摘要：近年来，我国的土地资源十分短缺，为了节省土地资源，地下污水处理厂在我国渐渐风靡。对地下式污水厂同地上式污水厂进行多方位比较，总结了地下式污水厂的特点，并对地下污水处理厂建设的难点提出解决思路，供参考、借鉴、探讨。
关键词：地下；污水处理厂；建设特点；建设难点
1.地下污水处理厂概述
近年来为改善城市水污染状况，优化生活和投资环境，各地均加快污水处理设施的建设步伐，不同工艺类型、处理规模的污水处理厂纷纷涌现。目前，我国大多数污水处理厂建设均采用传统地上式。随着我国城市化水平和对环境要求的提高，特别是对土地资源短缺、环境保护设施选址难的城市来说，污水处理厂建在地下正成为一个重要的发展方向。国外在地下污水处理厂建设方面发展较早，如美国、英国、日本、韩国、瑞典等发达国家，地下污水处理厂均取得巨大的经济、社会效益。近年来，我国在北京、广州、合肥、昆明等地陆续建成多座地下污水处理厂。地下污水处理厂突破传统污水处理厂用地观念，科学合理地利用地下空间，具有占用空间小、节约地上土地资源等优点。在节省城市开阔空间的同时，确保周围景观美观，提高周围土地价值。
2.地下污水处理厂特点
相比于传统地上污水厂，地下式污水厂具有如下特点：（1）采用箱体式结构：顶板加盖形成箱体结构，以便顶部能覆土，为顶部空间开发创造条件。（2）布置紧凑：箱体深度一般 10~15m，箱体面积增加不仅增加基坑支护范围、地基处理、土方、施工降排水等个工程量，施工难度和施工周期亦随之增加，故箱体的体量直接决定了项目的造价。因此，地下式污水厂采用紧凑型布置，通常采用连体设计，辅以立体叠加，如生化池与二沉池连体，鼓风机房、配电间等辅助生产建筑叠加在水处理构筑物上方等。（3）占地省：因采用紧凑型布置，箱体内除必要的检修、消防、交通通道外，无多余的绿化带、隔离带等，故占地面积小，其建设用地指标为 0.17~0.4m 2 /t 水，远小于地上式污水厂。（4）运行相对更稳定：因为采用箱体结构埋地设置，除受进水水质波动影响外，基本不受外部环境因素影响，且地下常年温差较传统地面式污水厂温差小，生物处理单元运行相对更稳定。（5）对外界污染小：主体水处理构筑物和辅助生产建筑物布置于封闭式的箱体内，便于对臭气进行全面收集处理，可有效控制臭气外溢；水泵、风机等主要噪声污染源均位于地下，其噪声和振动基本不会对地面建筑和居民产生干扰；黑臭污水均在封闭箱体空间内处理，不会暴漏在外，不会对周围居民造成不良视觉污染。（6）美观性好：部分通风口、采光口及综合楼等极个别建筑物建在地面上，其余均位于地下的箱体内，辅以地面层的景观绿化，整个污水厂相对隐蔽，不会对周围建筑的整体效果造成冲击，换言之，更易与周围环境融为一体。（7）投资大：因采用地埋式箱体结构，埋深较深，结构壁厚大，抗浮要求高，深基坑围护及施工过程中的降排水费用高；因采用紧凑型布置，整体施工空间有限，施工难度大、施工工期长，综合成本高，安全风险也明显加大。吨水建设成本为 4500~6500 元，为地上式污水厂的 2~3 倍。（8）运行费用高：采用地埋封闭式结构，相比地上式污水厂增加通风、照明费，这两项目的电耗可能达到全地下厂总电耗的 30%～50%。日常维护检修难度大，亦增加运营成本。（9）风险高，安全隐患大：虽然对外界的污染小，但对地下式污水厂的工作人员而言，封闭空间内的恶臭、噪声污染比地上式污水厂的工作环境更加恶劣。封闭空间的火灾隐患更大，水厂断电或是遇到强降雨时，可能会发生水倒灌、污水泄漏等情况，导致水厂存在被淹隐患。
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3.地下污水处理厂建设的难点
3.1工艺处理方案的选择
