“數(shù)”說亞洲最大半地下污水處理廠設(shè)計(jì)：4項(xiàng)之
近日，東郊污水處理廠及再生水廠遷建工程反滲透系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)水，標(biāo)志著東郊再生水廠新廠正式具備生產(chǎn)能力。工程預(yù)計(jì)本月將全面投入使用。
東郊污水處理廠及再生水廠遷建工程位于京津塘高速公路和外環(huán)線調(diào)整線西北側(cè)夾角范圍內(nèi)，是目前亞洲最大半地下式污水處理廠。項(xiàng)目由中國建設(shè)科技集團(tuán)所屬中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目采用半地下式布置方式，是目前亞洲處理規(guī)模領(lǐng)先的半地下污水、再生水綜合處理工程。項(xiàng)目設(shè)計(jì)以“4項(xiàng)之最”樹立地下污水廠典范、“8項(xiàng)措施”貫徹“以人為本”主旨、“2項(xiàng)融合”創(chuàng)新服務(wù)周邊標(biāo)桿、“4項(xiàng)科技”彰顯節(jié)能降耗優(yōu)勢，為加快“五個(gè)現(xiàn)代化天津” 建設(shè)提供了有力保障。
這座占地42萬平方米的“超級(jí)工程”污水日處理規(guī)模達(dá)60萬噸，再生水日處理規(guī)模將達(dá)10萬噸，惠及4個(gè)行政區(qū)、195多萬居民，將承擔(dān)起天津市1/5污水凈化任務(wù)，助力提升京津冀區(qū)域整體水環(huán)境質(zhì)量。中建安裝一公司參建污水處理廠生物池、二沉池、臭氧接觸池、污泥處理車間、紫外線消毒渠及再生水區(qū)域全部單體的工藝設(shè)備和電氣工程。
▲項(xiàng)目鳥瞰圖
項(xiàng)目污水處理規(guī)模60萬m³/d，再生水處理規(guī)模10萬m³/d，處理規(guī)模為亞洲之最；
項(xiàng)目將污水和再生水處理單元集成建設(shè)并形成地下箱體，地下箱體單層面積為167900㎡，施工土方147萬m³，混凝土60萬m³，鋼筋9萬t，為亞洲之最；那么， 這座亞洲最大半地下式污水處理廠究竟有多大？建設(shè)者這樣回答：東郊污水處理廠工程體量巨大，相當(dāng)于60個(gè)足球場那么大；管樁4.2萬根，累計(jì)長度60萬余米，高度相當(dāng)于68個(gè)珠穆朗瑪峰；147萬立方米的出土量，相當(dāng)于1.6個(gè)水立方；累計(jì)用9萬噸鋼筋，相當(dāng)于2.5個(gè)國家體育場鳥巢的總用鋼量……
污水處理出水達(dá)到天津市地方排放標(biāo)準(zhǔn)DB12/ 599-2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中A類標(biāo)準(zhǔn)要求，部分出水可直接排至公園作為景觀和濕地用水。再生水處理采用“超濾+反滲透”的處理工藝，出水可供熱電廠、化工廠、衛(wèi)生間再利用，真正實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)。其出水各項(xiàng)污染物要求位居大規(guī)模半地下式污水廠之最；
為達(dá)到污水及再生水處理要求，全廠處理功能單元逾30項(xiàng)，主要工藝用電設(shè)備逾2400臺(tái)套，工藝管線超5.4萬延米，工藝單元及設(shè)備臺(tái)套數(shù)量亦為全國之最。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用“改進(jìn)型的多級(jí)AO+高效沉淀池+深床濾池+臭氧氧化+紫外線消毒”的污水處理工藝。
▲項(xiàng)目整體布置圖
1.三條大閘保進(jìn)水安全，十三項(xiàng)舉措防水淹事故。進(jìn)水量突然增大、雨水回灌、多級(jí)泵站出現(xiàn)聯(lián)動(dòng)故障、部分處理單元突然斷電、運(yùn)行人員出現(xiàn)操作失誤等因素均能引起地下式污水廠水淹事故。工程在進(jìn)水端設(shè)計(jì)3條防護(hù)大閘，內(nèi)部設(shè)計(jì)多重保障，加強(qiáng)多級(jí)泵站聯(lián)動(dòng)、設(shè)置13處溢流出口、設(shè)置應(yīng)急排放措施等13項(xiàng)舉措，保障運(yùn)行安全；
2.源頭消減+終端處理+事故報(bào)警防有毒有害氣體危害。通過合理布局，減少空間死角，防止污泥發(fā)酵，減少毒害氣體產(chǎn)生，并通過合理的有毒有害氣體去除措施和針對(duì)性的儀表設(shè)施保障運(yùn)行人員安全；
3.全面分析+模擬論證+重點(diǎn)設(shè)防確保消防安全。立足地下式污水廠可燃物分析，合理確定消防分區(qū)及消防疏散方案，并針對(duì)重點(diǎn)地區(qū)重點(diǎn)設(shè)防，加強(qiáng)消防泵站、高位水箱、氣體滅火裝置及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)等設(shè)施設(shè)置。采用特定軟件模擬火災(zāi)場景，以不同火災(zāi)位置分析火災(zāi)增長速率和人員疏散路線，保障消防安全；
4.一區(qū)一策+多線結(jié)合保箱體環(huán)境“風(fēng)清氣正”。不同部位選取不同的送排風(fēng)方式及換氣次數(shù)，對(duì)環(huán)境較差的預(yù)處理、污泥處理車間等采取負(fù)壓排風(fēng)，對(duì)變電站、控制室等采取正壓送風(fēng)、排風(fēng)及防排煙除臭等多項(xiàng)措施，保證氣流通暢，打造健康舒適的操作環(huán)境；
