地埋式净水厂用地综合开发模式的探索

2023-01-21罗维嘉

工程建设与设计 2022年23期

罗维嘉

（广州水务资产管理有限公司，广州 510060）

1 引言

随着工业革命的发生，因城市扩张带来的水污染问题日益恶化，世界各国紧密出台相关的水环境保护法规，污水处理技术高速发展，并逐步出现集中式污水处理设施——净水厂（污水处理厂）。我国第一座净水厂建于1921年的上海。到2019年，我国已建成5000多座城镇净水厂[1]。时至今日，城市净水厂被视为一种生产性企业，具有经济、社会和环境多重效益。

2 地埋式净水厂的发展历程

2.1 国内外地埋式净水厂的发展

地埋式净水厂的兴起始于气候寒冷的北欧地区。1932年，芬兰为降低维持生化处理单元微生物生存环境的保温成本，把净水厂由地面转移到地下。随后世界城镇化进程加快，城市土地资源日趋紧张，而地面净水厂占地和邻避距离要求大，许多欧洲和亚洲国家纷纷采用新的地埋模式，以节省土地空间、解决二次污染等问题。

我国地埋式净水厂建设兴起于20世纪90年代。1991年，香港建成了我国也是亚洲首座地埋式净水厂——赤柱污水处理厂。随后相关的建设发展迅猛，港澳台地区、北京、广州、深圳、贵州、云南、四川等地区进行了不少地埋式净水厂建设模式和技术的创新探索。近年，北京、上海、广州等地的水务企业更是联合成立全国地下净水厂技术联盟，推动建立地埋式净水厂的行业标准。

聚焦华南发达地区的广州，截至2020年，广州市建成地埋式净水厂13座，相应的污水处理能力居全国第一。其中，广州中心城区9座地埋式净水厂呈北斗状分布于珠江两岸，被誉为地下北斗9星，其污水处理总产能181万t/d，占广州中心城区污水处理总产能的1/3。广州此类地埋式净水厂实行全封闭运行，具有噪声小、臭气少、能耗低、工艺先进等优点，出水水质及环境指标优于国家标准；同时，地面多以园林绿化、湿地公园、景观水景等形式呈现，成功把厌恶性基础设施转化为花园式新型生态基础设施，把邻避效应转化为邻利效应。

2.2 地埋式净水厂的概念及技术特点

地埋式净水厂是将污水处理构筑物、辅助建筑物和污水处理设施的整体或部分设置在自然形成或人工开挖的地下空间，形成一个满足污水污泥处理和日常检修需求的生产区域。地埋式净水厂的主要工艺是活性淤泥法，是一种污水的。由其衍生改良的工艺常见有氧化沟、AO（AAO）法、膜生物反应器（MBR）、序批式活性污泥法（SBR）、曝气生物滤池（BAF）等。其中，AO和MBR因其出水水质稳定、管理及运行方便、可靠等优点，较多地被应用于地埋式净水厂[2]。

2.3 地埋式净水厂空间特色

地埋式净水厂的占地面积一般是地面式净水厂的1/4～1/3；地面绿地率可达50%以上；部分地下净水厂的隔离距离可由传统地面净水厂的300～500 m缩减到100 m左右。

地埋式净水厂平均建于地下17～20 m以下的空间。在垂直空间布局上，一般采用2～3层地下结构（负一层为设备操作层、负二层、负三层为水处理构筑物层），地面为园林绿化或管理用房。其平面布局一般采用组团式，各单体构筑物高度集中排布，直接连通，共用池壁，极大地减少工程量，缩短人、车动线；以节约空间、节约能耗、节省投资，便于后期的高效运行管理。与地上厂相比，地下厂的工程建设难点更加突出，例如，在施工分期协调、逃生疏散、消防通风照明、防洪防涝、地下箱体结构安全、自动化巡视检修等方面要求更高。

3 地埋式净水厂带来的发展机遇

3.1 现实的必要性

净水厂的建设、运行经费高，资金筹集和保障困难是水务投资行业的通病。以广东省为列，大部分净水厂采用BOT模式建设运营，污水处理总体成本较高，而地方污水处理费不足以支付净水厂的建设运营成本，缺口需要当地财政补贴，给各地政府财政带来较大负担[3]。早在2010年，省政府和地方水务投资企业便开始着力研究如何突破建设、运营资金的瓶颈。

随着地埋式净水厂技术的成熟，净水厂用地地面空间的腾出也为政府和企业提供了通过土地兼容性、开发拓展经济收益的可能性，从而维护更健康的污水处理运营生命周期。上述因素是探讨地埋式净水厂用地综合开发的深层次原因。

3.2 政策条件的支持

以广州为例，根据（2021—2035）《广州市污水系统总体规划》，到2035年全市净水厂（净水站）将从现在的63座增加到96座。在资金压力激增的情况下，广州水务局带领广州水务投资集团等建设企业，开展多方磋商，争取水务、财政、自然资源等部门的政策支持，努力为净水厂通过“节约式建设”盘活土地价值并转化为项目盈利点而努力创新。具体操作，如通过推进在污水处理特许经营模式下的一系列补充协议，确保在2020年以后的特许经营费用覆盖存量污水处理设施投资运营完全成本，同时允许企业通过地块一级开发收益补偿中心城区的净水厂运营成本。此也为地埋式净水厂用地综合开发，以及其产生的经济效益能反哺市政基础设施运营创造了政策上的有利条件。

