地埋式凈水廠用地綜合開發模式的探索

羅維嘉

（廣州水務資產管理有限公司，廣州 510060）

1 引言

隨著工業革命的發生，因城市擴張帶來的水污染問題日益惡化，世界各國緊密出臺相關的水環境保護法規，污水處理技術高速發展，并逐步出現集中式污水處理設施——凈水廠（污水處理廠）。我國第一座凈水廠建于1921年的上海。到2019年，我國已建成5000多座城鎮凈水廠[1]。時至今日，城市凈水廠被視為一種生產性企業，具有經濟、社會和環境多重效益。

2 地埋式凈水廠的發展歷程

2.1 國內外地埋式凈水廠的發展

地埋式凈水廠的興起始于氣候寒冷的北歐地區。1932年，芬蘭為降低維持生化處理單元微生物生存環境的保溫成本，把凈水廠由地面轉移到地下。隨后世界城鎮化進程加快，城市土地資源日趨緊張，而地面凈水廠占地和鄰避距離要求大，許多歐洲和亞洲國家紛紛采用新的地埋模式，以節省土地空間、解決二次污染等問題。

我國地埋式凈水廠建設興起于20世紀90年代。1991年，香港建成了我國也是亞洲首座地埋式凈水廠——赤柱污水處理廠。隨后相關的建設發展迅猛，港澳臺地區、北京、廣州、深圳、貴州、云南、四川等地區進行了不少地埋式凈水廠建設模式和技術的創新探索。近年，北京 、上海、廣州等地的水務企業更是聯合成立全國地下凈水廠技術聯盟，推動建立地埋式凈水廠的行業標準。

聚焦華南發達地區的廣州，截至2020年，廣州市建成地埋式凈水廠13座，相應的污水處理能力居全國第一。其中，廣州中心城區9座地埋式凈水廠呈北斗狀分布于珠江兩岸，被譽為地下北斗9星，其污水處理總產能181萬t/d，占廣州中心城區污水處理總產能的1/3。廣州此類地埋式凈水廠實行全封閉運行，具有噪聲小、臭氣少、能耗低、工藝先進等優點，出水水質及環境指標優于國家標準；同時，地面多以園林綠化、濕地公園、景觀水景等形式呈現，成功把厭惡性基礎設施轉化為花園式新型生態基礎設施，把鄰避效應轉化為鄰利效應。

2.2 地埋式凈水廠的概念及技術特點

地埋式凈水廠是將污水處理構筑物、輔助建筑物和污水處理設施的整體或部分設置在自然形成或人工開挖的地下空間，形成一個滿足污水污泥處理和日常檢修需求的生產區域。地埋式凈水廠的主要工藝是活性淤泥法，是一種污水的。由其衍生改良的工藝常見有氧化溝、AO（AAO）法、膜生物反應器（MBR）、序批式活性污泥法（SBR）、曝氣生物濾池（BAF）等。其中，AO和MBR因其出水水質穩定、管理及運行方便、可靠等優點，較多地被應用于地埋式凈水廠[2]。

2.3 地埋式凈水廠空間特色

地埋式凈水廠的占地面積一般是地面式凈水廠的1/4～1/3；地面綠地率可達50%以上；部分地下凈水廠的隔離距離可由傳統地面凈水廠的300～500 m縮減到100 m左右。

地埋式凈水廠平均建于地下17～20 m以下的空間。在垂直空間布局上，一般采用2～3層地下結構（負一層為設備操作層、負二層、負三層為水處理構筑物層），地面為園林綠化或管理用房。其平面布局一般采用組團式，各單體構筑物高度集中排布，直接連通，共用池壁，極大地減少工程量，縮短人、車動線；以節約空間、節約能耗、節省投資，便于后期的高效運行管理。與地上廠相比，地下廠的工程建設難點更加突出，例如，在施工分期協調、逃生疏散、消防通風照明、防洪防澇、地下箱體結構安全、自動化巡視檢修等方面要求更高。

3 地埋式凈水廠帶來的發展機遇

3.1 現實的必要性

凈水廠的建設、運行經費高，資金籌集和保障困難是水務投資行業的通病。以廣東省為列，大部分凈水廠采用BOT模式建設運營，污水處理總體成本較高，而地方污水處理費不足以支付凈水廠的建設運營成本，缺口需要當地財政補貼，給各地政府財政帶來較大負擔[3]。早在2010年，省政府和地方水務投資企業便開始著力研究如何突破建設、運營資金的瓶頸。

隨著地埋式凈水廠技術的成熟，凈水廠用地地面空間的騰出也為政府和企業提供了通過土地兼容性、開發拓展經濟收益的可能性，從而維護更健康的污水處理運營生命周期。上述因素是探討地埋式凈水廠用地綜合開發的深層次原因。

3.2 政策條件的支持

以廣州為例，根據（2021—2035）《廣州市污水系統總體規劃》，到2035年全市凈水廠（凈水站）將從現在的63座增加到96座。在資金壓力激增的情況下，廣州水務局帶領廣州水務投資集團等建設企業，開展多方磋商，爭取水務、財政、自然資源等部門的政策支持，努力為凈水廠通過“節約式建設”盤活土地價值并轉化為項目盈利點而努力創新。具體操作，如通過推進在污水處理特許經營模式下的一系列補充協議，確保在2020年以后的特許經營費用覆蓋存量污水處理設施投資運營完全成本，同時允許企業通過地塊一級開發收益補償中心城區的凈水廠運營成本。此也為地埋式凈水廠用地綜合開發，以及其產生的經濟效益能反哺市政基礎設施運營創造了政策上的有利條件。

