根据上海市污水处理系统专业规划确定的目标，上海市第六轮环境保护和建设三年行动计划要求至2017年全市污水处理率要达到90%以上，随着宝山地区的发展和截污纳管率的不断提高，石洞口污水处理厂和竹园第一污水处理厂的污水处理量已经达到设计规模。为满足宝山地区污水量增长的需求，提高污水处理能力，减少污染物排放，改善蕰藻浜及其支流水质，泰和污水处理厂的建设提上了议事日程。
泰和污水处理厂位于上海市宝山区规划共富路、规划梅林路、泰联路、蕰藻浜北侧绿化带围合的区域内，污水厂规划总规模55~60万m3/d，本次一期工程建设规模40万m3/d，工程服务范围包括西至环西二大道、蕰川路，北到外环线、湄浦河，东至共和新路、北泗塘，南到走马塘、蕰藻浜所围区域，宝钢吴淞工业区和苏州河六支流服务范围，总服务面积约115 km2。
由于项目地处上海市外环线(S20)内，属于上海市中心城区，周边又紧邻居民住宅区，最近的小区距离污水厂用地不足200 m，因此为最大限度减少污水厂设施运行对周边环境的影响，同时亦满足用地规划的控制要求，泰和污水处理厂采用了全地下式的布置形式，并与地面公共绿地、水系、建筑有机融合，全力打造优宜的景观环境，成为真正意义上的“环境友好型”城市污水处理厂。
2 项目建设规模及目标
泰和污水处理厂规划总规模为55~60万m3/d，本次一期工程建设规模为40万m3/d(其中污泥处理及尾水排放管的土建设施按远期规模一次建成)。为了减少雨季的溢流污染，同时也为满足污水厂检修及事故排放的调蓄要求，本工程还将新建一座容积为15万m3的系统调蓄池。
泰和污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准，其中氨氮、总磷达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅳ类标准，尾水排入蕰藻浜;污泥处理至含水率小于等于40%后外运至石洞口污水厂集中处理处置;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)中排气筒及厂界排放限值。
3 泰和全地下污水厂的关键技术研究应用
泰和污水处理厂是目前上海建设标准最高、工程规模超大的全地下式污水处理厂，工程的建设项目总投资约40亿元。
立足污水厂高标准的建设目标及全地下式的布置形式，并充分考虑后期运维的相关需求和厂区用地的特殊复合属性，本项目在处理工艺选择、平面布置及竖向高程确定、地下空间适宜性深化设计、节能降耗和智能化运行系统设置等方面都进行了针对性的研究。
3.1 处理工艺的选择
根据泰和污水处理厂的进水水质特点、污水处理要求及上海实际情况，污水厂的污水处理拟采用AAO工艺;污泥处理拟采用低温真空脱水干化工艺。
污水处理厂总体工艺处理流程如图1所示。
3.1.1 污水处理工艺
本工程的污水处理工艺充分考虑技术的可靠性、运行的稳定性、经济的合理性、处理重点的强化性、对污水水质、水量、设施布置的适应性以及远期提标的预留空间等各种因素。经论证比较，泰和污水厂污水处理工艺路线采用预处理+二级生物处理+混凝沉淀+反硝化过滤工艺。
(1)预处理：增设了初沉池，当进水SS浓度较高时可截留部分无机物质，保证后续生物处理设施的正常运行，当进水SS浓度较低时，予以直接超越。
(2)二级生物处理：选用常用的AAO工艺，具体池型分区设计时通过生反池进水点、内回流点以及各点之间进水比例的调整，可实现常规AAO、倒置AAO和两段式AAO三种模式间的切换运行;二沉池采用矩形周进周出沉淀池，其设计表面负荷取值1.18m3/(m2˙h)，比常规的平流式沉淀池[一般设计表面负荷为0.9 m3/(m2˙h)]，可节地约30%。
(3)深度处理：为确保污水厂出水稳定达到优于一级A的排放标准，深度处理环节近期需考虑强化对SS、氨氮和总磷的去除效果;远期还要考虑出水进一步提标的可能，需对总氮有进一步降解。针对上述需求，并结合地下式污水厂的特点，泰和污水处理厂深度处理采用水力负荷高、处理效率优、出水稳定、布置集约且近远期运行模式可应对需求转换的“高效沉淀池+反硝化深床滤池”的工艺。
(4)消毒处理：采用紫外线消毒为主，次氯酸钠消毒为辅的消毒方式，保证消毒效果。
3.1.2 污泥处理工艺
泰和污水处理厂产生的污泥最终运至石洞口污水厂进行干化焚烧处置，厂内污泥处理采用低温真空脱水干化工艺，污泥含水率降至40%以下后集中外运。该工艺是一种集污泥深度脱水和低温真空干化于一体的新型污泥干化专利技术，与其它干化技术相比具有节能、集约化、臭气排放少和运行管理简单等综合优势，出泥量小、出泥含水率低，相对于常规污水处理厂80%的出泥含水率，减少了约67%的污泥外运量，对环境的影响亦大大减小。
3.2 平面及竖向布置的优化
泰和污水处理厂位于规划共富路、规划梅林路、泰联路、蕰藻浜北侧绿化带围合的区域内，规划总用地面积约2.728×105 m2，近期工程用地约1.923×105 m2。污水厂以联谊路划分为南北两个片区，根据规划，联谊路以北的污水厂建设用地为公共绿地和环卫设施综合用地的复合属性，地下污水厂上部拟建设公共绿地，项目用地外沿还有规划“9”字型围场河，因此在污水厂平面及竖向布置时，需充分考虑与上部空间各系统的融合。
(1)平面布置的合理布局
泰和污水处理厂以联谊路为界划分为南北两个片区，联谊路北侧为近期工程生产区，主要布置污水厂的地下一体化箱体，所有污水处理设施均集约化设置于其中，箱体顶部加盖，上部建设公共绿地。北侧近期一体化箱体平面尺寸约349 m×350 m，由西向东依次为预处理区及污泥处理区、生物处理区和深度处理区，分区清晰;根据污水厂一体化箱体人员及车辆进出、设备起吊、通风、逃生及运行管理等的相关需求，在地面布置相应的附属设施，为避免交叉影响，集中厂房建筑区域及箱体主通道出入口设置为4个独立的区域，与公共绿地进行分隔;9字型规划河道围绕污水厂一体化箱体四周布设，交通由4座桥梁与周边市政道路相接。
联谊路南侧为污水厂厂前生产管理区、出水区和远期工程预留用地。厂前区位于联谊路西南角，南临蕰藻浜，卫生条件及景观效果均较好;污水厂拟建的系统调蓄池也位于该区域，采用地下式的布置形式;出水区位于最南侧，处理尾水就近排放蕰藻浜。
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