全地埋式城市污水處理廠建設實踐與思考

李帥，李墨愛

（1.臨沂市生態(tài)環(huán)境局，山東 臨沂276000；2.山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 臨沂276000）

1 引言

自從我國首座全地埋式污水處理廠——深圳市布吉污水處理廠建成以來，因其節(jié)約用地、環(huán)境友好等突出優(yōu)點，全地埋式城市污水處理廠發(fā)展迅速，我國建成并運行了多座全地埋式城市污水處理廠[1]。筆者參與了臨沂青龍河凈水廠、陷泥河凈水廠的選址、建設、運行等工作。這2 座城市污水處理廠均采用全地埋式，所有污水處理設施均在地下，地上為市民休閑公園，進水為市民生活污水，采用A/A/O 污水處理工藝，出水水質(zhì)標準為GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準。其地下分2 層，-1 層為設備層，-2 層為污水處理工藝池體。青龍河凈水廠日處理污水30 000t，從2015 年12 月開工建設，2017 年6 月開始運行[2]。陷泥河凈水廠日處理污水40 000t，從2017 年9 月開工建設，2020 年6 月開始運行。

2 廠址和工藝選擇

2.1 廠址選擇

全地埋式城市污水處理廠選址大部分在城市建成區(qū)，主要是處理市民生活廢水，提供城區(qū)內(nèi)河活水。通過選用低噪聲污水處理設備、安裝臭氣處理設施等措施，不但對周邊環(huán)境沒有負面影響，而且為周邊市民提供了一處休閑場所，所以在選址時不存在衛(wèi)生防護距離的問題，也讓廠區(qū)周邊市民比較容易接受這種模式的污水處理廠。廠址最好選在內(nèi)河的源頭段，為內(nèi)河最長河段補充活水。比如，青龍河凈水廠位于青龍河源頭；陷泥河凈水廠位于陷泥河源頭。

2.2 工藝選擇

目前，全地埋式城市污水處理廠的主體工藝大部分采用MBR 或者A/A/O。這2 種工藝各有優(yōu)缺點。采用MBR 工藝的全地埋式城市污水處理廠占地面積小，但投資成本較高、運行成本較高、運行管理較復雜、生物膜需定期更換。采用A/A/O 工藝的全地埋式城市污水處理廠占地面積大，但投資成本和運行成本較低、運行管理較簡單[3]。

在選擇工藝的時候，要統(tǒng)籌考慮擬用土地面積及成本、污水處理規(guī)模、運行管理團隊對哪種污水處理工藝更擅長等各種因素，選好適合該全地埋式城市污水處理廠的主體污水處理工藝。

3 工程設計

目前，城市污水處理工藝設計比較成熟，基本能夠保證污水達標排放。筆者認為，在全地埋式城市污水處理廠的設計方面，應特別注意以下3 個問題。

3.1 除臭

全地埋式城市污水處理廠大多數(shù)在市區(qū)，周邊是市民小區(qū)。若不能處理好污水處理廠產(chǎn)生的臭氣，將會讓周邊市民對該廠產(chǎn)生不滿，甚至會產(chǎn)生投訴上訪事件。全地埋式城市污水處理廠外排廢氣的標準為GB 14554—1993《惡臭污染物排放標準》和GB 18912—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》。目前，除臭技術主要有生物除臭、離子除臭、化學反應法除臭、植物液除臭等。青龍河凈水廠和陷泥河凈水廠均采用生物和離子相結合的除臭方式。青龍河凈水廠除臭系統(tǒng)運行幾年來，效果較好，外排廢氣達標。

3.2 防自淹

全地埋式城市污水處理廠的進水是從市政管網(wǎng)中自流；在工藝池體間合適位置，設有中間提升泵房；出水是用水泵抽送至河道。若處理不好進水、中間提升泵、出水泵開啟，導致全部或部分池體進水量大于出水量，池體中的水可能會溢出至-2 層的廊道，甚至會到-1 層，淹掉污水處理廠。為了防止自淹，在進水口安裝2 個手電一體的閘門或閥門，并配備應急蓄電池。當污水處理廠突然停電時，能夠迅速停止進水。

做好進水閘門或閥門與中間提升泵房的聯(lián)動。當中間提升泵停止工作時，進水閘門或閥門要自動關閉。若中間提升泵停止工作時，進水閘門或閥門不關閉，持續(xù)進水，進水口與中間提升泵房之間池體中的污水可能會溢出。做好中間提升泵和出水泵的聯(lián)動。當出水泵停止工作時，中間提升泵自動停止工作。若不停止工作，中間提升泵房與出水泵房之間池體中的污水可能會溢出。

3.3 防止外水淹廠

目前，有的城市排水系統(tǒng)不完善，當降水量較大時，容易在城區(qū)內(nèi)積水，可能對全地埋式城市污水處理廠造成被淹的威脅。通過適度提高進入全地埋式污水處理廠坡道三面墻的高度、在坡道下口處安裝擋水門、在坡道下口處設計排水溝等措施，最大限度地防止外水進入全地埋式城市污水處理廠。

