這座城12年“狂建”14廠！地埋式污水廠憑什么這么火？
時間：2022-06-16
來源：凈水技術
導 讀
“經過12年的建設和運營，廣州目前已擁有14座地埋式（含半地埋）污水處理廠。”廣州水務局5月24日通報。
據悉，廣州在2010年建成首座地埋式污水處理廠——京溪凈水廠。截至2022年5月，廣州已累計建成地埋式(含半地埋)污水處理廠14座，總處理規(guī)模達到204萬噸/日，按地埋式(含半地埋)污水處理廠處理能力計算，已達到全國第一，成為全國最大規(guī)模“地下水工廠群”。
其實，“癡迷”于地埋式污水廠的又何止廣州一地。
隨著城市化高速發(fā)展和環(huán)境治理力度的不斷加大，地下空間勘探、污水處理技術也在不斷提升，我國地埋式污水廠的體量與規(guī)模出現了爆發(fā)式增長。
截止“十三五”末，全國已建在建的地埋式污水廠近200余座。2022年更是“遍地開花”——
“江蘇省處理規(guī)模最大的全地下式污水處理廠項目進展順利 ”
“浙江省最大地埋式污水處理廠改造工程復工”
“山東首個全地埋式污水處理廠BOT項目即將落戶濟南”
“西北最大地埋式污水處理廠改擴建項目正式通水”
不難看出，面對傳統(tǒng)污水處理廠建設的用地、環(huán)保等問題，地埋式污水處理廠順應經濟社會的發(fā)展，已成為一種趨勢，開始展現出其獨特的適應性。
01
地埋式污水廠的構建特點、優(yōu)勢及弊端
1、地埋式污水處理廠的構造特點
地埋式污水處理廠是地下污水處理廠的另一種術語稱呼。
目前我國已經產生的地下污水處理廠有關術語還有：全/半地埋式污水處理廠、全/半地下式污水處理廠、下沉式污水處理廠、全封閉式污水處理廠等。
地埋式污水處理廠是將污水處理構筑物和輔助建筑物的整體或部分設置在自然形成或人工開挖的地下，形成一個能夠滿足污水污泥處理需要的工廠。
這種地埋式污水處理廠采用雙層地下結構，日常檢查、操作、維護等活動均可在地下進行。
地埋式污水處理廠主要有兩個構造特點：主要生產區(qū)域及構筑物位于地下；日常的操作維護活動均在地下空間進行。
地埋式污水處理廠構筑物及其它輔助建筑物位于地面以下的空間，廠區(qū)地上可建成停車場、辦公樓、公園及綠化景觀等。池體為“雙層加蓋”的形式，滿足除臭要求，并將池面的維護空間加蓋隔絕于地下，創(chuàng)造良好的地面環(huán)境。
通常，地埋式污水處理廠負一層為主要操作層，負二層是管廊層及部分設施設備層，地面還會布置加藥罐體、排風塔、輔助用房等其它輔助生產設施。
2、地埋式污水處理廠的優(yōu)勢
運行穩(wěn)定，受外部環(huán)境影響小。
傳統(tǒng)污水處理廠受溫度影響較大，生物處理單元可能因低溫降低運行效果，建筑材料的熱脹冷縮也會在氣溫變化較大時引起管線系統(tǒng)故障。地埋式污水處理廠相對溫度比較恒定，更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
杜絕二次污染，避免鄰避效應。
主要構筑物建在地面以下，通過系統(tǒng)設計，可有效隔絕臭氣、噪聲等二次污染，避免了傳統(tǒng)污水處理廠的鄰避效應。
結構緊湊，節(jié)省占地。
為減少建設難度和投資成本，地埋式污水處理廠多采用占地面積較小的工藝，尋求地下空間開發(fā)，布局緊湊，占地一般為傳統(tǒng)污水處理廠的1/3~1/2。
