A3:科技智慧总第3388期 >2024-01-13编印

浅谈地埋式污水处理厂
刊发日期:2024-01-13 阅读次数: 作者:环境科学述

一、地埋式污水处理:

是一种将污水处理设施中的主体构筑物埋在地下或半地下的污水处理技术。这种技术的特点包括噪音低、无异味、占地面积小、受气候影响小、管理方便以及处理效率高等。它是一种模块化的高效污水生物处理设备,以生物膜为净化主体,具有生物密度高、抗污染能力强、功耗低、运行稳定、维护方便等特点。

地埋式污水处理设备可埋于地表以下,地表可作绿化或其他用地,无需建筑、采暖、保温。其二级生物接触氧化处理工艺采用活塞流式生物接触氧化,处理效果优于完全混合式或二级串联完全混合式生物接触氧化池,与活性污泥池相比,体积更小,对水质的适应性强,抗冲击负荷能力好,出水水质稳定,无污泥膨胀现象。

此外,地埋式生活污水处理设备除臭方式除常规高空排风外,还设有土壤除臭措施。

二、地埋式污水处理对建筑体的要求:

结构安全:地下建筑体应具有足够的结构强度和稳定性,能够承受地下水压力、土压力、地震等自然因素和其他外部荷载的影响。

防水防潮:地下建筑体应采用防水、防潮材料,以确保建筑物内部空间的干燥、卫生和安全。同时,还需要采取必要的排水措施,防止地下水位上升和渗漏水对建筑物的影响。

通风与采光:地下建筑体应具有良好的通风和采光条件,以保证内部空间的空气流通和充足的自然光线。通风系统应能够有效地排除潮湿空气,保持空气清新;采光应能够满足工作和生活需要,同时避免对周边环境和地下水产生不良影响。

环保节能:地下建筑体应采用环保、节能材料和设备,减少能源消耗和对环境的影响。同时,应合理设计地下建筑体的热工性能,确保冬季保温、夏季降温的舒适环境。

安全疏散:地下建筑体应设置安全疏散设施,包括疏散通道、出口、照明等,确保人员在紧急情况下能够迅速撤离。

地质条件:地下建筑体应考虑地质条件的影响,包括土壤类型、地下水位、地质构造等。在设计和施工过程中应进行地质勘察和评估,采取必要的工程措施保证地下建筑体的稳定性和安全性。

地埋式污水处理厂对地下建筑体的要求是综合考虑结构安全、防水防潮、通风与采光、环保节能、安全疏散以及地质条件等多方面因素,以确保地下建筑体的安全、舒适和可持续利用。

三、地埋式地下建筑体达到三层:

主要是根据其结构组成和功能来界定的。这些建筑通常分为景观层、操作层和水池层三个部分。

景观层是地埋式污水处理厂的第一层,通常与周围环境相融合,为厂区提供绿化和休闲场所。这一层可以作为地面公园或其他公共活动场所。

操作层是第二层,也是地埋式污水处理厂的核心部分。这一层主要包括各种污水处理设备、管道、仪表等,用于实现污水处理过程中的各种操作和监测。

水池层是第三层,也是最底层,主要用于容纳污水。这一层的设计和施工需要考虑到防渗、防腐蚀等问题,以确保污水不会对地下环境和周边土壤造成污染。

因此,地埋式污水处理厂的地下建筑体达到三层是基于其结构组成和功能的需要而界定的。这种结构可以有效地实现污水处理的功能,同时减少对周边环境和城市规划的影响。

四、地埋式的结构设计需要考虑:

结构设计应符合国家相关标准和规范,包括建筑结构、给排水、环保等方面的规范和标准。

考虑到地下水位、土质条件、地震力等因素,结构设计应确保设施的稳定性和安全性。需要根据地下水位确定设施的埋深,选择合适的基础形式和土壤处理措施,并采取相应的抗震措施。

主体结构设计应满足强度、刚度和稳定性等方面的要求,同时需要考虑其在使用寿命内的抗渗透、耐腐蚀和耐久性等特点。

结构类型可以选择钢筋混凝土结构或钢结构,具体选择应根据现场条件和经济性综合考虑。

在考虑结构设计的同时,需要充分考虑工艺流程和设备选型,以确保设施的合理布局和高效运行。

结构设计应注重美观性和功能性相结合,同时需要考虑施工和维护的方便性。

在施工过程中,应采取必要的措施保证工程质量,如加强质量监管、做好工程验收等。

总之,地埋式污水处理厂的结构设计需要综合考虑多种因素,包括国家规范、地质条件、工艺流程、设备选型、经济性等,确保设施的稳定性和安全性,同时满足美观性和功能性等方面要求。

