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实现公共环境治理新高度,地下式污水处理厂做好防淹措施?
阅读量:532 发表时间:2022-06-24

水处理的主要建设形式为地上式,占地面积较大,土地资源浪费严重,不可避免地会对周围环境和居民生活产生一些不良影响。随着城市化进程的快速发展和城区外扩,原规划在城市边缘的污水处理厂逐渐被城市包围。因此,亟需一种环境友好、土地资源节省的污水处理厂建设形式以解决目前的困境。

地下式污水处理厂发展相对较晚,近年来,随着相关技术的发展,在一些环境要求较高、用地紧张的大城市,已逐步开始建设地下式污水处理厂。地下污水处理厂由于处于地下全封闭状态,对周围环境的影响较小、协调性强、可节约土地资源、防止周边土地贬值,特别适合在土地资源高度紧张、环境要求高的地区建设。

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01地下式污水处理厂优势

1、公共环境治理提升至新高度

当公共环境治理提升至新高度的同时,地下式污水处理厂重要性愈发凸显。

较之传统地面污水处理厂完全暴露于自然环境之中的处理工艺相比,下沉式再生水系统不仅解决了邻避问题,尤其在应对疫情的当下,优势特点更加明显,可以阻隔病毒传播,有利于消毒管理。

由于地下单体建设的投资普遍高于地上厂,其设计建设通常需要重点统筹考虑工艺处理效果、占地面积等指标。

诚如在地下污水处理厂设计中,考虑到地下空间和投资的限制,构(建)筑物设计都比较紧凑,技术上也尽量选用占地面积小的处理工艺。

地下式污水处理厂建构筑物整体或部分设置于地面以下天然形成或人工挖掘的地下空间,运行人员可经常在地下空间内进行日常巡视、操作和维护等生产活动。

况且地下常年温差较地面温差小,水温比较恒定,有利于各种污水生物处理工艺的稳定运行。同时出水标准高,可以满足再生水回用的要求,实现水资源的循环利用。

地下式污水处理厂既可独立建设,也可与城市水环境综合治理工程、生态综合体等结合建设。

利用下沉式污水处理厂可以实现污水“分散处理,就近回用”,利用高品质再生水补给到河道,改善整个河道湖泊的水环境质量。

2、地下式污水处理厂的经济价值

污水处理厂“藏”在地下,经济价值体现在哪些方面呢?

一般情况下,地下式污水处理厂的投资成本(4000—6000元/m³)是同等规模地上式污水处理厂的2—3倍。

但如果考虑上土地价值、环境价值,地下污水处理厂的“性价比”与地上式相差无几。

与传统污水处理厂相比,地下式水厂建在城市中央,便于水质的回用,不需要做管网。

而将产生噪音的设备转入地下,也降低了对隔音设备的要求,具有一定的经济效益和社会效益。

由于处于地下全封闭管理,地下式污水处理厂对产生的臭气进行全面处理,对环境和城市居民生活基本不产生影响。

在节省城市开阔空间的同时,也不会对周围景观的美观性产生影响,提高了周围土地资源的价值。

3、将污水处理厂功能分区重新统筹

然而,地下式污水处理厂并不是把地上的污水处理厂 “简单下沉”,而是重新统筹污水处理厂的功能分区。

不仅是污水工艺要先进,处理效率要高,在地下如何使它占有更小的空间,立体三维布置,也为污水处理厂带来了新挑战。

地下污水处理厂的建设由众多分项工程组成,涉及到地面景观、深大基坑的开挖和支护以及通风照明等,这些分项设施往往会根据实际情况加大规模或建设标准提高。

由于地下水厂是密闭空间,对除臭要求比地上水厂更高。地下污水处理厂所有处理构筑物均在地面以下相对封闭的空间中,通风与除臭尤为重要,要确保地下密闭空间内的空气质量和厂区臭气排放的达标要求。

