王凯军：我国地下式污水处理厂的发展与生态文明建设

时间：2021-02-19 10:40

来源： JIEI创新实验室

　　HBR工艺节省占地示意图

　　此外，好氧颗粒污泥技术沉降速度快（30-70 m/h），节省占地，省区二沉池，出水水质良好，其出水TN可低于4 mg/L，TP仅为0.3 mg/L。若成功推广应用至地下式污水处理厂，可节约75%以上的占地面积和30%的能耗。该技术基于传统生物处理工艺，但可实现快速沉降及良好的泥水分离效果，是未来地下污水厂可重点开发的工艺之一。

　　2.采用新型二沉池优化设计

　　二沉池也是地下厂建设的主要难点，需要改进现有沉淀池形式。平流式沉淀池结构复杂，并且采用双层形式，运行难度大，且占地面积大，不宜在地下式污水厂中应用，圆形辐流式沉淀池的结构也无法在地下箱体中采用。

　　矩形周进周出沉淀池则成为下沉式污水处理厂的优选池型，目前，周进周出矩形沉淀池成功推广运用于国内多个下沉式污水处理厂，水力负荷可达1.5 m3/(m2·h)，出水SS稳定达标。

　　矩形周进周出沉淀池应用案例

　　3.厂区结构布置竖向形式

　　现阶段，一般地下污水处理厂结构设计采用三层或三层以上结构：

　　地上层（-2.0 m）：绿化景观、主题公园；

　　地下负一层设备层（-7.8 m）：预处理设备、鼓风机、变电间、除臭、加药设备、污泥处理设备；

　　地下负二层（-15 m）：预处理池、生物池、污泥浓缩池池体。

　　一般地下污水处理厂结构设计

　　在此种构型下，地下设置三层，建设挖深大，土建造价高；设备操作层属于地下空间，消防要求高；同时，地下空间的通风除臭换气量大，能耗高。

　　针对此问题，在北京东坝生态再生水厂创新性的采用半地下式建设模式，可采用建筑物或覆土营造景观两种形式，充分利用建筑物空间建立企业研发中心。

　　北京东坝生态再生水厂设计图

　　另一种可行的思路是地上构筑物覆土营造景观，充分利用厂区的竖向空间：地上覆土，营造景观；地上一层设置操作间，避免地下空间的封闭问题；地下一层设置主体构筑物，减少挖深，有效降低工程造价。

　　北控水务在宁东污水处理厂

　　厂区结构布置竖向形式

　　生态综合体的研究与实践

　　2016年10月，清华大学再一次召开关于污水处理厂建设高峰论坛，提出将城乡生态综合体建设与地下污水厂相结合，进一步推动“负资产”向“正资产”的转变，并且明确提出，把地下污水厂作为抓手，推动生态文明建设。

　　污水处理厂生态综合体，根据所在地区，分为城区型和郊野型，具备公共服务、教育、生态、科研等多方面功能。秉承生态文明理念，将污水处理与提供生态景观、休闲娱乐、科普教育、科技研发、湿地绿化等公共服务有机融合，地上地下统筹规划，改善周边环境质量。

　　城市生态综合体的研究与实践

　　生态综合体概念的提出，可以说是污水处理的行业践行生态文明理念的一次社会实践。在几年前我去参加欧洲水科技周交流会议上，做了相关报告，国外学者马上表示，公共基础设施就应该这样建设，欧洲说的多，没有机会实践。所以说，污水处理厂可成为良好的载体，与周边社区融合，为居民提供各类服务，是未来引领世界技术进步的方向之一。

　　生态文明建设是中国在社会发展方面的一次创举。所谓“生态文明”，是以人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的社会形态。美国国家人文科学院院士小约翰·柯布（John B. Cobb, Jr.）曾撰文指出“直接进入生态文明的发展抉择带给中国一个千载难逢的伟大机会，这个机会是中国独有的领导世界的机会……中国应该抓住直接进入生态文明这一千载难逢的伟大历史机遇。”

　　在生态文明的大背景下，特别是进入“十三五”时期以来，地下式污水处理厂的总处理规模和总投资增量明显，分别占同期污水处理厂处理水量和总投资的18%和30%左右。众所周知，发展趋势要看增量，而不是看存量，因此地下污水处理厂的建设已经成为非常明显的发展趋势。值得注意的是，在此快速发展的阶段，地下式污水处理厂的建设方式不约而同了走向了生态综合体的形式。

　　“十三五”期间地上/地下污水处理厂总量与增量情况对比

　　接下来，列举几个地下污水处理厂及生态综合体建设的实例。

　　1.案例分析（1）：南翔再生水厂

　　南翔再生水厂为全国首批PPP示范项目，由中国水环境集团建设，是华东地区首座地下式再生水厂。出水标准达地表IV类。该项目主要分为三大板块，地面景观公园、水环境科普馆（华东首座）、地下污水处理层。总占地11.32公顷，约170亩地。该厂污水处理本身的工艺改进不大，但是建筑的艺术、科技馆、景观等已经初具雏形。

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编辑：徐冰冰