
8月19日,在石家莊正定新區地下式再生水廠,工人正在巡檢膜生物反應器。近日,該再生水廠正式建成投用,這是全省首家地下式污水處理廠,也是全國處理標準最高的污水處理廠,日處理能力達10萬噸。河北日報、河北新聞網記者 陳騰飛攝
我國污水處理目前還很難做到工業廢水和生活污水的全收集與全處理,分流制系統的初期雨水或合流制系統的雨水溢流凈化處理尚未提到議事日程,城市面源污染系統缺乏有效的控制手段和工程措施。可以說,污染治理之路,我們尚在半道。那么,未來我國污水處理廠的發展之路到底如何走?有以下幾個問題值得我們探討。
水環境治理仍任重道遠 未來污水處理廠之路將如何走
治污之路,我們尚在中途
“要想使水環境的質量恢復到公眾期望的狀態,仍是任重而道遠,起碼還需要20~30年的努力才可能全面改善。”
近年來,我國水環境污染問題呈逐漸上升之勢,治污之路也一直在磕絆中前行。盡管污水處理廠建了一個又一個,但仍有不少地方的水污染問題十分嚴重。原因何在?
我國經濟社會發展壓力巨大,多種污染類型共存及疊加,污染成因十分復雜,影響因素眾多,特別是人口過度集中、污染型企業各地遍布、城市發展存量短缺,加之大量的水庫和閘壩建設,破壞了原有地形與環境條件,影響應有的自然徑流、泥砂輸送和自然凈化能力。
就城市區域來說,除了生活污水和工業廢水之外,還有源自地表徑流(尤其初期雨水)、園林綠化土肥流失、地表廢棄物、垃圾收集轉運站滲濾液等污染源。目前還很難做到工業廢水和生活污水的全收集與全處理,分流制系統的初期雨水或合流制系統的雨水溢流凈化處理尚未提到議事日程,城市面源污染系統缺乏有效的控制手段和工程措施。可以說,污染治理之路,我們尚在半道。
因此,要想使水環境的質量恢復到公眾期望的狀態,仍是任重而道遠,起碼還需要20年~30年的努力才可能全面改善。即使歐美發達國家,水污染問題也沒有得到完全解決,只是他們的自然環境條件比較優越,人口密度較低,重污染工業基本上都已經轉移,加上河川自然徑流充裕,水環境容量大,使其水環境問題不怎么突出。
一級A及地方排放標準有失偏頗
“城市污水的再生處理十分重要,但目前一些地方排放標準的水質指標及限值,有朝著地表水水質標準機械靠攏的趨勢,這是一種不科學的錯誤導向。”
污水深度處理最初是為解決水資源不足,滿足再生水水質要求而設置的工藝單元。我國局部地區水資源嚴重不足,再生水利用具有資源循環和環境質量改善雙重作用,意義重大。但污水再生利用是一個高度復雜的系統工程,涉及政策導向、目標定位、用水途徑、水質要求、技術選擇、安全保障、經濟效益、公眾宣傳、價格差異、資源及產品付費原則等多個層面,實施中存在諸多的障礙,使再生水的利用未能達到期望的發展速度。
因此,嚴重缺水城市有必要強制推行污水再生處理與利用,一般缺水城市宜通過經濟手段加以鼓勵和推動,水質型缺水城市應積極實施以削減水污染負荷、提高水體水質功能為目標的污水再生處理。考慮經濟效率和社會效益,再生水應優先用于城市景觀水體、園林綠化和生態環境,對工業用水和市政雜用,需水量相對恒定且收費可以承受,也應積極發展。而一刀切的要求再生水入戶或建設分散的小區再生水工程,其實不利于再生水利用的健康發展,甚至是有害的。
“十一五”以來,隨著污水排放標準的提高,深度處理已經大量應用于城鎮污水處理廠的一級A提標改造或新建(擴建)工程,將其作為出水達標的把關工藝單元,但早先設置一級A排放標準的初衷是提出再生水的基本水質要求,后來將其直接轉變為排放標準并不太合適,部分水質指標及限值需要做比較大的重新調整,特別是糞大腸桿菌以及總氮、總磷指標值。
城市污水的再生處理十分重要,但目前一些地方排放標準的水質指標及限值,有朝著地表水水質標準機械靠攏的趨勢,這是一種不科學的錯誤導向。一方面,現行的地表水水質標準本身存在明顯的缺陷,另一方面,混淆了排放標準與接納水體的水質目標(標準)之間應有的界限與區別。例如,過度強調出水COD達到30mg/L,甚至20mg/L的水平,是沒有必要的,容易造成明顯的浪費;而TP0.3mg/L的所謂IV類水標準,其實僅僅適合于流動性良好的河流,對于基本沒有流速或流速緩慢的城市水體,特別是再生水為主要或唯一補水的情況,TP至少應該低于0.1mg/L,最好低于0.05mg/L的水平。
保障未來污水處理廠的工程質量
“如果項目實施中,能夠嚴格按照項目實施各個階段應有的程序來做,各負其責,各當其任,全面論證,科學決策,精心組織,精細管理,工程及施工質量是有保障的。”
在一些地方,有的污水處理廠在建成后運營不久,就出現這樣那樣的質量問題,如工藝流程不合理,關鍵功能單元不全,系統運行不正常,施工精度不夠、設備安裝困難,平整度超標,混凝土質量不穩定,設備能力不足、故障率高等等,不僅影響了污水處理廠的運行,還造成了不小的損失。這些問題的出現,通常是由于工程前期準備工作長期得不到足夠的重視,往往缺少必要的基礎調查、戰略策劃、詳細分析和科學決策,在工程設計和施工招投標階段,大幅度壓低設計費和工程費用,未能做到更科學、更合理和更適用,在施工和安裝階段,監管不夠嚴格,流于形式或受到“人情”關系的驅使。
例如,一些項目過度追求時髦或所謂的“創新”工藝,未充分考慮當地的客觀實際和發展需求;有的項目過于追求項目周期的縮短及低價,無論設計還是施工,業主未能提供足夠詳細的項目基礎資料,過度壓低咨詢與設計費用,提出明顯不合理的設計要求和施工周期;項目單位專業人員不配套,有的專業技能偏低,但往往“影響力”很大,特別是工藝、設備和施工方法選擇上,經常居主導作用;設計和施工單位設計交底時間壓了又壓,沒有基礎數據參數,就做設計,沒有選定設備就要施工;一些地方,主持招標的不是專業機構、專業人員,而是地方黨政部門、紀檢干部,過于追求低價中標和“公平、公正”;這些不夠科學合理的項目實施過程與運作方式,往往是導致工程及施工質量問題的主要因素。如果項目實施中,能夠嚴格按照項目實施各個階段應有的科學程序來做,各負其責,各當其任,全面論證,科學決策,精心組織,精細管理,工程及施工質量是有保障的。
因此,下一代水廠在建設過程中應吸取此類經驗教訓,做好前期調研分析與可行性論證工作,有針對性地解決以上問題,才能未雨綢繆,防患于未然。
能耗物耗的核算不可或缺
“對于未來的污水處理廠,精細化的設計與運行控制至關重要,全過程的能耗物耗核算同樣不可或缺。”
根據2012年的統計數據,我國城鎮污水處理電能消耗約占全社會用電總量的0.219%。隨著污水處理規模的加大和全社會產業結構的調整,這個比例將呈現持續加大的趨勢。因此,不僅未來污水處理廠應該是節能降耗的,當前的城市污水處理廠也同樣需要強調節能降耗,在保證穩定達標的前提下,降低能耗物耗,節約能源資源,這是所有從業者都應該共同努力的發展方向。
與此同時,我們還需要尊重不同發展階段的歷史事實,遵循經濟學原理和客觀規律,考慮實際條件和可行性,不宜過度強調污水處理廠本身的節能降耗。在當前普遍市場化運營的模式下能耗物耗不一定是污水處理成本的最主要影響因素,但屬于可量化的指標,相對容易控制并獲得節省效果。
就城市污水處理的全過程來說,影響能耗物耗的主要因素包括所處地區的自然環境和社會環境特征,要達到的排放或用水標準,采取的污水處理工藝路線,接納的工業廢水比例及構成,處理的污水總量及運行負荷率,污水水質變化與主要污染物去除量,污泥處理與處置途徑的選擇,以及運營管理單位的經濟屬性等方面,需要進行綜合分析和考慮,尤其輸運環節的能耗與成本。
城市污水處理廠由眾多構筑物及設備組成,進水情況、處理水平、管理水平、設施設備運轉狀況等因素,相互聯系,相互影響,相互制約,構成了一個紛繁復雜的系統,其中某一個因素的改變往往會連鎖影響到其他因素。因此,城市污水處理廠節能降耗潛力與途徑的分析也需要采用系統的、全視角的觀點,充分考慮這些措施可能帶來的各種影響,優化整體設計和運行控制。