五、地埋式的建设和运营需要的资质:

环境影响评价资质:根据国家要求,进行大型污水处理项目前,需要进行环境影响评价,评估项目对环境的影响程度。该评价需要由具备环境影响评价资质的机构进行。

建设项目规划审批资质:进行污水处理项目时,需要按照国家规定的建设项目管理程序进行规划和审批。相关审批程序需要由符合资质要求的建设项目管理机构或相关部门进行。

污水处理工程设计资质:进行污水处理项目需要进行详细工程设计,确保处理系统安全、有效。这一工作需要由持有相应污水处理工程设计资质的设计单位完成。

施工资质:根据项目的规模和性质,进行污水处理设备的施工和安装。相应的施工资质是必要的,确保施工过程符合技术要求和安全标准。

地区和项目可能会有不同的资质要求,建议进行地埋式污水处理厂建设和运营前咨询当地环保部门或相关环保企业,确保符合法规和政策要求。

六、地埋式污水处理厂的建设和运营需要的设备和材料:

1. 进水系统:包括进水管、格栅、调节池等。

2. 生物处理系统:包括曝气池、生物膜反应器、活性污泥池等。

3. 二沉池:用于沉淀和分离生物处理后的污水。

4. 消毒系统:用于对处理后的污水进行消毒。

5. 出水系统:包括出水管、排水泵等。

6. 控制系统:用于控制污水处理厂的运行,包括传感器、控制器、自动化设备等。

7. 通风系统:用于保持污水处理厂内的空气流通。

8. 建筑材料:包括混凝土、钢筋、砖块、管道等。

这些设备和材料的具体选择和配置将根据污水处理厂的规模、处理工艺和当地的环境要求等因素而定。在建设和运营地埋式污水处理厂时,需要选择合适的设备和材料,确保其质量和安全性。

七、地埋式污水处理厂常见分类方式:

1. 按处理工艺分类:地埋式污水处理厂可以采用生物处理、化学处理、物理处理等不同的处理工艺进行分类。

2. 按处理规模分类:地埋式污水处理厂可以根据处理规模的大小进行分类,如小型、中型、大型等。

3. 按处理对象分类:地埋式污水处理厂可以根据处理对象的不同进行分类,如城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理厂等。

4. 按处理水质分类:地埋式污水处理厂可以根据处理水质的不同进行分类,如一级处理、二级处理、三级处理等。

5. 按处理方式分类:地埋式污水处理厂可以根据处理方式的不同进行分类,如集中处理、分散处理、就地处理等。

6、全地埋式污水处理厂:是指整个污水处理厂都建在地下的一种污水处理厂类型。它具有占地面积小、噪音低、臭味少、处理效果好等优点。全地埋式污水处理厂通常包括预处理、生化处理、深度处理、消毒等多个环节。

7. 地上式污水处理厂:这种类型的污水处理厂通常建在地面上,设施比较简单,处理能力较小,适用于小型污水处理。

8. 半地埋式污水处理厂:这种类型的污水处理厂部分建在地面上,部分埋在地下,通常具有较大的处理能力,适用于中型污水处理。

9. 移动式污水处理厂:这种类型的污水处理厂通常是可移动的,适用于临时或应急污水处理。

10. 模块化污水处理厂:这种类型的污水处理厂由多个模块组成,可以根据需要进行组合和扩展,适用于不同规模的污水处理。

需要注意不同的分类方式可能会有重叠和交叉,具体的分类方式可以根据实际情况进行选择。

八、排放的标准主要包括以下方面:

地埋式污水处理厂的排放标准与其他类型的污水处理厂相同,需要遵守国家和地方的相关法规和标准。根据中国的相关法规,

1. 水质标准:污水处理厂的出水水质需要符合国家和地方的相关标准,如《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)等。

2. 排放量标准:污水处理厂的排放量需要符合国家和地方的相关标准,如《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)等。

3. 环境质量标准:污水处理厂的排放需要符合国家和地方的相关环境质量标准,如《环境空气质量标准》(GB3095-2012)等。

不同地区和不同类型的污水处理厂可能会有不同的排放标准,具体的排放标准需要根据当地的法规和标准来确定。同时,污水处理厂的排放标准也会随着时间的推移而不断更新和调整,因此需要及时了解当地的相关法规和标准。

