2023城镇污水处理厂节地技术导则

总则1.1编制目的为满足城镇污水处理厂建设节约用地和减小对周边环境影响的需求，综合考虑节约用地与处理效果、建设费用、运行成本、维护管理、建设方式之间的制衡关系，实现城镇污水处理厂建设的节地效果、经济效益、社会效益、环境效益的综合最优，制定本导则。1.2适用范围本导则适用于城镇污水处理厂的新建、扩建和改建，同类型项目可参考使用。1.3指导思想本导则的指导思想是针对我国污水处理厂建设的实际需求，结合相关政策要求和现有污水处理厂建设经验，借鉴国内外污水处理厂节地的成功范例，提出城镇污水处理厂的节地定义和评价方法，并从污水处理厂平面优化布置、技术工艺和竖向强化等三种途径给出指导方法，提升我国城镇污水处理厂节地设计的技术水平。1.4编制依据本导则总结了全国近百座城镇污水处理厂在节约用地方面的经验，对关键工艺参数进行了试验验证，在此基础上提出了节约用地的实施途径和评价指标，是现有设计规范的有益补充，具体设计工作尚应符合国家现行有关标准和规范的规定。2节地需求与评价2.1节地需求2.1.1污水处理厂建设用地需求激增污水处理厂作为城市水环境保护不可或缺的单元，对于改善城镇化质量具有重要的意义。根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》，“十三五”期间城市、县城污水集中处理率分别达到95%和85%，于此同时《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918（征求意见稿）出水指标提高出了更高的要求。污水量增加、水质标准提高和处理功能拓展，使得污水处理厂建设用地需求不断增加。2.1.2污水处理厂选址矛盾日益凸显随着城市市政建设用地的日趋紧张和市民环保意识的不断增强，污水处理厂选址矛盾凸显，一方面用地不足，难以找到合适的地块建设污水厂；另一方面居民对社区周边建设污水处理厂普遍持反对态度，屡屡引发厂群矛盾。如不能妥善解决该问题，将影响污水处理厂建设，进而制约城市的可持续发展。减少对周边环境影响已成为污水处理厂建设中的一项“刚性”要求。2.1.3土地费用占建设成本比例高企随着社会经济发展，土地作为城市形成和发展的基础，其价值日益升高。为提高土地利用效益，城市对地上和地下空间利用的广度和深度不断增强，因此合理规划建设污水处理厂，节省其用地，是城市土地集约化利用的必然要求，可为城市其他部分的建设提供更多的可利用的规划用地，也能缓解城市发展给农业用地带来的压力，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益，对于我国城市的可持续发展具有重要意义。2.2节地综合评价污水处理厂节地综合评价是运用多个指标对多个参评方案进行评价的过程，其基本思想是将多个指标或指标体系转化为一个能够反映节地综合效益的指标来进行评价。2.2.1节地评价指标体系城镇污水处理厂节地评估应综合考虑用地规模、成本和运行维护等因素，为节地设计方案优化和比选提供依据。评价指标的筛选一般应考虑：简明科学性、系统整体性、可操作性、定性与定量相结合等原则。（1）指标体系框架城镇污水处理厂节地评价指标由一级指标和二级指标组成，包含用地规模、用地结构、建设运行成本、工艺技术和运行维护等5个主要方面，具体框架如表2-1所示。表2-1城镇污水处理厂节地综合评价指标体系框架序号一级指标二级指标指标性质1用地规模单位用地面积（m2/(m3·d)）定量2用地结构水处理功能区占地比率（%）定量3绿化率（%）定量4预留土地面积比率（%）定量5建设运行成本单位建设成本（万元/m3）定量6单位运行成本（元/m3）定量7工艺技术工艺稳定性定性8运行维护巡视便捷性定性9操作便捷性定性10交通物流便捷性定性（2）指标的算法1）用地规模指标用地规模是指城镇污水处理厂占用的土地总面积，不包括代征土地、临时用地以及项目外用地。