全地下式市政污水處理廠的設計和應用分析

浙江雙益環保科技發展有限公司，浙江 嘉興 314000

在城市建設中，人們越來越重視城市環境，建設環境友好型和資源節約型的城市成為當前城市建設的重要課題。在市政污水處理過程中，應對城市水污染進行有效的處理，并保證城市污水處理效果達標，從而美化城市環境，提高資源利用率，降低污水處理成本。全地下式污水處理廠設計對城市規劃是非常重要的，然而當前還沒有相關的設計標準，也還沒有形成規范化的管理和硬性的指標，只能在實踐中不斷摸索，提升全地下式市政污水處理廠的設計水平。

1 全地下式市政污水處理廠設計要點

在市政污水處理廠建設中，更嚴格的標準和要求使污水處理廠在設計過程中可以更加規范合理。例如，在某城市污水處理廠設計中，需要按照要求處理超過90%的污水，然而現階段污水處理廠已經達到最大規模，要想進一步提升污水處理的效果和污水處理率，就需要引進先進的污水處理設備。雖然以往也出現過利用地下空間來設計污水處理廠的方式，但相對而言還比較少，僅有的全地下式污水處理廠屬于二類三級工程，其建設面積為2600～3600m3，且規模還在不斷擴大中。

在全地下式污水處理廠設計過程中，應該合理利用地下空間，對地下建筑進行規劃，提高建筑防火、防爆性能，并設置地下防水設施，使建筑的排水管道可以得到優化。在實際設計過程中，還要充分考慮經濟性原則，對成本進行合理的預算。在設計過程中，應該采用先進的設備，可以有效降低污水處理的能耗，最終達到降低成本的目的。同時，還應該盡量減少在地下污水處理廠所產生的噪聲、有害物質對環境和人們生活造成的影響，對污水進行標準化處理，以此提高資源利用率。

2 全地下式市政污水處理廠的實際案例

2.1 工程概況

某市在進行污水處理廠設計過程中，通過對當地情況的考察和研究，選擇了全地下式污水處理廠的建設，在設計規劃過程中，污水處理廠的面積為2.5hm2。該污水處理廠周邊有居民居住，最近距離200m，這樣進行布置可以更好地降低工程施工對周圍居民造成的影響，有利于保護周邊環境，還可以有效節省地上面積，利用地下空間建設污水處理廠，將污水處理、水管系統、建筑設施以及公共綠地等有效結合起來。

2.2 應用方式

在對該城市污水處理情況調查過程中發現，在建設過程中規劃建設規模為55萬～60萬m3/d，一期工程建設規模為40萬m3/d。在工程建設過程中，為了防止雨水造成二次污染，可以通過蓄水池來進行處理，蓄水池的面積規劃容積為15萬m3。在污水處理過程對水質提出要達到A類標準，水中含有的氮、磷等參數應該達到Ⅳ級，而經過處理的污泥中水含量應該不超過40%，還應該對污泥中的臭氣進行處理。

在污水廠建設過程中，相較于地上污水處理廠，在建設全地下式污水處理廠過程中，應該考慮更多的因素，因為影響其作用的因素比地上污水處理廠多，建設規范與標準也應該提高。通過對多方面的需求和標準的考慮，制訂合理的施工方案，選擇科學的施工工藝，并在平面布置與豎向設計過程中實現節能環保、降低能耗、智能化設計等目標。在污水處理工藝選擇過程中，可以考慮該城市的進水水質特點和污水處理要求，對污水的處理可以采用AA0工藝，通過低溫真空脫水干化等工藝對污泥進行處理。

（1）污水處理的流程可以分為預處理、二級生物處理、混凝沉淀以及反硝化過濾四個環節。①通過對污水進行初沉，可以先簡單處理一些有機物，降低污水中的SS濃度，然后進行生物處理。②在采用AAO生化池進行生物處理過程中，應該合理調整生化池進水點、回流點以及進水比例等。③在采用高效沉淀池和反硝化深床濾池進行污水處理過程中，可以有效提升污水處理效果，提高污水處理效率，使處理過的水質達標。④在完成該道工序之后，再利用紫外線和次氯酸鈉進行消毒，使水質更純凈。

（2）在污泥處理過程中，選擇低溫真空脫水干化工藝，可以將污泥中的含水量降低至40%以下，然后對其進行處理，可以更集約化，節省成本。在處理過程中還應該處理污泥中的臭氣，將污泥對環境的影響降到最低。

2.3 具體設計

該城市在進行地下污水處理廠的設計過程中，根據實際的位置和環境，在進行全地下式污水處理廠建設過程中，需要考慮地面綠化帶的建設，應為地面的綠化帶預留足夠的面積。對污水處理的豎直方向和平面方向上的空間進行設計和布局，從而更有效地利用空間資源。

（1）平面布局。在實際設計過程中，根據城市的規劃，在北側建立公共綠地，采用集約型污水處理設施，在污水廠頂部進行加蓋，實現對污水的預處理、污泥處理、生物處理以及深度處理。還應該檢查進入人員和車輛，合理設計通風口和逃生路線，保證安全性。在圍場河周邊設計過程中，應該圍繞北側污水處理箱體進行布置，在南側主要進行出水布置。通過應用信息技術可以進行現場模擬，不斷優化設計，使設計效果更好。

（2）豎向設計。豎直方向的設計主要考慮經濟因素，豎直方向對投資的影響非常大，一般根據工程的要求進行高度設計。該工程地面高度設計為4.5m，在豎直空間設計中，可以分為第一層的操作層設計和第二層的處理層設計。在操作層主要進行框架的設計和頂部覆蓋土厚度的設計。在處理層主要進行混凝土結構的水池設計。這樣不但可以滿足綠化設計，還可以控制高度，從而有效控制工程的造價，保證工程的工期和質量安全。

（3）局部細節。在全地下式污水處理廠設計過程中，因為底下為全封閉式設計，所以對安全性的要求非常高，對于后期的運維安全包括采光、通風、消防、防腐等方面都要進行細節處理。首先，在除臭方面，可以通過混合式的除臭工藝進行處理，先過濾，再利用生物方式及活性炭等復合方式除臭，并采用先進的除臭設備。在除臭過程中，可以通過區域隔離、離子送風以及活性炭等方式除臭，再加上智能通風，從而使地下環境可以得到明顯改善。其次，在采光方面，應該采用光井和光導照明裝置，最大限度地利用自然光線照明，達到節能的目的。在地下空間中，應急照明是非常重要的，應急照明可以使用的時間應該大于90min。最后，在消防安全方面，其是地下空間設計種非常重要的一個方面，在污水處理廠設計中可以設置12個防火分區，總面積不超過2000m2，還需要設置噴淋系統保證出口安全。在地下空間設計過程中應采用防火、高耐燃的材料，而且還應注重耐久性、防腐性和防淹性的設計。

2.4 經濟分析

在全地下污水處理廠設計建設完成后，對其進行試運營。從實際運行情況來看，在污水處理方面可以達到標準，排出的水質優質。在污水處理廠運行過程中，處理動力可以達到0.64(kW·h)/m3。這樣的規模在建設過程中需要投資39854.30萬元，經營成本為1.5元/t，總成本為2.88元/t，一期工程投資為298752.6萬元，經營成本為1.85元/t，總成本為3.72元/t。

3 結束語

總之，全地下式污水處理有很大的優勢，不僅可以降低對周邊環境的影響，還可以減少土地的使用面積，提高資源利用率。在污水處理過程中，應該采用高標準的工藝進行除臭、通風、采光、照明、防腐、消防安全、防淹、節能等方面的設計，以此促進污水處理廠的不斷發展。