九、地埋式污水处理厂的处理效果:

地埋式污水处理厂的处理效果与传统的地面式污水处理厂相当,甚至更好。地埋式污水处理厂采用的处理工艺和设备与地面式污水处理厂相同,但由于其采用了地下式设计,可以有效地减少噪音和气味对周围环境的影响,同时也可以减少占地面积,提高土地利用率。

地埋式污水处理厂的处理效果主要取决于其采用的处理工艺和设备。目前,常见的地埋式污水处理工艺包括活性污泥法、生物膜法、膜生物反应器等,这些工艺都可以有效地去除污水中的有机物、悬浮物、氮、磷等污染物,达到国家和地方的排放标准。

需要注意的是,地埋式污水处理厂的建设和运营需要严格遵守相关的法规和标准,确保其处理效果和安全性。同时,也需要加强对污水处理厂的监管和管理,确保其正常运行和达标排放。

十、地埋式污水处理常用的工艺组合:

1. 活性污泥法+生物膜法:这种工艺组合结合了活性污泥法和生物膜法的优点,可以有效去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质。

2. 缺氧-好氧法(A/O 工艺):这种工艺组合通过缺氧和好氧两个阶段的处理,可以实现对污水中有机物和氮、磷等营养物质的去除。

3. 膜生物反应器(MBR):这种工艺组合采用膜分离技术和生物处理技术相结合,可以有效去除污水中的有机物和悬浮物,同时还可以提高污水处理的效率和质量。

4. 生物接触氧化法:这种工艺组合通过生物接触氧化池中的填料和微生物的作用,可以有效去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质。

5. 氧化沟法:这种工艺组合通过氧化沟中的水流和氧气的混合作用,可以有效去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质。

6.  改良A2/O+反硝化滤池为主体的三级处理工艺:这种工艺组合具有处理效果好、运行稳定、占地面积小等优点,适用于处理高浓度有机污水和含有氮、磷等营养物质的污水。

7. AAO(HPB)生化二沉池+高效沉淀池+V型砂滤池工艺: 可以进行泥水分离,将好氧池的混合液流入二沉池沉淀,上清液通过溢流堰流出系统,污泥被沉降一部分通过外回流回流到生化池前段来补充系统的污泥量。进水高负荷也可以加大来应对冲击,同时也会让二沉池部分没去除的硝化液回炉进行反硝化,另一部分剩余的污泥则排出系统,这种工艺组合具有处理效果好、运行稳定、占地面积小等优点,适用于处理高浓度有机污水和含有氮、磷等营养物质的污水。

8.AAO(HPB)生化池工艺:这种工艺厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

9.预处理+多段A2O+深床滤池+气浮池+紫外消毒”工艺: 通过格栅、沉砂池等预处理设备去除污水中的悬浮物和大颗粒杂质,以保护后续处理设备。 多段 A2O:采用多段 A2O 工艺,通过缺氧、好氧、缺氧、好氧等多个阶段的处理,实现有机物的去除和脱氮除磷, 深床滤池具有过滤效果好、反冲洗效率高、运行稳定等优点,可以进一步去除污水中的悬浮物和有机物,气浮池可以去除污水中的悬浮物和油脂,提高污水的处理效果。 紫外消毒可以杀死污水中的细菌和病毒,保证出水的卫生安全。处理效果好、运行稳定、卫生安全等优点,适用处理各种类型的污水。

十一、全地埋式AAO+MBR膜工艺流程:

1. 进水:污水通过进水管道进入预处理池,经过格栅、沉砂等处理,去除大颗粒物和悬浮物。

2. 缺氧区:预处理后的污水进入缺氧区,在缺氧条件下,反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源,将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气,实现脱氮。

3. 好氧区:缺氧区出水进入好氧区,在好氧条件下,异养菌将有机物分解为二氧化碳和水,同时硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐。

4. MBR 膜池:好氧区出水进入 MBR 膜池,通过膜的过滤作用,将悬浮物和有机物截留在膜池中,清水透过膜进入出水管道。

5. 出水:MBR 膜池出水经过消毒后即可排放或回用。

6. 污泥处理:在缺氧区和 MBR 膜池中产生的污泥通过污泥泵抽到污泥处理系统进行处理。

全地埋式 A2O+MBR 工艺具有占地面积小、处理效果好、运行稳定等优点,适用于城市污水处理厂、工业废水处理、农村污水处理等场合。在选择该工艺时,需根据具体情况进行评估和设计。