地上空間多用途開發(fā)，提升土地資源價值。
地埋式污水處理廠的地面空間用途廣泛，可以建設公園綠地、文體娛樂設施，或科普館、停車場等其他公共服務設施等，綜合性提升土地開發(fā)利用價值。
3、地埋式污水處理廠的“三高”問題
污水廠本身的單位建設成本較高。
有研究表明，在扣除征地、拆遷等其他費用后的工程直接費，噸水投資約為4000~6000元（以10萬噸/日規(guī)模計），比傳統(tǒng)地上污水處理廠直接投資高1/3~1/2。
運行中通風除臭、照明能耗較高。
為了保證地下工作人員的健康，需要增加通風除臭、照明等設備，在投入使用后，運行成本較高。
運行管理水平和應急響應能力要求高。
地式污水處理廠作業(yè)空間相對有限，對技術工藝集成運行要求相對較高，對有毒有害氣體、污水泄漏等安全事故的應急管理能力要求非常高，需要重點關注。
02
地埋式污水處理廠建設運行經驗
因地埋式污水處理廠節(jié)約土地、控制噪聲臭氣、美化自然景觀等優(yōu)勢，挪威、荷蘭、韓國、美國、法國等國家均建設了較多的地埋式污水處理廠，并且都取得了巨大的環(huán)境、經濟效益。
國外地埋式污水處理廠建設數量較多，發(fā)展時間較長，其在建設運行方面的經驗值得國內地埋式污水處理廠建設運行借鑒。
1、地下構筑物集約化程度要求高
地下箱體的尺寸決定了整體土建的工程費用，因此地埋式污水處理廠構筑物的集約化程度要求非常高，以盡可能地減少工程的土建投資。
2、地埋式污水處理廠人員、車輛通道需合理布置
由于設備均位于地下，檢修難度較地面式污水處理廠高出許多，若不對人員、車輛通道進行合理布局，則無形中增加了建成后運行的難度。
如挪威奧斯陸VEAS污水處理廠單獨設置了不同高度的人員通道、車輛通道，以滿足廠區(qū)運行的需要。
3、除臭設施非常重要
韓國大邱智山污水處理廠由于未設置除臭設施，導致其箱體內和頂部公園均有較大異味，失去了地埋式污水處理廠改善周邊環(huán)境的作用。
因此，韓國在之后的地埋式污水處理廠加強了除臭和通風處理，解決了地埋式污水處理廠的臭味問題。
4、須配備較完善的消防設施
地下整體箱體式污水廠由于設置于地下或隧洞內，處理構筑物箱體或隧道尺寸巨大，消防逃生距離遠，為防患于未然，配備完善的消防設施是地埋式污水處理廠的必然需要。
5、通風、照明能耗相對較大
由于地下整體箱體式污水廠設置于地下或隧洞內，因此自然通風和采光受到很大影響，機械強制通風和照明均會帶來較大的能耗。
韓國仁川污水廠為此在頂部設置較多的采光帶，同時地下箱體內的通風類似隧道內的通風機，由一端吹向另一端，可以減少照明和通風能耗。
03
地埋式污水處理廠運行維護難點及對策
1、生化池無法觀測曝氣情況、無法取樣
一般來說，由于生化池位于地下，表面被覆蓋，故對于反應池的曝氣情況、污泥的形態(tài)情況不能做到直觀的肉眼觀看，僅靠在線監(jiān)測儀表來反映實際工藝情況，不能直觀的指導工藝調控的準確性，給生化池工藝調整帶來了相當大的難度，比如無法取樣、不能準確看到污泥老化浮泥的數量、不能準確掌握曝氣盤損壞的情況等。
針對此問題可考慮在生化池增加取樣孔、觀測孔，并利用便攜式檢測儀定期對生化池各個點位的DO、MLSS、ORP等進行檢測，輔助工藝調整。
2、膜組器無離線清洗位置
在近些年興起的地埋式污水處理廠中，MBR憑借其優(yōu)勢而被廣泛應用。據不完全統(tǒng)計，有60%以上的地埋式污水處理廠都采用了該工藝。
