地下污水处理厂发展轰轰烈烈,市场契机背后藏隐忧,是机遇还是陷阱?

新闻资讯 加入时间:2017/2/14 15:12:27 访问量:

近些年来,地下式污水处理厂在中国得到了前所未有的发展。在北京、广州、昆明、合肥、青岛地下式污水处理厂屡见不鲜,已经有超过几十座地下式污水处理厂已经投入运行或正在建设,这种现象与中国经济的快速发展所导致的对土地紧缩的局面不无关系。但是地下式污水处理厂在发展过程中有几个问题必须直面审视:成本、技术、维护和升级改造。

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随着我国经济及城市化建设的飞速发展,国内经济较发达城市在2000年前后建设的数百座污水处理厂面临被城市发展区域包围、成为“城中厂”的现实问题,因噪音、恶臭等环境污染及景观不协调等原因,亟待改建。

在建设海绵城市的背景下,从水资源统筹角度规划污水处理厂布局,建在城市中的地下式污水处理厂便于污水与雨水面源污染净化的通盘考虑。这些都是水资源循环利用的新战略思考。

同时,以下几方面也体现了建设地下式污水处理厂的优势:在城市水系的中上游建设地下式污水处理厂便于污水资源化、方便将再生水就地回用;寒冷地区建设地下式污水处理厂可解决污水处理设施保温,实现污水处理厂正常运行;污水处理厂厂址周边环境要求高或用地面积受限时也可选择建设地下式污水处理厂。


地下式污水处理厂的发展历程
国外城市地下大型排水及污水处理系统取得了很好的发展

世界上第一座地下式污水处理厂于1932年在芬兰建造,其首都赫尔辛基的地下式污水处理厂雨季处理能力60万m3/d。

1942年瑞典首都斯德哥尔摩利用当地优越的地质条件和先进的开挖技术,建造了世界上第一座现代化的岩石地下式污水处理厂,己经成功地运行了70多年。

目前,许多国家都在开发地下污水处理厂,如美国、英国、日本等,在这些国家,地下式污水处理厂均取得了较好的经济和社会效益。

国内地下式污水处理厂具有良好发展前景

随着中国经济的快速发展目前国内的工业化水平、施工机械、施工技术都达到了世界先进水平,曾经阻碍地下空间的开发利用发展的装备和关键技术问题正在逐一突破,包括地下空间的防灾技术、通风技术、照明技术、防水技术、环境控制技术、开挖支护施工技术等,地下空间开发利用的成本逐渐减少,使城市污水处理厂按地下式设计可行性得以逐渐增强。国内地下式污水处理厂自2010年前后开始建设,目前已建成几十座,日处理规模从几万立方米到60万立方米,地下式污水处理厂的建设适合我国人多地少、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很好的发展前景。

目前我国还没有关于地下式污水处理厂的规范,设计经验也相对不足。地下式污水处理厂的布置形式主要分为: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)。


地下式污水处理厂工艺

地下式污水处理厂多采用主体构筑物组团布局共壁合建的箱体式构筑物,工艺多采用高效理单元技术组合、生物处理的核心段多采用改良A2/o、MBBR、MBR、BAF;深度处理依据去除对象的不同多采用深床过滤、活性砂过滤,高效沉淀、磁混凝沉淀,纤维过滤、滤布滤池、超滤等占地少、效率高的工艺。根据地下式污水处理厂特点配备,高标准除臭工艺、通风及消防、地下高效采光、应急安全设施等先进技术,使整体工艺在适应污水处理厂地下模式的同时,实现高出水标准及绿色节能。

在生物处理核心段,采用改良A2/o工艺较多,该工艺目前在国内的运用已经十分成熟、可靠程度高,A2/o方案流程较长,但运行成本较低。MBBR工艺通过控制流动填料在生物反应池内的比例,可以形成活性污泥与生物膜法的共生系统,也可以形成以生物膜法为主要处理功能的生物膜系统,该工艺更适合作为地下式污水处理厂升级改造、改善出水水质的情况。

鉴于目前改善水环境和污水资源化的需要,如北京、合肥、天津、呼和浩特等多座城市均提出了更严格的出水标准,该工艺良好的弹性可为以后水质再提高奠定基础。MBR工艺生物池污泥浓度高,所需生物池体积小,深度处理多半仅需要消毒处理即可,在以上几种工艺中最节省占地,但是MBR附属设备偏多,运行操作要求高且膜清洗需耗费较多的人力物力,膜更换费用较高。深度度处理部分需要对出水的氨氮、总氮进一步把关时,可选择兼具除氮、SS功能的深床滤池、活性砂滤池;以除磷、SS为目的可以选择高效沉淀、磁混凝沉淀,纤维过滤、滤布滤池、超滤等处理单元或单元组合。

平面布置与竖向上的考虑;地下式污水处理厂集中在有限的地下箱体内,要统筹协调好工艺、各种管线、通风除臭、消防、交通、运营维护各方面的关系,保证有机衔接,实现集约化的集成,从而有效节约空间减小地下箱体体积,达到节省投资的目的。

工艺选择上,宜选择高效处理单元组合,平面上满足功能分区,便于安排除臭、管线综合,供电、风机、加药、消毒、污泥脱水与工艺之间的有机衔接。尤其要注意构筑物内的电气、除臭、地下空间通风、消防、事故排水安全等设计。景观设计是地下式污水处理厂的亮点,要结合地下箱体顶部的承重能力合理配置景观、灌木、树木等。


争论:地下污水处理厂是机遇还是陷阱?

纵观全球,地下式污水处理的概念起源于上世纪80年代,但这一理念并没有得到普遍的发展。当然在全球数万座污水处理厂中,荷兰有一座,日本有几座也不为稀奇,主要是考虑到所在地土地极度匮乏。而北欧建地下式污水处理厂主要是考虑到气温寒冷的原因。而近两年来,我国地下污水处理厂建设迅速,这种情况在其他国家并不多见。地下式污水处理厂在发展过程中有4个问题必须直面审视。

  • 地下式污水处理厂并不是新的污水处理技术应用,地下式污水处理厂并没有改变污水处理技术,污泥产量、处理效率与地上、地下没有关系。

  • 地下式污水处理厂的资本性支出(CAPEX)远远高于传统的污水处理厂,投资是其两倍!而地下式污水处理厂对设备的维护、工人的操作劳动强度以及能耗远远高于传统污水处理厂,这种高成本、高能耗的局面会使污水处理厂与可持续发展背道而驰。

  • 地下式污水处理厂的设计与运行异常复杂,例如通风的设计需要特殊考虑以防止危险气体和化学品泄漏。

  • 地下式污水处理厂的升级改造是不可能的。中国快速发展的城镇化步伐与过去的经验可能有很大的不同,地下式污水处理厂没有足够的灵活性以适应未来扩容的需求及标准提高的需求。