十二、全地埋式 A2O+MBR 工艺优点:

1. 高效去除有机物和氮、磷等营养物质:A2O 工艺可以有效去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质,而 MBR 膜池可以进一步去除悬浮物和有机物,提高出水水质。

2. 占地面积小:全地埋式设计可以将设备全部埋入地下,减少占地面积,节省空间。

3. 运行稳定:该工艺组合具有较强的抗冲击负荷能力,能够适应不同水质和水量的变化,运行稳定可靠。

4. 自动化程度高:该工艺采用自动化控制系统,可以实现对设备的远程监控和控制,减少人工干预,提高运行效率。

十三、 A2O+MBR 工艺污泥处理方式:

全地埋式 A2O+MBR 工艺的污泥产量相对较低。这是因为该工艺采用了生物膜法和活性污泥法相结合的方式,生物膜法可以有效地减少污泥产量。

在全地埋式 A2O+MBR 工艺中,缺氧区和好氧区的污泥主要来自于污水中的有机物和悬浮物,而 MBR 膜池中的污泥主要来自于膜的过滤作用。由于 MBR 膜池中的污泥浓度较高,因此可以有效地减少污泥产量。

然而,污泥产量的高低还受到进水水质、运行参数和污泥处理方式等因素的影响。因此,在实际运行中,需要根据具体情况进行调整和优化,以确保污泥产量达到预期目标。

1. 污泥浓缩:将污泥通过浓缩池或离心机进行浓缩,减少污泥的体积。

2. 污泥脱水:将浓缩后的污泥通过压滤机或离心脱水机进行脱水,使污泥的含水率降低。

3. 污泥处置:将脱水后的污泥进行处置,可以选择填埋、焚烧、堆肥等方式进行处理。

在全地埋式 A2O+MBR 工艺中,污泥通常会被回流到缺氧区或好氧区,以维持生物反应器中的微生物数量和活性,部分污泥也会被排放到污泥处理系统中进行污泥浓缩和脱水的处理:

1. 污泥浓缩:将来自生化处理池的污泥通过泵抽到污泥浓缩池中,使污泥的含水率降低。在污泥浓缩池中,污泥会沉淀下来,上清液则通过溢流堰排出。浓缩池中的污泥浓度通常可以达到 2-4%。

2. 污泥脱水:将浓缩后的污泥通过泵抽到污泥脱水设备中,常用的污泥脱水设备包括板框压滤机、离心脱水机等。在脱水设备中,通过机械力的作用,将污泥中的水分挤出,使污泥的含水率进一步降低。脱水后的污泥含水率通常可以达到 60-80%。

全地埋式 A2O+MBR 工艺中,污泥浓缩和脱水是非常重要的环节,可以有效地减少污泥的体积,便于后续的处理和处置。同时,浓缩和脱水后的污泥也可以作为有机肥料或者进行焚烧等处理。

十四、采用全地埋式 A2O+MBR 工艺需要考虑:

1. 项目选址:需要选择合适的场地,考虑到地质条件、地下水位、周边环境等因素。

2. 工艺设计:需要根据进水水质、水量、排放标准等因素进行工艺设计,确定 A2O 池、MBR 池、污泥池等设备的尺寸和数量。

3. 设备选型:需要选择合适的设备,包括鼓风机、水泵、膜组件等,确保设备的性能和可靠性。

4. 建筑设计:需要进行地下式污水处理厂的建筑设计,考虑到通风、照明、防水、防腐等因素。

5. 施工建设:需要按照设计方案进行施工建设,确保施工质量和安全。

6. 运行管理:需要建立完善的运行管理制度,定期进行设备维护和保养,确保污水处理厂的正常运行。

采用全地埋式 A2O+MBR 工艺进行设计和建设需要综合考虑多种因素,需要专业的设计和施工团队进行实施。

十五、全地埋式污水处理厂维护:

1. 设备维护:定期对设备进行维护和保养,包括清洗、润滑、更换易损件等,确保设备的正常运行。

2. 膜组件维护:定期对膜组件进行清洗和更换,确保膜组件的过滤效果和使用寿命。

3. 污泥处理:定期对污泥进行处理,包括浓缩、脱水、处置等,确保污泥的稳定和安全。

4. 通风和照明:保持地下式污水处理厂的通风和照明良好,确保工作人员的安全和舒适。

5. 防腐和防锈:对设备和管道进行防腐和防锈处理,延长设备的使用寿命。

6. 安全管理:建立完善的安全管理制度,定期进行安全检查和培训,确保工作人员的安全。

全地埋式污水处理厂维护和保养需要综合考虑多种因素,需要专业的维护和管理团队进行实施。

十六、污水处理厂的建设和运营政策:

1. 环境保护法规:全地埋式污水处理厂的建设和运营必须符合当地的环境保护法规,包括污水排放标准、大气污染控制标准、噪声控制标准等。

2. 土地利用规划:全地埋式污水处理厂的建设必须符合当地的土地利用规划,确保不会对周围环境和生态造成不良影响。

3. 建筑规范:全地埋式污水处理厂的建设必须符合当地的建筑规范,确保建筑结构安全、稳定。

4. 安全生产法规:全地埋式污水处理厂的运营必须符合当地的安全生产法规,确保工作人员的安全和健康。

总之,全地埋式污水处理厂的建设和运营需要遵守当地的政策和法规,确保符合环保、土地利用、建筑和安全生产等方面的要求。

全地埋式污水处理厂的清洗和更换膜组件的频率一般取决于膜组件的类型、进水水质、运行时间和运行条件等因素。一般来说,膜组件的清洗频率为每周 1-2 次,更换膜组件的频率为每 3-5 年一次。

但是,具体的清洗和更换膜组件的频率还需要根据实际情况进行调整。如果进水水质较差,膜组件的污染速度会加快,需要更频繁地清洗和更换膜组件;如果运行时间较长,膜组件的寿命会缩短,需要更频繁地更换膜组件。

为了保证全地埋式污水处理厂的正常运行,需要定期对膜组件进行清洗和更换,并根据实际情况进行调整。同时,还需要建立完善的膜组件维护和管理制度,确保膜组件的稳定和安全。

十七、我国的地埋式污水处理厂:

重庆沙坪坝区沙田污水处理工程一期PPP项目:是重庆首个厂网一体化项目、最大的地埋式污水处理厂,设计处理能力10万立方米每天,建成后可有效减轻梁滩河及三峡库区的水环境污染。

北京槐房再生水厂:是北京市最大的全地埋式污水处理厂,日处理污水量达60万立方米,将处理后的再生水用于公园景观用水、道路浇洒、河湖补水等方面。

上海白龙港污水处理厂:是上海市最大的污水处理厂,占地面积约32.3公顷,设计总规模为每日400万立方米,采用半地埋式A2O生物处理工艺,具有较高的除磷脱氮功能。

深圳市龙岗平湖污水处理厂,日处理能力30万吨,采用全地埋式结构,是国内规模较大的污水处理厂之一。

天津市津南污水处理厂,日处理能力20万吨,采用全地埋式结构,是天津市重要的污水处理设施之一。

上海市白龙港污水处理厂,日处理能力36万吨,采用全地埋式结构,是国内规模较大的污水处理厂之一。

这些地埋式污水处理厂在城市污水处理中发挥着重要作用,有效改善了城市水环境的质量。

十八、地埋式污水处理厂发展前景:

占地小、土地利用率高:采用箱式构筑物、集约化布置,较地面式可大大减少占地,提升周边土地利用率。根据调研数据,地上污水厂占地指标一般为0.8~1m2/m3,而地下式污水厂占地指标为小于0.5m2/m3,用地可节省37%以上。

环境、噪音污染几乎消除:厂区生产构筑物全封闭管理,主要产噪设备均处于地下封闭箱体。

地面景观好,提高区域价值:箱体顶部进行覆土绿化,与公共空间形成良好的融合,除了实现环境的和谐统一,也通过加强人的互动性,提高了区域的开发价值。

出水相对稳定:箱体下沉并封闭,水温比较恒定,恶劣天气的影响较小可有效保证出水水质的相对稳定。

随着城市化的加速和土地资源的日益稀缺,地埋式污水处理厂将成为城市污水处理系统建设的新趋势和新需求,在各地兴起。未来,地埋式污水处理厂将不断优化和改进技术,提高处理效果和能源效率,更好地满足人们对环境保护的需求。

 (环境科学述)