聚焦地下污水厂建设 优势虽多但处境艰难待破局
更新时间：2015-08-06 08:23
来源：E20环境平台
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清华大学工程博士高峰论坛在清华大学环境学院举办，本期论坛聚焦地下污水处理厂建设。北京市政设计研究院副总工程师程树辉先生从认识、规模、设计理念、运行、工艺、技术和管理等几大方面谈地下污水处理厂，与大家分享了自己的体会和看法。
7月14日，由清华大学环境学院、中国水环境集团主办，E20环境平台承办的清华大学工程博士高峰论坛在清华大学环境学院举办，本期论坛聚焦地下污水处理厂建设。北京市政设计研究院副总工程师程树辉先生关于地下污水处理厂与大家分享了自己的体会和看法。
下面跟大家介绍一下我们做的一些地下厂或者叫半地下厂的体会和个人的看法，大概分为六个方面。
一：对地下或半地下厂的认识
我们提出地下厂的初衷是土地和环境问题。其中土地问题可分为地块的升值和占地问题。
土地的升值：污水厂从地上方式改到地下以后，对周边的环境如果产生正面的影响，周边的地块就会连带升值，目前这种情况也比较多。
比如，最近正在投票的温州项目，把污水处理厂的地块替换成商业开发用地，把污水处理厂迁到旁边做全地下厂。由于污水处理厂采用地下的方式，带动地上的地块升值。
占地：如果占地非常小，用传统的方式复制难度比较大，可以考虑地下或者半地厂下的方式。
二：地下或半地下厂的规模
首先是全地下厂。全地下厂的整个操作层，包括池体、巡视、检修都是在地面下，这样不仅可以很好地解决土地的问题，同时也能在厂的顶面做绿化和景观。
另外一个就是半地下。半地下的操作层和外面是连通的。这个方式是目前我们以及相关领导部门建议的方式，相对于全地下，可以解决在全地下面临的非常棘手的问题，对基坑、消防、以后的改建扩建等产生比较大的影响。
因为池子操作层在地面以上，基坑、通风、消防和安全问题，相对于全地下来说可以得到很好的解决。同时，因为它整个是封闭的，仍然存在着改扩建的问题。
三：地下厂设计的理念
地下厂投资高，实施难度比较大，运行管理起来不方便。在设计的时候，就需要对除去工艺专业以外的其他专业有一个比较全面的了解，才能设计的更合理。
首先投资。工艺要选择高性价比，尽量节约占地。因为现在的地下厂，还是按照传统的理解，全地下厂的土建费用，在全厂占的比例，比常规的高得多。
其次是土建方面。土建要选择占地小的工艺，因为即便是同样的构筑物采用不同的布局，对厂区影响也是很大的。
再次是其他专业要提前介入。成本部分，相对于传统来说，如果选用高效工艺，运行成本都会比较高。
最后辅助部分。通风和除臭对地下厂来说是比较重要的设计的辅助设施，这两个一定要考虑到一起，通风量大，就把臭气抽出来了，两个要匹配好。
四：安全运行
消防部分。目前我们还没有对地下厂消防有一个明确规范的要求。首先说消防分区，如果按照常规建筑的消防分区，地下厂就没有办法做了。现在我们做的消防，主要依靠和当地管理部门的沟通，参考的规范是地下车库。
应急处理部分。地下厂出现异常情况的风险可能比较大，如果停电，会不会把厂里淹了，全厂都在地下会不会被淹了。停电了，通风、除臭怎么办，应急这方面，地下厂需要考虑的因素可能更多一点。
运营管理部分。在设计上考虑比较完善的话，以后运营起来出现问题的机率就会比较小。人流物流的组织在地下厂平面布局的时候，首先要考虑到。哪些是人走的，哪些是设备运输检修要走的，包括污泥运输、设备检修，必须有一个完善和畅通的通道。
劳动安全部分。主要是噪音的问题，在地下厂噪音更突出，设备的振动，设备的运行噪音没有地方去，都在地下厂里面。它的振动会引起土建结构的振动，所以在设计的时候要考虑好这些问题。包括对一些设备，比常规厂要设置更多的减振和消噪音的设置。
五：地下厂的工艺以及工艺选择和辅助设计
