(fù)一、負(fù)二層為污水處理廠，地面為7層建筑，設(shè)置架空停車場(chǎng)、商業(yè)街、休閑娛樂(lè)區(qū)及空中小商鋪等。2020年9月，寧波市江北區(qū)再生水廠動(dòng)工建設(shè)，首次將污水廠與產(chǎn)業(yè)園相結(jié)合，地面部分是集生產(chǎn)制造、研發(fā)辦公、商務(wù)配套于一體的產(chǎn)業(yè)園，是國(guó)內(nèi)首座地上、地下統(tǒng)籌開發(fā)的再生水廠。

圖1 貴陽(yáng)市貴醫(yī)污水廠豎向布局示意圖

3 建設(shè)模式優(yōu)點(diǎn)

全地埋式污水廠結(jié)合地面開發(fā)的建設(shè)模式相較于傳統(tǒng)地面式污水廠的建設(shè)模式，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

3.1 節(jié)約土地資源，實(shí)現(xiàn)土地集約化利用

相較傳統(tǒng)污水廠，全地埋式污水廠污水處理構(gòu)筑物及主要生產(chǎn)用房布置于地下，功能空間豎向分布，僅少量建筑設(shè)置于地面，基本無(wú)防護(hù)距離要求，占地僅為傳統(tǒng)污水廠的1/2～1/3；地面部分根據(jù)原有土地性質(zhì)可進(jìn)行綜合開發(fā)利用，緩解城區(qū)用地緊張問(wèn)題，尤其是大城市，土地資源日益緊張，污水廠建設(shè)于地下，地面部分可正常開發(fā)利用，解決了城市污水處理需求與城市發(fā)展之間的矛盾。

圖2 寧波市江北再生水廠航拍圖及分層效果圖

3.2 減輕財(cái)政資金壓力

污水處理廠為市政基礎(chǔ)設(shè)施，是城市發(fā)展進(jìn)程中必不可少的部分，其本身并不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，資金來(lái)源主要依靠財(cái)政資金，時(shí)常面臨財(cái)政資金不足的問(wèn)題；污水廠建于地下，不占用土地資源，地面部分可出讓獲得土地收益，解決污水處理需求的同時(shí)不占用土地資源，城市用地中所占用的市政公用地也可置換出來(lái)用作開發(fā)用地，土地收益可用以補(bǔ)貼污水廠建設(shè)資金，減輕財(cái)政資金壓力。以貴陽(yáng)市貴醫(yī)污水廠為例，污水廠箱體占地面積約19.7畝，根據(jù)貴陽(yáng)市公共資源交易中心土地出讓成交結(jié)果[筑公資告(2023)建字第0442號(hào)]，該地塊土地總成交價(jià)為102450.927557萬(wàn)元，出讓面積29425.75㎡，折合低價(jià)土地價(jià)格約3.48萬(wàn)元/㎡，按污水廠箱體占地面積算土地價(jià)值約4.6億元。

3.3 變“鄰避”為“鄰利”

全地埋式污水廠基本無(wú)臭氣、噪聲等污染，臭氣經(jīng)統(tǒng)一收集處理后有組織排放，對(duì)周邊環(huán)境無(wú)影響，傳統(tǒng)污水廠由于臭氣、噪聲等原因，具有典型的鄰避效應(yīng)。全地埋式污水廠結(jié)合地面綜合開發(fā)除無(wú)噪聲、臭氣等影響外，還可為周邊提供娛樂(lè)、購(gòu)物等場(chǎng)所，提高周邊居民的生活便利性，提升周邊的土地價(jià)值；作為產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行開發(fā)，還可以解決區(qū)域人口就業(yè)，帶動(dòng)周邊的發(fā)展，具有典型的鄰利效應(yīng)。

3.4 運(yùn)行、維護(hù)受外界干擾小

污水廠位于地下，受外界溫度影響小，更有利于污水處理的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)運(yùn)行維護(hù)人員日常巡查也不受天氣因素的影響，相較傳統(tǒng)污水廠運(yùn)行、維護(hù)更加穩(wěn)定便利，受干擾較小。