3.3 空间环境的可行性

随着城市的扩张，许多原净水厂用地逐渐变为高价值土地，甚至位于城市中心地带。因为厂区选址受限于管网设施布局或服务范围等因素，要对旧厂进行迁移或于近郊建设新厂等操作均有难度。于是，如何结合城市更新把净水厂由地面转移到地下，同时对地面空间进行复合利用，充分发挥土地资源价值，打造宜居生态城市，成为水务产业的一个新命题。

净水厂由地面转移至地下，为地面的综合开发提供了物理空间的可能性。通过垂直空间的多层次布局，极大地集约了用地，释放了地面空间作为混合功能的设施建设，提高了土地利用效率。开发方向上，遵循改造+综合开发的发展思路，向环境综合服务业延伸发展空间，拓展生态基础设施的产业链条，增强市政基础设施的外溢效应，对社会、经济和生态都有着积极的意义。

3.4 空间复合利用的基本原则

结合净水厂用地的功能特征，以及地埋式净水厂的构筑物建设特点，在多维度的空间复合利用过程中，需注意以下几个原则。

1）地面规划的用地功能需与净水厂功能高度兼容。

2）整体建设须保障污水处理设施运行的正常和安全，保证出水水质。

3）地面建设不得影响地下构筑物结构安全；不得影响地下道路出口、通风口、采光等出露地面的设施及系统的布局和运作。

4）地面建设须满足污水处理设施邻避要求。

5）地面建设需与周边自然及城市风貌协调统一。

6）用地的综合开发需与周边区域规划协调统一。

4 地埋式净水厂用地综合开发的两大主流方向

地埋式净水厂的地面空间用途广泛，可建设公园绿地、文体娱乐设施，以及科普馆、停车场等其他公共服务设施等。现行地埋式净水厂用地综合开发的主流方向大致可归纳为2个模式：生态综合体模式和综合商业模式。

4.1 生态综合体模式

生态综合体模式即用地的整体开发，集污水处理、科普教育、休闲娱乐、体育健身等公共服务功能于一体。常见形式为地面空间营造以绿植为主，辅助以微地形、亭台楼阁、步道广场等景观设施；也常见特色水景，利用净水厂出水作为景观补水，以体现水生态、水文化气质。

管理模式上，有的进行封闭或半封闭式管理，园林绿化仅作为厂区自身的生态绿地，起到生态邻避作用；有的进行开放式管理，用作公共绿地，服务大众，把整个净水设施转化成一个集城市环保、城市景观和城市更新等多功能融合的新型水生态基础设施。此类公共绿地常以城市公园形式呈现，例如水文化公园、科普宣教公园、湿地公园、体育公园等。

地下建厂，地上建园的模式最为常见，且与净水厂功能的兼容性较高，建设难度和投资较小。此模式改善了周边环境质量，提高了周边土地价值，其产生的效益以生态效益和社会效益为主，具有很强的公益性，但外溢的经济效应较单一。其建设资金通常由厂区的投资建设方承担，或政府给予一定的资金补贴。

4.2 综合商业模式

综合商业模式即将地埋式净水厂与区域商业地产、旅游开发、特色农业等商旅文化产业同步规划，在地下厂上盖建设商业街和休闲娱乐设施。此模式的优点：（1）极大地实现土地综合价值的提升和区域产业协同发展。（2）通过上盖物业的自营或租赁，加快存量去化，提高资金周转速度，从而减轻建设和运营方的资金压力。尤其适合城市中心地带区域或旅游景区等。而其缺点则为，净水厂毕竟是一种具有厌恶性的基础设施，即使下埋地下也存在臭气排放、有毒污泥外运处理的需求，具有一定邻里污染的风险，需严格做好气体、中间污染物的封闭式管理，而且由此带来的安全生产及防护建设、运营成本也较高。

5 未来发展方向——综合产业园模式

随着地埋式净水厂的相关技术和产业链不断革新，越来越多水务投资企业思考如何利用本身的产业优势对净水厂用地进行综合开发。净水厂的原材料和成品均为水，其运作过程中对污水的过滤、污泥和气体等衍生废弃物质的处理也需要广泛的高科技产品支持。由此，在地埋式净水厂上盖搭建治水产业的上下游产业链，形成产学研用一体化综合基地，完全符合产业发展规律。此模式具有先天的资源、技术优势，又具有与自身污水处理主要功能高度兼容的优点。可以预见，与水务相关的环保型工业产业，例如，水质处理设施生产、新能源以及其他相关高新科技的产业，将成为地埋式净水厂用地综合开发的未来发展方向。

广州市的水务行业已先行做出不少探索和尝试。广州水务投资集团在2020年开始便提出，在保障城市更新污水处理需求的前提下，适度盘活地埋式净水厂土地，科学研究各项目的区域资源条件，规划可持续发展的经营型业态，建设“地埋式净水厂+综合产业园”；同时，探讨以投资者身份介入的战略路径，对综合产业园项目注资入股，以实现长期利润反哺净水厂的运营成本；未来，还将积极谋划如广州石井净环保产业园、大观新能源汽车小镇、健康城膜装配厂等土地综合开发项目。