董自强
西原环保工程（上海）有限公司，上海，201204
摘要：（地下式污水处理厂因具有结构紧凑、节省土地资源、建筑内温差小、上部空间利用方式灵活、对周边建筑和居民影响小等与传统地面式污水处理厂相比独有的优点与特征，通过合理的通风与除臭技术设计应用，既需要满足日常的操作运行和安全性，又满足规范规定的排放要求。）
关键词：地下污水处理厂；通风；除臭；消防排烟
前言
随着我国城市的快速发展，环境要求的日益提高，土地资源的不断短缺，地下污水处理厂正在成为市政建设新的发展方向。
正文
项目概况
碧水污水处理厂升级改造工程位于北京市通州区梨园镇，总处理水量为18万m3/h，排放达到北京市地标《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB11/890—2012）的B级标准。采用超高效生物除臭技术，排放达到北京地标《大气污染物综合排放标准》(DB11/501—2017)的一级标准。污水处理厂箱体顶部建造景观公园。地下污水处理厂将整个水厂构筑物操作层和管廊层全部埋入地下。因此空间相对封闭，通风与除臭需要整合设计。
除臭技术
污水处理厂主要臭气排放源为三大区域，即预处理区域包括泵站与格栅等，生化反应区域包括厌缺氧与好氧反应池，污泥处理区域包括污泥浓缩与脱水装置等，这些区域臭气的收集和处理对地下水厂的空间环境质量至关重要。碧水污水处理厂对泵站与粗细格栅、曝气沉砂池、膜格栅等预处理区域和储泥间等污泥处理区域需要加局部密封罩的部位采用钢化玻璃+不锈钢骨架加罩方式，对于生化反应区域采用直接把风管深入池内的方式，所有区域均设置了负压抽吸系统收集臭气，确保罩内与池内的负压最小为-5Pa。由于除臭收集管路较长，除臭风机一般为2000~3000Pa的负压，不平衡率很大，又难于通过修改管径大小或者调整管路布置的方式调节，所以每个分支管，必须设置调节风阀。
在污水处理过程中产生的臭气，成分复杂，臭气剌激嗅觉器官，引起人们不愉快和损坏生活环境，现有研究成果表明，硫化氢（H2S）和氨气(NH3)是污水处理厂恶臭的特征污染物，以硫化氢为代表的的含硫化合物是污水处理厂所排放的恶臭气体中影响最为广泛和最为普遍排放的，硫化氢是具有臭鸡蛋气味的无色的有毒气体，对呼吸道和眼睛有刺激作用，并引起头痛，在浓度很低时就可以被闻到。氨对人体的上呼吸道影响较大，浓度大时会引起窒息。想要满足排放标准且经济可靠，需要选择正确的处理方式，在地下水厂的设计过程中一般选择以生物除臭法为主，吸附除臭与离子除臭为辅的设计原则。生物除臭采用塔式布局，下层为储水层和进气层，中间为填料层，上层为喷淋层和出气层。臭气经过生物除臭塔，被填料上的嗜酸性微生物吸收分解，最终变成二氧化碳和其他酸性物质，通过喷淋，把填料上的分解物冲刷落入下层的水层中，当水层酸性较高时，通过电气控制，把水排出除臭塔，并补充入中水或者自来水，循环往复。超高效生物除臭法已广泛应用于城镇污水处理厂中，主要在于其运营成本较低，除臭效果稳定，基本没有二次污染[1]。对于臭气源与周围空间难以隔绝的情形，除了采用收集方式外，另采用离子送风措施[2]，离子发生装置形成正负氧离子，能在极短的时间内氧化分解甲硫醇、氨、硫化氢等污染物，同时带电离子可以附着大颗粒污染物使之沉降。离子送风既补充了新风，又可处理一定量的污染物，实现空气的净化，提高了空气质量，改善了操作层的工作环境。针对偶尔逸出的臭气，可采用物理或化学吸附处理。其中活性炭吸附法设备简单，比较紧凑而且使用方便，活性炭比表面积大、去除效率高，一般适用于浓度低且湿度低的废气处理，但活性炭吸附存在缺点，就是饱和后填料会失效，除臭能力就会下降，需要更换或者再生，但是不论是更换或者再生，都会产生高额的费用，除此以外，在活性炭更换期间臭气直接排放，对环境造成了不可逆的污染。在本工程中，活性炭吸附主要作为保障措施，在发生意外情况时应急使用[3]。
通风技术
地下污水处理厂火灾危险性定义为戊类。防火分区的划分不宜机械的按照戊类厂房的面积划分。结合功能及火灾危险性，防火分区面积最高扩大至5000m2[4]。
