浅析洋湖再生水厂（二期）工程绿色设计理念的应用

刘杨华 王文明 张 文 刘 影 吴未红

1.湖南省建筑设计院2.湖南先导洋湖再生水有限公司

浅析洋湖再生水厂（二期）工程绿色设计理念的应用

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1.湖南省建筑设计院2.湖南先导洋湖再生水有限公司

洋湖再生水厂（二期）工程设计出水主要水质指标达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）准IV类（其中TN≤10mg/L）水质标准要求。工程总体设计方案贯彻全生命周期等绿色设计理念，综合考虑污水处理与再生利用，尾水实现“零排放”。通过介绍洋湖再生水厂二期工程设计中的技术亮点，以及绿色设计理念的具体应用，对于类似项目的工程设计具有借鉴及参考意义。

污水处理；污水再生利用；绿色市政

1 引言

洋湖再生水厂地处洋湖垸湿地公园，位于洋湖大道以南，靳江河以东，设计污水处理总规模12×104m3/d，一期工程已建规模4.0×104m3/d，二期设计规模为8.0×104m3/d，污水处理采用“预处理＋MSBR＋微絮凝过滤＋人工湿地+消毒”工艺，其中MSBR为二级生化工艺，“微絮凝过滤＋人工湿地+消毒”为深度处理工艺，污泥处理采用机械离心浓缩脱水工艺，出水主要水质指标达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）准IV类（其中TN≤10mg/L）水质要求，尾水排入洋湖自然湿地作为景观补水或作为城市杂用水回用，污水实现100%再生利用。

2 工程设计理念

洋湖再生水厂位置特殊，靳江河入湘江口位于长沙市四水厂、一水厂、三水厂、八水厂、五水厂等水厂取水头部的上游，属于一级水源保护区，水质的好坏关系着长沙市几百万人口的饮水安全，尾水不允许直排入靳江河或者湘江。

根据洋湖再生水厂位置的特殊因素及上层规划定位，污水处理厂总体方案按照绿色市政的理念高标准进行设计。首先，污水处理厂尾水100%考虑再生利用作为城市杂用水和景观回用水，实现了省内污水处理厂首例“零排放”，从而实现了节约水资源、环境友好的目的。其次，二期项目坚持全生命周期成本的理念，不但考虑初期建设投入，还要考虑后期运营和维护；不但考虑项目本身的投资成本，还要考虑项目附带的社会成本和环境成本，确保建成后长时期都能产生良好的社会经济效益。

图1 洋湖再生水厂二期厂区鸟瞰图

再次，洋湖再生水厂与洋湖湿地公园距离很近，污水厂的设计充分考虑了与湿地公园的有效结合，处理后的尾水进入湿地公园。既保证了湿地公园的补水，又充分利用了湿地公园的自净功能以减少厂区运行成本，人工强化与自然处理的结合保证了出水的长期稳定。而且，厂区与湿地公园共同组成了一道风景线，为市民提供了一处欣赏景观、娱乐休闲的景点。

3 工程设计技术亮点

3.1 设计总图布局

洋湖再生水厂（二期）项目紧临一期项目南侧，总图布局切实注意了安全和环保要求，同时兼顾了景观效果。厂前区和生产区功能区分明显，避免人流与工作流的相互干扰。建筑密度和建筑系数科学合理，既力求布置紧凑，又根据有关规定合理确定了各建、构筑物之间的距离，保证了生产运营和消防的安全。二期值班房、鼓风机房等新建建筑尽量与一期建筑合建，减少建筑体量与占地面积。工程的设计对中水回用工程的建设进行了充分考虑及预留，保证了整个厂区布局布置有序。

二期项目处理单位水量用地指标为0.47m2/（m3/d），仅达到《城市污水处理工程项目建设标准》建标[2001]77号中关于采用二级生化处理+深度处理工艺的污水处理厂建设用地指标的50%，同时，在厂前区和南面预留了大片绿地。

3.2 主体工艺设计

洋湖再生水厂（二期）设计出水主要水质指标需达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）IV类（其中TN≤10mg/L）水质要求，出水标准要求高，国内已经建成运行的可供参考的工程案例非常少。因此，经过前期多次考察，进行工艺比选，项目采用经济、低碳、节地的新型“预处理+MSBR＋微絮凝过滤+人工湿地+消毒”处理工艺，二级生化工艺MSBR集生化反应与泥水分离与一体，深度处理采用微絮凝过滤，而不采用高效沉淀+过滤，极大地减少了占地及水力高程损失，节省了投资及运行能耗，污水处理电耗仅为0.269kW•h/m3（类似项目处理单位水量能耗指标在0.35 kW•h/m3以上）。