在工艺选择上，地下厂这部分都可以用，BAF的工艺也可以用。MBBR可以破解地下厂改造的难题。BMMR在地下厂可以应用，但是以后可能会遇到检修和更换的麻烦，操作起来可能有一定的难度。活性污泥法像MBR，在地下厂里，目前应用很广泛的，包括北京做的槐房就是MBR的。MSBR工艺，当时十五里河二期就是用的MSBR。如果条件允许的话，还是建议做传统的。无论从运行管理和成本来说，用高效工艺的代价，运行成本会比传统的一定会高。
首先投资。工艺要选择高性价比，尽量节约占地。因为现在的地下厂，还是按照传统的理解，全地下厂的土建费用，在全厂占的比例，比常规的高得多。
其次是土建方面。土建要选择占地小的工艺，因为即便是同样的构筑物采用不同的布局，对厂区影响也是很大的。
再次是其他专业要提前介入。成本部分，相对于传统来说，如果选用高效工艺，运行成本都会比较高。
最后辅助部分。通风和除臭对地下厂来说是比较重要的设计的辅助设施，这两个一定要考虑到一起，通风量大，就把臭气抽出来了，两个要匹配好。
参数部分。地下厂一定要对所有的参数优化，无论是池深和池形的选择。首先要考虑的就是选择一个占地小的，因为占地的问题，在地下厂非常敏感的：增加一点用地，土建的费用会成倍增加。
辅助设施部分。一个是消防，在地下里面，消防系统一定要跟当地部门沟通，现在确实没有一个很明确的规范确定地下厂的消防怎么做，怎么分区，逃生门怎么设置。如果是半地下的方式，操作层如果在地上，这个消防就比较好解决。因为它有直接对外的门，就能直接把消防分区分的比较简单。如果厂都放大地下，周边都是封死的，根本没有地方可去。所以对消防和防排烟的设施要求比较高。
加药部分。这影响比较大的是碳源，地下厂的应用肯定不会用甲醇的，因为甲醇风险太高了，包括它的储存和投加，在地下厂是不会用的，这也是成本增加的一部分。
设备吊装。这部分虽然比较简单，但是在地下厂比较敏感，有一些设备根本没有办法封起来，还有一些，根本不可能全覆盖起来的，要考虑好哪些是没有办法覆盖的，必须要对外的。
除臭系统。全过程除臭，相对于传统的除臭，在地下厂算是比较有优势的除臭方式。
绿化部分。这地面可能涉及到南北差异的问题，还有规范的问题。这个要考虑周边的绿化和绿化部门对绿化率的要求和规范的要求。北京应该是1.5米以上才算50%的绿化率，如果算到全面的绿化率，要做到固土3米以上。
在地下厂设计环节中，我们用到的比较数字化的几个应用：一个是BIM的应用，BIM这个工具在不同的地区一直推广的技术；另外一个是结构计算。跟工艺有关的Biowin和CFD的模拟，也是我们设计过程当中用的。BIM是模型和数据的管理，BIM实现多维数据的输入，以及其他的信息，它可以对不同的层做切割，把设备、管道、不同的管线，设备的信息，管线的材质都可以输入进去。
结构就是三维有限元结构计算，这样避免我们在传统结构计算中把构件单独拆出来以后对边界条件的界定，就可以实现客观的计算，这样能在很大程度上节省土建的费用。在我们做完的比较里面，最直接的就是池壁的壁厚会明显下降。BiOWIN优化模拟，这个也是为了节省土建。CFD模拟可以实现对池体流态的模拟。
地下厂是一个投资比较高，管理起来难度比较大，所以在我们设计的时候，尽量采用一些先进的设计手段，减少土建的费用，提高设计的效率。让设计的东西更客观，更优化实现地下厂的设计的优化。
六：三点看法
从技术角度来看，地下厂是优劣并存的，它的优点肯定是很明显，解决土地和环境问题的同时，又带动了周边土地的升值，它也面临很大的问题，投资和以后的运行管理，包括以后的改扩建难度非常大。
从管理角度来看，建议以后的政府对污水厂定期开放。因为如果定期让老百姓了解一个厂的运行，这样对于一些项目的推进可能难度就会更低，包括以后选地下或半地下，这样解释环评就更简单一点。
从除臭角度看，我们在设计过程中也遇到过这个问题。周边到底留多少用地?这个要根据环评计算。我们做的地上厂，环评给的是300米，300米以外环评是可以的。如果是地下厂封闭除臭，有集中排放，环评要求20米高空排放，所有的臭气收集完以后高空排放，可以降低到100米。
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