用地面积是污水处理厂节地综合评价的核心指标，通常以单位用地面积来表征。单位用地面积为污水处理厂区面积除以设计处理规模，分期建设的污水处理厂除以总设计规模。该指标主要受规模、处理要求、技术工艺和设计等因素影响。2）用地结构指标用地结构是指城镇污水处理厂各功能分区占地比例。从用地结构合理性、布局优化，土地利用效率等方面考虑，选取水处理功能区占地比率、绿化率和预留土地面积比率等指标作为用地结构指标的二级指标。水处理功能区占地比率是污水处理厂预处理区、生化处理区、深度处理区面积占污水处理厂总面积的比例。该指标与单位用地面积结合使用，能够更加真实准确反映污水处理厂的节地效果。绿化率是指城镇污水处理厂用地范围内绿化面积占污水处理厂总面积的比例。绿化率需满足不低于30%的要求，但也不应过大，需均衡考虑厂区的土地的利用效率。预留土地面积比率是污水处理厂内预留的土地面积占污水处理厂总面积的比例。相同用地面积情况下预留土地面积比率大表明方案的布置更集约，节地效果更好。3）建设运行成本指标建设运行成本是污水处理厂节地综合评价的重要量度，从污水处理厂建设、运行角度考虑，选取单位建设成本和单位运行成本作为建设运行成本的二级指标。单位建设成本，污水处理厂工程建设费用除以设计处理规模。该指标是节地综合评价的重要约束性指标，其值由污水处理厂建设过程中的土建、设备和仪控等方面费用综合决定。单位运行成本，污水处理厂日运行成本除以处理水量。该指标主要反映污水处理厂的可持续性，其值由人工费、能耗、药耗以及维护保养相关费用综合决定。4）工艺技术指标不同的污水处理技术在构筑物用地面积上存在较大差别。在保证出水水质达标的情况下，从引导污水处理行业技术发展，促进技术改造和升级等方面考虑，选取工艺稳定性指标作为工艺技术的二级指标。工艺稳定性指标反映整个污水处理工艺抗击水量、水质冲击的性能和保障出水稳定达标的能力。新建项目可通过污水处理过程仿真模拟系统进行评估，建成项目可通过历史运行数据进行评估。5）运行维护指标运行维护是污水处理厂节地综合评价的重要指标之一，主要反映相关节地措施对日常运行管理的影响。具体指标可以包括操作便捷性、巡视便捷性和交通物流便捷性等指标。操作便捷性主要评估污水处理厂日常操作、日常维护和检修是否方便。巡视便捷性是为评估污水处理厂构建筑物的连接是否流畅，运行人员是否可以较短的路程而快捷到达污水处理厂主要处理单元。交通物流便捷性为评估污水处理厂区道路设置是否便于人流物流的出入，污泥和其他物资的进出路线是否明确区分和便捷。2.2.2污水处理厂节地评价方法污水处理厂是一个相互关联、相互影响的众多因素构成的复杂系统，具有典型的层次特征，确定各指标权重是节地综合评价的重点和难点，而层次分析法基于系统科学的层次性原理，把问题层次化，将复杂的问题分解成不同的组成因素，在确定项目综合评估指标体系的各个层次和各个具体指标的权重方面具有方便、快捷和科学等特性，因此，可采用层次分析法进行节地方案的优选比较。2.2.3污水处理厂节地评价模型运用层次分析法构造评价系统模型时，主要分为以下五步：首先，建立层次结构模型。污水处理厂节地综合评价作为目标层（最高层），评价指标作为准则层和目标层（中间层），污水处理厂节地方案作为方案层（最底层）；而对于相邻的两层，称高层为目标层，低层为因素层，从而建立城镇污水处理厂节地评价的层次结构模型，具体如图2-2所示。图2-2节地评价结构模型其次，构造判断（成对比较）矩阵。在建立了图2-2所示的节地综合评价指标体系层次结构后，运用层次分析法确定各指标的权重。不同指标权重采用ThomasL.Saaty提出的1~9标度法进行量化标度，打分原则如表2-2所示（xij表示i元素相对j元素的重要性标度）。