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(shù)
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“經(jīng)過12年的建設(shè)和運(yùn)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(wù)局5月24日通報(bào)。
據(jù)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(jì)建成地埋式(含半地埋)污水處理廠14座，總處理規(guī)模達(dá)到204萬噸/日，按地埋式(含半地埋)污水處理廠處理能力計(jì)算，已達(dá)到全國第一，成為全國最大規(guī)模“地下水工廠群”。
其實(shí)，“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(shù)也在不斷提升，我國地埋式污水廠的體量與規(guī)模出現(xiàn)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(xiàng)目進(jìn)展順利 ”
“浙江省最大地埋式污水處理廠改造工程復(fù)工”
“山東首個全地埋式污水處理廠BOT項(xiàng)目即將落戶濟(jì)南”
“西北最大地埋式污水處理廠改擴(kuò)建項(xiàng)目正式通水”
不難看出，面對傳統(tǒng)污水處理廠建設(shè)的用地、環(huán)保等問題，地埋式污水處理廠順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，已成為一種趨勢，開始展現(xiàn)出其獨(dú)特的適應(yīng)性。
01
地埋式污水廠的構(gòu)建特點(diǎn)、優(yōu)勢及弊端
1、地埋式污水處理廠的構(gòu)造特點(diǎn)
地埋式污水處理廠是地下污水處理廠的另一種術(shù)語稱呼。
目前我國已經(jīng)產(chǎn)生的地下污水處理廠有關(guān)術(shù)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(gòu)筑物和輔助建筑物的整體或部分設(shè)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(jié)構(gòu)，日常檢查、操作、維護(hù)等活動均可在地下進(jìn)行。
地埋式污水處理廠主要有兩個構(gòu)造特點(diǎn)：主要生產(chǎn)區(qū)域及構(gòu)筑物位于地下；日常的操作維護(hù)活動均在地下空間進(jìn)行。
地埋式污水處理廠構(gòu)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(hù)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(fù)一層為主要操作層，負(fù)二層是管廊層及部分設(shè)施設(shè)備層，地面還會布置加藥罐體、排風(fēng)塔、輔助用房等其它輔助生產(chǎn)設(shè)施。
2、地埋式污水處理廠的優(yōu)勢
運(yùn)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(yùn)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(yùn)行。
杜絕二次污染，避免鄰避效應(yīng)。
主要構(gòu)筑物建在地面以下，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(yīng)。
結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省占地。
為減少建設(shè)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(jià)值。
地埋式污水處理廠的地面空間用途廣泛，可以建設(shè)公園綠地、文體娛樂設(shè)施，或科普館、停車場等其他公共服務(wù)設(shè)施等，綜合性提升土地開發(fā)利用價(jià)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(shè)成本較高。
有研究表明，在扣除征地、拆遷等其他費(fèi)用后的工程直接費(fèi)，噸水投資約為4000~6000元（以10萬噸/日規(guī)模計(jì)），比傳統(tǒng)地上污水處理廠直接投資高1/3~1/2。
運(yùn)行中通風(fēng)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(fēng)除臭、照明等設(shè)備，在投入使用后，運(yùn)行成本較高。
運(yùn)行管理水平和應(yīng)急響應(yīng)能力要求高。
地式污水處理廠作業(yè)空間相對有限，對技術(shù)工藝集成運(yùn)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(yīng)急管理能力要求非常高，需要重點(diǎn)關(guān)注。
02
地埋式污水處理廠建設(shè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)
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(shè)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(jīng)濟(jì)效益。
國外地埋式污水處理廠建設(shè)數(shù)量較多，發(fā)展時間較長，其在建設(shè)運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)值得國內(nèi)地埋式污水處理廠建設(shè)運(yùn)行借鑒。
1、地下構(gòu)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(fèi)用，因此地埋式污水處理廠構(gòu)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(shè)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(jìn)行合理布局，則無形中增加了建成后運(yùn)行的難度。
如挪威奧斯陸VEAS污水處理廠單獨(dú)設(shè)置了不同高度的人員通道、車輛通道，以滿足廠區(qū)運(yùn)行的需要。
3、除臭設(shè)施非常重要
韓國大邱智山污水處理廠由于未設(shè)置除臭設(shè)施，導(dǎo)致其箱體內(nèi)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(qiáng)了除臭和通風(fēng)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(shè)施
