山地型全地下式污水处理厂设计要点

摘要：本文针对浙江某镇级山地型全地下式污水处理厂的设计要点和设计特点按照平面布置、高程设计、处理工艺、结构设计等方面进行了详细阐述，在节省投资和占地等方面提出了作者的见解。

关键词：山地；全地下式污水处理厂；MBR

1项目背景

随着镇区面积的扩大和若干超大型文旅项目的落地，浙江某镇的现状污水处理厂设计规模已无法满足近期的经济与人口发展需求，急需进行选址扩建。因为该镇为山地地形，经过项目投资、污水管网标高、环保要求、土地增值等方面比较后确定新建污水处理厂形式为山地型全地下式污水处理厂。

2工程概况

浙江某镇级污水处理厂设计规模为2×104m3/d，其中一期规模为1×104m3/d，项目建成后可满足该污水处理厂服务范围内约5万居民和游客的污水处理需求。该污水处理厂占地面积12803平方米，主要建设内容包括新建污水处理厂1座，包括进水井、粗格栅、细格栅及曝气沉砂池、AAO池、MBR膜池、消毒接触池、污泥浓缩池、配套用房等。本工程总投资约1.8亿元，其中工程直接费约为1.4亿元。

3建设标准

3.1尾水排放标准

本工程污水处理厂尾水排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A排放标准，主要水污染物排放（CODcr、氨氮、总氮、总磷等）执行浙江省地方标准《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》（DB33/2169-2018）表1限值标准（新建城镇污水处理厂）。

3.2污泥处理标准

本次工程的污泥处理目标为：污泥处理以减量化为主，污泥经浓缩脱水处理至含水率80%后，泥饼外运处置。

3.3废气排放标准及噪声处理目标

3.3.1废气排放标准

本项目的环境空气污染主要来生化处理过程中的腐化污水和污泥散发的恶臭，主要成分为硫化氢、氨等。废气污染物有组织排放需达到《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）二级新扩改建标准，无组织排放的，厂界达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准。

3.3.2噪声标准

污水处理厂作为环保工程，设计中应尽量减少污水处理厂本身对环境的负面影响，噪音应达到《工业企业厂界环境噪音排放标准》（GB12348-2008）中的2类标准。

4工程设计要点

4.1总平面布置设计要点

厂区用地呈现东西向狭长状，厂区生产出入口设置于东侧，可直接进入箱体负一层，生产出入口与规划道路相连。厂区主出入口设置于南侧，与现状道路连接，从主出入口进入厂区为厂区地面层。污水处理厂地下设施自西向东布置。西片设曝气池等预处理设施，中片设MBR等处理设施，南片为加药间及配电间。地面层厂区东侧设综合楼。

4.2高程设计要点

污水厂用地现状为山地与林地，地势自中心向四周升高，坡度较陡，现状标高为483~510m。综合考虑厂区土方平衡及外部道路连接，厂区设计地面标高为495m。本工程地段处于峡谷附近，峡谷河道底标高约400m，与项目拟建用地标高相差约83~110m，项目拟建用地标高达到防洪要求。项目周边山体排涝可通过两边沟谷排至大峡谷，项目建设用地周边修筑截水沟等设施，能较容易的保证排涝要求。

4.3污水处理工艺

该污水处理厂污水处理工艺流程图见图2。

4.3.1粗格栅井

粗格栅井主要去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于15mm的杂物。粗格栅井设置于地下负二层，顶面高于负一层。土建按总规模2.0万m3/d一次性建成，设备近期按1.0万吨配置。设回转式格栅1台（远期增加1台），B=800mm，栅间距15mm。新增潜污泵3台（近期2用1备，远期换泵），单泵流量350m3/h，扬程10m，功率15kW。设螺旋输送压渣一体机1台，输送能力2.0m3/h,长度8m，功率1.1kW。