3.3 空間環境的可行性

隨著城市的擴張，許多原凈水廠用地逐漸變為高價值土地，甚至位于城市中心地帶。因為廠區選址受限于管網設施布局或服務范圍等因素，要對舊廠進行遷移或于近郊建設新廠等操作均有難度。于是，如何結合城市更新把凈水廠由地面轉移到地下，同時對地面空間進行復合利用，充分發揮土地資源價值，打造宜居生態城市，成為水務產業的一個新命題。

凈水廠由地面轉移至地下，為地面的綜合開發提供了物理空間的可能性。通過垂直空間的多層次布局，極大地集約了用地，釋放了地面空間作為混合功能的設施建設，提高了土地利用效率。開發方向上，遵循改造+綜合開發的發展思路，向環境綜合服務業延伸發展空間，拓展生態基礎設施的產業鏈條，增強市政基礎設施的外溢效應，對社會、經濟和生態都有著積極的意義。

3.4 空間復合利用的基本原則

結合凈水廠用地的功能特征，以及地埋式凈水廠的構筑物建設特點，在多維度的空間復合利用過程中，需注意以下幾個原則。

1）地面規劃的用地功能需與凈水廠功能高度兼容。

2）整體建設須保障污水處理設施運行的正常和安全，保證出水水質。

3）地面建設不得影響地下構筑物結構安全；不得影響地下道路出口、通風口、采光等出露地面的設施及系統的布局和運作。

4）地面建設須滿足污水處理設施鄰避要求。

5）地面建設需與周邊自然及城市風貌協調統一。

6）用地的綜合開發需與周邊區域規劃協調統一。

4 地埋式凈水廠用地綜合開發的兩大主流方向

地埋式凈水廠的地面空間用途廣泛，可建設公園綠地、文體娛樂設施，以及科普館、停車場等其他公共服務設施等。現行地埋式凈水廠用地綜合開發的主流方向大致可歸納為2個模式：生態綜合體模式和綜合商業模式。

4.1 生態綜合體模式

生態綜合體模式即用地的整體開發，集污水處理、科普教育、休閑娛樂、體育健身等公共服務功能于一體。常見形式為地面空間營造以綠植為主，輔助以微地形、亭臺樓閣、步道廣場等景觀設施；也常見特色水景，利用凈水廠出水作為景觀補水，以體現水生態、水文化氣質。

管理模式上，有的進行封閉或半封閉式管理，園林綠化僅作為廠區自身的生態綠地，起到生態鄰避作用；有的進行開放式管理，用作公共綠地，服務大眾，把整個凈水設施轉化成一個集城市環保、城市景觀和城市更新等多功能融合的新型水生態基礎設施。此類公共綠地常以城市公園形式呈現，例如水文化公園、科普宣教公園、濕地公園、體育公園等。

地下建廠，地上建園的模式最為常見，且與凈水廠功能的兼容性較高，建設難度和投資較小。此模式改善了周邊環境質量，提高了周邊土地價值，其產生的效益以生態效益和社會效益為主，具有很強的公益性，但外溢的經濟效應較單一。其建設資金通常由廠區的投資建設方承擔，或政府給予一定的資金補貼。

4.2 綜合商業模式

綜合商業模式即將地埋式凈水廠與區域商業地產、旅游開發、特色農業等商旅文化產業同步規劃，在地下廠上蓋建設商業街和休閑娛樂設施。此模式的優點：（1）極大地實現土地綜合價值的提升和區域產業協同發展。（2）通過上蓋物業的自營或租賃，加快存量去化，提高資金周轉速度，從而減輕建設和運營方的資金壓力。尤其適合城市中心地帶區域或旅游景區等。而其缺點則為，凈水廠畢竟是一種具有厭惡性的基礎設施，即使下埋地下也存在臭氣排放、有毒污泥外運處理的需求，具有一定鄰里污染的風險，需嚴格做好氣體、中間污染物的封閉式管理，而且由此帶來的安全生產及防護建設、運營成本也較高。

5 未來發展方向——綜合產業園模式

隨著地埋式凈水廠的相關技術和產業鏈不斷革新，越來越多水務投資企業思考如何利用本身的產業優勢對凈水廠用地進行綜合開發。凈水廠的原材料和成品均為水，其運作過程中對污水的過濾、污泥和氣體等衍生廢棄物質的處理也需要廣泛的高科技產品支持。由此，在地埋式凈水廠上蓋搭建治水產業的上下游產業鏈，形成產學研用一體化綜合基地，完全符合產業發展規律。此模式具有先天的資源、技術優勢，又具有與自身污水處理主要功能高度兼容的優點。可以預見，與水務相關的環保型工業產業，例如，水質處理設施生產、新能源以及其他相關高新科技的產業，將成為地埋式凈水廠用地綜合開發的未來發展方向。

廣州市的水務行業已先行做出不少探索和嘗試。廣州水務投資集團在2020年開始便提出，在保障城市更新污水處理需求的前提下，適度盤活地埋式凈水廠土地，科學研究各項目的區域資源條件，規劃可持續發展的經營型業態，建設“地埋式凈水廠+綜合產業園”；同時，探討以投資者身份介入的戰略路徑，對綜合產業園項目注資入股，以實現長期利潤反哺凈水廠的運營成本；未來，還將積極謀劃如廣州石井凈環保產業園、大觀新能源汽車小鎮、健康城膜裝配廠等土地綜合開發項目。

6 結語

地埋式凈水廠用地的綜合開發是人類水環境保護意識增強、世界水環境產業發展的一個必然方向。依托“十四五”規劃先進綱領的指引，中國在水環境產業發展道路上必定可以創造出更多元化的創新模式，并引領未來增長多效化的新趨勢。