地下空间不同功能区的火灾危险性存在如下三类：第一类如变配电站等用电设备密集、人员巡视检修的重点区域，火灾危险性较高；第二类如生化池顶、沉淀池上部等部分地下空间因功能需要大面积联通开敞，火灾危险性相对较低；第三类如水池等处理构筑物区，用电设备少，或多为潜水设备，火灾危险性极低[5]。北京碧水地埋式污水处理厂将建筑物按照不同的功能区域划分为20个防火分区，每个防火分区最大允许建筑面积均不超过2000m2，并设置喷淋系统，地下箱体无可燃物且无人员经常停留的处理区域，依据《建筑防烟排烟系统技术标准》，不设置机械防排烟系统；鼓风机房、变配电间、脱水机房等重点区域，设置机械排烟系统以及相对应的补风系统，其中，排风与排烟系统共用管路，并设置双速风机，平时补风与消防补风共用系统，并根据实际计算值，设置单速或者双速风机。地下排水设施中超过两层或总高度超过10m的防烟楼梯间及前室和地下箱体内部避难走道应设置机械加压送风系统。长期的设计与实际运行经验表明，地下式水厂自然通风无法满足实际的环保需求，且受环境因素制约较大。依据《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》的要求，对于同时放散热和有害气体的厂房，采用当厂房高度小于或者等于6m时，其排风量大于1次/h换气设计，在上部区域进行机械的全面排风。操作层等上方区域均按照不少于6次/h设计，对于鼓风机房、变配电室等散热量大的区域，按照排除设备工作时产生的余热量设计，易检修区域设置临时通风设施，应当注意，高低压配电间等设备间必须处于微正压的状态，以防止周围潮湿且带有腐蚀性气体进入设备间从而造成电气设备的腐蚀与损坏。
参考相关的工程案例，深圳布吉污水处理厂专门组织了消防安全专题会议，通过审查。防排烟系统的设计需坚持“防消结合，以防为主”的原则，确保地下厂消防安全[6]。
通风与除臭的结合
北京槐房地埋式污水厂渠道内盖板以下及密封罩内臭气负压收集，操作层自然进风，空间换气定义为臭气，经除臭设备处理后排放[7]。实际总投资及总运营成本都较高。有项目将地下空间的通风系统与生化鼓风曝气系统衔接，实现污水处理工艺、地下空间通风及除臭工艺的一体化结合，在简化系统设置的同时亦减少地下污水厂通风除臭的运行能耗，取得了良好的效果[8]。假如考虑到排烟系统的设置，整套系统则更为复杂，因此会占用有限的层高，增加了管线的布置难度。碧水污水厂把除臭系统作为最高的优先级，在格栅区及曝气沉砂池处做严格的密封隔断，收集系统设置上下吸风口，并保证不低于-5Pa的负压，同时，操作和巡检较为频繁的区域，加强通风并维持微正压，箱体空间换气通过排风风机排出，设置离子送风系统作为除臭排风与机械排风的补风，用过有效的风管布置和气流组织，既满足臭气不外溢，又满足通风与排烟的需求。项目最终排放指标达到北京市地方标准《大气污染物综合排放标准》(DB11/501—2017)。
噪音污染
地下污水处理厂对周边环境的噪音污染较小。但仍需考虑对操作人员的影响。除臭系统主要的噪音来源为除臭风机。大功率除臭风机选型时考虑带隔音罩类型。通风风机噪音相对除臭风机噪音较大，需在满足足够检修空间的同时，把风机放入风机房，风机房四周墙壁附多孔吸声材料，减弱通风风机传递至厂房内的噪声。
总之，地下污水处理厂具有占地面积较小、节约土地资源、噪音小、环境污染少、与周边环境相协调等优点，也可为周边居民和场内运行人员提供一个休闲娱乐场所。同时，地下污水厂也存在新的问题，例如造价较高、施工周期长等，需要结合周边环境、技术能力等综合决策。
地下污水处理厂的发展为创新集约用地新模式提供了契机，将污水处理厂与城市更新改造、生态景观或综合开发相结合。在城市建设用地日益紧张的情况下，土地集约化利用和综合功能开发的理念将成为新的发展趋势和发展方向，虽然目前还处于摸索阶段，但前景依然广阔。
参考文献
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[2]杨国平.污水处理与固废处理行业臭气治理技术应用分析[J].节能,2019,38(07):126-128.
[3]赵韬,王世霞,江霜英.城镇污水处理厂除臭技术研究[J].科学技术创新,2020(36):6-10.
[4]王宗存,崔海浩,谢天光.某地下污水处理厂防火分区划分研究[A]. 中国消防协会.2019中国消防协会科学技术年会论文集[C].中国消防协会:中国消防协会,2019:3.
[5]李亮,胡文慧,刘武平.某地下式污水厂地下空间消防设计与探究[J].净水技术,2019,38(05):34-40.
[6]肖艳.上海首座全地下式污水处理厂消防设计研究[J].给水排水,2020,56(12):30-35.
[7]周立,李桥龙,陈晓华,王海波,赵珊.北京槐房地埋式污水厂除臭通风一体化系统设计[J].中国给水排水,2018,34(16):55-60.
[8]李胜,何东岳.通风系统衔接鼓风曝气系统用于地下污水厂通风除臭[J].中国给水排水,2018,34(06):53-56.