污水處理的主要建設(shè)形式為地上式，占地面積較大，土地資源浪費(fèi)嚴(yán)重，不可避免地會對周圍環(huán)境和居民生活產(chǎn)生一些不良影響。隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展和城區(qū)外擴(kuò)，原規(guī)劃在城市邊緣的污水處理廠逐漸被城市包圍。因此，亟需一種環(huán)境友好、土地資源節(jié)省的污水處理廠建設(shè)形式以解決目前的困境。

 地下式污水處理廠發(fā)展相對較晚，近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在一些環(huán)境要求較高、用地緊張的大城市，已逐步開始建設(shè)地下式污水處理廠。地下污水處理廠由于處于地下全封閉狀態(tài)，對周圍環(huán)境的影響較小、協(xié)調(diào)性強(qiáng)、可節(jié)約土地資源、防止周邊土地貶值，特別適合在土地資源高度緊張、環(huán)境要求高的地區(qū)建設(shè)。

我國山地城市由于其復(fù)雜的地形、地貌條件，較難具備充足的平地空間進(jìn)行地上污水處理廠的建設(shè)。山地城市土地資源極為有限，尤其是靠近城市中心區(qū)域的地方，難以規(guī)劃合適地塊用于新建或改擴(kuò)建污水處理廠，導(dǎo)致污水處理廠用地矛盾突出。

本文以福建某污水處理廠為例，深入剖析平面、工藝和高程等布置方案及設(shè)計特點(diǎn)，為山坡式半地下污水處理廠的建設(shè)提供參考。

作者簡介

羅穆喜(1991—)，男，碩士，主要從事污水處理廠的設(shè)計及研究工作。

1、建設(shè)形勢和長坪設(shè)計

依山而建，用地面積有限

廠區(qū)山坡空地，現(xiàn)狀為一塊林地。現(xiàn)狀廠區(qū)范圍內(nèi)地勢由北向南抬高，場地內(nèi)總共有3個平臺，標(biāo)高分別為169、163、141 m。場地入口設(shè)置在國道一側(cè)，進(jìn)場道路沿場地東北側(cè)繞行分別通至場地3個地坪，其余區(qū)域均為較大斜坡。

廠區(qū)現(xiàn)狀地面標(biāo)高

（1）用地面積較緊張，總占地面積約為50 400m2。在有限的用地內(nèi)要完成3萬m3/d規(guī)模（且預(yù)留遠(yuǎn)期2萬m3/d規(guī)模用地）、一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠布置，污水處理廠的建構(gòu)筑物只能采用集約化布置形式以最大程度地減小占地面積。

（2）本工程擬降低廠區(qū)整體標(biāo)高，依山而建，局部架設(shè)環(huán)形高架道路，可有效提高廠區(qū)面積的綜合利用率。

（3）廠址所在地塊距離新區(qū)商業(yè)中心不足2 km，環(huán)境敏感度高，對廠區(qū)景觀要求也較高，有必要建設(shè)成地下式的污水處理廠，減少對周邊環(huán)境的影響。

結(jié)合廠址所在地塊的特點(diǎn)，有必要在經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行的條件下，對山地城市地下式污水處理廠建設(shè)形式進(jìn)行探索，以期合理利用空間資源，有效提升城市的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益。

全地下式和半地下式方案比選

全地下式和半地下式方案都能較好地利用上部空間，用來建設(shè)綠地、廣場等公共設(shè)施甚至餐廳、商場等商業(yè)設(shè)施。同時，由于池體全部加蓋，污水廠的臭氣和噪音影響也將明顯降低，與常規(guī)污水處理廠相比可顯著地改善周邊環(huán)境。2種布置形式方案如下

全地下式和半地下式方案比較

綜合比較后，發(fā)現(xiàn)方案二優(yōu)于方案一。此外，由于本工程所處位置的敏感性、工期的急迫性以及工程總投資的局限性，建筑形式的選擇更多的側(cè)重于廠區(qū)的運(yùn)行風(fēng)險、應(yīng)急措施、基坑圍護(hù)、工程投資及運(yùn)行費(fèi)用等方面。該污水處理廠的建設(shè)形式采用半地下式方案，能更好地滿足要求。

全地下和半地下方案的綜合量化圖

廠坪設(shè)計

場地的布置依靠現(xiàn)有山勢，由南向北構(gòu)建3個平臺，標(biāo)高逐漸降低，三個平臺標(biāo)高分別為135、134.5、133 m。廠區(qū)地坪與廠外道路基本接順，無進(jìn)場道路長度限制，有利于廠區(qū)道路、設(shè)備運(yùn)輸及人員安全疏散。

2 總體布置設(shè)計

結(jié)合本工程污水處理廠的廠址和廠坪布置，建設(shè)山坡式半地下污水處理廠需遵循以下總體布置原則：

（1）結(jié)合山坡現(xiàn)狀地形條件、土方開挖量等綜合平衡考慮廠坪布置；

（2）結(jié)合工程規(guī)模及實際情況，考慮近遠(yuǎn)期工程的實施，節(jié)約工程投資；

（3）充分利用地下空間，節(jié)約管路系統(tǒng)；

（4）充分考慮可能發(fā)生的事故工況及對策；

（5）利用廠坪和高程布置，減少污水處理廠提升的次數(shù)；

（6）根據(jù)消防要求嚴(yán)格分區(qū)，符合相關(guān)規(guī)范要求。

平面布置

本工程污水處理廠場地坐落于山體之上，場地東西長約為350 m，南北寬約為240 m，整體坐南朝北。

本工程充分利用場地平面尺寸及豎向高程，依山而建一座山地式雙層箱體結(jié)構(gòu)污水處理廠房。近遠(yuǎn)期工程東西向并排布置，近期工程擬在場地西側(cè)新建3萬m3/d一體化處理廠房，結(jié)構(gòu)形式采用封閉箱體，箱體平面尺寸約為107 m×75 m，場地東側(cè)為遠(yuǎn)期預(yù)留用地（2萬m3/d），箱體北側(cè)距紅線退界20 m，西側(cè)滿足山體放坡距離要求。

