某市污水深隧收集與污水污泥集中處置策劃研究

徐薇，劉華超，韓強(qiáng)，趙日祥

（1.濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250101；2.山東電力工程咨詢?cè)河邢薰荆綎| 濟(jì)南 250013）

1 背景

為有效解決因城市發(fā)展建設(shè)而帶來的淺層排水系統(tǒng)不滿足排水標(biāo)準(zhǔn)要求的問題，近幾十年來，在一些發(fā)達(dá)國家先進(jìn)城市，尤其是那些人口密集、空間擁擠的城市，采用深隧方式解決城市內(nèi)澇和治理水污染已成為趨勢(shì)。在主城區(qū)，人口密集、空間擁擠，淺層地下空間有限，僅靠淺層排水系統(tǒng)的改造，不能滿足排水系統(tǒng)改造的要求。因此，考慮借鑒國內(nèi)外深隧建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)，在充分發(fā)揮現(xiàn)有的排水系統(tǒng)和河流水系作用的基礎(chǔ)上，規(guī)劃建設(shè)深隧進(jìn)行排水，并將污水污泥集中處理。

2 必要性分析

“深隧”，即深層隧道排水系統(tǒng)，是指埋設(shè)在深層地下空間（一般是指地面以下超過30m 深度的空間）的大型排水隧道，直徑一般為3 ～10m。通過深隧排水系統(tǒng)的建設(shè)，將主城區(qū)的污水集中收集到城市下游，并進(jìn)行污水污泥集中處理，具有重要的意義：

（1）是增加污水廠污水處理能力的需要。城區(qū)內(nèi)河道沿岸現(xiàn)狀及規(guī)劃城市污水處理廠站用地緊張，在原址不易擴(kuò)建，征地拆遷難度大、費(fèi)用高，難以滿足日益增長(zhǎng)的污水處理需求，因此，考慮將污水沿河道集中收集至城區(qū)下游集中處理。

（2）是進(jìn)一步提高污水處理出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足河道生態(tài)補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的需要。為進(jìn)一步提高河道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，遵循環(huán)保督查整治要求，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)達(dá)到IV類目標(biāo)，同時(shí)，給市區(qū)河道生態(tài)景觀補(bǔ)水，需提高污水處理出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，增建濕地等輔助處理單元，這也需要大量的用地,現(xiàn)有污水處理廠用地難以滿足。

3 是解決污泥集中處置問題的需要

由于現(xiàn)狀及規(guī)劃污水處理廠布置分散，污泥處置成本高，運(yùn)輸路線對(duì)沿途環(huán)境影響大，污泥的處置一直沒有得到有效的解決。在下游集中設(shè)置污水處理廠，同時(shí)，建設(shè)污泥集中處置設(shè)施，將產(chǎn)生的污泥進(jìn)行無害化、穩(wěn)定化、減量化和資源化處置，促進(jìn)污泥的資源化利用，大幅降低污水處理廠能源消耗，加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

4 提升城區(qū)河道沿線發(fā)展品質(zhì)的需要

城區(qū)河道兩岸規(guī)劃用地以居住用地為主、商業(yè)用地為輔。置換沿線的分散污水處理設(shè)施用地，到下游集中設(shè)置污水處理廠，有助于提高區(qū)域整體環(huán)境，提升城市的品質(zhì)。

綜上所述，將污水收集至河道城區(qū)下游集中處理，能夠增加污水處理能力，提高污水處理出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)水資源循環(huán)高效利用，保障河道水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)污泥集中處置以及提升河道沿線環(huán)境品質(zhì)，促進(jìn)河道沿岸由目前低附加值的工業(yè)制造為主的舊動(dòng)能產(chǎn)業(yè)向高品質(zhì)的科技研發(fā)、旅游休閑為主的新動(dòng)能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換，因此，是十分必要的。

5 系統(tǒng)方案

深層排水隧道從功能上分，主要分為污染控制隧道、洪澇控制隧道、多功能調(diào)蓄隧道。某市的問題主要是污水處理能力不足、溢流污染、水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題，因此，考慮沿主要河道設(shè)置污染控制主隧道系統(tǒng)（污水深隧+終端集中式污水廠+再生水深隧）。

深隧收集系統(tǒng)：由主隧道及二級(jí)收集管涵系統(tǒng)組成。深隧總長(zhǎng)度約40km，管徑3 ～6m，主要收納現(xiàn)狀及規(guī)劃的河道沿線12 處城市污水處理廠所處理的污水量約140 萬t/d，同時(shí)考慮老城區(qū)60 萬t/d 規(guī)模合流雨水量。結(jié)合城市地下空間規(guī)劃和軌道交通建設(shè)規(guī)劃，深隧的建設(shè)只能設(shè)置在地鐵下面，距地面大約30m 左右的位置。

終端處理系統(tǒng)：在深隧收集系統(tǒng)末端建設(shè)綜合污水處理廠、污泥處理處置中心及生態(tài)濕地公園。集成全球先進(jìn)技術(shù)，打造引領(lǐng)未來的污水處理概念廠，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)、能源回收、物質(zhì)循環(huán)、環(huán)境友好四大目標(biāo)。污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模200 萬t/d，出水水質(zhì)為地表水Ⅳ類。污泥處理處置中心設(shè)計(jì)規(guī)模1500t/d。

再生水回用系統(tǒng)：在濕地公園下游建設(shè)取水泵站，取水規(guī)模100 萬t/d；輸水隧道直徑3.5m，長(zhǎng)度35km，與污水收集隧道同步實(shí)施。再生水可作為城區(qū)河道景觀補(bǔ)水的水源,同時(shí)滿足沿線工業(yè)用水需求。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目建成后，城區(qū)現(xiàn)有及規(guī)劃污水處理廠可騰空建設(shè)用地1000 多畝，土地收益可觀，同時(shí)，可置換河道補(bǔ)水、工業(yè)用水100 萬t/d，基本平衡項(xiàng)目建設(shè)投資。

6.2 環(huán)境效益

置換沿線的分散污水處理設(shè)施用地，有助于提高沿線環(huán)境品質(zhì)，促進(jìn)沿岸由目前低附加值的工業(yè)制造為主的舊動(dòng)能產(chǎn)業(yè)向高品質(zhì)的科技研發(fā)、旅游休閑為主的新動(dòng)能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換。結(jié)合濕地打造郊野旅游度假區(qū)，能夠提升區(qū)域環(huán)境，提升城市品質(zhì)。

6.3 社會(huì)效益

（1）節(jié)約水資源：置換河道補(bǔ)水、工業(yè)用水用地表水，節(jié)約常規(guī)水資源100 萬t/d。

（2）綠色低碳，節(jié)能減排：200 萬t 污水可提熱757MW，按40w/m2計(jì)算，可供1900 萬m2的建筑供熱。污水廠沼氣產(chǎn)量約8.6 萬Nm3/d，除部分自用于鍋爐燃料外，可提純產(chǎn)生天然氣用作汽車燃料或發(fā)電。考慮沼氣發(fā)電和光伏發(fā)電，污水廠30% 用電量可實(shí)現(xiàn)自給循環(huán)利用。另外，污水廠每天可產(chǎn)生270t 生態(tài)顆粒物，用于園林綠化、生態(tài)農(nóng)業(yè)。

（3）建設(shè)濕地公園，提高城市防洪除澇能力，保障城市安全。

（4）集成全球先進(jìn)技術(shù)，反應(yīng)未來需求和理念，綠色低碳，打造引領(lǐng)未來的污水處理概念廠，提高某市的污水處理能力和水平，具有良好的社會(huì)效益。