但是其劣势也很明显,如设计、施工难度相对较大,直接投资和运行成本相对较高,而且土建扩建难度大,风险因素增加。

其中规划建设要求高,地下污水处理厂的主体构筑物建于地下,一旦修筑完成再进行改扩建的难度将大大增加。

为此,业界专家建议,基于污水处理厂除臭的研究和工程实践,地下式污水处理厂除臭工艺选择上应优先以生物处理工艺为核心,且生物除臭装置的填料使用寿命不宜低于15年。

对于经济发达、土地资源高度紧张、环境要求高的地区,地下污水处理厂建设将成为一种趋势。

2019 年底,我国首例针对地下式污水处理厂的技术标准《地下式城镇污水处理厂工程技术指南》正式发布。

而在同年印发的《国家先进污染防治技术目录(水污染防治领域)》中,“生态型下沉式再生水厂集约构建与资源化利用技术”亦作为唯一的下沉式技术名列其中。

也正基于此,“十三五”期间(2016年1月—2019年2月),地下式污水处理厂数量已增长至70座,处理水量超700万m/d。

02盘点我国地下式污水处理厂

广州市最大地下污水处理厂——石井净水厂

石井净水厂是广州市占地面积最大的全地埋式污水处理厂,占地面积14.68公顷,处理源于白云二线、环城高速至白云区界以北区域的污水,日处理量高达30万吨/天。

一期污水处理主体工艺采用改良A2/O+高效沉淀池工艺,二期采用改良A2/O+V型滤池工艺,出水水质达到国标一级A排放标准,出水水质均优于地表Ⅴ类水。

石井净水厂始终坚持现代化生态型水厂管理理念,对标行业先进标准,借鉴行业先进经验,加强内部管理提升、技术改造,水厂管理日趋精细规范。

张家港金港污水处理厂

张家港金港污水处理厂是江苏省首座全地下式污水处理厂,占地面积36亩,2010年9月动工,2012年年底投运。设计总规模5万m3/d,一期规模2.5万 m3/d,实际运行规模1.4~1.5万m3/d,服务面积130万km2,服务人口20多万。2016年共处理污水5.6万m3,COD削减量为862t,氨氮削减量为168t,总磷削减量为21t。

主体工艺采用AAO+MBR工艺,出水水质执行一级A排放标准。污泥采用离心浓缩脱水,干化后外运焚烧。

该污水厂地上部分布局合理,景观优美,作为科普教育既定,定期向市民开放,展示现代化的污水处理工艺流程,宣传建设生态文明城市的理念。

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合肥塘西河再生水厂

合肥市塘西河再生水厂服务面积788公顷,服务人口约15万,设计规模3.5万m3/d(一期0.5万m3/d,二期3万m3/d),二期于2012年投运,是塘西河“五管齐下”综合治理工程的重要组成部分。

塘西河厂70%服务区域为新建的雨污分流制管网,进水COD浓度约250~350 mg/L,TN约20~30 mg/L,TP约4.5~5 mg/L。水厂主体工艺采用倒置式AAO+MBR工艺,出水指标同时满足GB18918-2002一级A排放标准和GB/T18921-2002娱乐性景观用水标准。污泥离心浓缩脱水后外运集中处理处置。

该厂采用半地下式建设方式,所有处理构筑物合成一体埋于地下,其上设检修空间并以绿化覆盖。

昆明市第十水质净化厂

昆明市第十水质净化厂位于昆明市官渡区东二环以东、石虎关立交东北,占地3.93公顷,2013年7月通水投运,全地下式布置形式。

污水处理采用AAO+MBR工艺,污泥处理采用储泥池+离心脱水+外运。

十厂设计规模15万m3/d,最大流量19万m3/d,再生水处理规模4.5万m3/d,服务面积20.34平方公里,服务人口43万人。十厂出水执行国家一级A排放标准,尾水排至海明河。

昆明市第十一水质净化厂

昆明市第十一水质净化厂位于昆明市官渡区虹桥立交东南侧,归十路南侧、一号路西侧,占地4.07公顷,采用全地下布置形式。

污水厂设计规模6万m3/d(校核规模8万m3/d,雨季处理能力12万m3/d),现状实际运行3~4万m3/d,另配套建设近期0.5万m3/d,远期3万m3/d的再生水处理设施。该厂于2013年1月动工,2015年5月建成,2015年10月通水,2016年8月正式投运,服务面积19.3km2,服务人口16万人。

