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谈地下式污水处理厂运维要点与成本

2019/12/12 阅读:

摘要:地下式污水处理厂因节省土地资源,臭味噪声污染小,与自然景观相协调等优势近些年来受到了广泛关注。介绍了地下式污水处理厂优势及缺点,结合个例简要分析了运行维护难点和成本等内容。

关键词:地下式污水处理厂;运维;成本

1地下式污水处理厂概况

传统污水厂在改善城市生态环境、节约水资源、提高居民生活质量方面发挥了巨大的作用,但其在净化污水的过程中产生的恶臭、噪声等又成为新的污染源,对周边环境造成不同程度的污染,影响了居民的正常生活。随着城市化进程的加快及土地集约利用理念的发展,地下式污水厂在国内外得到了迅速推广。国内地下式污水处理厂于2010年前后开始建设发展,目前已建成大型地下市政污水处理厂30座以上。地下式污水处理厂的建设符合我国人多地少、气候差异较大的国情,符合现代化大都市公共设施走向地下的发展趋势。因此,随着我国水环境治理力度的加大,地下式污水处理厂在我国必将具有良好的发展前景。但目前我国还没有关于地下式污水处理厂的规范,且设计经验也相对不足。

2地下式污水处理厂主要特点

2.1结构形式及布置

1)结构形式分类。地下式污水处理厂的结构形式主要分为全地下式布局(单层加盖)、全地下式布局(双层加盖)和半地下式布局(双层加盖)。其中以双层加盖全地下式布局最为常见。2)总体布置。双层加盖全地下式污水处理厂竖向剖面典型形式一般分为三层:地下负二层(污水处理构筑物池体层)、地下负一层(处理池面层、生产辅助建筑层、生产运行管理空间层)、地面层(综合楼、地面景观及其他用途层)。3)平面和竖向设计。地下污水处理厂改变常规的分散布局模式,平面和竖向设计的重点和难点是“平面组团”“空间加”的集约化设计。为了尽量节省地下空间,所有位于地下的处理建(构)筑物的平面形状、空间叠合在满足基本功能和流程的基础上,应尽量紧缩,形成模块化的集成设计。工艺单体设计与传统污水处理厂设计完全不同的主要有两点。1)必须充分考虑与地下空间结构柱距的优化、协调。2)工艺设计要重点考虑空间高度与设备吊装、安装的匹配,在满足设备安装检修的基础上,尽量减少地下空间层净高。

2.2地下式污水处理厂优劣势分析

1)优势:地下式污水处理厂相比于传统地上污水处理厂的优势包括以下几点:①占地面积小。采用高效处理技术的集成化设计,一般来说,地下式污水处理厂建设用地指标为0.25~0.65m2/t水,占地面积仅为地上式的1/31/2,能提高土地的综合利用价值。②景观效果好。地下式污水处理厂地上部分可设计成湿地公园,具有景观效果,对周围景观具有正面影响。③对周围环境影响小。相比于传统污水处理厂的敞口设计,地下式污水处理厂能有效控制恶臭、降低噪音、减少视觉污染的影响。④便于中水就地回用。地下式污水处理厂大多位于市区,便于中水回用。⑤降低低温环境对处理效果影响。地下式污水处理厂在冬季温度相对稳定,能够降低低温对硝化细菌脱氮的影响。2)劣势:地下式污水处理厂投资、运行成本高,对地下式污水处理厂的投资运行成本将在下文进行专门介绍。相比于传统污水处理厂还具有的缺点如下。①施工难度大。埋深大,通常采用一体化箱体设计,抗浮要求高、基坑支护和地基处理费用高,箱体渗漏几率大。施工作业面小,影响工程进度。②巡视检修难。在有限的空间内优化水流、人流、泥流、车流具有一定困难。地下部分由于通风及照明原因,不利于巡视检修,存在安全隐患,对管理人员健康具有潜在威胁。③消防、照明、通风风险高。地下式污水处理厂处于地下相对密闭空间,消防、照明、通风要求高,增加运行费用。④安全风险高。生产构筑物大部分位于地下,现行《建筑设计防火规范》无针对性。逃生设计依据规范不足,不利逃生疏散。⑤防洪要求高。污水处理厂地势一般较低,地下式污水处理厂所有构筑物位于地下,对自身排水要求更高,且受洪水威胁增大。