4.3.2细格栅及曝气沉砂池

细格栅和曝气沉砂池进一步去除污水中漂浮物，并拦截直径大于3mm的固体物，同时去除污水中比重大于2.65，粒径≥0.1mm的砂粒。细格栅和曝气沉砂池设置于地下负二层，顶面高于负一层。按总规模2.0万m3/d一次性建成，设备近期按1.0万吨配置。设内径流格栅1台（远期增加1台），B=800mm，栅间距3mm，配套相应冲洗设备。设1台链板式刮砂机（远期增加1台），功率N=0.375kW；设砂水分离器1台，处理能力80m3/h。

4.3.3改良型AAO-MBR池

预缺氧区停留时间0.5h，厌氧区1.5h，缺氧4.0h，好氧区6.2h，后缺氧区2.1h，膜池停留时间3.0h。厌氧区近期设2台N=2.5kW搅拌器，缺氧区近期设4台N=1.5kW搅拌器，好氧区近期设2台穿墙回流泵，Q=420m3/h，H=0.5m，N=1.5kW。MBR膜采用带衬中空纤维膜，膜孔径为0.02um，设计通量为15.0L/（m2•h）。

4.3.4消毒接触池及出水泵房

消毒接触池与出水泵房合建，土建按远期2.0万吨/天建设，设备按近期1.0万吨/天配置。消毒接触池设计有效水深4m，有效容积650m3。出水泵房，近期配置潜水泵3台，2用1备，单台水量350m3/h，扬程为20m，电机功率37kw。

4.4结构设计要点

为提高混凝土的抗渗抗裂能力，全地下式污水箱体采用防水混凝土，设计抗渗等级为P8。地下箱体体型巨大，长短边远超过规范规定的设置伸缩缝间距的要求。大型钢筋砼水池如何防止砼收缩引起开裂，减少温差效应是本工程混凝土抗裂防渗漏工作的关键所在。本工程主要采取以下措施：一是在有条件的部位设置设伸缩缝，内设橡胶止水带，灌填聚硫胶泥密封止水；二是在没有条件设置伸缩缝处，设置后浇式膨胀加强带，间距30m，待砼收缩完成后再进行后浇带砼的施工，后浇带砼加10-12%水泥用量的微膨胀剂加以补偿，且加强后浇带部位砼的养护措施。

5工程设计特点

5.1核心处理工艺稳定灵

活且适应性高AAO-MBR工艺能很好的适用于本项目全地下的建设模式，耐冲击负荷，水质适应性极强，缩短处理工艺流程，节省占地面积，而且期膜投资及运行成本已逐步降低。生物处理采用改良AAOA池工艺，对各生物处理构筑物池型进行优化，前端设置预缺氧区，控制污泥膨胀；后端设置后缺氧区，生物脱氮除磷；设置多点进水，有效利用碳源，节约能耗，确保出水达标排放。

5.2充分利用山势地形，合理布置场地标高

本工程选址地块的地势自中心向四周升高，为山坳状地形。下凹的地形契合了箱体的尺寸，工程施工时可以大大减少挖方产生的造价，同时利用四周开挖山体形成的岩状边坡，形成天然的基坑，大大减少了基坑带来的造价。合理的场地标高，一方面可以让污水重力流入厂区，减少泵站能耗；另一方面可以让厂区填挖平衡，实现造价最优。

5.3集约化设计

本工程中主要污水处理构（建）筑物采用地下式一体化集约布置，地上为操作空间；功能分区明确，组团合理，水流畅通，管理方便。处理构筑物采用一体化箱体集约化布置，实施土建工程时基坑可合并施工，土建投资较少；同时鼓风机房、加药间等生产辅助用房位于箱体地面层，减少占地面积，土建费用也少。

6结论

浙江某镇级污水处理厂的工程实例为罕见的山地型全地下式污水处理厂，通过合理的选址和工艺流程的科学比选节省了工程投资和占地面积，可为以后类似的工程案例提供设计经验。参考文献[1]《关于推进城镇污水处理厂清洁排放标准技术改造的指导意见》.浙环函(2018)296号.

作者:王晨谦 孙铭 陈辰斌 单位:浙江省城乡规划设计研究院