污水處理廠選址問題一直是城市污水系統完善的關鍵問題。國外地下空間的發展已經歷了相當長的一段時間。地下式污水處理廠節省空間、防止噪聲和異味的影響,但同時,地下式污水處理廠存在技術難度大、運營維護不夠便捷、建設成本較高等缺陷。對5座國外典型地下污水處理廠的地下空間設計和節能措施進行分析,并從中摸索出一些適用于我國污水處理廠的建設經驗。
國外地下空間的發展已經歷了相當長的一段時間,城市地下大型排水及污水處理系統也取得了很好的發展。歐洲、日本、荷蘭、美國等一些發達國家或地區已經建設了一批地下污水處理廠,為改善當地的生活環境及防治環境污染起到了一定的作用,并取得了一定的經濟和社會效益。目前我國處理規模萬m3/d以上的地下污水處理廠30多座,雖然僅占我國城市污水處理廠比例(數量)的1.5%左右,但“十二五”期間增量明顯,增加比例約4%。
地下污水處理廠具有一定優勢,包括土地使用效率提升50%~70%、破解“鄰避效應”、提升地面景觀和周邊土地價值等,但地下污水處理廠的技術難度、投資運行成本以及未來提升改造空間的限制性也讓人望而卻步。本文介紹5座歐美及日本的地下污水處理廠建設運營案例,希望能在設計、工程建設和運營方面帶來可借鑒和參考的信息。
芬蘭從1932年開始建造地下污水處理廠。該地下污水處理廠始建于1986年,1994年完工(見圖1)。該廠是芬蘭乃至整個北歐最大的污水處理廠,服務80萬人口,設計規模為33萬m3/d,實際處理量為28萬m3/d(雨季為80萬m3/d),其中85%為生活污水,15%為工業廢水。該廠的工程總造價為2.15億美元,其中地下部分造價為1.98億美元。
1.1.1污水處理工藝
該廠的污水處理工藝為一套完整的活性污泥法工藝,進出水水質見表1,進水水量28萬m3/d,生化部分的設計容量為31萬m3 /d。進水先過格柵和初沉池,分離出水中較大的懸浮物,再經過活性污泥法去除有機物,這期間投加硫酸亞鐵作為絮凝劑來除磷。脫氮過程發生于2個單元,第一單元是活性污泥工藝的反硝化工藝段,第二單元是BIOSTYR生物脫氮過濾器,生物過濾器內附載脫氮微生物。在活性污泥法的好氧段,廢水中的銨態氮被氧化成硝酸鹽氮,進而在厭氧段中被還原成氮氣;钚晕勰鄥捬豕に嚩魏虰IOSTYR過濾器中的脫氮過程都基于脫氮細菌,它具有將硝酸鹽氮還原成游離氮氣的能力。其間,沒有化學物質或外部生物質被添加到工藝中,但是在后處理階段,會通過加入甲醇來促進反硝化作用。脫氮反應的溫度設定在9~18 ℃。
1.1.2污泥處理工藝
污泥處理采用中溫厭氧消化工藝,消化溫度為36~37 ℃,工藝設計參數見表2。消化后的污泥運送到堆肥廠,與泥炭、樹皮等以1∶1的比例進行混合,混合后堆積6個月,之后加入砂和礦物(黑云母),最后經過20 mm孔徑的篩網,經過篩網的成品可用作園藝土或者綠色建筑的輔助材料。在堆肥過程中,每年可回收約磷580 t和氮620 t。
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