表2-2判断矩阵元素xij标度法则标度含义1表示两个指标相比，具有相同重要性3表示两个指标相比，前者比后者稍微重要5表示两个指标相比，前者比后者明显重要7表示两个指标相比，前者比后者强烈重要9表示两个指标相比，前者比后者极端重要2、4、6、8表示上述相邻判断的中间值倒数若指标i与指标的重要性之比为xij，那么指标j与指标i的重要性之比为xji=1/xij。因素权重评价先从准则层B开始，对目标层A逐对比较准则层B中用地规模、用地结构、建设运行成本、工艺技术及运行维护的重要程度性，如表2-3所示。表2-3准则层B对目标层A的相对重要性AB1B2B3B4B5B1b11b12b13b14b15B2b21b22b23b24b25B3b31b32b33b34b35B4b41b42b43b44b45B5b51b52b53b54b55其中，bii=1，bij=1/bji，bij>0。按其重要程度等级，得到由bij构成的5×5阶矩阵即为A-B判断矩阵，记作B=（bij）5×5。完成对准则层B中因素重要性比较判断后，再对准则层B中的某一元素，两两比较指标层C中相对应的元素，构建5个B-C判断矩阵X=（xij）n×n；同理再选取指标层C中某一元素，对方案层D中各方案针对评价因素的表现两两比较，构建相对应的10个C-D判断矩阵X=（xij）n×n。再次，进行层次单排序和一致性检验。层次单排序是通过判断矩阵去推算本层次所有指标对上一层次某指标而言的权重。假设有一n阶正规向量W：，其中为判断矩阵X的最大特征值，W为对应的特征向量，如果判断矩阵满足一致性，W经归一化后即为相应指标的权重向量。一般地，如果一个正互反矩阵满足，，则称X为一致性矩阵。即判断矩阵X中各因素权重大小具有上述严密逻辑关系。在实际构造判断矩阵时，很难完全满足一致性要求。因此，允许判断矩阵存在一定程度的不一致性，即要求判断矩阵的最大特征值λmax与矩阵阶数n大致相等。为了保证城镇污水处理厂节地综合评价的科学性和合理性，即要将判断矩阵的不一致性控制在一定范围内，所以要对上述构建的判断矩阵进行一致性检验，其步骤如下：（1）计算衡量一个判断矩阵不一致程度的指标CI（2）计算判断矩阵X的随机一致性比率CR为衡量CI的大小，引入随机一致性指标RI，它只与矩阵阶数n有关。RI是这样得到的：对于固定的n，随机构造判断矩阵X，其中是从1，2，…，9，1/2，1/3，…，1/9中随机抽取的（表2-2）。这样的X是不一致的，取充分大的子样得到X的最大特征值的平均值即为RI。表2-4为平均随机一致性指标表。表2-4平均随机一致性指标表判断矩阵阶数123456789RI000.580.891.121.261.361.411.45（3）一致性检验当CI=0时，判断矩阵具有完全一致性，当CI值越大，说明判断矩阵一致性越差。当CR<0.1时，判定判断矩阵X具有满意的一致性，或其不一致程度是可以接受的；否则就调整判断矩阵X，对xij加以调整，直到达到满意的一致性为止。然后，进行层次总排序和一致性检验。从图2-2的层次结构模型的准则层开始，逐层计算各层相对于最高层（目标层）相对重要性的排序权值，称为层次总排序。这一过程是从最高层次到最低层次依次进行的。B层中5个因素B1，B2，B3，B4，B5，对总目标A的权重为b1,b2,b3,b4,b5。C层中10个因素C1，C2，…，C10，它们对上层B中因素Bj的层次单排序为c1j,c2j,…,c10j（j=1,2,3,4,5）,则C层指标Ci的层次权值为D层中3个方案对上层C中因素Cj的层次单排序为d1j,d2j,d3j（j=1,2,…,10）,则D层中Di的层次权值为层次总排序的一致性检验，C层C1，C2，…,C10对上层（B层）中因素Bj(j=1,2,3,4,5)的层次单排序一致性指标为CIj，随机一致性指标为RIj,则层次总排序的一致性比率为：当CR<0.1时，该层次总排序计算结果具有满意的一致性。否则需要重新调整那些一致性比率高的判断矩阵的元素取值。依次方案D层对指标层C也要验证层次总排序一致性。