工艺采用倒置AAO生物反应池+高效沉淀池+V型滤池,没有选用MBR工艺。该厂初沉池一般停运,在雨季作为调蓄池,可减少暴雨径流对污水厂生化系统的冲击,保证运营安全,生化处理后的二沉池较长,水力停留时间3.3 h,出水控制在10 mg/L以下。深度处理采用斜板沉淀+V型滤池+紫外消毒,出水标准达到一级A排放标准排入东白沙河,再生水采用次氯酸钠消毒回用,污泥采用离心脱水至80%后外运。

昆明经开区普照水质净化厂

普照厂位于昆明经济技术开发区普照村昆石高速、宝象河和小普路之间地块,占地面积约6.6公顷,服务面积63.3km2,服务人口15.35万人。

普照厂采用MSBR工艺,预处理后的污水进入MSBR生物反应池生化处理。采用全地下式布置形式,污水厂土建工程设计规模按远期10万m3/d一次建成,设备按一期5万m3/d配置,实际运行水量为4万m3/d,再生水处理一期规模4万m3/d,远期规模8万m3/d。工程自2013年8月开工建设,2014年12月完成主体工程建设并顺利通水调试,2015年10月正式通水,2015年12月投运。

南三环水务

中原环保股份有限公司南三环水务分公司(简称“南三环水务”)位于河南省郑州市,服务范围为南三环以南、南水北调总干渠以北、京广铁路以西区域,服务面积16平方公里,占地面积78亩。总设计污水处理规模10万m3/日,采用前置缺氧段AAO脱氮除磷工艺,深度处理采用高效沉淀池+V型滤池+次氯酸钠消毒工艺,出水水质执行河南省《贾鲁河流域水污染物排放标准》。该项目被列入国家水污染防治“十二五”规划,2011年和2012年连续两年被列为省级重点工程,2014年8月建成试运行,工程投资概算为50750.08万元。

南三环水务采用半地下式建设,是河南省首家半地下式城市污水处理厂。将生产区主要构筑物合建成一个集约化水池,在其上部建造一个高约4.25m的大型钢筋混凝土箱体,箱体长247.5m,宽127m。箱体的底板即为水池的顶板,形成一个二层的半地下式空间结构,上层为巡视操作层,下层为水池结构,箱体顶板覆土1.5m以种植绿化植物。在箱体顶部建有“中水主题公园”,公园所用景观用水为处理消毒过再经进一步强化脱色除浊后的中水。

南三环水务独特的建设方式,不仅有效节约用地,而且实现了市政污水处理厂建设与城市绿化景观的和谐统一,是一家与自然环境和谐共处的现代化、花园式、半地下、集约化污水处理企业。南三环水务在七里河上游兴建,对加快郑州市城市基础设施建设,解决南三环以南区域污水排放问题,改善郑州市区南部地下水及地表水环境,提高居民生活质量,确保淮河流域污染治理目标实现具有重要的现实意义。

河滨再生水厂

河滨再生水厂位于河滨公园靠南明河处。可用地块面积18497m2(27.75亩)。

河滨再生水厂现状为公园,规划不允许地上有跟公园无关的建筑。由于地形高差较大,为了有效利用地形,减少土方量和边坡支护费用,再生水厂设置为地下四层,西北角地形高差大(17m)的地方设置成局部四层,其余较平坦的地方地下2层。再生水厂操作层顶部1056 m,高于200年一遇洪水位1055.716m。

贵钢再生水厂

贵钢再生水厂位于贵阳市花冠路贵钢BRT枢纽站位置,可用地块面积15236 m2(22.85亩)。

贵钢再生水厂上部为BRT交通枢纽,污水厂设计时上部BRT交通枢纽设计已经完成,因此污水厂地下空间的柱网必须与上部建筑完全保持一致,地下空间利用率相比其他三厂略低。