3.5 資源高效利用

地下建污水廠，地面綜合開發(fā)的建設(shè)模式，污水廠處理后的高品質(zhì)再生水可就近回用于地面建筑，用于地面部分的綠化、沖洗、沖廁等用水，地面作為產(chǎn)業(yè)園開發(fā)時(shí)，再生水可用作部分工業(yè)生產(chǎn)用水，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，節(jié)約水資源；利用污水源熱泵技術(shù)可將污水中的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為地面建筑供冷供熱，減少碳排放量，上下統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)資源就近、高效利用，節(jié)能減排。

4 存在的問(wèn)題

全地埋式污水處理廠具有占地少、無(wú)噪聲、無(wú)臭氣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，伴隨著地下空間的利用同時(shí)地上、地下分屬不同的建設(shè)部門還存在著如下問(wèn)題。

4.1 地上、地下產(chǎn)權(quán)劃分問(wèn)題

綜合開發(fā)的建設(shè)模式仍處于起步階段，相關(guān)規(guī)范、法律規(guī)定還不夠完善，就產(chǎn)權(quán)歸屬問(wèn)題目前也沒(méi)有明確的界定，污水處理廠建設(shè)部門一般為當(dāng)?shù)氐乃畡?wù)部門，地面開發(fā)部分一般為投資開發(fā)公司，?？谑薪瓥|新區(qū)全地埋自來(lái)水廠的建設(shè)中，地塊產(chǎn)權(quán)按空間劃分，以地面下1.2m為界，以下屬水廠建設(shè)單位，以上屬地面開發(fā)單位[5]?！兜叵率轿鬯幚韽S設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中明確綜合辦公樓、總變電室、中心控制室等運(yùn)行和人員集中的建筑宜設(shè)置于地面，有爆炸危險(xiǎn)的設(shè)施和處理單元也不宜放置于地下箱體內(nèi)，如臭氧發(fā)生間等，地面產(chǎn)權(quán)如何劃分有待進(jìn)一步探討。

4.2 規(guī)范、規(guī)定尚不完善

目前我國(guó)全地埋式污水廠建設(shè)還處于起步階段，綜合開發(fā)建設(shè)模式的案例更是少之又少，設(shè)計(jì)中缺乏與之相關(guān)配套的勞動(dòng)保護(hù)、消防、安全衛(wèi)生等法律法規(guī)，同時(shí)各專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范也并不完善，現(xiàn)行規(guī)范也并不完全適用。

4.3 施工難度大，工程投資高

綜合開發(fā)建設(shè)模式若配套設(shè)置停車場(chǎng)等設(shè)施將加大污水廠埋深，基坑深，挖方量大，基坑支護(hù)難度較大，隨之帶來(lái)的是工程投資的增大，當(dāng)建于城區(qū)時(shí)，若周邊建筑密集，對(duì)基坑支護(hù)要求也更高。就貴醫(yī)污水廠而言，每萬(wàn)方污水廠工程投資達(dá)1.38億，為傳統(tǒng)地面式污水廠投資的數(shù)倍，也遠(yuǎn)超常規(guī)上覆公園建設(shè)的全地埋式污水廠投資。

4.4 安全運(yùn)營(yíng)問(wèn)題

污水廠在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中不可避免會(huì)對(duì)周邊產(chǎn)生影響。在污水廠運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生甲烷、硫化氫等有害氣體，會(huì)對(duì)健康造成不利影響，有限空間作業(yè)影響運(yùn)營(yíng)人員的安全及健康問(wèn)題，并且可能會(huì)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)還存在水淹等影響安全運(yùn)營(yíng)的問(wèn)題。

4.5 管理問(wèn)題

地上、地下分屬不同的管理單位，污水廠運(yùn)行時(shí)污泥的運(yùn)輸、臭氣均會(huì)影響周邊環(huán)境，地下建污水廠地面建商業(yè)的模式受傳統(tǒng)思想的影響，人們的心理可能會(huì)存在一定的障礙，對(duì)于地面開發(fā)綜合體的接受度也可能會(huì)因此受影響。項(xiàng)目建成后地面部分業(yè)態(tài)歸地面管理單位管理，業(yè)態(tài)控制不當(dāng)也可能對(duì)地下污水廠部分產(chǎn)生不利影響。