5.智慧工廠+智能運(yùn)行實(shí)現(xiàn)安全高效、無人值守。項(xiàng)目按照工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的信息化、智能化和自動(dòng)化技術(shù)相互融合，建設(shè)高度現(xiàn)代化智能綜合監(jiān)管平臺(tái)，以信息采集交互、數(shù)據(jù)倉庫、應(yīng)用支撐平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊四個(gè)總體框架實(shí)現(xiàn)“無人化”值守運(yùn)行為總目標(biāo)的設(shè)計(jì)控制；
6.項(xiàng)目采取自然采光及智能照明有效結(jié)合的采光方案；
7.設(shè)備安裝、檢修，人員巡檢及參觀規(guī)劃等多頭并舉的交通布置方案；
8.多重保障的供電安全方案。
▲項(xiàng)目箱體內(nèi)部環(huán)境 ▲項(xiàng)目除臭及通風(fēng)系統(tǒng)
▲處理設(shè)施布局圖
2項(xiàng)融合
1.污水處理廠與南淀郊野公園深度融合。項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于南淀郊野公園內(nèi)，總體設(shè)計(jì)以水為核心，充分貫徹文化策略、科技策略和生態(tài)策略整體要求，按照水之源、水之緣、水之圓的景觀構(gòu)架實(shí)現(xiàn)污水廠與郊野公園的景觀融合，真正實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)、服務(wù)周邊的良好環(huán)境效應(yīng)；
2.箱體布置與用地條件有效融合。項(xiàng)目充分結(jié)合用地形狀，通過地形處理化解污水處理廠頂部和底部的高差。根據(jù)場地進(jìn)深的不同形成不同坡度場地空間，其不同坡度場地又被賦予不同公園主題，既滿足了景觀需求，又最大化降低了投資和運(yùn)維管理難度。
▲項(xiàng)目景觀設(shè)計(jì)定位
1.模擬降低工程投資。項(xiàng)目設(shè)計(jì)基于對(duì)箱體長、寬、埋深及結(jié)構(gòu)單價(jià)參數(shù)建立多元方程組，并迭代求解獲取最優(yōu)工程造價(jià)，從而大幅度減少項(xiàng)目投資；
2.工藝智慧化管控節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。項(xiàng)目工藝智能優(yōu)化控制系統(tǒng)采用前饋?zhàn)粉檶?shí)時(shí)控制原理，在實(shí)時(shí)計(jì)算出動(dòng)態(tài)目標(biāo)控制值后反饋至生物池現(xiàn)場設(shè)備及控制子系統(tǒng)（包括生物池曝氣子系統(tǒng)、污泥內(nèi)外回流設(shè)備、碳源及除磷投加設(shè)備等），實(shí)現(xiàn)對(duì)生物處理過程智能化自動(dòng)控制，進(jìn)而在保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)；
3.多項(xiàng)海綿設(shè)施實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用。項(xiàng)目融入低影響開發(fā)設(shè)計(jì)理念，實(shí)施透水鋪裝、雨水花園、生態(tài)植草溝、人工濕地、多功能調(diào)蓄水體等多項(xiàng)技術(shù)措施，對(duì)場區(qū)內(nèi)降雨進(jìn)行綜合收集利用，采取初期雨水棄流、調(diào)節(jié)池等技術(shù)措施對(duì)外部降雨進(jìn)行生態(tài)化處理，從而實(shí)現(xiàn)海綿城市控制目標(biāo)；
4.新型設(shè)計(jì)手段應(yīng)用確保系統(tǒng)優(yōu)化。污水處理工藝涉及過程復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段難以精準(zhǔn)把握過程控制。項(xiàng)目采用二級(jí)處理仿真模擬技術(shù)優(yōu)化生物處理段設(shè)計(jì)參數(shù)；采用BIM技術(shù)提高工程整體布局合理性，增強(qiáng)圖紙呈現(xiàn)力；采用流體力學(xué)仿真對(duì)構(gòu)筑物布置形式和流態(tài)進(jìn)行模擬分析，確保運(yùn)行穩(wěn)定性；采用Matlab GUI及FLUENT軟件模擬通風(fēng)、除臭等系統(tǒng)實(shí)際流態(tài)，校核阻力平衡，保證最佳運(yùn)行效果。
▲項(xiàng)目BIM模型圖
項(xiàng)目概況：
東郊污水處理廠新址位于京津塘高速公路和外環(huán)線調(diào)整線西北側(cè)夾角范圍內(nèi)，工程總用地面積42.23萬平方米，概算總投資為36.99億元，建成后污水日處理規(guī)模為60萬噸，再生水日處理規(guī)模為10萬噸，總服務(wù)范圍14370公頃，惠及紅橋區(qū)、河北區(qū)、河?xùn)|區(qū)、東麗區(qū)，服務(wù)人口約195萬人。
設(shè)計(jì)單位：中國市政華北總院
承建者：中建八局
（來源：中國建設(shè)科技集團(tuán)）