最后，进行方案决策。计算得出方案层（最低层）对目标层（最高层）的相对权重，按此相对权重可以对最低层中的各种方案进行排序，权重大的为最佳节地方案。3节地策略与途径3.1污水处理厂节地要求在不同条件下，污水处理厂节地要求可分为以下三个层次：（1）通过平面优化布置、工艺节地、竖向强化节地等一种方法或者多种方法组合，使污水处理功能区占地面积较《城镇污水处理工程项目建设标准》（建标[2001]77号）中相应基准值降低20%以上；（2）通过二次污染有效控制和景观设计，使污水处理厂环境相融性提高，减小污水处理厂对周边土地利用价值的影响；（3）在不影响污水处理厂功能的前提下，将污水处理厂节约处理的土地用于生产、生活和社会公益等方面，实现土地综合利用。3.2污水处理厂节地原则污水处理厂节地应遵循以下原则：（1）应根据处理要求和节地等级要求，选择一种或多种组合节地方法；（2）应利用节地评价模型进行方案优选，在满足单位占地指标的前提下，兼顾建设运行成本和运行维护等因素，确保设计方案整体最优；（3）应同时考虑节约建设用地和环境相融性，应在现有用地指标基础上节约用地，同时考虑污泥处理处置和远期发展用地。3.3污水处理厂节地关键因子分析3.3.1污水处理厂用地影响因素在相同水质条件下，污水处理厂用地与规模、处理标准、处理工艺和地域均有一定关系，通过各影响因素分析可进一步明确污水处理厂节地重点。（1）用地与规模的关系污水处理厂用地面积与规模呈正相关，单位处理水量用地（吨水用地）则与占地面积呈负相关性，通常以单位处理水量用地反映污水处理厂实际用地水平。对全国各地不同规模、工艺的421座污水处理厂进行调研，统计的污水处理厂用地与规模之间的关系如图3-1所示，处理规模越大，单位用地面积就越小。处理规模在2万m3/d时，出现拐点，单位用地面积随规模的减小显著增加；当污水处理厂的规模达到10万m3/d后，单位用地面积趋于稳定，规模效益减弱并维持在1m2/（m3·d）以下。污水处理厂单位用地与规模之间呈很好的幂函数关系，当污水处理厂出水执行GB18918-2002一级A和一级B标准时，单位用地面积与规模关系可分别用以下函数表示：，x>1（一级A）（式3-1）,x>1（一级B）（式3-2）其中y为单位用地面积(m2/(m3.d))，x为规模（万m3/d）。图3-1污水处理厂单位处理水量用地与污水处理规模的关系（2）用地与处理标准的关系目前，全国大部分污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A或一级B排放标准。污水处理厂出水为达到一级A标准乃至更高标准时，需在二级处理后增加深度处理单元，因此处理标准越高污水处理厂用地越大。国家和部分省市对不同规模污水处理厂二级处理和深度处理用地进行了明确规定，如表3-1所示，设计时可参照执行。表3-1国家和地方污水处理厂用地标准值（m2/(m3/d)）规范、标准名称处理要求污水处理厂规模（万m3/d）Ⅰ类50~100Ⅱ类20~50Ⅲ类10~20Ⅳ类5~10Ⅴ类1~51城市污水处理工程项目建设标准[1]二级处理0.50-0.400.60-0.500.70-0.600.85-0.701.20-0.85深度处理—0.20-0.150.25-0.200.35-0.250.40-0.352城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标[2]二级处理0.50-0.450.60-0.500.70-0.600.85-0.701.20-0.85深度处理—0.20-0.150.25-0.200.35-0.250.55-0.353北京市城市建设节约用地标准[3]二级处理0.50-0.450.60-0.500.70-0.600.85-0.701.20-0.85深度处理—0.20-0.150.25-0.200.35-0.250.55-0.354