地下污水处理厂对出水水质的要求较高，一般需要达到 GB l8918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A 标准或更高标准，因此主体工艺的设计应包括二级处理和三级处理工艺。污水处理工艺的选择应充分考虑技术的可行性、经济的合理性，并依据规划用地面积、工程投资、进出水水质要求、污泥处理处置方案等综合考虑后确定。切忌将传统地面污水处理厂工艺方案简单照搬到地下。同时，考虑到地下污水处理厂今后改造的难度较大，在工艺选择和参数设定时要为远期提高排放标准留有余量。
3.2结构设计方案的优化
目前，地下式污水处理厂大多采用集约化组团式的结构设计形式，采用结构共壁技术，以减少构筑物的总体占地面积，从而降低造价。地下污水处理厂土建工程部分的投资占水厂总投资的 50％以上，较地上污水处理厂高。其中，污水处理厂埋置深度是影响土建工程投资的主要因素之一。
3.3通风与除臭设计
由于地下污水处理厂所有处理构筑物均在地面以下相对封闭的空间中，通风与除臭尤为重要，要确保地下密闭空间内的空气质量和厂区臭气排放的达标要求。地下污水处理厂产生臭气的主要地方是预处理区，包括粗格栅渠、污水提升泵房、细格栅渠、污泥储存池、污泥脱水车间等。常用的除臭工艺有天然植物液喷淋法、高能离子法、生物过滤法、化学反应法、活性炭吸附法、光氧催化法、土壤脱臭法等。这些方法在应用中各有特点和利弊，需根据污染程度、使用环境与条件综合权衡。换风次数的确定是整个通风换气（除臭）系统设计的关键。
3.4消防与安全防护
地下式污水处理厂消防设计包括总图、建筑、结构、给排水、电气和暖通等各项消防设计。相对于地上污水处理厂，地下污水处理厂消防设计需增加消防排烟设施。在安全设计方面，应重视防洪排涝问题、防爆问题以及地下污水处理厂和公共设施相连接的安全管理等问题。现行 GB 50016—2014《建筑设计防火规范》中未包含地下污水处理厂建筑物的消防类别、防火分区划分、消防系统组成等相关消防设计的具体规定，一般参照其他类别的地下建筑物进行消防设计。在没有统一标准的情况下，建议每个工程都必须征得当地消防审批部门的意见或单独进行消防性能优化设计。
3.5日常巡检技术的升级
地下污水处理厂由于其结构形式的密闭性，引起构筑物与设备的局部腐蚀、臭气收集不均匀、加盖巡检困难等一系列问题，对污水处理厂的稳定运行产生较大影响。为提高封闭式地下污水处理厂稳定运行能力，保障员工职业健康，开展污水处理厂智能化无人巡检技术的研发是十分必要的。亟需突破污水处理厂传统的巡检模式，从工艺巡检、设备巡检、安全巡检及运营健康诊断等方面，开展地下污水处理厂智能化无人巡检技术研究，并与大数据、BIM 技术结合，打造适应于地下污水处理厂的智能管控与运维平台。
结语：
污水处理厂作为城市的一个重要公共设施，首先应该保证其安全、稳定、高效地运行，而不是过渡压缩其占地，节地的代价往往是高投资高运行能耗。所以污水厂建设模式的选择需从生态可持续发展的角度出发，进行全生命周期、全过程评价，无论是地上式污水厂，还是地下式污水厂，均应朝着节能、节地、环境友方向发展。
参考文献：
[1]彦青，侯锋，薛晓飞.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（9）：24-27.
[2]张学兵，陈雯，阳佳中，等.深圳市布吉污水处理厂工程建设及设计特点[J].给水排水，2008，34（8）：25-27.
论文作者:唐华海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/11/16
标签：污水处理论文; 地下论文; 污水论文; 箱体论文; 地上论文; 结构论文; 构筑物论文; 《基层建设》2018年第26期论文;