摘要：污水处理厂是城市环境基础设施的重要组成部分，在保护生态环境、节约水资源、提高人民生活质量方面发挥着重要作用。世界上大部分的污水处理厂都在地上。然而，随着经济的发展和城市规模的迅速扩大，大城市的土地资源稀缺，环境污染问题日益突出。在人口密集的城市中心和景观环境要求较高的旅游区，开发建设空间较小，节约土地资源。地下污水处理厂对环境污染小，与周围环境协调十分必要。在此背景下，本文通过数据研究、实地调研、理论分析探讨了地下污水处理厂设计的相关内容。
关键词：地下污水处理厂；工程设计
1 地下式污水处理厂概念及形式
地下污水处理厂是指车间内污水处理厂的处理结构和辅助建筑物的紧凑结构。车间全部或部分布置在地下空间或地下开挖形成的地下空间中。污水处理厂设置在地下空间，称为地下污水处理厂。污水处理厂部分布置在地下空间，称为半地下污水处理厂。
2 地下式污水处理厂特点
和地上水处理厂不同，地下水处理厂通常对于土地利用，所以水的水质和环境都有很大的影响。地下污水处理厂仍具有良好的密封性和稳定的温度环境，在防灾减灾方面具有明显优势。另外，地下污水处理厂对设备性能和品质的要求很高，难度也非常复杂。照明、通风、消臭、防火防水（注水）和防湿也很严格。
值得注意的是，不同于地下水处理设施，地下污水处理设施不同。在这两者之间的显著差异是，上述土地中的地下水处理工厂可以安装在公园、体育馆、停车场等，埋设污水处理设施的上部应设有多个通道，用于安装和修复孔洞，检修孔或观察孔。
3 地下式污水处理厂工程设计存在问题
3.1 工艺及设备选择
目前我国在建地下污水处理厂的工艺技术主要有MBR工艺、A2/O工艺和改进工艺。同一工艺应用的废水处理规模差别很大，没有统一的工艺设计标准。同时，不同污水处理工艺（如沉淀池、脱臭装置、污泥脱水装置）所需的处理单元和设备缺乏统一的标准，造成土地占用和投资浪费。例如，深圳布吉地下污水处理厂采用双层平流沉淀池改善处理，节约建筑面积。
3.2 结构设计
大多数地下污水处理厂采用地下群组设计，采用集成共享墙技术，减少污水处理结构的整体足迹。但对池壁施工技术仍缺乏指导，导致不同处理单元之间的匹配和设计标准不同。此外，地下污水处理厂地下空间的层高设计没有统一的标准，影响了基坑开挖深度和污水处理结构的布置，提高了整体投资和运营成本。
3.3 安全设计
目前，地下污水处理厂的抗震，防浮，防洪，防洪等方面尚无相关规定。缺乏关于防病毒，防火，防爆，有害气体保护和地下安全操作规范的指导，这导致地下污水处理厂的安全性和风险性很大。
3.4 其他方面
在自然采光，照明，通道隧道设计和地面空间景观设计方面也缺乏相关的标准和指导。结果，地下污水处理厂的建设不均匀，不仅影响外观，还造成投资浪费，增加了运营成本。由于地下污水处理厂的特殊设计和施工形式，传统地上污水处理厂的相关标准或规范，如“城市污水处理厂项目建设标准”（建设部2001年修订），“GBJ15-88建筑给水排水设计规范”，“GBJ9-87建筑结构载荷规范”，“GBJ10-89混凝土结构设计规范”“GBJ7-89建筑基础设计规范”等，地下污水处理厂的几个侧面，排水系统，规模设计，结构设计，电气设计等的必要性，能满足地下污水处理的结构，设计组合，工艺设计及安全保护设计蚂蚁是有明显的缺陷。为此，为建设城市地下污水处理厂所采用的技术规格，主要用于指导地下水处理设施的工学设计、建设、接受、运用、维护管理。
4 地下式污水处理厂工程设计实例
.1 工程概述
半地下污水处理厂的污水处理规模在北部地区被设计为10×104m3/d。在2014年6月底，土木工程和设备安装工作完成后和水调试开始了。经过3个月的消毒灭菌，出水水质稳定，达标。出水水质符合《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）A类标准。
4.2 工艺简介
污水处理厂污水预处理部分采用旋转粗网+细网+曝气砂室技术。废水的二次处理部分在前缺氧段采用A2O反硝化脱磷工艺。高级处理部分采用高效反应沉淀池+纤维转台过滤+接触杀菌池工艺。污泥处理段采用高速离心浓缩脱水器脱水，含水率约为80的泥饼由泥车运至污泥处置场进行好氧堆肥。