上海市基础设施用地指标[4]二级处理0.50-0.450.60-0.500.70-0.600.85-0.701.20-0.85深度处理0.20-0.150.20-0.150.25-0.200.35-0.250.75-0.355天津市城市规划管理技术规定[5]二级处理0.50-0.400.70-0.500.80-0.601.00-0.801.50-1.00深度处理*0.65-0.500.80-0.651.00-0.801.50-1.002.00-1.50[1]城市污水处理工程项目建设标准，住房与城乡建设部，中国计划出版社，2012[2]城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标，建标[2005]157号[3]北京市城市建设节约用地标准，北京市规划委员会等，2008[4]上海市基础设施用地指标，上海市建设和交通委员会等，2007[5]天津市城市规划管理技术规定，天津市人民政府，2009（3）用地与处理工艺的关系对调研的A/A/O、氧化沟和SBR工艺城镇污水处理厂用地数据进行整理分析，结果如表3-2所示，在所有处理规模段的污水处理厂中，SBR工艺的单位处理水量用地最小；当处理规模<10万m3/d时，氧化沟工艺的单位处理水量用地最大；当处理规模≥10万m3/d时，氧化沟工艺的单位处理水量用地与A/A/O工艺差异较小。表3-2污水处理工艺与单位处理水量用地关系处理工艺吨水占地（m2/（m3·d））处理规模（万m3/d）<55~1010~2020~50A/A/O工艺1.30.880.740.53SBR工艺1.270.810.680.41氧化沟工艺1.480.940.760.54（4）用地与地域的关系对不同地理区域污水处理厂占地与处理规模的关系进行分析，得到结果如图3-2~3~8所示，各地区污水处理厂占地与处理规模均呈现较好的函数关系。图3-2华东地区污水处理厂占地与处理规模的关系华东地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-3）其中y为占地面积（ha），x为处理规模（万t/d），下同。图3-3华北地区污水处理厂占地与处理规模的关系华北地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-4）图3-4华南地区污水处理厂占地与处理规模的关系华南地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-5）图3-5东北地区污水处理厂占地与处理规模的关系东北地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-6）图3-6华中地区污水处理厂占地与处理规模的关系华中地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-7）图3-7西北地区污水处理厂占地与处理规模的关系西北地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-8）图3-8西南地区污水处理厂占地与处理规模的关系西南地区污水处理厂占地面积与处理规模之间的关系满足的函数关系如下：（式3-8）总体而言，华南地区污水处理厂占地随处理规模的增幅度小，且总体用地偏小，西北地区、东北地区污水处理厂占地随处理规模增幅最大，远高于全国平均水平，主要与当地气候条件、经济水平、进水水质等相关；华东地区、华北地区、西南地区、华中地区污水处理厂用地与处理规模的变化情况与全国平均水平类似。3.3.2污水处理厂各功能单元占地比例分析在大范围调研全国污水处理厂用地的基础上，针对重点流域（太湖、巢湖、滇池）、重点城市（北京、上海等）采用A/A/O、氧化沟、SBR三大主流工艺的污水处理厂用地现状开展调研，并对重点调研的60座污水处理厂各类设施占地比例进行统计分析，结果如表3-3所示，绿化占地占据了污水处理厂总占地的44.7%，其次为生化处理设施、道路及广场用地。