5 總結(jié)與思考

綜合開發(fā)全地埋式污水廠的建設(shè)模式可實(shí)現(xiàn)土地資源的最大化利用，在土地資源緊張的城區(qū)，尤其是對(duì)于在城區(qū)新建、改擴(kuò)建污水廠，具有廣闊的應(yīng)用前景，如溫州中心片污水廠就近異地重建，將污水廠與體育公園有機(jī)結(jié)合，建成集滑雪、滑冰活動(dòng)于一體的體育休閑公園，實(shí)現(xiàn)土地高效利用[6]，黃海偉[7]等對(duì)城市更新背景下地埋式污水廠建設(shè)模式進(jìn)行探索，提出因地制宜探索建設(shè)模式，盤活土地資源，提升城市生態(tài)環(huán)境品質(zhì)；李易峰等[8]也提出了地埋式污水廠的建設(shè)應(yīng)開發(fā)更多地面空間用途，與周邊環(huán)境相融合。未來(lái)根據(jù)需要將會(huì)出現(xiàn)更多不同的組合建設(shè)模式。

（1）明確定位

在建設(shè)初期首先應(yīng)明確項(xiàng)目定位包括地下污水廠定位及地面商業(yè)定位，在項(xiàng)目決策階段對(duì)污水廠的建設(shè)規(guī)模、建設(shè)型式及處理工藝進(jìn)行研究，確定污水廠的建設(shè)規(guī)模并根據(jù)規(guī)模和工藝論證確定地下部分范圍線；開展區(qū)域的開發(fā)業(yè)態(tài)的調(diào)研工作，根據(jù)地上部分地塊用地性質(zhì)對(duì)地面綜合開發(fā)定位進(jìn)行研究，與規(guī)劃等主管部門共同確定開發(fā)類型，確定地面開發(fā)建筑的用途、層高、風(fēng)格等以便下階段工作的順利開展。

（2）上下統(tǒng)籌

建設(shè)過(guò)程遵循先地下后地上，地下污水廠部分先建設(shè)，地面部分后實(shí)施，地面建筑置于污水廠之上，連接緊密，雖污水廠建設(shè)與地面部分開發(fā)分屬不同的單位管理，但在建設(shè)時(shí)應(yīng)上下統(tǒng)籌，保證地上、地下同步設(shè)計(jì)，分步實(shí)施，地下部分設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮地面部分荷載，預(yù)留各部分接口，地面部分設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留地下部分通風(fēng)、照明及應(yīng)急疏散通道等，使地上、地下既能相互融合，又互不影響。

（3）加強(qiáng)管理

保證污水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的同時(shí)保證污水廠的安全運(yùn)行。地面招商時(shí)應(yīng)加強(qiáng)管理，嚴(yán)控業(yè)態(tài)，按照規(guī)劃確定的業(yè)態(tài)進(jìn)行招商，避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況。可選擇具有綜合實(shí)力的運(yùn)營(yíng)管理單位，地上、地下一起管理，避免因管理不當(dāng)產(chǎn)生不利影響。

（4）考核參建方綜合實(shí)力

全地埋式污水廠投資高、設(shè)計(jì)要求高、施工難度大，要求參建各方有較高的技術(shù)、管理水平，加強(qiáng)參建方的綜合實(shí)力考核，選擇綜合實(shí)力強(qiáng)的單位加入到項(xiàng)目建設(shè)中對(duì)保證項(xiàng)目的順利是十分必要的。

最后，綜合開發(fā)全地埋式污水廠的建設(shè)模式并不適合所有地區(qū)建設(shè)，對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、群眾的整體素質(zhì)、工程技術(shù)水平都有一定的要求，選擇時(shí)要因地制宜，在具體項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，對(duì)于不完善的法律、法規(guī)、專業(yè)規(guī)范需組織行業(yè)專家、可研團(tuán)隊(duì)針對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行專項(xiàng)討論，綜合城市經(jīng)濟(jì)、文化、技術(shù)水平，對(duì)項(xiàng)目全生命期效益進(jìn)行分析，綜合考慮，合理建設(shè)。