在實際運行過程中,隨著進水水質水量的變化,部分設備或單元功能區的運行狀況需要適時調整,還有部分設備或功能單元的運行狀態與進水水質水量的變化基本無關。對于不同的工藝單元及耗能設備,需要通過運行狀況與運行條件的動態分析來確定可采取的節能降耗措施和方法。
對于未來的污水處理廠,精細化的設計與運行控制至關重要,全過程的能耗物耗核算同樣不可或缺。例如,曝氣供氧與機械混合是最大的耗能單元,風機通常按滿足最大運行負荷時所需氣量加上安全系數來選定,如果設計不合理或運行控制不到位,必然造成不必要的能量損耗;攪拌(推進)器、提升泵、污泥與混合液回流泵也是主要耗能設備,目前通常僅按現行規范中規定的池容、最大揚程與最大流量等邊界條件設計計算,不利系統節能和優化運行,今后應進一步重視這些設施的運行調節靈活性,以便依據條件變化適時進行調整。
地下污水處理廠
“對于地下式污水處理廠的工藝流程選擇,應該是多樣化和因地制宜的。”
城市污水處理廠實施方式和工程決策需要體現:“集中為主,分散為輔;全面論證,因地制宜;技術先進,穩妥可靠;經濟適用,簡約省地;低能低耗,運維簡便”的基本原則。從科學決策和技術經濟角度而言,下一代的城市污水處理廠不應該以地下式的污水處理廠為主導,這是一種錯誤的導向,地下式污水處理廠有其存在與發展的合理性,但不可能是應有的、順勢而為的發展機遇,也不一定都是迫不得已的選擇,而是源自成因復雜的非科學、非理性的決策。
從工程投資、運行成本、能耗物耗、安全保障、運行維護等方面綜合考慮,地下式污水處理廠是把簡單問題復雜化、技術決策政治化利益化的選擇,多數情況下不一定是科學合理的抉擇,但從政治、社會和人居環境的角度考慮,在某些特殊的地域、特殊的人文與社會環境條件下,或者出于特殊的商業利益考慮,有其存在的空間,但決策應該慎之又慎,全面權衡與論證。
地下式的污水處理廠確實可以節省地表占地面積,但節省不了地下空間。地下空間作為城市發展的存量資源,正在成為新城鎮化建設的寶貴資源,特別是人口或商業密集的地域,已經是非常寶貴的社會公共資源。如果僅從消除周圍環境影響和節省占地的角度而選擇地下式的話,不如選擇半地下式或地上全封閉式的建設模式,通過系統考慮和精心設計,可以達到同樣的節地和環境效果,而且能夠避免完全地下式的諸多弊端。
對于地下式污水處理廠的工藝流程選擇,應該是多樣化和因地制宜的。實際上,污水處理廠的占地面積大小并不完全取決于工藝流程的選擇,就達到同樣排放標準來說,不同工藝選擇之間的占地面積差別不明顯,差別主要源自平面布置與空間布局,尤其是各種管線、電纜、通道和綠化區的布設方式。地上式污水處理廠通常習慣采用平面伸展模式,而地下式污水處理廠采用立體疊加模式,其實,地上式污水處理廠同樣可以采用立體疊加模式,并不影響地上空間的利用和環境效果,通過建筑景觀綠化的精細設計與裝點,甚至可以成為城市的地標性設施。
未來污水處理廠的工藝創新
“未來的城市污水處理廠到底應該有一個怎樣的革新……我們應該鼓勵多樣化的發展、多樣化的實施模式,融入地域特色元素、考慮歷史文化背景、與人居及自然環境協調,做到能源化、資源化、生態化、景觀化、智能化和個性化,并成為科學研究與人文環境教育的基地或地標設施。”
1、未來污水處理工藝的發展方向未來城市污水處理工藝將繼續是已有技術的延伸擴展與新型改進技術的不斷融入。從過去的發展來看,城市污水處理工藝是不斷改進和升級的,去除對象從有機物發展到氨氮,再從氨氮發展到總氮,以及生物除磷的興起,都體現了不同時期已有技術與新技術的不斷融合與集成應用。
因此,可以認為,今后的城市污水處理工藝技術發展仍然離不開歷史的積淀和工程經驗,任何新技術都需要逐步融入到已有的系統之中,然后實現進一步的能力提升以及完全的更替。
例如,從普通曝氣發展出生物硝化,由生物硝化提升到A/O脫氮,然后再擴展到A2/O除磷脫氮;微孔曝氣的出現,使鼓風曝氣系統生物池污泥濃度完全可以達到氧化溝系統的水平。
從當前的國際趨勢和國內需求來看,城市污水處理工藝技術的主要發展方向是穩定達標前提下的能源化、資源化和低能耗低物耗的精細化管理控制。例如,通過水質的部分或完全恢復,包括反滲透與正滲透技術的應用,達到特定用水功能要求,實現水的回收,供區域水系統循環使用或下游界外用戶取用;通過污水與污泥有機物的沼氣化和污水源熱能利用,回收熱能、電能;從污水或污泥中回收有價值的有機物轉化為產品,以及回收磷、氮、硫等有使用價值的礦物組分。通過已有技術的回歸與不斷完善,新技術和新設備在工程應用層面的重大突破,以及運行管理能力的提升,人員素質及技能水平的提高,城市污水處理工藝技術將持續發展與不斷升級,呈現多樣化、集成化、智能化、精細化和個性化的特征,在源頭控制與管網功能改進、碳氮分離與污泥高濃度厭氧消化、高品質再生水生產與磷酸鹽回收、側流與主流工藝厭氧氨氧化等方面取得進一步發展與技術突破,并成為未來城市污水處理系統的核心組成部分。
2、未來城市污水處理廠的革新現狀是時間與人類智慧的積累,未來是現在的不斷發展與修正,回顧歷史過程,可以在一定程度上預知未來。活性污泥法誕生百年之際,有人說到了該終止的時候了,有人說還會延續100年、500年,甚至更長久的時間。曾經在丹麥的一個污水處理廠,看到最古老的滴濾池在運行,最新的厭氧氨氧化在建設,老舊泵房運轉中,新擴泵站將建成。20世紀70~80年代在德國和奧地利盛行的AB工藝,90年代之后基本沒有新增,但隨著污水能源化利用和厭氧氨氧化技術的發展,其A段作為碳氮分離的有效方法,現在又出現了回歸的發展趨勢。
1997年,我陪Poul-Harremoes教授參觀紀莊子污水處理廠時,他很奇怪地問,你們污水處理廠怎么會種這么多高大的落葉樹木,不怕秋冬季落葉飄落在池子里面嗎?我說,我們有景觀綠化的指標要求,落葉可以人工清理。后來注意到,北歐的污水處理廠特別注意節省人力,傾向于無人值守的發展方向,而在德國看到的是員工人數不低于國內的污水處理廠人數,并且有不少博士和高級技師,此外,大學教授會與某個或若干個污水處理廠建立密切的聯系和長期合作關系。
2009年,參觀美國華盛頓特區Blue-Plain污水處理廠時,曾經對他們的工藝流程感到不可思議,首先是20世紀50年代的高負荷活性污泥法去除全部有機物,然后是60年代的氨氮硝化,接著全部依靠外加甲醇的深度反硝化,后續出水過濾系統,其控制系統也較原始,當時正在進行自控系統更新換代,目前這些工藝系統仍然照舊運行。發生的重大變化是,2015年該廠啟動了全球規模最大的Cambi污泥熱水解和污泥高濃度厭氧消化系統,采用側流厭氧氨氧化技術,并匯聚歐洲和北美的科技力量,開展了主流工藝厭氧氨氧化技術的工程應用研究。
因此,未來的城市污水處理廠到底應該有一個怎樣的革新,是不太可能有確定性答案的,不同的人會有不同的想法,不同的地域會有不同的實踐,可以跨越歷史,但不可能切斷聯系,我們應該鼓勵多樣化的發展、多樣化的實施模式,融入地域特色元素、考慮歷史文化背景、與人居及自然環境協調,做到能源化、資源化、生態化、景觀化、智能化和個性化,并成為科學研究與人文環境教育的基地。同樣,未來的污水處理廠人才需求將是復合型的管理人與經理人,全能型的技術支持與服務團隊,技能型的精細化運營團隊,以及公眾認知水平的顯著提高與廣泛參與。
(來源:中宜環科環保產業研究)
縱觀2015年的污水處理領域,地下污水處理廠可謂各地風靡,風頭強勁。在污水處理廠漸成公眾關注焦點時,我們不禁想問,地下污水廠是否應該成為中國未來污水處理主流趨勢?