4 工程施工

4.1 基坑開挖及支護

全地埋式城市污水處理廠埋深較深，最深處通常在-18m 左右，基坑安全等級為一級。保證基坑安全是整個建設過程中最重要的工作之一。假如基坑安全出現(xiàn)問題，極易發(fā)生群死群傷事故，并造成大量財產(chǎn)損失。

在基坑支護設計時，如果安全系數(shù)取值過大，基坑安全隱患較小，但投資會增多；如果安全系數(shù)取值過小，投資會減少，但基坑安全隱患較大。如何平衡好設計安全系數(shù)取值與投資，是很難掌握的問題。筆者建議，如果當?shù)鼗又ёo工作開展較多、較好，當?shù)卦O計、施工單位通常會非常了解當?shù)氐牡刭|(zhì)等狀況，更能平衡好設計安全系數(shù)取值與投資的關系。所以最好選擇當?shù)氐幕訃o設計、施工單位。因為基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)是保障基坑安全的最重要的數(shù)據(jù)，所以一定要選擇技術水平高、責任心強的基坑監(jiān)測單位。

4.2 主體工程施工

全地埋式城市污水處理廠平面面積較大，施工時，需對構筑物分塊施工。分塊越多，每塊的面積越小，施工越簡單，但是在基礎筏板、墻體留下的施工縫就越多，漏水的隱患越多。青龍河凈水廠平面面積約9 000m2，施工時，將基礎筏板分為2 塊施工。每次商品混凝土澆筑時，工作量很大，最多時連續(xù)澆筑約70h，所以施工組織、質(zhì)量控制等很難較好地完成。陷泥河凈水廠平面面積約11 000m2，將基礎筏板分成8 塊，每次商品混凝土澆筑時間不超過24h，較好地完成施工組織和質(zhì)量控制。

全地埋式城市污水處理廠地下空間很大。施工期間，鋼筋商品混凝土的支撐系統(tǒng)極其重要。支撐系統(tǒng)一定要達到相關標準要求，必須牢固。支撐系統(tǒng)應選用鋼管長度較短、承插連接為宜，便于支撐系統(tǒng)拆除、鋼管被塔吊移出等。頂板的通風口和安全逃生通道的頂蓋要待主體工程內(nèi)物料基本清理完成后再施工，因為這些洞口可以用來吊鋼管、模板、方木等物料與普通建筑工程相比，每次澆筑商品混凝土的量較大，一定要選擇當?shù)禺a(chǎn)能大、綜合實力強的商品混凝土供應公司。這樣即能保證商品混凝土澆筑時不間斷，又能保證商品混凝土質(zhì)量。建議在商品混凝土中添加抗?jié)B、抗裂等添加劑，在與污水接觸的商品混凝土中添加防腐劑。全地埋式城市污水處理廠的墻體不能有裂縫，若有裂縫，會產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，影響正常運行，可用發(fā)泡膠封堵墻體裂縫，效果較好。

全地埋式城市污水處理廠往往在市中心建設，施工期間可用土地較少，可能存在料場面積不足問題。因為分塊建設，可以將已建成主體工程的頂板用作部分物料的料場，但最好不要存放鋼筋等質(zhì)量太大的物品。頂板的防水及保護層完成之后，再用作料場，這樣可以利于下一步施工。

在每個工藝池體合適的位置設置集水坑。污水處理廠運行一段時間后，需要停產(chǎn)檢修，放空池體。單個工藝池體的面積比較大，若沒有集水坑，很難徹底清除干凈池底的污水、污泥等。

4.3 設備選擇及安裝

全地埋式城市污水處理廠所用設備較多，但都在地下空間安裝，吊車等大型設備無法使用，因此，要選用質(zhì)量好的設備，盡量延長使用時間，減少設備更換次數(shù)。同時，鼓風機等易產(chǎn)生噪聲的設備，盡量選用噪聲低、效率高的設備。青龍河凈水廠和陷泥河凈水廠選用空氣懸浮鼓風機，在地上聽不到任何噪聲。

通風管道、除臭管道、控制柜及其配件等應選用304 不銹鋼材質(zhì)。因地下空間相對潮濕，普通碳鋼、鍍鋅板等材質(zhì)容易生銹，從而影響使用。

從地下通道入口處，至藥劑儲罐間鋪設輸送藥劑的管道。因大型運輸藥劑的罐車不能行至地下，可以利用鋪設的管道卸載藥劑。

5 結語

全地埋式城市污水處理廠設計、施工是一項系統(tǒng)復雜的工作。設計、施工時，在細節(jié)方面進一步提高、完善，有利于保證工程質(zhì)量、縮短工期、降低投資成本，也有利于提升污水處理廠運行的穩(wěn)定和方便性。