表3-3污水处理厂各功能单元平均占地比例设施类别所占污水处理厂面积比例（%）预处理设施2.5生化处理设施24.1深度处理设施5.3污泥处理设施*2.4附属设施4.1道路及广场16.9绿化44.7合计100*为方便比较，污泥处理设施仅包括浓缩和脱水等一般污水处理厂均设置的设施3.3.3污水处理厂节地重点根据污水处理厂节地需求和实际用地情况，污水处理厂节地重点包括以下几个方面：（1）污水处理厂所在地域：土地价格是污水处理厂节地的经济驱动力，经济发达地区土地价格高，用地紧缺，是节地技术应用的重点区域；经济欠发达地区也应积极采用适合的节地技术，为未来发展储备土地资源。（2）污水处理厂规模：污水处理厂用地和规模呈正相关性，尤其2.0万m3/d是一个重要的临界点；大中型污水处理厂开展节地工作成效更为显著，因此在规划层面应将污水处理设施适当集中。（3）污水处理厂内节地重点：绿化、生化处理设施和道路等污水处理厂面积占比大的组成部分应作为节地重点对象。如表3-3所示，绿化和道路二者合计平均约占厂区面积60%，生化处理设施占25%左右。3.4污水处理厂节地途径3.4.1平面布置节地平面布置节地是通过工艺流程优化、构筑物单元组团和构筑物单元优化的设计方法，减少污水处理厂或污水处理功能区用地面积。其中构筑物单元组团是平面布置节地的关键，主要将位置相邻、功能相连的污水处理构（建）筑物合并、共用池壁的平面布置形式，达到组团目的，通常对生化反应池和二沉池实施组团布置。3.4.2工艺优化节地工艺节地是通过强化传统工艺或采用高效污水处理工艺减少生化处理区污水停留时间，进而减少用地面积的节地设计方法。工艺节地的关键在于增加生化反应池的生物量和提高高生物量状态下的泥水分离效率。3.4.3竖向强化节地竖向强化节地是通过采用深池型生化反应池、多层沉淀池以及整体或局部叠加构（建）筑物等方式减少污水处理厂用地的节地设计方法。3.5污水处理厂节地策略城镇污水处理厂节地应根据设计条件选择平面布置节地、工艺节地或竖向强化节地及组合。不同节地方法的节地效果与成本之间存在如图3-9所示的趋势性关系。在实际工程中建议采用以下节地策略：（1）当设计的污水处理厂单位用地面积接近《城镇污水处理工程项目建设标准》（建标[2001]77号）基准值时，优先采用平面布置节地策略，通过减少绿化和道路面积，节约污水处理功能区25%左右占地；（2）当采用平面布置节地策略不能满足单位用地指标时，可通过工艺节地方法减小生化处理设施用地，能够节约用地10%左右，但会增加建设运行成本。（3）当平面布置和工艺优化节地不能满足节地需要，可考虑竖向强化方法，如全地下式污水处理厂，将会增加施工难度、投资，以及后期运行维护难度。图3-9不同方法节地效果与成本关系示意图4平面布局节地策略4.1总体布置污水处理厂总体布置是在拟定的场址区域内，结合地形地貌和周边环境特点，对厂区内各构（建）筑物作出统筹安排和合理选择。应综合考虑工艺流程、运行维护、生产管理和物料运输等各个方面。总体布置是以环境效益、经济效益和社会效益总体最优为目标，综合考虑工艺流程、道路布置、管线布置、绿化布置等各种影响因子，对污水处理厂投资和运行成本影响巨大，也是节地的最重要途径。4.1.1污水处理厂流程布置工艺流程是总体布置的主体和骨架，构（建）筑物的平面和空间组合做到分区明确、合理紧凑、造型协调，有利生产。在进行污水处理厂工艺流程布置时应首先考虑污水处理厂的地势，若地势平坦，可根据场地长宽比例，选择直线型、折线型或回转型布置；若地势不平坦，则应分析进行全面土地平整的工程量，如最终将土地平整成平坦地块，则工艺流程布置可按平坦地块考虑，如土地平整工程量过大，则可结合地势采用阶梯型布置。