地下整體箱體式污水廠由于設(shè)置于地下或隧洞內(nèi)，處理構(gòu)筑物箱體或隧道尺寸巨大，消防逃生距離遠(yuǎn)，為防患于未然，配備完善的消防設(shè)施是地埋式污水處理廠的必然需要。
5、通風(fēng)、照明能耗相對較大
由于地下整體箱體式污水廠設(shè)置于地下或隧洞內(nèi)，因此自然通風(fēng)和采光受到很大影響，機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)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(shè)置較多的采光帶，同時地下箱體內(nèi)的通風(fēng)類似隧道內(nèi)的通風(fēng)機(jī)，由一端吹向另一端，可以減少照明和通風(fēng)能耗。
03
地埋式污水處理廠運(yùn)行維護(hù)難點(diǎn)及對策
1、生化池?zé)o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(yīng)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(shí)際工藝情況，不能直觀的指導(dǎo)工藝調(diào)控的準(zhǔn)確性，給生化池工藝調(diào)整帶來了相當(dāng)大的難度，比如無法取樣、不能準(zhǔn)確看到污泥老化浮泥的數(shù)量、不能準(zhǔn)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(diǎn)位的DO、MLSS、ORP等進(jìn)行檢測，輔助工藝調(diào)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(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(yùn)行后，需根據(jù)膜污染情況對膜組器進(jìn)行一定程度的清洗。但部分地埋式污水廠在建設(shè)時并未預(yù)留離線清洗位置，故無清洗位置，導(dǎo)致無法進(jìn)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(diào)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(guān)注，時時治理
因地埋式污水處理廠構(gòu)筑物標(biāo)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(guān)注的。
特別是雨季、突然停電及設(shè)施設(shè)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(jìn)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(guān)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(yùn)行中進(jìn)水閘門常見問題主要有以下幾個：
開關(guān)行程標(biāo)定不準(zhǔn)；
電機(jī)功率不夠?qū)е聠㈤]過程中電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重；
戶外環(huán)境不佳導(dǎo)致執(zhí)行器失靈；
斷電情況下，閥門的關(guān)閉無法得到保障。
針對這些問題，污水廠可以對進(jìn)水閘門進(jìn)行優(yōu)化控制，主要措施如下：
重新標(biāo)定行程，更換損壞的部件。
根據(jù)實(shí)際運(yùn)行要求將攔河閘電機(jī)更換為大功率電機(jī)，從而保證了上游全截污，雨季安全泄洪的要求。
加強(qiáng)廠外進(jìn)水閘門的維護(hù)保養(yǎng)，定期加注絲桿潤滑脂，對銹蝕嚴(yán)重的部位進(jìn)行強(qiáng)制潤滑，確保閘門時刻處于完好狀態(tài)。
加裝UPS保護(hù)電源，保障能在斷電的情況下有備用電源實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉。
增加出水流量為0時，進(jìn)水閥門自動關(guān)閉的聯(lián)動保護(hù)。
優(yōu)化閥門的控制模式。管道閘閥微調(diào)控制流量，附壁閥閥門進(jìn)行截流操作。
設(shè)置獨(dú)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(bào)警裝置，并定期進(jìn)行報(bào)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(fù)雜、有限空間狹小、通風(fēng)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(xiǎn)性大，中毒后甚至?xí)查g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(qiáng)對有限空間的管理:
增加標(biāo)識標(biāo)牌，強(qiáng)化職工培訓(xùn)；
配置正壓式空氣呼吸器、防毒面具、便攜式氣體檢測儀等應(yīng)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(yīng)對策
對高壓風(fēng)機(jī)無起吊裝置無法進(jìn)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(nèi)濕度從裝機(jī)前的RH=50～70%降低至RH=20～30%。
04
結(jié)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(shí)現(xiàn)了全方位的自動化，契合我國水務(wù)行業(yè)數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型的大方向。目前，地埋式污水處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中取得了較好的成效，也使其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。
但有一說一，地埋式污水處理廠技術(shù)應(yīng)用過程中還存在一些不足之處。在標(biāo)準(zhǔn)不斷提升的當(dāng)下，地埋式污水處理廠只有不斷地技術(shù)優(yōu)化革新，才可以更好地滿足當(dāng)前的需求。
同時，地埋式污水處理廠的建設(shè)應(yīng)充分結(jié)合地區(qū)發(fā)展實(shí)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。