4.4 污水厂布置形式
由于该污水处理厂位于城市的核心地段，在城乡规划上，土地性质属于绿地，而非市政基础设施用地中的排水用地。因此，设计院在设计污水处理的总体布局时采用了半地下双层封盖布置，如图1所示。整个箱体位于地面以上，箱体上覆盖2米左右的土，规划成城市公园，污水处理厂的主要结构，如粗网和细网，生物池，二沉池，高效反应沉淀池，消毒罐，鼓风室，配电室等均设置在箱内的地下空间内。办公楼，污泥浓缩和脱水装置，氯化和加药室等建筑物（结构）是露天地上建筑物。布置在箱体外部。同时，对污水处理厂和污染脱水机房进行单独覆盖除臭，实现污水处理厂与沿线景观带建设的和谐统一。
图1半地下式污水处理厂布置形式
4.4 主要构筑物设计
4.4.1 污水一级处理段构筑物设计
污水的主要处理部分也称为预处理部分或物理处理部分。该处理段主要通过泵的提升、格栅的拦截、重力的沉淀等方法把污水中较大的悬浮物、漂浮物、木块、塑料瓶等杂物截留下来，同时，通过沉砂室，沉淀并除去污水中具有大比重的无机砂砾。半地下污水处理厂污水处理区有三个主要结构：厚栅格和入口泵房，细网格和充气沉砂室。
4.4.2 污水二级处理段构筑物设计
污水的二次处理部分也称为生物处理部分。同时在污水中形成厌氧、
缺氧、好氧的环境，多余的污泥通过污泥排放系统排出。因此，二次处理部分具有除氮除磷的功能。污水处理厂二级处理段采用前厌氧段A2/O工艺建设两个生物反应器。游泳池水深6.5米，总有效容积8.75万立方米，停留时间21小时。
4.4.3 污水三级处理段构筑物设计
污水三级处理段又称之为深度处理段或化学处理段，主要是通过化学絮凝、沉淀的方法再次去除污水中的SS、浊度以及大肠杆菌等，同时具有去除部分COD、BOD5的功能。污水处理厂的三级处理段采用高效反应沉淀池+纤维转盘过滤器+接触式消毒罐工艺。高效反应沉淀池结合了许多功能，如絮凝，沉淀，污泥排放和回流。
4.5 运营维护设计
由于处于地下，地下式污水厂的运行维护相对困难，使得自动化控制与闭路电视监控系统成为必不可少的部分。相对于同规模的地上式污水处理厂，地下式污水厂自控仪表系统、视频监控系统的设备数量及技术指标均较高，安全监测系统、消防及联动控制系统则是地下式污水处理厂的新增内容。
4.6 地上景观设计
地下式污水处理厂的地上景观设计可提高地上空间及其周边土地价值，可带动水厂周边社会经济的发展，因而可以从总体上削减地下式污水处理厂的成本。地上景观设计一般包括公园、湿地、园林以及文体娱乐等设施，具体设计时应综合考虑景观设计的特色、社区友好和生态友好、景观风格以及设计与维护的成本，同时提升地下式污水处理厂的生态环境价值及社会经济价值。
结束语
随着城市化进程的加快和土地集约利用概念的发展，地下污水处理厂在中国迅速得到推广。在肯定其节约用地、环境友好、有利于冬季脱氮、能够提高周边土地价值等优点的前提下，也应该清醒的认识到其施工过程、逃生疏散、防洪防涝、基建投资等方面存在的不利因素。在设计过程中，我们还必须改变传统污水处理厂的设计思路，从过程导向到专业导向。重点考虑防洪防涝、运行维护、巡视检修、照明通风等方面的细节设计。
参考文献：
[1]孙世昌，汪翠萍，王凯军.地下式污水处理厂的研究现状及关键问题探讨[J].给水排水，2016，52（06）：37-41.
[2]邵彦青，侯锋，薛晓飞，李艳萍，庞洪涛，穆永杰.马来西亚Pantai地下式污水处理厂工程设计特点[J].给水排水，2014，50（09）：24-27.
论文作者:李光倜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/29
标签：污水处理论文; 地下论文; 污水论文; 工艺论文; 污泥论文; 地上论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第5期论文;