整個場地圍繞近遠(yuǎn)期廠房用地設(shè)置環(huán)形道路，道路寬度為7 m，轉(zhuǎn)彎半徑為9 m，坡度為5%~6%，滿足消防通道要求；道路標(biāo)高為133.0~149.5 m，與廠外國道接順，并滿足進(jìn)出近遠(yuǎn)期箱體操作層和頂層需要。廠區(qū)近遠(yuǎn)期合用綜合樓1座，坐落于近期箱體頂部。

廠區(qū)平面布置圖

高程布置

為滿足處理功能及箱體內(nèi)部設(shè)備進(jìn)出，箱體共分為3層（底層、操作層、頂層），底層至操作層間高差約為8 m，主要容納各水處理構(gòu)筑物及輔助設(shè)施；操作層至頂層間凈空約為6 m，主要滿足設(shè)備運(yùn)輸及人員操作管理需要。一體化處理廠房底層標(biāo)高約為133.5~134 m，操作層標(biāo)高約為141.3~142.3 m，頂層標(biāo)高約為148.5~149.5 m，頂層作為綜合樓的室外地坪和公園。

箱體北面無山體遮擋，直接面對國道，可通過在北側(cè)操作層平臺外設(shè)置高架道路作為操作層的主要出入通道，高架道路東西兩側(cè)與廠區(qū)環(huán)形坡道接順，作為環(huán)形道路的一部分；箱體西、南面均被山體環(huán)繞，高差較大無法與箱體直接連接，需設(shè)置二級放坡至箱體位置，同時第一級放坡平臺作為環(huán)形道路的路基；場地東側(cè)預(yù)留用地平整至140.5 m標(biāo)高，減小與本工程箱體間的高差，基本與箱體操作層接平，形成“階梯式綠化”的景觀綠化，達(dá)到較好的隱蔽與景觀效果，還可降低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。

箱體結(jié)構(gòu)北側(cè)高程關(guān)系圖

功能分區(qū)布置

本工程污水、污泥處理構(gòu)筑物及輔助設(shè)施均為高度集約化布置，污水處理工藝采取“粗、細(xì)格柵+曝氣沉砂池+AAO生物反應(yīng)池+二沉池+高效沉淀池+纖維束濾池+加氯接觸池”，污泥處理工藝采取“濃縮-脫水-泥餅外運(yùn)”的處理方式。箱體內(nèi)部功能分區(qū)如下。

（1）箱體底層布置主要處理構(gòu)筑物，箱體兩側(cè)對稱布置，由南向北根據(jù)依次為AAO生物反應(yīng)池、平流二沉池、高效沉淀池和高效纖維濾池，限于用地面積和能耗控制，將加氯接觸池及放空調(diào)蓄池下疊于二沉池底部；箱體中部由南向北依次為細(xì)格柵曝氣沉砂池、污泥脫水機(jī)房和粗格柵進(jìn)水泵房。一體化污水處理構(gòu)筑物位于廠區(qū)地下，地上部分設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)房、加氯加藥間和不受污水處理水力高程影響的構(gòu)筑物。污泥濃縮池和儲泥池對稱布置于細(xì)格柵曝氣沉砂池兩側(cè)。

（2）箱體操作層為處理構(gòu)筑物操作巡檢平臺及設(shè)備吊裝空間，操作層中南部設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房及加藥間。

（3）箱體北側(cè)設(shè)箱體底部主要進(jìn)出通道，與133.00 m廠坪標(biāo)高接順，以便于管廊層及污泥脫水機(jī)房的操作及運(yùn)維。

箱體立面透視圖

設(shè)計特點(diǎn)

結(jié)合污水、污泥處理工藝和現(xiàn)狀廠坪情況，山坡式半地下污水處理廠的建設(shè)主要有以下特點(diǎn)。

（1）總圖布置緊湊、用地節(jié)約

加氯接觸池和調(diào)蓄池與處理區(qū)上下重疊布置以節(jié)約用地，在節(jié)約用地的同時，也節(jié)省了工程投資和運(yùn)行能耗。

（2）功能分區(qū)清晰、布局合理

本工程污水廠內(nèi)的全部設(shè)施分3部分集約化布置。結(jié)合廠區(qū)現(xiàn)有山勢，由南向北構(gòu)建3個平臺，標(biāo)高逐漸降低。總體設(shè)計可改善整體景觀效果，并可降低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。

（3）水流、泥流、人流和車流的組織順暢有序

環(huán)形高架的設(shè)計及處理區(qū)的分布充分考慮了水流、泥流、人流、車流和信息流的合理組織，實現(xiàn)了各種流線的順暢有序銜接。

廠區(qū)平面效果圖

山坡式半地下污水處理廠的建設(shè)需結(jié)合現(xiàn)狀地形和周邊環(huán)境情況，合理進(jìn)行廠坪布置和建設(shè)形式的選擇，需充分利用地質(zhì)條件好的山地，合理利用地下空間和高程布置，選擇合適的污水處理廠建設(shè)形式。當(dāng)廠址靠近市區(qū)時，可結(jié)合城市地形地貌，豐富山地城市景觀特色，有效提升山地城市的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益。