概念污水廠讓位地下污水廠 探秘污水處理主流趨勢
中國污水處理界,2014年最火熱的行業詞匯是“中國概念污水廠”,但是到2015年,這個持續風靡一年多的熱點逐步讓位于了“地下污水廠”,與此同時,2015年,地下式污水廠在中國各地風靡,中國已經建成和在建的地下式污水廠已經超過50個,“地下式污水廠”發展勢頭大有掩蓋“中國概念污水廠”之勢頭。
很有意思的事情和現象是,就地下污水廠的建設模式,在行業里卻涌現了完全兩種不同的聲音。有些行業專家則認為地下式污水廠是未來的發展趨勢,“地下污水處理廠是社會發展到一定階段的一個必然選擇(特別是中國)”;而大部分專家還是持有比較審慎甚至憂慮的態度。“水進展”公眾微信平臺最近組織了“水進展微信專家群”里的一些行業專家進行了微信探討,摘錄大家一些典型的觀點,供行業參考(發言觀點未征得專家本人審定及同意):
1)國家城市給水排水技術研究中心/中國市政工程華北設計研究總院總工程師—鄭興燦
下一代的城市污水處理廠不應該以地下式的污水處理廠為主導,這是一種錯誤的導向,地下式污水處理廠有其存在與發展的合理性,但不可能是應有的、順勢而為的發展機遇,也不一定都是迫不得已的選擇,而是源自成因復雜的非科學、非理性的決策。
城市污水處理廠實施方式和工程決策需要體現:“集中為主,分散為輔;全面論證,因地制宜;技術先進,穩妥可靠;經濟適用,簡約省地;低能低耗,運維簡便”的基本原則。從科學決策和技術經濟角度而言,下一代的城市污水處理廠不應該以地下式的污水處理廠為主導,這是一種錯誤的導向,地下式污水處理廠有其存在與發展的合理性,但不可能是應有的、順勢而為的發展機遇,也不一定都是迫不得已的選擇。
從工程投資、運行成本、能耗物耗、安全保障、運行維護等方面綜合考慮,地下式污水處理廠是把簡單問題復雜化、技術決策政治化利益化的選擇,多數情況下不一定是科學合理的抉擇,但從政治、社會和人居環境的角度考慮,在某些特殊的地域、特殊的人文與社會環境條件下,或者出于特殊的商業利益考慮,有其存在的空間,但決策應該慎之又慎,全面權衡與論證。
地下式的污水處理廠確實可以節省地表占地面積,但節省不了地下空間。地下空間作為城市發展的存量資源,正在成為新城鎮化建設的寶貴資源,特別是人口或商業密集的地域,已經是非常寶貴的社會公共資源。如果僅從消除周圍環境影響和節省占地的角度而選擇地下式的話,不如選擇半地下式或地上全封閉式的建設模式,通過系統考慮和精心設計,可以達到同樣的節地和環境效果,而且能夠避免完全地下式的諸多弊端。
對于地下式污水處理廠的工藝流程選擇,應該是多樣化和因地制宜的。實際上,污水處理廠的占地面積大小并不完全取決于工藝流程的選擇,就達到同樣排放標準來說,不同工藝選擇之間的占地面積差別不明顯,差別主要源自平面布置與空間布局,尤其是各種管線、電纜、通道和綠化區的布設方式。地上式污水處理廠通常習慣采用平面伸展模式,而地下式污水處理廠采用立體疊加模式,其實,地上式污水處理廠同樣可以采用立體疊加模式,并不影響地上空間的利用和環境效果,通過建筑景觀綠化的精細設計與裝點,甚至可以成為城市的地標性設施。
關于地下式污水廠的規模及數量的發展,鄭興燦總工程師認為,地下式污水廠應該適當發展:“逐步發展到50座左右尚屬正常,超過50座就要加倍小心警惕,超過100座就是麻煩的麻煩了,尤其MBR類。”
2)上海市政工程設計研究總院四院副總工高陸令:
地下污水處理廠只是污水處理廠的一種建設形式,主要適用于用地緊張,對環境要求較高,地上污水廠選址困難,污水轉輸困難(路由困難,下游污水處理廠能力制約)的中心城區,實際上是在多種邊界條件制約前提下的一種選擇。隨著地價的不斷攀升,地下污水廠集約化模塊化的設計理念會得到越來越多的應用。地下污水廠會越來越多,但要形成一種趨勢尚有較多的制約因素。地下(半地下,全加蓋地上)污水廠的出現有其合理性的一面,我們應該認真研究,不應抱有偏見。但不能將地下污水廠等同于地下MBR廠,地下污水處理廠工義選擇應因地制宜。不能將MBR工藝出現的問題歸結為地下污水處理廠。應對集約化,模塊化,疊合式,全面加蓋除臭的地下,半地下以及地上式污水廠加以研究,節能,節地,環境友好是地上,地下,半地下污水廠的發展趨勢。
全國有近四千座污水廠,地下污水廠尚不能算是潮流。但確實需要認真總結后,在適當時候推出設計規范規程,以規范指導地下污水處理廠設計,使起走上正確發展道路。
3)江蘇環保產業研究院陳珺博士
污水廠建設模式的選取其實關系到如何理解污水廠在城市中的定位。城市污水處理廠作為城市的一個重要公共設施,應該首先保證其安全、穩定、高效的運行,而不是過渡壓縮其占地,城市污水處理廠的正常運行關系到千家萬戶,地下污水廠在確實無可用之地、高緯度寒冷地區是一種選擇。私有制國家土地的開發利用難度大、周期長,中國這樣土地國有的國家應該是更優先保證公共設施的用地。
4)加拿大斯坦泰克李建國博士
記得看過一篇有關地下污水廠的綜述,提到地下水廠在歐洲(好像是北歐)首先使用,隨后是日本。理由是丘陵地帶的地質地貌條件適合建地下污水廠。有時間也想研究一下地下污水廠的發展史。除了安全問題之外,從水力學角度分析,在地勢平坦的都市建地下水廠,一般需污水提升泵站和處理水排放泵站,這與節能減排的理念有沖突。
5)中國市政工程中南設計院總工程師鄧志光
地下/地上式污水廠建設模式選擇應該進行全生命周期、全過程評價。
6)北京工業大學曹相生博士/副教授
地下式污水廠是污水處理百花園里必然出現的一朵花,不是一統天下的概念。百年來出現的各種污水處理工藝都沒有一統江湖,但都有其適用的地方。個人認為超大城市建地下污水廠是合適的,比如北京。農村和鎮還是自然處理更好,活性污泥法也沒必要用。應從全生命周期和技術經濟角度決定最適合的工藝和模式。“一刀切”和“一哄而上”肯定是錯誤的做法。
綜合國外多年的實踐及國內外主流專家的觀點,地下式污水廠只是特定條件下的可選方案,不具有普適性。從環境的可持續理念角度出發,“水進展”對地下式污水廠的應用也持比較審慎的態度,并認為從生態環境可持續發展角度來看,地下式污水廠高投資高運行能耗,且安全性存在較大風險,對于污水廠建設模式的選擇,應該進行全生命周期的綜合比較,尤其是要考慮幾十年的翻倍的運行成本。其次,不能僅僅認為地下式污水廠可通過建設地面公園或者濕地就認為其具有生態意義,實際上,根據國外資料,地下式污水廠全生命周期內所排放的溫室氣體(GHG)都遠遠高于同等規模地表活性污泥法污水廠的排放量,因此,評估一種污水處理工藝的可持續性,不能僅僅從狹隘的圍觀小環境來看,更應該從大環境的可持續性著眼。當然,這里不是否定地下污水廠。(來源:水進展微信)
