资讯 | 广州市政总院王广华：地下式污水厂的建设与创新：关键技术创新

公共设施地下化是国际大城市规划发展的重要方向之一。污水处理厂的地下化构建了污水处理功能、生态功能和谐共存的综合体，将成为城市污水处理系统建设的新趋势和新需求，是解决地面式污水处理厂环境影响问题的有效途径。

目前，世界上10多个国家稳定运行的地下式污水处理厂有200余座，其中以芬兰、瑞典、韩国、日本等国家应用最多。

我国也有50多座地下式污水处理厂处于稳定运行中，取得了较好的社会、经济和环境效益。

地下式污水处理厂的高性价比主要体现在集约用地，厂区景观好，对周边环境影响小等方面，是突破稀缺性土地资源的内在需要。

例如京溪地下污水厂单位水量占地指标为0.18m²/m³，单位占地仅为传统地上式的1/5。

池体加盖除臭，再加之地下箱体密封，双重封闭隔离和多重除臭根本解决常规地面恶臭问题。

双重封闭隔离，处理车间噪音得到控制。

地面没有传统地上式所常见的众多污水池、构筑物，换之为园林、绿地、水景等花园环境，彻底颠覆人们对污水厂的表观认识。

地面空气、噪音、景观环境大大改善，周边环境大大受益，实现污水处理市政设施与周边城市环境的最大相容性。

良好地面景观环境辐射周边土地受益，提升城市区域价值。地下、地面土地利用效率提升，大大加强人的参与性、亲和性，进而改善厂外周边环境，盘活周边土地价值。地下污水厂可以完全融入城市开发，与城市公园、市民休闲娱乐、运动场地、市政公交、社会停车等设施有机结合，彻底改变人们过去对污水处理厂避之不及的固有观念，利于城市区域整体开发，其综合价值远远超过传统污水处理厂本身的治污价值。

然而，地下式污水处理厂开挖基坑较深，施工难度也相对地上和半地下污水处理厂大，工程投资费用和运营费用也偏高。

因此，地下式污水处理厂适应于：

地下式污水处理厂由于空间结构的局限性和特殊性，在工艺、结构、消防、通风和除臭等方面的设计过程中与传统地上污水厂存在着诸多差异。

集约用地新模式，将污水处理厂与城市更新改造、生态景观营造相结合。

MBR和MBBR工艺是目前地下式污水处理厂的主要工艺。膜生物反应器（MBR）工艺因出水水质好、占地面积小、剩余污泥排放少、抗水质冲击负荷能力强、自动化程度高等特点，利于设置于地下。

MBBR工艺通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。技术关键在于选用比重接近于水的填料。

反硝化滤池工艺具有生物脱氮除磷和物理过滤功能 ，同步去除TN、TP和SS，提高出水水质标准。相比常规的三级处理工艺，反硝化滤池流程短、占地面积小、系统稳定、处理效率高、设备维护简单、抗水质冲击负荷能力强、自动化程度高的特点，同样适用于地下式污水处理厂。

通风：一般来说，污水厂地下空间、综合楼需按《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的要求设置相应的防排烟措施。地下各构筑物除恶臭系统与通风系统要分开设置，以减少设备容量以及便于运营管理。有人出入的空间均采用机械进风、机械排风的方式进行室内通风换气，保证室内空气质量。综合楼中控室采用分体式空调器调节室内空气温度，以满足人员舒适性和设备环境要求。

除臭：各臭气源构筑物进行加盖密封并设置除恶臭抽吸系统。各构建筑物的气体经收集系统单独收集后送到生物除臭装置集中处理。预处理间、装泥间和脱水机房在设置除臭系统的同时，还设置负氧离子送风系统。

地下空间建筑消防：建筑防火分类为二类建筑，耐火等级：地下室为一级；生产火灾危险性防火分类为：戊类。地下空间按照每个分区面积不大于2000平方米划分为若干个防火分区，每个防火分区均设单独的安全出入口，各个分区之间以防火卷帘及防火墙相分隔。

地下空间水消防：设置水喷淋、消火栓、手提灭火器等消防设施，配电房设置气体灭火系统。

地下空间防排烟：负二层管廊和负一层污水处理设备操作区按防火分区设置机械排烟系统及补风系统。

火灾自动报警系统：按一级保护对象设计，采用消防控制中心报警系统，消防控制中心设置在综合楼首层。对火灾自动报警系统、火灾事故广播，消防通信系统、防排烟系统、消防水泵等进行集中管理、监测和控制。

进水闸门：进水两道闸门、其中一道速闭闸；

排空泵房：地下负二层设排空泵房，以排除地下空间突发水淹；

供电电源：二级负荷，两回路供电电源，速闭闸、消防水泵、消防风机、消防风阀、事故排空泵等消防负荷设备用发电机组供电。

主体结构设计：地下主体结构为箱体结构，主要由底板、中板、顶板、壁板、中柱组成。：底板、外墙、顶板的防水混凝土强度等级为C35，抗渗等级为P8，中板混凝土强度等级为C30；地上部分结构：混凝土强度等级为C30。

超长结构裂缝控制措施：

根据“抗放兼施，先放后抗”的设计原则，采用横向“跳仓法”、纵向“后浇带”的方法，将地下超长结构分成一个个块；

设置变形缝，在水池以上结构设置变形缝，缝宽100mm；

尽量使用中低强度混凝土（C30和C35），加入合适的掺合料，优化砼的配合比设计，适当提高地下室底板、侧壁、顶板的配筋率，增加构造配筋；

地下室底板、壁板、顶板，增加控制裂缝宽度性能较好的变形钢筋，钢筋按照“宁细勿粗，宁密勿疏”的原则配置，双层双向拉通布置。

根据工艺特点和构筑物的平面布置，设置中控室、PLC现场控制站、远程I/O站。运行管理主要集中于地面层中控室、地下空间一般操作人员。监控计算机、现场LCU控制站通过光纤接口，构成了工业以太光纤环网。PLC现场控制站与远程I/O、设备控制单元之间以标准工业以太网相连。现场LCU控制站或远程I/O与现场仪表通过现场总线、硬接线连接。

广州市市政工程设计研究总院有限公司在保持传统污水处理厂优势的同时，积极探索实践全地下式污水处理厂形式，于2010年设计建成了全国首座全地埋式膜生物反应器（MBR）污水处理厂——京溪地下污水处理厂。截止至2019年，广州市政院已承接了16座地下污水处理厂的设计任务，总设计规模达276万m³/d。