调试运管 探讨：地下污水厂研究现状及关键问题

地下式污水处理厂从诞生至今已有80多年的历史，随着相关研究的不断深入及工程技术的日渐成熟，地下式污水处理厂在全球范围内得到了越来越广泛的应用。目前，世界上10多个国家稳定运行的地下式污水处理厂有200余座，其中以芬兰、瑞典、韩国、日本等国家应用最多;我国也有20多座地下式污水处理厂处于稳定运行中，取得了较好的社会、经济和环境效益。

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$ Q- t9 o" A  c) j; k地下式污水处理厂常用工艺类型

MBR工艺

MBR工艺具有出水优质稳定、剩余污泥产量少、占地面积小、脱氮除磷效率高、可实现全程自动控制等优点，因而特别适用于占地面积有限、对自动化要求程度高的地下式污水处理厂。该工艺集约化程度高、对周边环境影响小、处理后的出水可直接用于景观河道补水。除此之外，采用MBR 膜过滤工艺代替二沉池进行深度处理，在节省占地的同时可提高生化池中的污泥浓度，从而提高系统的处理效率。目前，我国采用MBR技术的地下式污水处理厂如表1所示。
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AAO及其改良工艺
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( C0 {, L/ G, j3 m% Q( ?( ?AAO工艺及其改良工艺，如Anoxic-AAO工艺、分段进水AAO工艺、多级A/O工艺等，具有脱氮除磷效率高、有效抑制丝状菌膨胀、运行费用低等优势。为获得更高、更稳定的出水水质，在设计地下式污水处理厂时，常把AAO工艺与其他工艺设备组合使用，例如MBR、MBBR、深床滤池、纤维转盘滤池等。目前，我国采用AAO工艺的地下式污水处理厂如表2所示。




其他工艺

) A- ~  M5 y+ }& VMBBR工艺是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体用于微生物着床形成生物膜以实现生物脱氮除磷和有机物去除的工艺，该工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，投资少、运营管理方便、污泥产率低，可不设置污泥回流设备，不需要填料支架，克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点及限制，我国青岛高新区地下式污水处理厂就是最有代表性的MBBR工程案例之一。

0 T! ^5 }% l$ D2 C0 b, y& S9 j地下式污水厂存在的问题

, `1 V% N+ }7 Y; ?1 v) h, g施工难度大、建设成本高

地下式污水处理厂的建设需要深基坑开挖施工和分层布设，难度大且建设成本较高。一般情况下，地下式污水处理厂的投资成本(4 000～6 000元/m3)是同等规模地上式污水处理厂的2～3倍，与此同时，地下需要增加除臭和通风等设备，运营成本也较高，这两项的电耗可能达到全地下厂总电耗的30%～50%。

风险性高、安全隐患大

有研究指出，地下式污水处理厂污水处理过程中产生的硫化氢、氨以及诸如甲硫醇、甲硫醚等挥发性有机物会对人体健康产生严重危害，而污水处理过程中的噪声污染也会对工作人员的健康产生影响。地下式污水处理厂存在的安全隐患也不容忽视，水厂断电或是遇到强降雨时，可能会发生水倒灌、污水泄漏等情况，导致水厂存在被淹隐患。据称，地下式污水处理厂至少要设置3道闸门保障污水处理厂的防涝。与此同时，地下式污水处理厂由于采用地下密闭的建设形式，因而也存在火灾隐患。
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地上景观设计单一

, `7 U: O; J* `6 Q0 z0 \地下式污水处理厂的地上空间除部分留作采光使用外，大部分都可用于进行景观设计，一般包括公园、湿地、园林以及文体娱乐等设施。但总体而言，虽然目前地下式污水处理厂的景观设计取得了一定的发展，但仍存在着设计理念相对落后、模式比较单一、功能不够完善、综合效益较低等问题，尚有很大的提升空间。
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缺乏规范性文件的指导
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: q+ A4 g. ], R, K; n) Q# y1 n据了解，美国、日本、欧盟都有关于地下式污水处理厂的相应规范和标准，而我国地下式污水处理厂的建设和运行维护只能依靠传统经验或是直接把地上式污水处理厂“挪”到地下深基坑中，尚无国家技术标准来统一规范地下式污水处理厂的工程实施。
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政府补贴政策与资金投入存在不足
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' l; A* l4 O4 l0 ?* }2 h目前，我国政府没有出台文件对地下式污水处理厂的建设给予明确补贴，只有个别地方有相关补贴政策，比如高价回购地下式污水处理厂的出水或再生水作为景观用水等。但我国对地下式污水处理厂运行方面的补贴并不多见。在资金投入方面，虽然“十二五”时期我国地下式污水处理厂建设投资显著增加，但和地上式污水处理厂的投资相比，仍有显著差距，只占总投资的12%左右，提升空间十分巨大。
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1 E4 ]- N; {8 V- ]应对措施
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) ~% L7 ]) R- `9 y# ?8 X地下式污水处理厂设计理念的创新

1 }* Q+ r5 _8 z% H  d. F地下式污水处理厂建设可作为生态文明建设的抓手，以污水处理为载体构建城市生态综合体，与景观、湿地、公园包括都市农业等相结合。例如，可以设计一个地下式污水处理厂，一跟现代设施农业或都市农业相结合，二为市民提供休闲的空间，第三建立生态湿地，这样就同时具有为社会服务，为生产服务，以及为自然服务的功能，打造低碳的资源回收、零排放和生态的污水处理系统，将污水处理厂由变负资产为生态正资产，实现跨界思维的污水处理模式的创新。
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- E; ?& T) r: ]4 U' ?污水处理关键技术的突破
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3 q, U  _- C  i/ `- D研发出专供地下式污水处理厂使用的技术或者关联性更强的技术，地下式污水处理厂的处理效率将会大大提高，并会获得更好的发展。例如采用恒温处理等技术将会显著提高生物过程对于污水的处理能力，从而获得更高的容积去除负荷，而主流厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥，膜浓缩等都可以显著降低污水处理反应器的体积并获得很好的处理效果。

制定相关标准或规范 目前，有关指导和规范传统地上式污水处理厂的标准或规范已比较完善，部分污水处理厂建设要求和出水水厂要求甚至达到了国际领先水平。相比而言，地下式污水处理厂在我国刚刚兴起，目前许多指标或标准只能借用现有地上式污水处理厂或依靠传统经验，这将不利于地下式污水处理厂的建设和发展。制定相关标准或规范用于指导地下式污水处理厂建设和运行，对于削减地下式污水处理厂的建设和运行成本、降低安全隐患与风险、规范运行操作与检修维护、优化提升地上景观设计等方面都具有十分重要的作用。

/ _' H1 T% `& w- M; I( [政府投入与补贴方式的多样化

3 w; E2 n5 m+ x5 r以北控水务投资建设运营的8个地下式污水处理厂项目为例，从污水处理厂的建设、运行及管理方式方面来看，这些污水处理厂已经摆脱了原有的单一政府投资和运营管理模式，拓宽了投融资渠道，实现了投资多元化，BT模式、BOT模式、准 BOT 模式、TOT 模式、托管运营模式和供排水一体化模式等，都可以应用到地下式污水处理厂的建设和运行管理中。
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8 ?$ v! B- W% Z: k来源：清华大学环境学院，作者：孙世昌 汪翠萍 王凯军
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