图2 洋湖再生水厂二期工艺流程图

3.3 绿色建筑设计

二期建筑风格上保持与一期建筑相一致，其风格生态环保，按照绿色一星标准设计。建筑设计充分考虑到了建筑群体与周围环境及洋湖湿地公园的协调统一，主体建筑采用“地景式”处理方式，建筑形体模拟自然丘陵形态，模糊了墙体、屋面等建筑构件与基地的界限，同时采用种植屋面，屋面绿化与场地内部绿化融为一体，弱化建筑体量，最大限度的减少厂区建筑对湿地公园景观的影响。

全厂建筑立面力求简洁、大方、典雅而不落俗套，以协调的色彩营造出统一的立面风格。生产区的建筑四周大量栽植绿化，使建筑物掩映其间，达到建筑处在绿化中或者说绿化淹没建筑的效果。俯瞰整个厂区建筑如遍布绿植的丘陵，完美融入周边湿地环境。整个建筑群融入厂区大面积的绿化、周边洋湖湿地公园的水面和蓝天白云中，极具韵律感，实现了建筑与环境的和谐共生。

3.4 结构设计

本工程结构设计确保质量、技术先进、经济合理、安全适用；确保了建（构）筑物的强度、刚度、延性及稳定性。贮水构筑物严格遵循规范，进行抗裂设计，构筑物最大裂缝宽度允许值取0.20mm，且混凝土抗渗等级为S6（预处理S8）。施工时混凝土中要求掺加一定量高质量的砼抗裂膨胀剂，以提高砼抗渗、抗裂质量及结构可靠度。

MSBR生化池池型复杂，体量较大，结构设计时采用浇钢筋混凝土结构，沿构筑物长、宽两个方向分别设三道、两道交叉伸缩缝，缝内嵌橡胶止水带，池壁施工缝采用钢板止水带止水。该构筑物采用自重与锚杆共同抗浮。单根锚杆抗拔承载力特征值为150kN。微絮凝过滤池集众多功能单体于一体，包括滤池、反冲洗泵房、鼓风机房和下叠出水渠，且上设种植屋面，通过设置双墙或止水带的方式在结构上进行分离，有效节约了场地空间。

本工程涉及部分一期单体的改建或加建，设计时采取各种措施，尽量减少对原建构筑物结构的影响，降低造价的同时，尽可能做到二期施工不影响一期运营。

厂区内所有建筑物屋顶均按种植屋面设计，屋面找坡均采用结构找坡，有利于屋面排水和节省材料。

3.5 园林景观设计

景观设计方面，强势融入“海绵城市”理念，整个厂区LID设施紧密结合，统一考虑绿化，整个厂区道路及雨水排放系统按照低影响开发的海绵城市标准设计，打造园林式再生水厂，二期绿化率达48.36%，其乡土植物占全部植物种类的比例≥70%。厂区办公楼前及南面绿地设计为下沉式绿地，采用模拟自然的方式来增加径流时间以此削减径流峰值，起到对雨水的调蓄作用。下雨时厂区雨水汇流进入绿化，部分雨水下渗，部分雨水通过盲管收集进入雨水集水池，对雨水进行一定的调蓄利用。厂区道路两侧设置平缘石和植草沟，道路径流分散汇入植草沟，植草沟内设置滤水层、渗水管，汇入植草沟的雨水，向下经滤水层净化后，通过渗水管横向传输至雨水井。停车场按照生态式停车场设计，在主入口左侧设计18个生态停车位，采用嵌草植草砖透水材料，两车位间用花岗岩铺装隔离，并设计高大乔木形式林荫。

4 结束语

洋湖再生水厂（二期）项目设计充分结合一期项目的成功经验，综合考虑污水处理厂的特殊位置，以及场地周边环境，并依托先导区两型社会的建设和上层规划定位，合理确定工艺路线及工程总体布局，贯彻了全生命周期、绿色建筑、海绵城市等低影响开发理念。项目的设计充分满足了“绿色市政”标准的要求，在全国范围内具有良好的示范意义。

[1]金彤.谈城市污水处理厂的绿色环保设计[J].东莞市水务投资集团有限公司,2013(9):8

[2]叶祖达.我国绿色建筑的设计技术选择分析[J].现代城市研究,2013(10)：34～35

刘杨华（1986.11-），男，硕士，工程师，主要从事市政给排水设计。