再生水厂操作层顶标高1065m,高于200年一遇洪水位1052.19m。

贵棉再生水厂

贵棉再生水厂厂址位于浙江商城内,可用地块面积9240m2(13.86亩)。

贵棉再生水厂上部为商场,可用地是四个厂中最小的,仅13.86亩,地下没有足够的空间,办公、化验等设置在商场内特定区域,在商场未建成之前,设临时综合楼满足生产管理的需要。

设计中与上部商场设计单位密切配合,地下空间的墙柱均需承受上部建筑的荷载,因此投资高于同规模的太慈再生水厂。

再生水厂操作层顶标高1061m,高于200年一遇洪水位1055.716m。

太慈再生水厂

太慈再生水厂位于小车河和南明河交汇处地块,现状为废弃的监狱。可用地块面积11141m2(16.7亩)。

太慈再生水厂可用地非常小, 在地下空间内没有可用做办公的场所,必须将综合楼设置在地面上,由于规划用地为绿地,在综合楼外覆绿以满足规划用地性质的要求。

再生水厂操作层顶标高1064.4m,高于200年一遇洪水位1061.365m。

03地下式污水处理厂水淹风险

随着大量项目落地,地下式污水处理厂固有的一些风险在设计和运行过程中逐渐显现,其中水淹事故是地下污水处理厂面临的重大风险之一,这样的事故已有发生,会给污水处理厂带来较大的经济损失和安全风险,因此在项目建设尤其是设计过程中要充分考虑可能存在的风险点并事先采用相应的防范措施。

1、全地下污水处理厂水淹的风险点

1.水淹风险的来源

地下式污水处理厂有全地下和半地下两种形式。按照国内约定俗成的定义,全地下式污水处理厂是指整个厂房埋于地下,厂房顶低于周边地面,污水处理厂的生产管理在地下一层的操作空间内进行。半地下式污水处理厂是指仅水池等处理构筑物埋于地下,厂房高出周边地面,污水处理厂生产管理层的标高与周边地面标高基本一致。

由于全地下污水处理厂地下操作层的标高一般比周边地面要低7~8m,低于地下水位和地面水体的水位,同时对进水水位的控制有很高要求,相对于地下而言,更容易发生水淹风险。由于全地下式污水处理厂的巡视人员和主要设备基本都集中在地下一层和二层,因此水淹风险造成的危害也大大增加。带来水淹风险的水可大致分为外水和内水两个部分。

2.来自“外水”的水淹风险点分析

这里所说的“外水”是指来自于污水处理厂地下箱体以外的水。通常包括雨水、地下水、管网的超量进水以及污水处理厂尾水排放河道的河水等。

来自雨水的风险点:雨水可能侵入污水处理厂地下箱体的地方主要是地下箱体的出入口、地下箱体顶部开设的各种吊装孔、采光孔和通风孔等。

来自地下水的风险点:地下水对于污水处理厂地下箱体的风险主要来自于箱体本身结构和箱体进出管道洞口的渗漏,地下水的渗入量可能不大,但具有持续性,如果没有及时发现也会给地下箱体内的设备尤其是供配电设备带来较大的危害。

来自管网超量进水的风险点:地下厂对进水水位的控制有严格的要求,不能高于要求的安全水位。但管网来水量的波动不可避免,尤其在管网存在合流制系统或雨污分流不彻底的情况时,雨天往往会带来超过旱天正常水量的冲击负荷,处理不当就可能会导致进水泵房的水外溢至地下箱体内。

来自尾水排放河道河水的风险点:地下污水处理厂处理后的尾水通常通过出水泵提升外排河道,在河道水位处于高水位、同时发生出水泵停泵故障且止回装置出现问题时,河水可能会通过出水管倒灌回地下箱体。

3.来自“内水”的水淹风险点分析

这里所说的“内水”是指已经正常进入污水处理厂地下箱体、在各个构筑物池体内处理的水。内水外溢淹没地下箱体的事在地下污水处理厂中也时有发生,引发的原因各种各样。

二、三级泵房的风险点:地下污水处理厂一般有进水泵房、中间提升泵房和出水泵房共三级泵房。当污水厂进水量波动,加减泵时如各级泵房之间响应不及时,或者某些故障情况下出现某一级泵房掉电停泵,就很容易发生泵房前池满溢的危险。

