地下式污水处理站在商务区污水处理及回用中的应用

文_刘阳 孙垂猛 刘玉田

1 水发规划设计有限公司 2 济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司

某城市商务区商业服务设施用地约50m2，需配套建设污水处理设施，处理规模为6000m3/d，水质处理达到标准后回用，包括建筑卫生间冲厕用水、地下车库冲洗用水、室外绿化、道路浇洒用水及河道景观用水，要求工艺稳定可靠、环境质量标准高，污水处理设施对片区总体布局、景观结构、环境影响降低到最低。

1 处理程度分析

根据现状实测排水水质数据，确定进水水质及出水水质需满足城市杂用水水质和观赏性景观用水（河道类）要求，剩余污泥采用低温热干化设备进行干化处理并将含水率将至65%以下外运至热电厂掺混焚烧处理。污水处理程度详见表1。

表1 处理程度分析表

2 建设形式的确定

由于污水处理站位置的特殊性，建设污水处理站首先要考虑臭气污染和噪声污染对商务区环境的影响，以及是否会降低附近土地的价值，同时考虑污水处理站与周边环境的协调性和美观性,消除对商务区景观和环境的影响。考虑商务区土地资源的集约化利用，建设污水处理设施应考虑提高土地利用率。针对以上问题，通过比较地下式污水处理站和地上式污水处理站的优缺点，寻求一条既满足工艺需要，又满足土地利用、景观、环境需求的污水处理途径，详见表2。

表2 污水处理站（站）形式优缺点比较

地下式污水站除了投资、运行费用高等缺点外，在占地面积、对环境影响、土地利用价值影响、使用寿命等方面具有良好优势，考虑到地上式污水处理站（站）对商务区的商业、房地产业、服务业、景观效果、土地利用价值的影响等，确定采用地下式污水处理站。

从比较中可以看出，采用地下结构形式投资虽然较高，但占地面积小，地面景观效果好，噪音臭气对周边环境影响小，不会对周边土地造成贬值影响。

按结构形式地下式污水处理站可分为单层加盖、半地下双层加盖和全地下双层加盖式，具体特点比较见表3。考虑到商务区的土地价值及通风、除臭、消防、防洪排涝等问题，设计采用全地下双层加盖的结构形式建设地下式污水站。

表3 地下式结构形式特点对比表

3 处理工艺流程

污水处理主体工艺采用“AAO+MBR”工艺，污泥处理采用低温热干化工艺，流程图详见图1。

图1 污水处理工艺流程图

4 处理工艺设计

污水处理站采用全地下双层加盖形式，各功能区合建于一座地下箱体内，总占地面积为0.48m2。根据来水及出水方向，预处理区位于箱体西侧，生物处理及深度处理区位于箱体中侧，接触消毒池及消防水池位于箱体东侧，出水计量及回用水池位于箱体北侧，污泥脱水机房、加药间、鼓风机房、变配电室、值班室、中控室位于箱体南侧。箱体顶部为景观绿化，与周边整体景观绿化协调统一，进入箱体地下坡道位于厂区西侧，厂区北侧设主出入口与市政道路连接。

4.1 粗、细格栅渠

主要包括进水井、粗格栅渠和细格栅渠。

粗格栅渠设置2条，是污水处理站内第一道处理工序，用于去除较大杂质，以保证污水提升泵房的正常运行，格栅渠道宽度600mm，格栅宽度300mm，栅条间隙20mm，格栅倾角α=75°，过栅流速0.7m/s。配套回转式机械格栅除污机、螺旋输送机等设备。

细格栅渠设置2条，进一步去除污水中的漂浮物及直径大于5mm的杂物，保证后续处理构筑物的正常运行。格栅渠道宽度600mm，格栅宽度500mm，栅条间隙5mm，格栅倾角α=60°，过栅流速0.7m/s。配套回转式机械格栅除污机、栅渣压实机等设备。

4.2 调节池及提升泵房

调节池及提升泵房为地下式钢筋混凝土矩形水池，作用是调节水量、提升污水，以便进行后续处理。设计有效容积V=1060m3，调节时间4.25h。配套可提升式不堵塞潜水污水泵及提升设备。

