亞洲規(guī)模最大的半地下污水、再生水綜合處理工程順利達(dá)標(biāo)出水
——多重保障助力華北院地埋式污水廠設(shè)計乘風(fēng)破浪
近日，由中國市政華北院設(shè)計的東郊污水處理廠及再生水廠遷建工程順利達(dá)標(biāo)出水，項目采用半地下式布置方式，為目前亞洲處理規(guī)模最大的半地下污水、再生水綜合處理工程。項目設(shè)計以“四項之最”樹立地下污水廠典范、“八項措施”貫徹“以人為本”主旨、“二項融合”創(chuàng)新服務(wù)周邊標(biāo)桿、“四項科技”彰顯節(jié)能降耗優(yōu)勢，為加快“五個現(xiàn)代化天津” 建設(shè)提供了有力保障。
▲ 項目鳥瞰圖
1.“四項之最”樹立地下污水廠典范項目污水處理規(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平米，施工土方147萬m3，混凝土60萬m3，鋼筋9萬噸，同樣為亞洲之最；污水處理出水達(dá)到天津市地方排放標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/ 599-2015）中A標(biāo)準(zhǔn)要求。其出水各項污染物要求位居大規(guī)模半地下污水廠之最；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，主要工藝用電設(shè)備逾2400臺套，工藝管線超5.4萬延米，工藝單元及設(shè)備臺套數(shù)量亦為全國之最。
▲ 項目整體布置圖
2.“八項措施”貫徹“以人為本”主旨地下式污水廠的高度集約容易造成運(yùn)行管理不便，項目設(shè)計理念遵循“以人為本”主旨，重點(diǎn)考慮如下方面：
01三條大閘保進(jìn)水安全，十三項舉措防水淹事故
進(jìn)水量突然增大、雨水回灌、多級泵站出現(xiàn)聯(lián)動故障、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)計三條防護(hù)大閘，內(nèi)部設(shè)計多重保障，加強(qiáng)多級泵站聯(lián)動、設(shè)置十三處溢流出口、設(shè)置應(yīng)急排放措施等十三項舉措，保障運(yùn)行安全。
02源頭消減+終端處理+事故報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性的儀表設(shè)施保障運(yùn)行人員安全。
03全面分析+模擬論證+重點(diǎn)設(shè)防確保消防安全
立足地下污水廠可燃物分析，合理確定消防分區(qū)及消防疏散，并針對重點(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。
04一區(qū)一策+多線結(jié)合保箱體環(huán)境“風(fēng)清氣正”
結(jié)合不同部位選取不同的送排風(fēng)方式及換氣次數(shù)，對環(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措施，保證氣流通暢，打造健康舒適的操作環(huán)境。
05智慧工廠+智能運(yùn)行實(shí)現(xiàn)安全高效、無人值守
項目按照工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)理念進(jìn)行設(shè)計，采用先進(jìn)的信息化、智能化和自動化技術(shù)相互融合，建設(shè)高度現(xiàn)代化智能綜合監(jiān)管平臺，以信息采集交互、數(shù)據(jù)倉庫、應(yīng)用支撐平臺和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊四個總體框架實(shí)現(xiàn)“無人化”值守運(yùn)行為總目標(biāo)的設(shè)計控制。
06項目采取自然采光及智能照明有效結(jié)合的采光方案
07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
08多重保障的供電安全方案
上述八項措施高度貫徹了“以人為本”的設(shè)計主旨，使設(shè)計方案貼近自然并做到運(yùn)行友好，保障項目的良好工況及安全運(yùn)行。
▲ 項目箱體內(nèi)部環(huán)境
▲ 項目除臭及通風(fēng)系統(tǒng)
▲ 處理設(shè)施布局圖
3.“二項融合”創(chuàng)新服務(wù)周邊標(biāo)桿01 污水處理廠與南淀郊野公園深度融合
項目建設(shè)地點(diǎn)位于南淀郊野公園內(nèi)，總體設(shè)計以水為核心，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)。
02 箱體布置與用地條件有效融合
項目充分結(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)深的不同會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，又最大化減少了投資和運(yùn)維管理難度。
▲ 項目景觀設(shè)計定位
4.“四項科技”彰顯節(jié)能降耗優(yōu)勢01結(jié)構(gòu)優(yōu)化模擬-降低工程投資
項目設(shè)計基于對箱體長、寬、埋深及結(jié)構(gòu)單價參數(shù)建立多元方程組，并迭代求解獲取最優(yōu)工程造價，從而大幅度減少項目投資。
02工藝智慧化管控-節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用
項目工藝智能優(yōu)化控制系統(tǒng)采用前饋?zhàn)粉檶?shí)時控制原理，在實(shí)時計算出動態(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)對生物處理過程智能化自動控制，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)。
03多項海綿設(shè)施-實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用
項目融入低影響開發(fā)設(shè)計理念，通過透水鋪裝、雨水花園、生態(tài)植草溝、人工濕地、多功能調(diào)蓄水體等多項技術(shù)措施，對場區(qū)內(nèi)降雨進(jìn)行綜合收集利用，通過初期雨水棄流、調(diào)節(jié)池等技術(shù)措施對外部降雨進(jìn)行生態(tài)化處理，從而實(shí)現(xiàn)海綿城市控制目標(biāo)。
04新型設(shè)計手段應(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)計手段難以對過程控制進(jìn)行精準(zhǔn)把握。項目采用二級處理仿真模擬技術(shù)優(yōu)化生物處理段設(shè)計參數(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。
▲ 項目BIM模型圖1
▲ 項目BIM模型圖2
5.多重保障助力華北院地埋式污水廠設(shè)計乘風(fēng)破浪截至目前，院內(nèi)承擔(dān)設(shè)計的大中型地埋式污水廠處理規(guī)模逾420萬m3/d，居同行業(yè)首位。近年來，中國市政華北院在設(shè)計中以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、以情懷激發(fā)熱情、以技術(shù)保障質(zhì)量、以黨群共建加強(qiáng)責(zé)任，多重保障助力地埋式污水廠設(shè)計業(yè)務(wù)突飛猛進(jìn)發(fā)展，技術(shù)團(tuán)隊關(guān)注工程與城市生態(tài)和未來中國市政華北院發(fā)展的交融共生，努力勾畫我國污水處理工程未來可持續(xù)發(fā)展形態(tài)。