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芬兰“水智慧” | 地下污水处理厂的经验启示

北极星水处理网  来源:城市地下空间    2019/8/13 8:36:16  我要投稿  

北极星水处理网讯:一打开自来水龙头就能直接饮用,自来水比瓶装水更干净,湖水也能直接饮用……这些听起来很美好甚至有些理想化的想法,在北欧国家芬兰已成为现实或着手努力的目标。

未来城市污水处理规划

根据《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》要求,十三五期间,加强城市基础设施建设,加强市政管网等地下基础设施改造与建设,加大黑臭水体整治力度,地级及以上城市建成区黑臭水体控制在10%以内。新建污水厂日益增多,水处理厂选址问题成为困扰城市中心区污水系统完善的瓶颈,地下污水处理厂作为一种高效、集约用地的新模式成为未来城市污水处理规划的新方向。

地下污水处理厂一般将所有建构筑物组团布置,形成地下箱体。竖向分为 2 层,其中底层为构筑物和管廊层,上层为设备和操作巡视层。

较大规模的地下污水处理厂操作层均设有车道,满足消防车进出要求。按照地下污水处理厂的竖向标高与室外地坪的相对关系,地下污水处理厂可分为地下深埋式和地下浅埋式 2 种。

地下深埋式污水处理厂建构筑物均埋设于地下,顶部做景观公园。地下浅埋式污水处理厂操作层部分露出地面,可实现部分自然采光、通风,有利于操作管理。地下污水处理厂建设常常面临一次性建设投资成本高的问题。但是综合考虑土地资源日益紧缺,污水处理厂对周边环境和经济影响等因素,地下污水处理厂的价值就会显现出来。

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芬兰从1932年开始建造地下污水处理厂。Viikinmäki中心污水处理厂建在赫尔辛基市中心附近,于1986年在污水排放隧道的端点开始建造,厂址高于海面,处理后的污水靠重力通过隧道排放到芬兰湾的卡塔杰洛托岛,出水口位于水底20m深处,这个设计还可防止海水倒灌入处理厂。

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这是赫尔辛基唯一的一个污水处理厂,地下空间达14万亩,有2~3层,岩石坚固。地下3层空间拥有8条污水处理线,这样的规模在整个北欧也是最大。地下空间可以用阔绰来形容,宽15米,高3.4米,造这么高,是为了让消防车可以开进来,维修的大卡车、机器也可以方便出入。每年有4000人来这个著名的地下污水处理厂参观。

LarsRundberg先生1975年就来到这家公司,他回忆说,当时赫市有5个普通的污水处理厂,上世纪90年代开始,赫尔辛基开始集中处置污水,现在就只有这一家污水处理厂,年处理1亿吨污水,日处理20~65万吨(赫尔辛基大区每天产生污水85万吨左右,居民80%都居住在污水管网覆盖的地方),污水在厂内处理需要一天,从管道流到海域需要一天。

污水处理厂一般进水COD达400~1000mg/L,而处理后的污水,在处理率上高于国家要求的指标。LarsRundberg称,“污水处理厂处理后排入大海的污水,BOD(7天指标)只有9.2mg/L,磷含量为0.29mg/L,氮的处理率达到86%。”

很多污水处理厂很棘手的臭味问题,在这里得到很好的控制,这儿排臭气的烟囱有82米高,以此保证不会有臭气溢出,气体每秒排放120吨。

LarsRundberg先生说,臭味在很多污水处理厂是大问题,但在这儿不是问题,为了防止臭气溢出,气压的控制非常重要,通气管道不断清理;除此之外,经常有专家在附近不同地区走来走去,查看有无异味,并记录下来。

这个从1994年开始运营的污水处理厂,因为位于地下能保证全年恒温,有助于降低能耗。其每日运营所需的电量是39MW/h,而它每日沉淀得来的2200吨污泥,可以产生2.6万吨的沼气,能发电约20MW/h。

为何选择建在地下?LarsRundberg介绍说,芬兰四季分明,但冬天非常寒冷,如果污水处理厂在室外,需要做很多额外的工作,在室外,对处理技术的效率也有影响,在地下,则一年四季常温,冬天沼气出来的热量还能供热、供暖。记者了解到,1994年以后芬兰新建的污水处理厂就全在地下了,另外一个关键原因是地下臭气容易控制。

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污水处理工艺

污水处理工艺为一套完整的活性污泥法工艺。进水水量28万m³/d,生化部分的设计容量为31万m³/d。进水先过格栅和初沉池,分离出水中较大的悬浮物,再经过活性污泥法去除有机物,这期间磷的去除和两相沉淀同时进行,投加絮凝剂硫酸亚铁(FeSO4)用于沉淀磷,所得的磷沉积物与污泥结合。

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脱氮过程发生于2个单元,第一单元是活性污泥工艺的反硝化工艺段,第二单元在Biostyr®生物脱氮过滤器中,过滤器内附载脱氮微生物。在活性污泥法的好氧段(曝气部分),污水中的铵态氮被氧化成硝酸盐氮,进而在厌氧段中被还原成氮气。

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由于该处理厂处于地下,水池等设施利用原有的岩石,混凝土只在需要的地方才用,水温等不受季节影响,利于生化作用。

总结

根据国内外相关经验,应集约利用地下空间,充分利用地面环境条件。紧凑布局污水处理和深度处理构筑物及相关水处理设施,尽量节约土地资源和空间资源。还可在地面配套建设公共绿地、景观或实用性建筑;还可充分利用地形,错落有致布局,从而改善污水处理厂周边总体风貌,丰富城市景观。

建设污水深度处理设施和再生水回用配套管道系统,将再生水回用于景观水体、道路绿化浇洒等,不仅节约了宝贵的水资源,而且促进了城市水资源循环利用,还有效地保护了区域水环境,对城市经济、社会、环境可持续发展起到积极作用。


原标题:芬兰“水智慧” | 地下污水处理厂的经验启示

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