多層覆蓋半地下式污水處理廠設計關鍵技術集成研究與應用
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- 項目背景
傳統地上式污水廠存在嚴重的“鄰避”效應,而全地下式污水廠存在埋深大,施工困難,投資大,運行管理不方便等問題,推廣發展受到限制。通過本項目研究,開發了多種半地下式污水廠建設模式,形成半地下式污水廠設計體系,完善了城市基礎配套功能和提高土地利用價值,使“鄰避”變為“鄰利”,打造了高標準城市公共設施綜合體,提高了居民居住質量、身心健康,改善地區環境品質。同時污水處理也是一項保護城市水環境、提高環境質量的公益性工程和環保工程,使區域環境得以大幅度改觀,對改善投資環境、招商引資,樹立區域對外形象起到重要作用。 - 主要技術內容
(1)創新點
1)提出了多種多層覆蓋半地下式污水處理廠綜合開發新模式。通過對半地下污水處理廠頂蓋的多層覆蓋,上部空間得到充分利用,可作為景觀綠化、市政公園、公共停車場、文體游樂設施、科普教育基地等其他功能二次開發,也可用于經營性商業場所開發使用。
2)提出了半地下式污水處理廠整體集約化布置解決方案。首次提出了半地下式污水處理廠的建設形式,包括整體加蓋、部分加蓋、完整半地下箱體和部分半地下箱體4種形式,分析和研究了不同建設形式的特點、優勢及其適用條件,并結合不同建設形式提出了整體集約化布置策略。
3)半地下式污水處理廠臭氣收集處理與排放標準關鍵技術系統研究和集成。引入嚴格的除臭標準;根據污水廠功能分區,多重封閉;“光催化氧化+化學洗滌+生物除臭+干式過濾”組合工藝應用。
4)提出了半地下式污水處理廠通風、消防應急救援要求與應對解決方案。半地下污水廠大面積采用自然通風,低碳環保;簡易的消防布置方案,即安全又節省投資。
5)研發了半地下式污水處理廠高效節能脫氮技術。結合半地下式污水廠集約用地和高排放標準要求,開發了多段多模式A/O高效節能脫氮技術和微氧曝氣-多段AO工藝高效節能脫氮技術。
6)半地下式污水廠污泥減量、建設標準及處理處置關鍵技術系統研究和集成。“污泥低溫真空脫水干化一體化”技術的應用;污泥處理高標準保障及應急處置方案的應用。為污泥處理提供了一個安全可靠的系統處理方案。
7)研發半地下污水處理廠BIM設計及協同平臺構建方案。主要包括BIM設計創新;BIM協同管理平臺構建等內容。
8)提出了半地下污水處理廠智慧水務管控平臺與建設方案。主要包括全廠全流程智能工藝控制,實現工藝智慧;大數據輔助分析決策,實現設備預防性維護,提升廠站應急能力;BIM三維虛擬現實顯示,數字孿生,設備設施生產運營全面可視化;智能安全帽全面守護現場工作、參觀人員,生命保障更可靠;微服務架構實現平臺的模塊擴展性,業務能力快速復制;“云邊端”協同運作,物聯創新等。
9)半地下污水處理廠結構設計關鍵問題解決方案。半地下污水處理廠抗滲防裂創新技術;放坡、水泥攪拌樁、高強預應力管樁在半地下污水處理廠基坑中創新技術。
10)提出了半地下式污水處理廠建筑景觀關鍵問題解決方案。分別提出了“去工業化”半地下污水廠建筑形象策略、“退臺式”半地下污水廠建筑形式策略、“地景式”半地下污水廠建筑形式策略等。針對在不同環境關系下提出了相應的解決方案。
(2)應用及推廣前景
本技術累計已完成示范項目18座污水處理廠,總處理規模為359萬m3/d,行業高度認可,具有很好的推廣前景。
(3)經濟、社會效益情況
工程投資:半地下式污水廠相對于全地下污水廠工程投資節省約30~40%;能耗方面:該技術采用多項專利技術,處理效率高,而能耗低,較傳統工藝脫氮效率提高15~25%,曝氣量減少30~40%,總運行成本降低20~30%,具有很好的經濟效益。節地方面:半地下式污水廠全部采用組合式立體布置,高度節地,示范項目實際用地指標相比《城市污水處理工程項目建設標準》用地指標節省占地約40%~70%,節省占地用于城市開發建設,取得了巨大的經濟效益。