荷蘭的Dokhaven污水廠位于荷蘭第二大城市鹿特丹的市中心,在荷蘭約350座污水處理廠中,該廠是荷蘭唯一的一座地下污水廠,只有中控室建于地上。中國城市污水處理概念廠委員會秘書處日前聯系到該污水廠所屬的水委會WaterschapHollandseDelta(WSHD)、STOWA、RoyalHaskoningDHV的相關專家對這座著名的污水廠的地下設計進行了分析點評。
污水廠概況
Dokhaven地下污水廠位于鹿特丹市中心新馬斯河畔(NieuwMaas),距離中心火車站只有4公里。該廠污水處理采用AB工藝,主流段產生的污泥輸送到600米外的Sluisjesdijk污泥處理廠進行厭氧消化,生成的沼氣用于熱電聯產(CHP),消化液采用了SHARON+ANAMMOX工藝進行自養脫氮。該廠具體參數如下:
在2014年末概念廠召開的AB工藝國際研討會上,WSHD研究員StefanGeilvoet概述了荷蘭鹿特丹市的污水處理發展歷程:二戰之后鹿特丹作為一個城市化和工業化迅猛發展的港口,大量污水直接排入河道,污染問題日益嚴重,到了七、八十年代鹿特丹市政廳決定興建若干污水廠來解決環境問題,而選址于廢棄碼頭的Dokhaven污水廠就是其中的一座。“在當時,人們認為那是個理想的選址,”Geilvoet先生介紹說。他為Dokhaven廠的選址和設計給予了三點分析:
1、選擇Dokhaven的原因:
第四、Dokhaven污水廠要進行新的改造重建時,這種地下式建造使其改造面臨很多難題和挑戰,例如沒有空間作升級了。
2、StefanGeilvoet–WSHD研究員
地下式設計給污水廠的運行維護造成了很多問題。他舉了兩個例子:
第二、去年該污水廠由于尾氣處理系統的一個氫氧化鈉投藥泵過熱導致了一起火災事故,煙霧充斥了整個地下污水廠,為及時清除煙霧,我們動用了100多人來做清理工作,以避免其對電路系統造成破壞,而平日污水廠的運行人員只有10人左右。如果這是一座地上污水廠,這種事故造成的影響將微乎其微,而且在清理工作期間,尾氣也只能直接排到大氣中。
最后他總結說:“可以肯定的是,地下式的設計弊多于利。當時在七、八十年代選擇地下是因為他們認為保留地上土地的多功能性更為重要,這個理由看起來不錯,但這使其更昂貴了,包括通風和尾氣處理設備等。只會在別無選擇的情況下才會這樣選擇。這也是荷蘭唯一的一座地下污水廠。”
3、PaulRoeleveld–荷蘭RoyalHaskoningDHV公司業務發展總監
選擇地下式建造的原因主要是由于地面可用空間的多用途性。一般來說,建造地下污水廠的CAPEX(資本支出)會翻倍。這意味著,如果選擇地下式,地上空間的商業模式帶來的盈利至少應該能夠補償額外的支出。在世界某些地區這可能是一個重要的推動因素。盡管如此,我們還是能看到地下污水廠的需求不高,而且地下式污水廠的建造需要更長的工期,在健康和安全方面也需花費更多的投資。
前任國際水協主席、美國西圖公司原高級副總裁、技術總監、美國工程院院士,是國際公認的著名污水處理專家,他表示:
無可否認,世界各地已經建設一批地下式污水處理廠,并且成功運行。因此,在技術上不存在問題。但與地上式污水處理廠相比,建設并運行地下式污水處理廠必須考慮一些特殊因素。地下式污水處理廠的出入將會很困難,在設計階段必須格外注意,對于運行與維護操作也是同樣如此。毫無疑問,造價也會顯著增加,不僅在于構筑物本身的造價提高,特別是對于供熱、通風與空調系統更是如此。因此,精湛的設計非常關鍵,因為從污水和處理工藝中散發出的氣體具有一定的腐蝕性,在某種程度上這種處理廠的設計變成了特種設計,要求具有非常高水平的設計人員才可滿足要求。而且,運行人員需要嚴格訓練才可正確操作維護。如果上述要求做不到,那么就會存在危險因素,這種不安全的情況可能會導致設備的迅速腐蝕,設施也會面臨同樣的問題。
沒有轟鳴的機器、礙眼的廠房,只有美觀的綠化、清澈的水池。如果告訴您,這是個污水處理廠您相信嗎?其實玄機就在這條地下進出通道里。順著通道進入地下20米,機器轟鳴聲撲面而來,進水、曝氣、沉降、過濾等各種設備分布在約20多畝的地下空間內,這就是剛投入試運行的金港生活污水處理廠。
視察現場:“金港鎮土地資源緊缺,所以放在地下這樣能節省土地40%,以后圍墻拆掉,市民可以進來,變成一個公園、休閑廣場。”
下午,全市城鄉生活污水治理工作會議在張家港召開,副市長徐明出席。
地下式污水處理廠:不是未來趨勢
時間:2015-07-31
來源:污水處理觀察
近期業界熱議地下式污水處理廠,一些觀點頗具新意,各種新詞層出不窮,業內議論更是如火如荼。然而,地下式污水處理廠真是未來的發展趨勢嗎?
前國際水協主席Glen Daigger這樣評論地下式污水處理廠:“地下式污水處理廠的出入將會很困難,這種處理廠的設計變成了特種設計,要求具有非常高水平的設計人員才可滿足要求,這種處理廠的設計和運行將是非常特殊的”,Glen Daigger可非一般人物,美國污水處理界的大牛,國際污水處理的多份經典著作出自此人之手。Daigger對地下式污水處理廠持非常謹慎的觀點。據了解,在全美大約16000座污水處理廠中只有在舊金山一座公園之下有一座純氧活性污泥法污水廠。
荷蘭人的進取和冒險精神舉世聞名,然而在荷蘭幾百座污水處理廠中只有一座地下式污水處理廠——鹿特丹Dokhaven污水處理廠。但這座污水處理廠并不是以地下式而聞名,而是因為其是世界上一座厭氧氨氧化的應用工程。是荷蘭人在地下式污水處理廠方面不思進取嗎?荷蘭水委會的一位專家給出了回答:“可以肯定的是,地下式的設計弊多于利。當時在七、八十年代選擇地下是迫不得已的”。
一衣帶水的鄰國日本人多地少,有幾座地下式污水處理廠,但日本的地下式污水處理廠建設是實在沒有地可用,建在地下總比不建污水廠要好。其實,日本人不關心污水廠是地上還是地下,怎么省錢怎么來。
在遙遠的北歐也有幾座地下式污水處理廠,現任國際水協主席Helmut Kroiss這樣評論:“我印象中瑞典和挪威在地下式污水處理廠方面有著悠久而豐富的經驗。這兩個國家建設地下污水廠的目的是為了應對嚴寒地區冬季厚重的積雪、濃霧以及結冰等問題”
地下污水廠環境友好嗎?是不是把臭氣罩在地下就沒事了?物質是不滅的,臭氣還是要處理的。格柵、沉砂池這些預處理部分的除臭絲毫不會比地上式污水處理廠簡單,而且整個地下空間需要強有力的通風系統,要把一個埋在地下、龐大、多空間的地下構筑物實現良好的通風,其所需的能耗可想而知。此地的能耗必然消耗了彼地的資源,大量二氧化碳排放;這是環境友好嗎?