4.3 旋流沉砂池

旋流沉砂池作用是去除进水中比重大于2.65、粒径大于0.2mm的砂粒，保证后续处理构筑物的正常运行，避免砂粒沉积在构筑物中，同时防止砂粒对设备的磨损，延长设备使用寿命。设计表面负荷90m3/(m2·h)，设计停留时间40s，旋流沉砂池直径2.13m。配套旋流沉砂一体化设备、砂水分离器和罗茨鼓风机等设备。

4.4 膜格栅渠

膜格栅渠设置2条，膜格栅采用内流式非金属孔板格栅，去除丝状纤维等物质，防止其缠绕在膜丝上造成膜丝的损坏。膜格栅渠渠宽1.2m，膜格栅间隙为1mm，网板宽1600mm。配套内进流网板膜格栅、螺旋压榨机和中压冲洗水泵等设备。

4.5 AAO反应池

AAO反应池设置1座分2组，对称布置，包括选择区、厌氧区、缺氧区和好氧区三部分，具有生物降解、脱氮、除磷等功能，是污水处理站的核心构筑物。主要设计参数详见表4，配套潜水搅拌器、回流水泵、曝气器等设备。

表4 AAO反应池设计参数一览表

4.6 MBR膜池及设备间

浸没式膜块放在单独的膜池中，膜块浸没在混合液中，在渗透（出水）泵产生的负压条件下，水穿过膜而完成过滤处理。膜池取代了二沉池悬浮物与液体分离和过滤深度处理的功能。设计MBR膜组件数量20个, 平均流量下膜通量0.5m3/m2·h，膜池回流比400%。配套膜组件、自吸式离心泵、CIP清洗泵、剩余污泥泵等设备。

4.7 接触消毒池

在接触消毒池中投加次氯酸钠消毒，设计停留时间30min。

4.8 出水计量渠

为了对污水处理站出水进行计量，设置了出水计量渠，配套巴氏计量槽。

4.9 消防水池及消防泵房

设置消防水池1座，提供消防水源，配套室内消火栓给水泵、室内消火栓稳压设备等设备。

4.10 回用水池及泵房

存储中水并输送至再生水利用管网，泵房位于AAO生化池上部检修层内。配套回用水泵等设备。

4.11 污泥脱水机房及加药间

污泥进入污泥干化车间，经脱水机脱水至80%后采用污泥低温热干化系统将污泥含水率降至65%，外运进行最终处置，设计剩余污泥量700kgDS/d，剩余含水率99.2%，湿污泥量87.5m3/d。配套叠螺式脱水机、低温污泥烘干机等设备。

4.12 鼓风机房

鼓风机房为生物反应池、膜池提供氧气，保证生物处理系统正常运行。为方便鼓风机的安装和维修，在鼓风机房内安装1套电动葫芦。空压系统放置于鼓风机房内。配套用于AAO反应池的空气悬浮鼓风机和用于MBR膜池空气悬浮鼓风机等设备。

4.13 排涝水池

排涝水池作用是排除排进入地下箱体的雨洪水，配套排涝水泵等设备。

4.14 除臭系统

采用生物除臭滤池，设备放置于调节池检修层，利用生物方法为厂区主要产生臭味的构建筑物除臭。配套生物除臭滤池设备。

4.15 值班室、中控室及变配电室等建筑

中控室、值班室、变配电室、消防控制室、卫生间、出水监测间及楼梯间等建筑合建于地下箱体内，占地面积368m2。

5 能耗及经济分析

5.1 能耗分析

全厂装机功率637.6kW，计算有功功率318.2kW，计算视在功率340.1kVA。年耗电量123.88万kWh，年用水量306.6m3，年耗柴油量为1.5t，年综合能耗为154.48tce。

5.2 经济分析

项目总投资月8650万元，第一部分工程费7300万元，单位经营成本2.46元／m3水，单位处理总成本3.99元／m3水。

6 结语

商务区生活污水处理规模6000m3/d，采用全地下双层加盖污水处理站。

主体工艺采用“AAO+MBR”工艺，污泥处理采用低温热干化工艺，处理后建筑卫生间冲厕用水、地下车库冲洗用水、室外绿化、道路浇洒用水及河道景观用水，含水率将至65%以下外运至热电厂掺混焚烧处理。