案例分析 | 泰和全地下污水厂是如何建设的？

(2)竖向布置的平衡优化

泰和污水处理厂一体化箱体的竖向布置标高综合考虑工程投资、工程安全、进出水水力衔接、环境协调和绿化景观等方面的需求。污水厂周边市政道路的设计地面标高约4.50 m，一体化箱体的竖向布置采用箱体顶标高高于周边道路1 m的方案(箱体内操作层标高-1.00 m;箱体顶板标高5.50 m)，箱体分两层，地下二层为水处理层，主要为钢筋混凝土水池结构;地下一层为操作层，主要为框架结构，箱体顶部覆土厚度1.5 m实施绿化。污水厂的这个高程布置方案在满足绿化景观建设要求的前提下，通过适当抬升竖向布置高程，既节省了工程造价，也一定程度提升了工程实施及运行的安全性。污水厂整体竖向布置如图3所示。

3.3 地下空间适宜性的细化设计

不同于常规地上污水厂，全地下式污水厂其构筑物池体以及操作平台空间都为相对封闭的环境，为保证后期运维安全，也体现高标准的建设目标，泰和污水厂在除臭通风、采光照明、消防安全、防腐等方面都作了针对性的细化设计。

(1)除臭通风

泰和污水处理厂臭气处理执行上海市地方标准《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB 31/982—2016)，为确保除臭系统满足工程要求，保证周边环境达标，也保证地下式污水厂操作层良好的运行环境，本工程根据不同构筑物所产生臭气的特点、浓度情况，采用不同的除臭处理工艺。对于较高浓度臭气，例如粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、平流式初沉池、AAO生物反应池、储泥池、污泥深度脱水机房及料仓等选用生物滴滤+改良式生物过滤+活性炭吸附组合式除臭工艺;系统调蓄池为间歇运行，其臭气浓度相对较低，透气井处设置活性炭吸附除臭设备，调蓄池水泵区域设置离子法除臭设备。构筑物区操作层空间由盖板处外溢出的臭气采取区域隔断+合理的气流组织(离子送风+活性炭吸附)进行控制。

一体化箱体操作层大空间采用全面机械通风，换气次数不小于6次/h，事故状态下满足12次/h的通风要求。由于泰和污水厂地下空间体积大，通风换气量亦大，为达到通风系统节能降耗的目的，污水厂设计专门配置有一套智能通风系统。

(2)采光照明

针对污水厂地下式布置的特点，本工程在地下箱体便于自然采光的区域，考虑充分利用室外自然光线，即设置采光井;局部设置光导照明装置将自然光均匀高效地导入室内作为人工光源的补充，光导照明的设置与地面绿化景观密切配合，同时也与照明系统控制相结合，在白天可关闭相应区域人工照明设施，以节省能源。

本工程在地下箱体区域设置智能照明控制系统，既能优化能源的利用，又可最大限度地节约电能。此外，针对应急照明，在必要场所均设置备用照度不低于正常照度的应急照明、疏散指示标志灯等设施，备用时间不低于90 min。

(3)消防安全

相比于传统的地上污水处理厂，地下式污水处理厂的消防问题有其独有的特点，一方面是其风险性较大，因空间相对封闭，若发生火灾，人员疏散较困难;另一方面是其发生概率较低，主要是水池构筑物，只有定期巡视和取样人员在内部作短暂停留。因此，泰和污水厂地下箱体的防火分区及其面积控制进行了适宜的区分确定，其中初沉池、生反池和二沉池水处理构筑物部分按构筑物考虑，设置必要的人员安全出入口;除此以外的均按地下厂房考虑，共设12个防火分区，每个防火分区面积不大于2 000 m2，设置喷淋系统，并设有两个以上安全出口，其中一个能直通室外;锅炉房单独设置一个防火分区，并考虑泄爆通道。消防采用室内消火栓系统+自动喷淋系统+防火分隔水幕相结合的方式;地下空间内的电缆均采用了阻燃电缆，风管采用了难燃玻璃钢。

一体化箱体在南北两侧各设一个车行出口，从地下一层操作层出地面后分别与共富路和联谊路相接，厂房内部也设置纵横贯通的车行道路，车行道路宽为7 m，转弯半径为9 m，满足消防要求。