地下污水廠的土建投資較高,大量的費用花在了水泥、鋼筋上,一個9米深的曝氣池其最下端的邊墻厚度會令人咂舌,其密密麻麻布置的鋼筋那是徹頭徹尾在砸錢。一個9米深的曝氣池比6米深的曝氣池鼓風曝氣能耗增加多少一算便知。這是環境友好嗎?一個真正的環境友好型污水處理廠應該是出水水質的環境友好(BOD、COD、N、P、微污染物)、污泥處置的環境友好、溫室氣體的環境友好(二氧化碳、一氧化二氮),地下式污水處理廠和這些沒有一毛錢關系。
地下污水處理廠不是發展趨勢,無論是在中國,還是在世界其他各地;它不是未來的發展趨勢,也不可能是未來的發展趨勢。
我印象中瑞典和挪威在地下式污水處理廠方面有著悠久而豐富的經驗。這兩個國家建設地下污水廠的目的是為了應對嚴寒地區冬季厚重的積雪、濃霧以及結冰等問題。而日本和新加坡主要是因為用地緊張問題而選擇建造一些地下式污水廠。
幾年前我曾經在韓國考察過一個地下式污水廠,這座污水廠建在市中心附近,地上是一個公園。多年前,我試圖從成本分析方面調查這一問題(建設成本與土地費用),當時的結論(2005年)是如果地價超過1000美元/平米時,土地價格的因素會明顯影響工藝的選擇、廠址的選擇,但實際的情況會隨著歲月的流逝而有所變化,主要是受城市人口的變化以及地區GDP的發展影響。
為了滿足地上環境友好的要求,地下式污水廠必須要建造異常復雜的除臭系統,會導致能耗顯著提高。我印象中這種除臭系統的能耗設計能力為5~10kWh/PE,某些地下式污水廠除臭系統的能耗會占據全廠總能耗的30~50%。還有一點就是,地下式污水廠的維護會更加復雜且昂貴。我知道新加坡的地下式污水廠運行成本異常之高。
荷蘭鹿特丹的Dokhaven污水處理廠建在碼頭旁邊的地下,這座水廠采用的是兩級活性污泥法工藝。法國巴黎有一座污水廠建在居民區中心,設計處理能力是30,0000PE。我在2000年的時候考察過這座污水廠,初沉池采用的是Densadeg化學強化沉淀法,生物處理采用的是Biofor生物濾池技術,污泥采用的是焚燒技術。這座污水廠展示的是法國20年以前的工藝技術,我想現在法國應該已經有了一些新的可供選擇的技術吧。
總的來說,對于技術和經濟而言,污水廠的具體地理位置和環境要求應該才是決定性因素。全封閉式水廠在建造和運行上都會帶來許多新問題。但是好在現在已有不少的地下式或者全封閉式的污水廠案例,已經有了這方面的經驗,因此結合全面的經濟分析,就能做出最佳選擇。
地上式污水廠和地下式污水廠的造價比較要建立在同等可靠度和靈活度的基礎上。另外,隨著人們環境意識的日益提高,地上和地下式污水廠都要應對臭味問題,尤其是污水預處理段和污泥段產生的臭味問題。
作者介紹:Helmut Kroiss 維也納技術大學榮休教授,現任國際水協(IWA)主席,Water Science and Technology主編,IWA杰出會士。
北京碧水源股份有限公司總工程師俞開昌在論壇做主題發言分享了城鎮污水地下式MBR技術的應用及發展前景。
各位專家、各位老師、各位同學、各位同仁大家下午好!今天我跟大家交流的題目是城鎮污水地下式MBR技術。我從三方面給大家介紹一下。第一講一下地下式MBR的工程特點然后舉一個昆明十廠的典型案例,然后探討一下地下式MBR的應用發展。
為什么要建地下式污水處理廠?一個是節約土地,還有就是周邊環境影響小,主要是噪音和除臭。因為它全部在地下,自然的噪音就小了,地上的污水處理廠,怎么做隔音或者防噪都不可能做的那么好,這是主動式的。除臭是被動式的,因為地下污水處理廠,如果除臭做的不好,在日常生產的時候是有風險的。地上污水處理廠再嚴厲要求除臭,可以托管,做的不好也不影響運行,因此地下除臭要求比地上高很多。
當然地下式污水處理廠的也存在不足,一個是投資大,還有一個對設備要求比較高,主要是自動化程度。在輔助設計上,特別是通風、消防和照明這些方面,比地上污水處理廠要求高很多,而且不是一個量級。
膜技術,MBR技術有兩個好的特點,一個是省地,另外一個出水水質好,這個大家都知道。地下處理廠和MBR技術結合是優勢互補、劣勢互消的模式。地下埋深大,土建投資高,MBR節省土建,這樣就可以降低成本了。
我舉一個例子,地下式污水處理廠的結構性布置。小規模的污水處理廠能不能做地下?這是我的第一個圖。中小規模的地下污水處理廠MBR,一般采用單層加蓋的形式。目前為止我們有1000個地下式的MBR工藝,分布在北京、浙江、江蘇各地,規模從5噸到5000噸。把構筑物埋在地下,后面這兩個是全地下和半地下,這兩個各有千秋。從MBR技術角度來講,這兩個技術都有,但是這兩種技術都適合于大規模污水處理廠,對于全地下的,正資產比半地下高。首先景觀區和生產區是分開的,普通的老百姓也可以到公園里面去,半地下的,地面可能是生產區,還是有圍欄的。
劉總提一個問題,從省地的角度,從工程角度,能不能污水處理廠都移到地上,從技術角度是可以實現的,也是節地的,但帶來的問題首先是污水處理廠變得很高,因為地埋式污水處理廠埋深基本上是15米以上,全部在地上,相當于地上有十幾米的大樓;第二個問題如果都是地上的話,設備和池子都在地上,除噪跟地上污水處理廠防噪音是一樣的,怎么做?這是被動除噪;從景觀角度,從管理的角度,生產區和景觀區都在地上的話,檢修,圍欄,管理都是地上污水處理廠,從正資產角度就更差了。
舉一個例子,全地下的MBR豎向設置我們做三層,地下負,地下二層,一般是負15米以上,我們做一些預處理池體,生物池,負一層是設備層,地下通道都在地下一層、地上層,負2米,上面可以種樹,種灌木,有2米的浮土。
地下MBR跟地上的比有什么特別?有一個特點就是結構帶來的影響。我們知道MBR技術是攔道式的,我做地上式的污水處理廠,攔道的寬度沒有要求,看設備大小就可以了。每一個都可以有管廊,方便接管就可以了。如果建在地下一定有限制,特別是柱距,一般都是8米,我們盡可能減少占地,所以一般做兩個膜池共用一個管廊,管道做成雙層,節省距離。
膜組器,膜設備是MBR最核心的設備,因為采用地下式,這些方面都需要改變。地上式可以做60片,地下的可能不能做那么寬。這個問題我自己很有體會。2010年的時候,昆明十廠設計的時候,我們做污水處理廠水處理專業是老大,做完以后,建筑配合我們做,開始的時候,基于這樣的思想跟他們配合的。我布置完了他說不行,我就跟他說,你得聽我的,后來我到昆明,跟他們探討。結構層的柱距8米是最經濟的,如果超過了9米、10米,就很難做了。最后我接受了他們的觀點,把膜改成非標的46片,改完以后,又變成標準了,后面我們建十幾個地埋式MBR都是46片的,增加了設備的標準化。
地下式MBR跟地上的區別,吊車的區別很大。地上5噸就可以了,地埋式有柱子,吊車走不了,所以要做S型的,這個是有轉彎半徑的。這是我我在做地下式MBR污水處理廠過程中,碰到的幾個具體的技術問題。
第二個我跟大家匯報一下我們的案例,昆明第十污水處理廠。這是15萬噸的,周邊有立交橋,地方只有這么大,在這樣的情況下,選擇了MBR的技術。因為離居民很近,如果在地上建的話,肯定也會遭到很多老百姓反對。
