地下式污水處理廠于城鎮(zhèn)規(guī)劃中價值提升方法

褚明興 張 婧

(長春市城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院，吉林 長春 130000)

0 引言

伴隨社會進步與城鎮(zhèn)化進程的加快，城鎮(zhèn)的中心城區(qū)范圍逐漸擴大，原城鎮(zhèn)郊區(qū)逐漸變?yōu)橹行某菂^(qū)，相應形成了較高建筑密度的商業(yè)區(qū)與居住區(qū)等。城鎮(zhèn)化也是城鎮(zhèn)居民比例提升的過程，對配套的市政基礎設施要求也隨之提高，作為水生態(tài)系統(tǒng)重要組成的污水處理廠，既是城鎮(zhèn)水環(huán)境衛(wèi)生的守衛(wèi)者，同時，其產(chǎn)生的噪聲、臭氣又是城鎮(zhèn)的潛在二次污染源。面對城鎮(zhèn)用地日趨緊張、污水處理廠位置逐漸城市中心化、居民對生活環(huán)境要求日益提高、國家對生態(tài)保護日愈加強，具有占地面積小、噪聲及臭味污染小等優(yōu)點的地下式污水處理廠正逐步得以推廣。城鎮(zhèn)規(guī)劃階段，應通過選用污染物處理效率高且穩(wěn)定、占地面積小的污水處理工藝，精細選址并合理劃定影響控制范圍，以及污水處理廠場地協(xié)同利用，減小地下式污水處理廠用地，降低對周邊用地類別的限制，綜合利用場地，進一步提升項目生態(tài)環(huán)境價值與社會經(jīng)濟價值。

1 地下式污水處理廠水處理工藝選擇

污水處理廠水處理工藝應根據(jù)受納水體的環(huán)境容量、設計進出水水質(zhì)指標等因素確定，當前污水處理廠普遍采用GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準的一級A標準，伴隨水污染預防與治理力度逐漸加大，以及地表水水質(zhì)的高要求，DB 11/890—2012北京市污水處理廠水污染物排放標準中B標準也逐漸被各城市推廣運用。對于地下式污水處理廠，目前應用較多的水處理主體工藝為MBR工藝、A2O及其改良工藝、MBBR工藝，不同工藝各有千秋，為保證出水水質(zhì)、減少占用城市寶貴的土地與空間資源，選擇污染物去除率高、處理效能穩(wěn)定、占地面積小的工藝具有重要意義。

MBR工藝，由于超濾膜的截留作用，其可實現(xiàn)水力停留時間與污泥停留時間的物理分離，進而使膜生物反應池具有較高的污泥濃度，一般控制在6 000 mg/L～10 000 mg/L，因此可以具有較小的容積，同時，其可省去常規(guī)處理工藝的二次沉淀池，以及混合反應沉淀池、濾池等深度處理設施，進而使整個污水處理廠箱體占地面積較小。有利有弊，MBR工藝的膜組件在運行過程中容易污染，進而使膜通量降低，需要定期進行水力沖洗、化學清洗以及更換膜組件，其抽吸出水也是能耗方面的重要支出，運行維護及膜組件安裝、更換成本較高。

對A2O及其改良工藝而言，工藝設備相對簡單，日常運行及維護成本較低。不過，生化反應池內(nèi)活性污泥濃度相對較低，為保證較高的污染物去除率及穩(wěn)定的水處理效果，需要較長的水力停留時間，相應生化池平面尺寸較大，再加上二次沉淀池，以及混合反應沉淀池、濾池等深度處理構(gòu)筑物，整個箱體占地面積大的特點就尤為明顯，項目建設中工程措施費用也有所提高。

MBBR工藝，由于生物膜的存在，抗沖擊負荷能力強，反應池內(nèi)活性污泥濃度一般可以等效為8 000 mg/L～12 000 mg/L，是傳統(tǒng)活性污泥法污泥濃度的2倍～3倍，相對而言，整個地下箱體的平面占地較小[1]。但是，相較A2O及其改良工藝，MBBR建設期投入較大，后續(xù)需加強對填料上生物膜的運行管理。

地下式污水處理廠多建于用地緊張、人口稠密或環(huán)境敏感區(qū)等區(qū)域，針對城鎮(zhèn)土地價值日益提升的趨勢，以及污水處理廠出水水質(zhì)要求愈來愈高的態(tài)勢，且伴隨BOT及PPP模式的推廣，減少了政府的一次性投資，建議地下式污水處理廠優(yōu)先選用以MBR及MBBR等作為主體的占地面積較小、且具有穩(wěn)定水處理效能的污水處理工藝。

