全地下式市政污水处理厂的设计和应用分析

浙江双益环保科技发展有限公司，浙江 嘉兴 314000

在城市建设中，人们越来越重视城市环境，建设环境友好型和资源节约型的城市成为当前城市建设的重要课题。在市政污水处理过程中，应对城市水污染进行有效的处理，并保证城市污水处理效果达标，从而美化城市环境，提高资源利用率，降低污水处理成本。全地下式污水处理厂设计对城市规划是非常重要的，然而当前还没有相关的设计标准，也还没有形成规范化的管理和硬性的指标，只能在实践中不断摸索，提升全地下式市政污水处理厂的设计水平。

1 全地下式市政污水处理厂设计要点

在市政污水处理厂建设中，更严格的标准和要求使污水处理厂在设计过程中可以更加规范合理。例如，在某城市污水处理厂设计中，需要按照要求处理超过90%的污水，然而现阶段污水处理厂已经达到最大规模，要想进一步提升污水处理的效果和污水处理率，就需要引进先进的污水处理设备。虽然以往也出现过利用地下空间来设计污水处理厂的方式，但相对而言还比较少，仅有的全地下式污水处理厂属于二类三级工程，其建设面积为2600～3600m3，且规模还在不断扩大中。

在全地下式污水处理厂设计过程中，应该合理利用地下空间，对地下建筑进行规划，提高建筑防火、防爆性能，并设置地下防水设施，使建筑的排水管道可以得到优化。在实际设计过程中，还要充分考虑经济性原则，对成本进行合理的预算。在设计过程中，应该采用先进的设备，可以有效降低污水处理的能耗，最终达到降低成本的目的。同时，还应该尽量减少在地下污水处理厂所产生的噪声、有害物质对环境和人们生活造成的影响，对污水进行标准化处理，以此提高资源利用率。

2 全地下式市政污水处理厂的实际案例

2.1 工程概况

某市在进行污水处理厂设计过程中，通过对当地情况的考察和研究，选择了全地下式污水处理厂的建设，在设计规划过程中，污水处理厂的面积为2.5hm2。该污水处理厂周边有居民居住，最近距离200m，这样进行布置可以更好地降低工程施工对周围居民造成的影响，有利于保护周边环境，还可以有效节省地上面积，利用地下空间建设污水处理厂，将污水处理、水管系统、建筑设施以及公共绿地等有效结合起来。

2.2 应用方式

在对该城市污水处理情况调查过程中发现，在建设过程中规划建设规模为55万～60万m3/d，一期工程建设规模为40万m3/d。在工程建设过程中，为了防止雨水造成二次污染，可以通过蓄水池来进行处理，蓄水池的面积规划容积为15万m3。在污水处理过程对水质提出要达到A类标准，水中含有的氮、磷等参数应该达到Ⅳ级，而经过处理的污泥中水含量应该不超过40%，还应该对污泥中的臭气进行处理。

在污水厂建设过程中，相较于地上污水处理厂，在建设全地下式污水处理厂过程中，应该考虑更多的因素，因为影响其作用的因素比地上污水处理厂多，建设规范与标准也应该提高。通过对多方面的需求和标准的考虑，制订合理的施工方案，选择科学的施工工艺，并在平面布置与竖向设计过程中实现节能环保、降低能耗、智能化设计等目标。在污水处理工艺选择过程中，可以考虑该城市的进水水质特点和污水处理要求，对污水的处理可以采用AA0工艺，通过低温真空脱水干化等工艺对污泥进行处理。

（1）污水处理的流程可以分为预处理、二级生物处理、混凝沉淀以及反硝化过滤四个环节。①通过对污水进行初沉，可以先简单处理一些有机物，降低污水中的SS浓度，然后进行生物处理。②在采用AAO生化池进行生物处理过程中，应该合理调整生化池进水点、回流点以及进水比例等。③在采用高效沉淀池和反硝化深床滤池进行污水处理过程中，可以有效提升污水处理效果，提高污水处理效率，使处理过的水质达标。④在完成该道工序之后，再利用紫外线和次氯酸钠进行消毒，使水质更纯净。

（2）在污泥处理过程中，选择低温真空脱水干化工艺，可以将污泥中的含水量降低至40%以下，然后对其进行处理，可以更集约化，节省成本。在处理过程中还应该处理污泥中的臭气，将污泥对环境的影响降到最低。

2.3 具体设计

该城市在进行地下污水处理厂的设计过程中，根据实际的位置和环境，在进行全地下式污水处理厂建设过程中，需要考虑地面绿化带的建设，应为地面的绿化带预留足够的面积。对污水处理的竖直方向和平面方向上的空间进行设计和布局，从而更有效地利用空间资源。

（1）平面布局。在实际设计过程中，根据城市的规划，在北侧建立公共绿地，采用集约型污水处理设施，在污水厂顶部进行加盖，实现对污水的预处理、污泥处理、生物处理以及深度处理。还应该检查进入人员和车辆，合理设计通风口和逃生路线，保证安全性。在围场河周边设计过程中，应该围绕北侧污水处理箱体进行布置，在南侧主要进行出水布置。通过应用信息技术可以进行现场模拟，不断优化设计，使设计效果更好。

（2）竖向设计。竖直方向的设计主要考虑经济因素，竖直方向对投资的影响非常大，一般根据工程的要求进行高度设计。该工程地面高度设计为4.5m，在竖直空间设计中，可以分为第一层的操作层设计和第二层的处理层设计。在操作层主要进行框架的设计和顶部覆盖土厚度的设计。在处理层主要进行混凝土结构的水池设计。这样不但可以满足绿化设计，还可以控制高度，从而有效控制工程的造价，保证工程的工期和质量安全。

（3）局部细节。在全地下式污水处理厂设计过程中，因为底下为全封闭式设计，所以对安全性的要求非常高，对于后期的运维安全包括采光、通风、消防、防腐等方面都要进行细节处理。首先，在除臭方面，可以通过混合式的除臭工艺进行处理，先过滤，再利用生物方式及活性炭等复合方式除臭，并采用先进的除臭设备。在除臭过程中，可以通过区域隔离、离子送风以及活性炭等方式除臭，再加上智能通风，从而使地下环境可以得到明显改善。其次，在采光方面，应该采用光井和光导照明装置，最大限度地利用自然光线照明，达到节能的目的。在地下空间中，应急照明是非常重要的，应急照明可以使用的时间应该大于90min。最后，在消防安全方面，其是地下空间设计种非常重要的一个方面，在污水处理厂设计中可以设置12个防火分区，总面积不超过2000m2，还需要设置喷淋系统保证出口安全。在地下空间设计过程中应采用防火、高耐燃的材料，而且还应注重耐久性、防腐性和防淹性的设计。

2.4 经济分析

在全地下污水处理厂设计建设完成后，对其进行试运营。从实际运行情况来看，在污水处理方面可以达到标准，排出的水质优质。在污水处理厂运行过程中，处理动力可以达到0.64(kW·h)/m3。这样的规模在建设过程中需要投资39854.30万元，经营成本为1.5元/t，总成本为2.88元/t，一期工程投资为298752.6万元，经营成本为1.85元/t，总成本为3.72元/t。

3 结束语

总之，全地下式污水处理有很大的优势，不仅可以降低对周边环境的影响，还可以减少土地的使用面积，提高资源利用率。在污水处理过程中，应该采用高标准的工艺进行除臭、通风、采光、照明、防腐、消防安全、防淹、节能等方面的设计，以此促进污水处理厂的不断发展。