(4)构筑物耐久性设计和设备防腐

地下式污水处理厂空间密闭，如果通风效果不佳，内部湿热的环境容易加重设备设施的腐蚀，因此防腐问题一直是地下污水厂建设设计需要重点考虑的。本工程中针对不同构筑物涉及介质的腐蚀性差异采取不同的防腐措施，其中预处理、生物处理、泥处理部分构筑物采用铝酸盐无机砂浆防腐;深度处理构筑物采用聚氨酯或环氧防腐涂料。所有设备均要求能适用于地下污水厂的腐蚀环境，污泥管和空气管均采用不锈钢。

(5)防淹保障措施

为避免水淹风险，泰和污水处理厂在总体竖向高程确定、场地系统完善、设施设备配套等方面均采取了一定措施，包括合理确定全厂水力高程布置、保证地下箱体操作层标高与各处理构筑物控制水位有足够的超高，以提高安全性;全厂进水端设置速闭闸门，当进水异常或污水厂遭遇突然失电时，可瞬时切断进水，避免污水内部冒溢;出水端设置高位井及闸门，防止外河水体倒灌;整个污水厂厂区地坪要高于周边0.5~2.5 m，并设置完善的雨污水排除系统，避免雨水汇流并可得到有效排放;所有通往地面的连通口(车辆出入口、人员出入口、通风井、采光井等)均考虑挡水高度和设置挡水设施，以阻挡缓解雨水的漫入，同时箱体内部分散设置多处集水井，其容积及配泵均满足规范相关要求，如有积水可及时清排。

3.4 节能降耗与智能化运行

作为近年来新兴的污水处理厂建设模式，地下式污水处理厂的节能降耗和智能化运行管理的需求较常规污水厂有更高的要求，本次泰和污水处理厂工程拟建设一套污水厂综合信息自动化系统。

整个系统包括多层次各环节的控制管理，以实现对污水处理厂运行状况的实时感知、对重要工艺环节及主要耗能设备的智能化高级控制(例如精确曝气)、生产运行智能辅助决策、智能照明(例如实现单点、多点、区域、群组控制、场景设置、定时开关、亮度自动调节、红外线探测、集中监控等不同模式下的照明控制效果)及智能通风(例如分区式通风控制、基于气体分析测定仪表的通风闭环控制)、公共安全管理(包括安保、入侵报警、出入口控制、火灾自动报警等)及内部信息设施(包括视频监视、移动巡检、人员定位、移动通讯室内分布等系统)的完善等等，保证地下式污水处理厂的安全稳定运行，提升污水处理厂自动化运行管理水平。

3.5 新建调蓄池

本工程在厂前区新建一座调蓄池，调蓄池容积15万m3，其主要包括两方面功能：一是在雨季时可对污水厂服务范围内的初期雨水及合流污水进行调蓄，从而有效地缓解雨季合流污水溢流情况的发生，雨后蓄存的合流污水可通过污水厂全流程处理后达标排放;二是在污水厂检修及事故状态时对污水进行调蓄，避免排河污染，同时亦可通过系统连通管道平衡石洞口区域其它污水厂在非正常工况时的水量调配要求，提高整个石洞口区域污水厂平稳运行能力。

新建调蓄池采用地下式的布置形式，考虑与泰和污水厂竖向布置和运行水位的配合，调蓄池进出水方式均采用重力+水泵强排的方式。为充分利用空间，调蓄池构筑物基本为全封闭结构，不具备人员经常进出和开大型设备吊装孔的条件，因此在设备选型方面采用机械程度高、运行操作便捷的门式自冲洗系统。

4 结论

随着城市化的发展，土地资源的集约利用及建设项目的环境相容性越来越被重视，占用空间少、节省土地、综合影响小，并能与周边环境相协调的地下式污水处理厂已经成为一种趋势和需求。泰和污水处理厂是上海市建设的第一批地下式污水厂，项目立足高标准的建设定位，方案充分考虑了多方面的应对和优化，力争打造先进、高效、节能的典范工程。