3地下式污水处理厂运维要点

3.1地下式污水处理厂运维难点

由于处于地下,地下式污水厂的运行维护相对困难,使得181自动化控制与闭路电视监控系统成为必不可少的部分。相对于同规模的地上式污水处理厂,地下式污水厂自控仪表系统、视频监控系统的设备数量及技术指标均较高,安全监测系统、消防及联动控制系统则是地下式污水处理厂的新增内容。主要难点如下。1)设备检修难度高。由于主体构筑物和设备均埋于地下封闭空间,吊装空间有限,所以设备检修难度相应增大。2)设备防腐要求高。由于在地下空间相对湿度更大,自然通风条件差,设备防腐要求更高。3)仪器检测要求高。地下空间巡视安全风险比地上敞开区域更大,为保证人员安全,对仪器仪表稳定性、可靠性要求高。

3.2地下式污水处理厂调试运行注意事项

1)在综合楼与地下箱体结构之间设联络通道,便于运行检修及养护,非常实用,以后可推广。2)污泥套筒阀在初沉池应慎用。由于初沉池污泥无机物较多,易板结,污泥套筒阀导致排泥不畅,在工程中需注意。3)土建施工时,设备需采购到位。若土建施工时设备未对预埋件预埋,会导致重新开洞等问题,影响结构安全,尤其是应尽量避免负一层底板的开洞。4)生物池多设兼性段。由于全地下污水处理厂很难改扩建或者技改,建成后需考虑应对各种工况,在好氧池内,部分底部安装搅拌器,使缺氧与好氧可随时切换,以应对水质变化。

4地下式污水处理厂运行成本分析

地下式污水处理厂由于采用地埋封闭式结构,相比地上式污水厂增加了通风、照明费,这两项的电耗可能达到全地下厂总电耗的30%~50%。此外,地下式污水处理厂的日常维护、检修难度较大,相应也会增加运营成本。目前常规污水处理厂采用BOT模式,出水达一级A指标的吨水价格约为1.2元/t,而山西省太原市晋阳32万t处理规模的全地下污水处理厂的吨水价格约1.5元/t,比地上的报价高0.3元/t。以郑州南三环污水处理厂为例,南三环地下污水处理厂对照地上污水处理厂高出24%,这主要是因为地下污水处理厂对通风除臭的要求更高,导致运行成本增加。以昆明第九污水处理厂为例,采用BT模式建设,出水水质为地表水Ⅳ类,因为兴建时间不长,吨水运行成本约为0.78元,包含电费、人工、药剂等费用,且还不包含检修等费用支出。

5地下式污水处理厂市场前景

地下式污水处理厂因节省土地资源,臭味噪声污染小,与自然景观相协调等优势近些年来受到了广泛关注。目前北京、昆明、青岛、合肥、深圳、苏州、桂林等地均已展开地下污水厂的建设。地下污水处理厂不是一个简单的削减污染物的设施,而是一个综合了经济、技术和环境效果的系统。作为国家经济社会发展到一定阶段的产物,地下污水处理厂将成为环保企业发展机会。据《经济日报》估算,到“十二五”末期,随着城市污水处理率将达到85%,城市污水处理投资也将大幅下降。地下污水处理厂的建设给水处理行业打开了一扇门,预计将产生近200亿元左右的市场规模。地下污水处理厂正逐渐成为一个水处理领域发展的新方向。

6结语

目前地下式污水处理厂优势和缺点都很明显。优势主要表现在环境友好方面:臭气、噪声、景观、功能(占地面积小)、价值(土地利用价值);缺点包括设计、建设难度大,运营管理难度高,安全风险大,这些因素都导致地下式污水处理厂的投资、运行成本增高。在建设用地趋紧和生态环境保护要求趋严背景下,地下式污水处理厂因具有占地面积小、生态环境友好等优势,在经济相对发达、用地紧张的地区,若能发挥地下式污水处理厂节省土地、环境友好的价值,平衡其高投资、高运行成本的缺点,能带来较好的经济效益和社会效益。

作者:王阳 单位:中国葛洲坝集团

谈地下式污水处理厂运维要点与成本

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