格栅的风险点:污水处理厂进水细格栅处是一个容易被忽视的风险点。现在污水处理厂设计中,进水细格栅的栅隙通常选用3~6mm,当采用膜处理工艺时,栅隙会选用1mm。当进水栅渣量较大时,容易引起细格栅的堵塞;或者来水中有较大的垃圾时,会引起格栅的卡阻进而引起停机保护导致进一步加剧格栅的堵塞,这时格栅之前的渠道就容易发生溢出的风险。

滤池的风险点:污水处理厂深度处理段的滤池也是容易发生溢出事故的地方。在滤池发生堵塞没有及时反冲洗,或者是滤池自控系统出现故障影响到正常出水时,滤池的进水渠道处也会发生溢出的风险。

厂区污水及放空泵房的风险点:地下污水处理厂通常要设置厂区污水及放空泵房,将污水和污泥处理过程中排放的废水以及池体检修放空的水提升到污水处理厂最前端。厂区污水及放空泵房通常设置在地下箱体的最低处,当各种原因出现进、出水量不匹配时,该泵房前池也极易发生满溢的危险。

其他风险点:一般来讲污水处理厂各工艺环节之间的水流靠重力流动的,则总体来讲相对安全。如果要靠泵或其他设备来控制的,则风险度相对较高。如采用MBR工艺时,该工艺段的出水需要依靠产水泵,在产水泵出现故障或产水能力出现下降而前端工艺未及时减量时,膜池就有满溢的风险。

2、全地下污水处理厂防淹设计要点及实例

以下结合上海40万m³/d规模的泰和全地下式污水处理厂设计对全地下箱体的防淹设计要点进行阐述。上海泰和污水处理厂地下一体化箱体平面尺寸约350m×350m,采用全地下布置形式,污水处理厂地下一体化箱体的竖向布置如图1所示,地下一层操作层的设计绝对标高-1.0m,低于周边地面标高5.5m。

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图1 泰和污水处理厂地下箱体竖向布置

1.针对外水的防淹设计要点

雨水侵入的防范措施

在泰和污水处理厂的设计中,厂区设计地坪标高比周边市政道路路面高出约50cm,以避免市政道路雨水排放不畅出现积水时倒灌进污水处理厂。地下箱体的进出道路在出入口处进一步设置了一段15cm高的逆坡避免道路雨水进入地下箱体。地下箱体进出坡道全线设置了轻质遮雨棚,并在坡道的入口和坡脚处各设置了一道400mm×400mm断面的横截沟拦截可能进入的雨水,其中入口处的横截沟通过雨水管接入厂区雨水井,坡脚处的横截沟就近接入污水处理池,进出坡道设计如图2所示。地下箱体出露地面的设施中,风井的进出风口均设置防雨百叶,人员疏散楼梯间出口的标高均高出周边地坪30cm,设备起吊孔都加设了轻质防雨罩等。

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图2 泰和污水处理厂地下箱体进出坡道

地下水入渗的防范措施

泰和污水处理厂地下箱体按防水等级一级的要求设计,采取多道防水措施,具体做法包括:箱体侧墙为叠合式双层墙,围护结构作为主体结构的一部分,围护结构采用地下连续墙,墙厚1 000mm,抗渗等级P10,内衬墙体厚度600~800mm,抗渗等级P8。地下连续墙与内衬墙之间采用水泥基渗透结晶型防水涂料,在干作业区内衬墙内侧另外设置一道水泥基渗透结晶型防水涂料层。箱体底板厚度1 400~1 600mm,抗渗等级P8,底板下层设置高分子自粘胶膜防水卷材。干作业区底板上层设水泥基渗透结晶型防水涂料层。箱体顶板厚度250mm,抗渗等级P8,顶板下层设置水性渗透结晶型涂料防水层,上层设置聚脲弹性防水防腐涂料以及SBS改性沥青耐根穿刺防水卷材。