MBR 系統(tǒng)運行后，需根據膜污染情況對膜組器進行一定程度的清洗。但部分地埋式污水廠在建設時并未預留離線清洗位置，故無清洗位置，導致無法進行深度膜組器的清洗。
為方便膜組器離線清洗，可在膜池區(qū)域新增了膜組器離線清洗位置，該區(qū)域位于膜區(qū)中間位置，可方便膜組器的來回調動，同時，可用塑料布將該區(qū)域的周圍墻壁遮蓋，以防止洗膜時污水飛濺污染墻壁。
3、淹水事故需時時關注，時時治理
因地埋式污水處理廠構筑物標高低于自然地面，故防止淹水事故的發(fā)生是地埋式污水廠必須時時關注的。
特別是雨季、突然停電及設施設備失靈等情況下，稍有不慎，淹水水事故隨即發(fā)生，污水廠癱瘓，污水將外溢至各處。
進水閘門是防淹水事故的第一道屏障。事故狀態(tài)下，基本完全依賴于緊急關斷閥，若在突發(fā)狀況下閘門失靈或閘門故障，將很難避免水廠被淹。一般來說，運行中進水閘門常見問題主要有以下幾個：
開關行程標定不準；
電機功率不夠導致啟閉過程中電機發(fā)熱嚴重；
戶外環(huán)境不佳導致執(zhí)行器失靈；
斷電情況下，閥門的關閉無法得到保障。
針對這些問題，污水廠可以對進水閘門進行優(yōu)化控制，主要措施如下：
重新標定行程，更換損壞的部件。
根據實際運行要求將攔河閘電機更換為大功率電機，從而保證了上游全截污，雨季安全泄洪的要求。
加強廠外進水閘門的維護保養(yǎng)，定期加注絲桿潤滑脂，對銹蝕嚴重的部位進行強制潤滑，確保閘門時刻處于完好狀態(tài)。
加裝UPS保護電源，保障能在斷電的情況下有備用電源實現閥門的關閉。
增加出水流量為0時，進水閥門自動關閉的聯(lián)動保護。
優(yōu)化閥門的控制模式。管道閘閥微調控制流量，附壁閥閥門進行截流操作。
設置獨立于自控系統(tǒng)的粗格柵前液位、排水泵井液位及膜池液位報警裝置，并定期進行報警系統(tǒng)測試。
4、地下有限空間管理問題
地下有限空間作業(yè)因作業(yè)環(huán)境情況復雜、有限空間狹小、通風不暢、有毒有害氣體易積聚及照明、通信不暢等給正常作業(yè)和救援工作造成極大的困難，危險性大，中毒后甚至會瞬間致人死亡。
為減少此類安全事故的發(fā)生，可從以下幾方面來加強對有限空間的管理:
增加標識標牌，強化職工培訓；
配置正壓式空氣呼吸器、防毒面具、便攜式氣體檢測儀等應急物資；
在有毒有害氣體易富集、空氣流通性差的地方安裝在線CH4儀、H2S儀。
5、其他問題及相應對策
對高壓風機無起吊裝置無法進行維修的情況，可自制簡易吊架以解決維修難題。
對地埋式污水處理廠配電室濕度大的問題，可將配電室內濕度從裝機前的RH=50～70%降低至RH=20～30%。
04
結語
地埋式污水處理廠的發(fā)展，不僅可以解決土地緊缺的問題，也實現了全方位的自動化，契合我國水務行業(yè)數字化、智慧化轉型的大方向。目前，地埋式污水處理技術在實際應用過程中取得了較好的成效，也使其應用范圍不斷擴大。
但有一說一，地埋式污水處理廠技術應用過程中還存在一些不足之處。在標準不斷提升的當下，地埋式污水處理廠只有不斷地技術優(yōu)化革新，才可以更好地滿足當前的需求。
同時，地埋式污水處理廠的建設應充分結合地區(qū)發(fā)展實際需求，避免“盲目”。只有因地制宜地制定可行性方案，才能最大限度地發(fā)揮地埋式污水處理廠的優(yōu)勢。