這是做完以后的效果,只有辦公樓在上面,其他所有的都在下面,還有一個是地下二層的池體層和設備層。這個廠是2013年7月份投產運行,到現在已經運行近兩年的時間了,目前基本上每周會有兩次的接待任務。流程跟地上差別不是很大,一樣的,預處理,生化,膜池等。
從工藝角度來講,用了新的技術,地下污水處理廠要進一步的升級是挺困難的。當時在工藝流程設計上,做了比較大的優選。最后選擇的強化脫氮工藝。用的是多點進水和多點回流,效果還是很明顯的。總共14個小時,5:1的氣水比。46片的膜,252個組件,28個廊道。我們第一次地下式的MBR,清洗做了兩種,一種是電動葫蘆吊起來到專門的地方洗,每個膜池做了防腐,每個膜池可以實現原液浸泡。這兩種方式他們都在用。S型的葫蘆吊那么多的組件是蠻困難的。
我談一談這個廠的結構專業設計,這是施工的情況,基礎是筏板基礎。我對這個工程的結構了解了很多。整個池子是地下的,無縫的,頂層是景觀層。每一個結構設計方式都是不一樣的,這是景觀層做的實驗照片。這是兩回路,70%的供電就可以了,地上是100%,都是二級負荷,但是變壓器容量達到100%。因為地下污水處理廠對消防和應急照明要求比較高,我們配了500KVA備用發電機組。會有應急照明,在特殊的,特別是消防控制中心,發電機房等場合要做應急照明,要求30分鐘連續供電的時間。自控方面要求也是很嚴的。除臭也是地下式污水處理廠非常重要的一環。
除臭這個環節是被動式的,只要做在地下,必須做好除臭,不做好除臭,這個廠是不能正常運營的,地上污水處理廠沒有這個問題,所以除臭是要考慮的,不同的區域,采用不同的除臭的方法。比如說預處理,地上污水處理廠污泥這塊不會除臭,地下這塊也要除臭,用生物除臭的方法,空間也要做活性炭吸附。除臭換氣要求2小時一次,這是除臭的照片。
消防這里有一個防排煙設計。無自然排煙區要做加壓送風,這個是高層建筑才會有的。我們還考慮地下的措施。防火有建筑防火和水防火,我們分了8個區。水消防怎么做,爭議很大,而且沒有規范,不知道怎么做,我們從嚴要求,不光做了消防雙系統,還做了自動噴水系統。還有一級負荷的氣體消防,還有滅火器。
從目前這個廠運行的情況,回歸到工藝本質,效果還是非常理想的。實際進水水質和設計的接近,國家要求一級A,但是我們都達到了四類水,運行還是很不錯的。
最后我們看一下應用發展,我們做了一個統計,目前我們自己大概十幾個在建或者建好的污水處理廠,MBR技術在規模水量上占了一半,數量上占了70%,10個里面有7個是用MBR的。MBR技術在地下還是比較受歡迎的。
最后是經濟性的比較,地下式MBR,跟傳統的比,占地節省20%,如果做地上的,一般都說MBR肯定比傳統的貴,地下式的不見得,我們統計地下式MBR比地上偏移20%,運營費用貴5%。
我們認為地下式污水處理廠跟MBR工藝相結合是優勢互補,劣勢互消的雙贏組合。地下式MBR污水處理廠工藝、膜系統結構等各個專業均有特色,MBR工藝在地埋式污水處理廠發展中具有廣闊的前景。
“我國城市污水的發展經過十多年的發展,現在已經到了基本收官的階段。”在這樣的情況下,最近幾年,地下污水處理廠應運而生。但地下污水處理廠并不意味著一定能節約土地,還有諸如除臭、污泥硝化等等諸多問題應該引起關注。有觀點認為,相較而言,地下污水處理廠的出現應該代表了一種技術的選擇,代表了一種趨勢。
近兩年來,我國地下污水處理廠建設腳步也明顯加快。到目前為止,在我國運行的地下污水處理廠可能超過了10座,在建的有20多座,而且規模越來越大。而這些地下污水處理廠大多集中在中國水環境集團、北控水務、碧水源、桑德集團等巨頭手中,據統計,這四大家族的在建和已運行的地下污水處理廠項目就有20多座。那么,這些地下污水處理廠的基本狀況如何,哪些在建,哪些已經運行?E20環境平臺特別盤點“四大家族”地下污水處理廠項目,供讀者參考。
中國水環境集團8座下沉式再生水廠項目
1、北京通州碧水再生水廠
目前在建,處理規模18萬m³/d ,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
通州北運河流域綜合治理配套項目,原10萬m³/d深池曝氣工藝改擴建為18萬m³/d下沉式再生水廠,占地僅為原廠1/3,主要出水水質指標(COD、BOD5、氨氮、TP)達到地表水IV類水體水質標準,其余指標達到北京地方標準B類標準,再生水回用于玉帶河生態補水。地面配套建設活水公園一座,及北方地區第一座水環境保護科普教育基地。
2、 上海嘉定南翔再生水廠
目前在建,處理規模15萬m³/d,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于蕰藻浜生態補水。地面配套建設活水公園一座,及華東地區第一座水環境保護科普教育基地。
四座南明河流域水環境綜合治理配套項目
3、貴陽青山再生水廠
目前正在運行,處理規模為5萬m³/d,采用改良A2/O(JHB)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮、TP)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于南明河生態補水。地面配套建設活水公園一座,及西南地區第一座水環境保護科普教育基地。
4、貴陽麻堤河再生水廠
目前正在運行,處理規模3萬m³/d ,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮、TP)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于南明河生態補水。地面配套建設活水公園一座。
5、貴陽三橋再生水廠
目前在建,處理規模4萬m³/d ,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于市西河及南明河生態補水。地面配套建設活水公園一座。
6、貴陽貫城河再生水廠
目前在建,處理規模6萬m³/d ,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于貫城河及南明河生態補水。地面配套建設活水公園一座。
兩座廣安區域水環境綜合治理配套項目
7、廣安市再生水廠
目前在建,處理規模5萬m³/d ,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于西溪河及渠江生態補水。地面配套建設活水公園一座,及四川地區第一座水環境保護科普教育基地。
8、廣安奎閣再生水廠
目前在建,處理規模2萬m³/d ,采用改良A2/O(多級A/O)工藝。
主要出水水質指標(COD、氨氮)達地表水IV類水體水質標準,其余指標達一級A標準,出水用于渠江生態補水。地面配套建設活水公園一座。
北控水務八座地下污水處理廠項目
1、 北京稻香湖再生水廠
目前在建,項目規模16萬噸/天,采用改良A2O活性污泥+后置MBR工藝,是北方地區最大地下污水處理廠。
2、云南昆明第十一污水處理廠
目前在建,項目規模6 萬噸/天,采用改良A2O工藝。