来自管网超量进水的防范措施

泰和污水处理厂设计中对于管网可能出现的超量来水采取了被动防范和主动防范两种措施。被动防范措施是在来水超量、污水处理厂进水泵房前池液位超过最高报警液位有溢出风险时,进水速闭闸门迅速关断,污水处理厂停止进水以确保安全。为确保安全,进水井顶板做到箱体的顶板高度,即使进水水位超出地下操作层标高也不会溢出。另外,在速闭闸门之后还设置了一道电动闸门,即使在速闭闸门故障的情下,还能通过电动闸门关断进水。主动防范措施则是通过工程手段和管理手段,对污水处理厂的进水流量进行调控,最大程度地避免污水处理厂进水泵房前池液位的剧烈波动。工程手段是在污水处理厂的进水端设置了一个系统调蓄池,调蓄池容积15万m³。调蓄池进水渠道内设置有水平格栅及液动闸门,液动闸门的开启高度可调。当污水处理厂进水量超过设计规模,进水水位超过溢流液位时,超量的水会首先溢流进入调蓄池,从而保证进水水位的稳定和地下箱体的安全。管理手段则是通过系统的联动调度,调节系统内各污水处理厂之间的流量分配来达到水量调控的目的。泰和污水处理厂属于上海石洞口污水系统,与石洞污水处理厂共用新西干线一根系统总管。当泰和污水处理厂进水出现高水位风险时,可通过系统调度,加大月罗泵站向石洞口污水处理厂的输送水量。极端情况下还可以减小上游新薀藻浜泵站的输送水量,通过系统调度向其他污水片区进行分流。

河水倒灌的防范措施

主要有两个措施,一是在出水泵后的管路上设置可靠的止回装置,即使在出水泵事故停泵、河道水位高企的情况下也能阻止河水倒灌回地下箱体内。二是在出水高位井内再设置一道闸门,在全厂停运、事故检修或其他特殊工况下,可关断该闸门切断与河道的联系从而确保污水处理厂地下箱体的安全。

2.针对内水的防淹设计要点

二、三级泵房满溢的防范措施

泰和污水厂设计中,首先,为防止各级泵房之间水泵流量的不匹配导致加减泵时出现水位的大幅波动,进水泵房(一级泵房)、中间提升泵房(二级泵房)和出水泵房(三级泵房)的水泵都按照8用2备的相同数量进行配置,单泵流量也相同。运行时各级泵房依次同步开停,从而保持前后流量的匹配和稳定。其次,各级泵房前池均设置了液位计和浮球开关,水泵也配置了变频装置,运行时根据泵房前池液位的变化可增减水泵或变频运行。第三,在二、三级泵房前池设置了溢流管,管径DN500,管口标高高出前池最高设计液位50cm,这样在前池水位非正常波动的情况下,超量来水可以通过溢流管溢流进入厂区污水系统而不至于发生池体满溢。第四,建立各级泵站之间的联动控制机制,在后一级泵站出现掉电或故障停泵时,前端泵站自动关停。另外,有条件的情况下宜适当加大二、三级泵房前池的设计池容,通过增加调节容积来尽量减小池内的水位波动。

格栅前满溢的防范措施

针对污水处理厂细格栅拦截压力大,容易堵塞的问题,泰和污水厂设计中在常规配置粗、细两道格栅的基础上,增设了一道中格栅。其中粗格栅采用回转式格栅,栅条间隙20mm,中格栅采用回转式固液分离机,栅条间隙10mm,细格栅采用内进流网板式格栅,栅条间隙3mm。三道格栅的设置可减轻细格栅的截污压力,缓解因细格栅堵塞而造成格栅前端污水冒溢的风险。其次,建立格栅前液位和进水水泵联动调控的机制,设置中、细格栅前报警水位。其中中格栅前池顶板标高0.80m,设计水位-0.20m,设定报警水位0.30m;细格栅前池顶板标高0.30m,设计水位-0.50m,设定报警水位0.00m。当格栅前水位超过报警水位则依次关停进水泵,避免造成格栅前污水冒溢。另外,在中、细格栅前也可以设置溢流管或超越渠道,事故情况下可通过溢流管让污水回流到进水泵房前池或通过超越渠道实现事故超越。

