探秘：亞洲最大地下式再生水廠設計

1、工程概況

槐房再生水廠位于槐房村，南環鐵路以南，通久路以北，馬家堡西路以東，槐房路以西，占地面積約31.36hm2，其中地下部分占地約13hm2。流域范圍西起西山八大處，東至展覽館路，北起長河，南至豐臺，并包括花鄉、盧溝橋鄉、石景山鄉部分鄉域地區，規劃流域面積約120.6km2。再生水廠全地埋結構整體為230m*650m*19m深基坑，豎向分為地面層、地下負一層、地下負二層。

2、設計水質及工藝流程 

設計水質 

工藝流程

3、廠區布置

廠區北部為地上部分，按功能又可分為水處理區及污泥處理區。水處理區位于北部地上部分的西側，主要布置有臭氧系統（包括臭氧制備間、氧氣制備車間及液氧儲罐）、甲醇加藥系統（包括甲醇加藥間、甲醇儲罐區、泡沫消防泵房及加壓水泵房）、總變電室、次氯酸鈉加藥間及儲罐棚（包括次氯酸鈉、PAC及檸檬酸儲罐）、粗格柵間及進水泵房、鼓風機房。污泥處理區位于北部地上部分的東側，主要布置有儲氣柜、貯泥池、污泥濃縮預脫水機房、熱水解及熱交換車間、污泥消化池、污泥板框脫水機房、沼氣鍋爐房、厭氧氨氧化系統、沼氣脫硫系統、廢氣燃燒裝置等。

廠區中、南部地下部分為水處理區，分為地下二層局部三層布置。地下一層主要為工藝設備操作檢修平臺及附屬生產區，主要包括生物除臭設備、配電室等，在地下一層有貫穿整個地下空間的車行道，并且分別在東、西設立兩個出入口，以滿足設備維修、安裝、消防及柵渣外運的需求。地下二層及局部的地下三層，主要布置各生產構筑物及管廊。地下區布置的處理構筑物主要有細格柵、曝氣沉砂池、初沉池、膜格柵、MBR生物池。

廠區中東部分為廠前區及部分生產區，主要建筑物為綜合樓（下部為清水池），機修間、倉庫、熱泵機房及車庫（下部為配水泵房），紫外消毒車間及臭氧接觸池。

4、設計難點

消防分區如何設置、消防型式和設備如何確定？

除臭范圍和工藝如何確定，全面機械通風與除臭如何結合？

如何降低全面機械通風的投資和運行費用？

如何降低地下處理廠被淹泡的概率？

地下部分消防設計

槐房再生水廠地下空間部分總建筑面積約13hm2，如此大規模的再生水廠如果按照《建筑設計防火規范》中對常規地下廠房的規定，將要設置140個以上的防火分區，即使采用自動滅火系統也需設置70個以上的防火分區。這將對工藝流程布置、管線布置、人員巡視路線確定、以及設備和柵渣的運輸等帶來極大不便。并且每個防火分區通向地面的疏散口均位于地下空間上部的濕地區域，過多的疏散口分散在地面，不僅給上部的景觀設計帶來很大影響，也增加了以后的運行管理難度。

基于上述情況，在設計前期就與北京市公安消防局就消防分區的劃分原則進行了溝通，針對污水處理廠的處理工藝、布置形式、設備類型、人員活動特點等進行分析，對防火分區的劃分力爭做到客觀的理解區域性質、重點部位重點設防。

地下空間內大面積的水池頂蓋部分空間，由于設備較少、基本無可燃物，防火分區劃分可以依據工藝流程分系列劃分，面積可以適當突破。對于位于地下空間內的分變電室，以及設備集中的車間劃分為單獨的防火分區，分區面積應執行防火規范的相應要求。各機械送排風機房也設置為獨立的防火分隔。每個防火分區均設有直接通往地面的疏散出口，以及通往相鄰防火分區的安全出口。

地下空間主通道以及各分區車間內設置室內消火栓系統；變配電室均設置無管網自動氣體滅火系統；主通道同時設置自動噴水滅火系統。

需要說明的是，上面所述的地下空間消防設計原則只針對槐房再生水廠工程，每個工程都必須征得當地消防審批部門的批準，或單獨進行消防性能化設計。

地下空間通風及除臭設計

地下部分屬于散發熱、濕及臭氣的車間，由于面積、高度較大，采用機械送風、機械排風的全面通風方式。

所有容易散發臭氣的渠道、水面、設備均進行封閉，設抽氣點排氣，形成負壓狀態，防止臭氣外溢。抽出的臭氣送到相應的除臭系統進行處理，對于預處理部分的臭氣采用三級化學除臭裝置進行處理；對于生物池和膜池部分的廢氣，采用生物除臭系統進行處理。處理后的廢氣通過三座15m高的排放塔進行排放。

對容易受到臭氣污染車間的排風分成兩部分，一部分送到除臭系統進行處理，對于相對清潔的部分，則轉移至工藝曝氣用氣，減少除臭氣量。

各車間均送新風，風量與臭氣量平衡。新風為直流送風，清潔區域的空氣向污染區域轉移，如通道空氣向膜格柵間、初沉池間、生物池、膜池轉移。對于人員不經常到達的地下2、3層管廊區域，在設計中與地下1層通道進行換風，在管道維護期間或由運行管理人員根據需要開啟。