3、新加坡樟宜第二新生水廠
目前在建,項目規模22.8萬噸/天,采用“微濾+反滲透”工藝。
4、馬來西亞Pantai污水處理廠
目前在建,項目規模32萬噸/天,采用改良A2O活性污泥工藝,是第一個中國企業境外投資的地下污水處理廠。
5、深圳布吉污水處理廠
目前正在運營,項目規模20萬噸/天,采用A2O活性污泥-生物膜法共池工藝(HYBAS:是生物膜與活性污泥的復合工藝,它具有活性污泥工藝和流動床TM生物膜(MBBRTM)工藝的優點,將兩者有機的結合在同一池中。)是中國首個地下式污水處理廠。
6、云南安寧市第二污水廠
目前正在運營,項目規模6 萬噸/天,采用A2O工藝。
7、云南安寧市太平鎮污水處理廠
目前正在運營,項目規模2.5萬噸/天,采用A2O工藝。
8、青島高新區污水處理廠
目前正在運營。項目規模18萬噸/天,采用“A2O+MBBR”工藝。
碧水源已建有四個地埋式污水處理廠
1、昆明第十污水處理廠
2013年7月,昆明市第十污水處理廠正式投入運營。該項目采用集成式、集約化設計理念,選用由碧水源膜生物反應器(MBR)污水處理工藝,總投資7億多元, 處理規模為15萬m3/d,服務面積20.45km2,服務人口43萬人。出水水質優于國家標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。
昆明市第十污水處理廠不僅是全國處理規模最大,也是西南地區首座投入運營的地下式污水處理廠,該項目由滇投公司與北京碧水源科技股份有限公司采用BT合作模式建設,是昆明市《滇池流域水污染防治2011-2015年)規劃》中的重點項目,技術先進、工藝復雜、施工難度大,是創新和智慧的結晶,隨著該污水處理廠的正式運行,每年將為昆明提供再生水近6000萬m3。
2、河北正定新區地埋式再生水廠:
處理能力為10萬m3/d,出水水質達到一級A標準,實現中水回用7萬噸/日。
3、煙臺套子灣污水處理廠二期工程
套子灣項目占地約9.49公頃,是山東煙臺規模最大的半地下式污水處理廠采用地埋式MBR處理工藝,新建規模為15萬m3/d的半地下污水處理設施,其中再生水生產設施按土建10萬噸/日規模建設,設備按4萬噸/日能力安裝,化驗中心3000m2一座,包括工程項目建設范圍內的廠區道路、綠化等配套設施,總占地約9.49公頃。
4、山西晉陽地埋式污水處理廠
該工程位于晉陽姚村鎮,污水處理廠一期工程建設規模32萬m3/d,累計日處理污水量近100萬噸。其中A/A/O工藝建設規模為20萬m3/d,MBR工藝建設規模為12萬m3/d。該項目被列為山西省和太原市重點工程,采用全地下式結構設計。
桑德集團兩座在建地下污水處理廠項目
1、肖家河再生水廠項目:
目前在建。2013年8月,桑德集團承建的肖家河再生水廠開始籌建,這是北京市首座全封閉的地下再生水廠,占地面積2公頃。經過改造后的肖家河污水處理廠,處理能力將從原來每天2萬噸增加到每天8萬噸,出水水質達到一級A到四類水體標準,處理過后的清水可直接注入清河。與原先污水處理池僅占廠區面積15%相比,地下污水處理廠的污水處理池面積增加了近四倍。
2、福清市第二污水處理廠項目:
目前在建。2013年 7月,桑德國際中標福建省福清市第二污水處理廠BOT項目,福清市第二污水處理廠為福建省第一個地埋式污水廠項目。采用“A2O+MBR”工藝,采用地埋式(半地下式雙層加蓋)建設,為福建省第一個地埋式污水廠項目,出水水質將達到一級A標準。
中國水網訊 地下污水處理廠因具有節約土地、對環境影響小等特點,近年來在北京、昆明、廣州、深圳、貴陽等地逐漸興起,這是否會成為一種發展趨勢呢?6月22日上午,在“2014(第八屆)環境技術產業論壇”上,上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司黨委書記 、總工程師、全國勘察設計大師張辰指出,“地下污水處理廠是不得已而為之的。”
據悉,目前我國絕大多數污水處理廠建設均采用地上式,但隨著我國城市化水平和對環境要求的提高,特別是針對土地資源短缺、環境污染問題日益突出的大城市來說,在某些特定地區開始建設地下污水處理廠。
“建在地下最大的優點就是節約土地。”昆明市政雨污分流指揮部副指揮長馬躍基曾指出,如同等規模露天廠區的占地面積將達150畝,但是昆明第十地下污水處理廠的廠區占地僅59畝,節約了2/3的建設用地。地下式污水廠由于節約土地、對環境影響小,特別適合于特大型城市市政工程的升級。
此外,除了節約了用地,地下污水廠還有兩個優點,噪音和臭味問題得到了有效控制。
其實地下污水處理廠國外也有,張辰表示,近年來,“大家認為地下污水處理廠有一定的宣傳亮點,就一窩蜂的去做,其實剛開始是‘不得已而為之’。”
據了解,由于地下污水處理廠地下基坑較深,建設成本要高于露天成本,而且施工難度也大;此外管理運營成本也高,如露天廠房白天不需要照明,地下的就必須使用。
張辰介紹,污水處理有集中的、有分散綜合的。上海1984年做了污水處理的規劃,以集中處理為主,并修了輸送管線,在長江邊上建了污水處理廠。30年來,關于集中、分散的討論不斷反復。曾有一段時間許多專家說要實現再生水利用,要在市中心設污水廠,但此時中心城區已經沒有規劃用地了,經綜合分析討論后,認為建一座比較封閉的地下污水處理廠在市中心比較合適,“所以才開始建的,并不是剛開始就為做地下污水處理廠而做的。”張辰解釋。
資料顯示,地下污水處理廠的模式目前在廣州、深圳、貴陽等地已有成功范例。目前,北京在建設稻香湖項目同時,也啟動了槐房、北苑地下污水處理廠的建設。
附:我國部分地下污水處理廠基本情況
探訪國內最大地下污水處理廠 不僅好在省空間

昆明市第十污水處理廠建在地下,地面上是免費開放的公園。

第十污水處理廠的膜設備間。攝影:趙永峰 實習生 武釗
幕后故事
施工20個月不許離開昆明
第十污水處理廠投入運營,昆明市政雨污分流指揮部工程處工程師陸宏總算松了一口氣。過去的20個月他幾乎沒有假期,“除了因為工作需要出過幾次昆明,我們不允許出昆明。”陸宏想起那段時間就直搖頭。“這個工程是大項目,領導很重視,加上工程難度也大,所以我們基本沒有節假日。”
除了要參與十廠的建設,陸宏當時還負責周邊幾個工地的建設。“每天早上基本7點多就要出門,從周邊的工地繞一圈過來,9點多鐘就到這兒了。”早上早出門,晚上還要加班,晚上9、10點鐘回家,忙的時候凌晨一兩點。
在陸宏的印象中,整個工程沒有特別驚心動魄的經歷,技術方面也沒有攻克不了的難關,不過施工結束前的兩個月特別瘋狂,“工程到了最后沖刺階段,大家都很緊張,每個人都很暴躁,爭吵是免不了的,但是都是為了工程建設。”
綠樹、鮮花、噴泉、廣場,誰能想到昆明石虎關立交橋東北側的這個公園下面是一座污水處理廠?這就是昆明市第十污水處理廠建成后的景象。而地下每天可處理污水15萬立方米,出水水質優于國家一級A標準。近日,記者走訪昆明市第十污水處理廠,揭開它的神秘面紗。
啟用前:原有污水處理廠雨季超負荷