滤池满溢的防范措施

滤池是污水处理厂中自控程度和管理要求都相对较高的一个处理构筑物。容易发生满溢的风险点一是滤池的进水渠,可能会因为滤池堵塞或误操作等原因发生满溢;还有就是滤池的反洗废水池,容易因为废水泵故障、控制系统问题或滤池进水漏进废水池等原因发生满溢。而设计的防范措施除可靠的自控报警系统外,设置溢流管是一种最简单有效的措施,在滤池进水渠和废水池内均宜设置溢流管,管口标高位于设计水位和池顶板之间,溢流管道接入厂区污水管。

厂区污水及放空泵房满溢的防范措施

污水处理厂正常运行情况下,撇渣排出的污水、垃圾压榨和砂水分离的污水、污泥脱水的污水、滤池反洗废水以及除臭系统排出的废水等均最终汇集到厂区污水及放空泵房。构筑物检修情况下,检修构筑物的放空水也会汇集到厂区污水及放空泵房,因此该泵房是地下污水处理厂内排水压力很大的一个点。在设计该泵房时,需按照正常运行工况、正常运行叠加一组生反池放空的工况来分别计算和校核。按照正常运行叠加放空的不利工况来确定泵房的规模,水泵配置数量需要满足不同流量情况下灵活调度的需求。另外,由于该泵房的重要性很高,因此泵房前池宜尽量设计大一些以提供足够安全的调节容积。泰和污水处理厂设计中,在一体化箱体的地下二层设置了厂区污水及放空泵房,泵房前池容积约4 500m³,配置了3台潜污泵,2用1库备,单泵参数Q=501 L/s,H=17.3m,P=120 kW。

3.其他设计要点

除以上主要节点以外,在全地下污水处理厂的防淹设计中,还有以下注意事项:

双电源供电:污水厂需要有两路独立的供电电源,在一路电源停电的情况下能自动切换到另一路电源,确保供电的安全。

完善的自控系统及报警系统:污水处理厂内有水位控制需求的点都需要设置液位计,重要的地方如厂区污水及放空泵房前池甚至可以设置双液位计以提高安全性。厂内要有完善的自控系统实现各处理环节之间的联动控制,还要有完善的报警系统,在区域停电、设备非正常停机、液位超限以及其他事故情况下能迅速报警,提示管理人员及时处理。

积水排出设施的设置:在地下箱体内如地下管廊等低处,需通长设置集水边沟,并每隔适当距离设集水坑并安装存水泵,以备在有局部管道泄漏时能将积水及时排出。泰和污水处理厂在一体化箱体内沿底板边缘均设置了200mm×200mm的排水沟、汇入800mm×800mm×800mm的集水坑,坑内设置了固定安装的存水泵。整个箱体内共设置了10处集水坑,存水泵单泵参数Q=25 m³/h,H=12m,P=1.5 kW。

设备要有足够的备用率:按设计规范配置备用设备的基础上,关键节点的设备备用率可适当提高。

另外应急设备的库备也要充分考虑,如水淹事故发生后的应急排水水泵、箱体入口的应急防汛挡板以及其他防汛物资等。

最后

安全设计是全地下污水处理厂设计考虑的重中之重。相对于常规的地上式污水处理厂,全地下污水处理厂要复杂得多,对设计和运行管理的精细化都提出了更高的要求。虽然近年来国内的全地下式污水处理厂建设呈爆发式增长,但大部分项目都是2015年后才开始启动立项和建设的。国内全地下污水处理厂的设计和运行经验也就十来年时间,应该说经验还是相对缺乏。这些年来已建成运行的全地下污水处理厂中,大大小小的水淹事故也有发生,有设计考虑不周的原因、有运行管理疏忽的原因、也有设备系统各种故障引发的原因。总之,还需要在今后项目的实际运行中不断发现问题、总结经验,才能有效地化解已知和未知的各种风险,更好地确保全地下式污水处理厂的安全,从而更好地发挥全地下式污水处理厂的综合效益。