2 地下式污水處理廠規(guī)劃選址及影響控制范圍劃定

通常情況下，污水處理廠規(guī)劃選址中，水處理工藝尚未確定，無項目環(huán)境影響評價報告，考慮將污水作為原料，在處理過程中由于自然逸散、曝氣、攪拌等各個環(huán)節(jié)均可能產(chǎn)生有害物質(zhì)(氨、硫化氫、臭氣、甲烷以及帶有致病微生物飛沫等)，需要根據(jù)污水處理廠的規(guī)模確定衛(wèi)生防護距離[2]。實際上，對于污水處理廠，臭氣的源頭主要位于預處理區(qū)、污泥處理區(qū)，噪聲的源頭主要為鼓風機房，很多項目在工程啟動、進行環(huán)境影響評價后，根本無需用地紅線外預留的全部衛(wèi)生防護距離，而先前劃定的影響控制范圍又難以調(diào)整為其他類別用地，無形中阻礙了土地資源的優(yōu)化配置。尤其，對于地下式污水處理廠，密封性能好，臭氣在箱體內(nèi)經(jīng)過收集處理后有組織排放，對周圍環(huán)境影響很小；同時，由于設備操作層封閉，結(jié)合采用噪聲小的鼓風機，噪聲污染對周圍環(huán)境影響更小。因此，就衛(wèi)生防護距離而言，相對于地面污水處理廠，地下式污水處理廠可以更小。

為充分發(fā)揮土地綜合利用價值及社會經(jīng)濟效益，地下式污水處理廠在城鎮(zhèn)規(guī)劃選址中，除考慮便于污水再生利用、符合供水水源防護要求、良好的工程地質(zhì)及防洪排澇條件、有擴建的可能等因素[2]，應結(jié)合城市總體規(guī)劃、排水工程專項規(guī)劃、污水管網(wǎng)敷設情況、道路規(guī)劃、匯水區(qū)豎向規(guī)劃、受納水體位置及環(huán)境容量、可選廠址，確定處理水水質(zhì)標準，優(yōu)選水處理工藝，于規(guī)劃階段進行項目環(huán)境影響評價，確定規(guī)劃選址及影響控制范圍。

3 地下式污水處理廠場地協(xié)同設計

地下式污水處理廠主要為半地下及全地下兩種形式，由于水處理構(gòu)筑物位于地面以下且密閉性較好，臭氣及噪聲污染可以得到很好控制，因此為其周邊及自身用地的多功能開發(fā)提供了可能。T/CAEPI 23—2019地下式城鎮(zhèn)污水處理廠工程技術指南提出，位于用地緊張地區(qū)、人口稠密地區(qū)或環(huán)境敏感區(qū)等的建設宜選擇建設地下式污水處理廠，針對地面層的設計建設，應統(tǒng)籌兼顧地下廠區(qū)，與生態(tài)綜合體有機結(jié)合，可進行景觀生態(tài)、公共服務、能源回收等多種形式的綜合利用，景觀生態(tài)可包括空間綠化、人工濕地等，充分營造綠色生態(tài)的自然環(huán)境；公共服務可包括居民運動休閑場所、公共藝術空間、科普與科研基地、觀光農(nóng)業(yè)等；能源綜合回收可包括水源熱能、太陽能、風能等回收利用[3]。

面對寸土寸金的城鎮(zhèn)，進行地下式污水處理廠規(guī)劃設計時，要充分發(fā)揮污水處理廠用地的生態(tài)環(huán)境效益、社會經(jīng)濟效益與科普教育效能，如貴陽市彭家灣五里沖棚戶區(qū)改造污水處理綜合工程地面為公園，地下1層為商業(yè)用房和機械停車庫，地下2層為公交首末站及其附屬用房，地下3層，4層為污水處理廠[4]，將污水處理、景觀提升、休閑購物、交通出行綜合于一體。此外，可以利用水廠用地構(gòu)建綠色生態(tài)鏈體系，如對污水中熱能加以利用，將污水源熱泵房與水廠合建，為臨近建筑進行供暖或制冷服務；對污水處理廠內(nèi)生物甲烷進行利用，將生物質(zhì)發(fā)電站與水廠合建，實現(xiàn)污水處理與電力聯(lián)產(chǎn)。

具體規(guī)劃工作中，針對地下式污水處理廠場地協(xié)同設計，建議與規(guī)劃選址相結(jié)合，同步進行環(huán)境影響評價工作，考慮鄰避效應的同時，使水廠用地盡可能容納水質(zhì)凈化、污水熱能利用、生物質(zhì)能源利用、公園、濕地、停車場、文化展館、體育館等多種形式，使景觀生態(tài)、公共服務、能源回收等多種功能融為一體，提升項目社會經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

城鎮(zhèn)規(guī)劃中，地下式污水處理廠應優(yōu)先選用MBR，MBBR等作為主體的處理效能穩(wěn)定、占地面積較小的水處理工藝，此外，在環(huán)境影響評價的基礎上，精細選址及劃定影響控制范圍，充分進行場地協(xié)同設計，從而高效利用和挖掘土地及空間資源，提升項目生態(tài)環(huán)境價值與社會經(jīng)濟效益。