7月1日,我國處理規模最大的地下式污水處理廠昆明市第十污水處理廠和海明河等10座調蓄池投入運行,兩項目均是《滇池流域水污染防治(2011—2015年)規劃》中的重點項目。項目啟用后,進一步提升了主城污水處理能力,完善雨污水收集系統,大幅削減流入滇池的污染。
據悉,滇池的主要污染源是工業廢水和生活污水,因此治理滇池必須從源頭上控制。為治理滇池,昆明市委、市政府實施了污水處理廠建設、管網敷設以及環湖截污、河道治理等項目,先后在主城區建設了2865公里管網及8座污水處理廠。目前,這些污水處理廠處理后達到一級A標準的尾水每年有3億多噸,主要用于城區入滇池河道的補給水源。
昆明市政雨污分流指揮部副指揮長馬躍基介紹,昆明市主城8座建成的污水處理廠處理能力達110.5萬立方/天,而主城的自來水供水量加上自采水量已達110萬立方/天。“在旱季,污水處理能力已經飽和。而在雨季,已經在超負荷運行。”
啟用后:全市污水處理能力大增
昆明市第十污水處理廠正式啟用后,昆明主城加環湖污水處理能力達到181萬立方/天。
該廠位于石虎關立交橋東北側,是目前國內規模最大的全地埋式MBR地下污水處理廠,也是西南地區第一座投入運行的地下式污水處理廠。
該項目設計規模15萬立方/天,占地約3.89萬平方米,服務面積59平方公里,服務人口43萬人。服務范圍西起環城東路-東二環,東至東三環,北始穿金路,南止昆石高速,項目批復概算投資7.47億元。
據介紹,由于采用了新工藝膜處理技術,該處理廠的出水水質優于國家一級A標準。每天,該廠將有4.5萬方處理過的中水用于附近綠化,剩下的水進入河道,最終進入滇池。
在該廠地面上將建成一個50畝的開放式公園,免費向居民開放。
調蓄池:10個總容積達10.5萬立方米
此次和第十污水處理廠同時投入運行的首批10個調蓄池總容積達10.5萬立方米。海明河調蓄池是當中規模最大的一個,蓄水容積2.8萬立方米,主要收集白龍路、人民東路以南,東郊路以北,二環東路以西,環城東路以東4.7平方公里范圍內的混合污水。
根據滇池流域水污染防治規劃,將在二環路內建設16個調蓄池。今年年底前昆明將建成并投入另外6座新型雨污調蓄池,屆時昆明城市蓄水總容積將達到20.44萬立方米,成為全國雨污調蓄規模最大的城市。
焦點
城東片區淹積水頻率將大降
調蓄池配合污水廠,還能錯峰避免污水入滇池
據昆明市政雨污分流指揮部副指揮長馬躍基介紹,十廠建好可以緩解昆明市第二污水處理廠的壓力,把城東片區的污水就近處理,這一片區淹積水頻率也可以大大降低。
據馬躍基透露,現在海明河道接納的污水是用一根管徑1.5米的管道截污到二廠處理,但是雨季的時候雨污合流,雨水倒灌會造成菊華立交和石虎關立交橋下淹積水。另外,海明河道的污水也會有一部分進入大清河,最終進入滇池。現在二廠是超負荷運轉,“即便旱季也處于飽和狀態,超負荷就會出現處理不完和處理不達標的問題。”
而遇到雨量很大的情況,啟用調蓄池可以更好地配合第十污水處理廠發揮作用,進一步緩解城東片區的淹積水狀況。
昆明市從2011年開始建設調蓄池,規劃在二環內建設小路溝、昆一中、圓通溝、學府路、教場北溝、白云路、明通河、老運糧河等16座調蓄池,總容積20.44萬方,目前建設完成的有10座。
海明河蓄水池是其中容積最大的一個,容積為2.8萬方。這個調蓄池投入使用后,可以在暴雨來臨時收集超量的雨水,錯峰避免污水流入滇池。
昆明市政雨污分流指揮部工程處工程師陸宏告訴記者,在菊華立交橋下被藍色圍擋圍起來的地方就是海明河雨污調蓄池。由于雨污調蓄池都建在地下,在圍擋內有樹木有道路,很難想象下面是那么大的雨污調蓄池。
“旱季調蓄池的閘門都是關閉的,雨季打開。雨水通過箱涵進入海明河上段,再從海明河進入調蓄池,之后再使用水泵抽水進入污水廠處理。”陸宏介紹,調蓄池建成投入使用后,將有效收集二環內主要河流、溝渠及管內的合流水,減少雨季期間污水處理廠超負荷運行,并緩解城市低洼地帶雨季淹積水的狀況。
現場走訪
“秘密武器”不過是白色細管
第十污水處理廠主要工藝構筑物設于地下一、二層,昨日,記者跟隨昆明市政雨污分流指揮部工程處工程師陸宏下到地下一層,近距離接觸了該廠的“秘密武器”。
地下廠區:膜處理后的水最清
“這個綠色的大箱子就是除臭設備,這個是高壓風機,這個就是膜處理的池子。”陸宏一一介紹廠房的設備,最后在一個展示臺前駐足。“從這幾個容器的水顏色就可以看到污水處理的效果了。”
記者看到,從左到右擺放著幾個玻璃容器,里面的水顏色越來越淺,最后一個容器里的水非常清澈。“最后這個容器里的水就是我們十廠的新工藝膜處理之后的水,要優于一級A標。”
這個聽起來很神秘的膜處理工藝的材料有著非常可愛的外形,白色的細管就是這項技術的秘密武器。
據陸宏介紹,污水進入處理廠之后,經過格柵、沉砂池、精細格柵、生化池后進入膜池處理。這些細小的管子此時就開始發揮作用。“管子是中空的,管壁上有幾微米大小的小孔,水從小孔進入管內,再通過水壓從中間排出,完成膜處理。”陸宏說,完成膜處理的水由產水泵提升、經消毒后排出污水廠。
公園建設:計劃8月底完工
第十污水處理廠啟用后,地面上將建成50畝的休閑公園。昨日中午,記者在公園施工現場看到,這里已經栽種了不少喬木,一些不耐曬的樹種還覆罩了黑色的遮陰網,工人們正忙著鋪設道路、栽植樹木。
陸宏介紹說,公園的建設今年5月份才完成招標。目前公園道路及綠化工程正在施工,計劃8月底完工。
百科問答
地下建廠難在哪里?
答:建設、運營成本高
因為污水處理廠地下部分采用兩層地埋式設計,整個地下基坑深度達18米,建設成本要高于露天建設,而且施工難度要大得多。同時,馬躍基也不否認地下污水處理廠的建設、運營成本要高于露天的污水處理廠,“管理、運輸的成本都要高一些,舉個例子,露天的廠房白天不用照明,但是地下的就需要。”
地下建廠好在哪里?
答:節約土地、無噪音、少臭味
既然如此為什么還要建在地下?“建在地下最大的優點就是節約土地。”馬躍基說,同等規模露天廠區的占地面積將達150畝,但是第十污水處理廠的廠區占地僅59畝,節約了2/3的建設用地。
當然,除了節約了用地,地下污水廠還有兩個優點,“因為埋在地下,噪音的問題就解決了。露天污水處理廠機械的聲音還有水聲對周邊都有一定的影響。”他還透露,盡管經污水處理廠處理過的水都已經達到國家標準,但一般的污水處理廠在排放時,站在下風口的位置時還是能聞到臭味,而地下污水處理廠通過地下幾道工序的除臭技術,到了出氣口基本就沒有味道了。
十廠的技術“新”在哪里?
答:采用膜生物反應器污水處理工藝
據介紹,除了規模最大,昆明市第十污水處理廠還首次創新地利用計算機模型模擬運行工況專利技術,采用膜生物反應器(MBR)污水處理工藝,由菊花村污水泵站提升后經壓力管進水,依次經過格柵、沉砂池、精細格柵、生化池、膜池處理,最后由產水泵提升、經消毒后外排。
地上公園有何“秘密”?
答:選樹種有講究,遺憾沒廁所
在污水處理廠頂上建公園需要注意些什么?陸宏說,在污水處理廠頂上回填了2.5米高的泥土,因此栽種的喬木就不能選擇深扎根或太大的樹種,只能栽一些小型灌木、植被,“扎根太深會對主體建筑等造成影響。”
據陸宏介紹,第十污水處理廠上方所建公園有個小小的遺憾,就是沒建廁所。