图4-1平面布置决策流程图（1）平坦地块的布置形式污水处理厂工艺流程布置通常包括三种基本类型：1）直线型直线型是最常见的工艺流程布置方式，即整个工艺流程从进水到出水呈直线，生化反应池、二沉池布置在厂区中央，其优点是各类连接管线短、管理方便，有利于日后平行扩建。图4-2所示的工艺流程为典型的直线型布置，远期扩建设置可以比较远期扩建远期扩建图4-2污水处理厂直线型工艺流程布置2）折角型当工艺流程受地形等周边条件所限，不能布置成直线型时可布置成折角型。工艺流程采用折角型布置时，工艺流程中工作联系紧密的单元应靠近布置成一个组合，并需要充分考虑日后改扩建时与目前流程相配合的问题。图4-3污水处理厂折角和回转型工艺流程布置3）回转型当污水处理厂进出水口在同一方向时，可采用回转型布置，通常通过生化反应池改变水流方向。此外，在地形复杂地段，可结合地形特征，适当改变构（建）筑物外形，将构（建）筑物合并或分散布置。（2）坡度较大地块的布置形式当自然地形坡度超过3%时，可考虑采用阶梯型布置方式，构（建）筑物的长轴应沿自然等高线布置，符合排水流程、降低能耗、平衡土方的要求。具体布置时，应注意以下几个方面：1）污水接入点宜布置在地形较高的区域，按地形坡降顺工艺流程方向进行。2）工艺联系密切的构（建）筑物应布置在同一个阶梯区域内。3

）荷重大或对沉降要求高的大型构（建）筑物布置在低填土区域。4）台阶的长边宜平行于自然地形等高线布置。5

）台阶与台阶之间的连接方式，可采用自然放坡、护坡、护墙或挡土墙等形式。4.1.2污水处理厂道路布置污水处理厂的道路布置应满足日常运行运行维护的人流、物流和动力流需要；满足污水处理、污泥处理等功能区划分需要；满足各类管线铺设和施工期间构（建）筑物施工间距需要。厂区道路布置宜简捷，避免迂回重复。污水处理厂区外围应设置环状道路，大型构（建）筑物四周应设置道路以方便日常运行维护。污水处理厂区不同类型道路布置应注意以下几点：（1）双车道，宽度为6.0m~7.0m，作为厂区干道，主要布置在人流、物流较为的密集区域，平面节地布置中双车道应在满足功用的基础上精简优化。（2）单车道，宽度为3.5m~4.0m，厂区道路的主体，应保证各构（建）筑物和操作点均有邻近道路，有消防任务的道路宽度取上限值。（3）人行道，宽度为1.5m~2.0m，应保证构筑物踏步、建筑物出入口、各操作点至邻近道路有人行道连接，为方便日常运行维护可在邻近构筑物之间设置人行天桥。为满足消防需要，车行道的内缘半径不宜小于9.0m。厂区道路应在满足生产生活需要的基础上进行优化，其用地面积应控制在厂区面积的15%以内。4.1.3污水处理厂管线布置管线布置应与污水处理厂总平面布置、竖向设计和绿化布置相结合，并统一规划。分期建设的污水处理厂近期管线应集中布置，近期管线穿越远期用地时，不得妨碍远期用地的使用。管线之间、管线与构（建）筑物、道路之间在平面和竖向上应相互协调、紧凑合理、有利厂容。污水处理厂内各种管渠应统筹安排，避免相互干扰。处理单元间输水、输泥和输气管线的布置应确保长度短、损失小、流行畅通、不易堵塞和便于清通。在保证生产工艺管线短捷、顺畅的条件下，力求其他管线短捷、合理，并满足间距要求。管线敷设方式应根据管线内的介质性质、地形、生产安全、交通运输、施工、检修等因素综合确定。埋地管线布置应遵循以下原则：（1）按照管线的埋深，自建筑物红线向道路由浅至深布置。（2）管线不得布置在构（建）筑物的基础压力影响范围内。（3）小的管道让大的管道；压力管道让自流管道。（4）临时性管道让永久管道；新建的管道让现有的管道。（5）检修方便的或次数少的管道让检修不方便的或次数多的管道。（6）酸、碱等腐蚀性管道应布置在其他管道下面。管道复杂时应设置管廊，管廊内宜敷设污水管、给水管、再生水管、污泥管、压缩空气管及各种通信和电力缆线，并设置色标。管廊内应设通风、照明、通信、火灾、可燃气体和有毒有害报警系统、独立的排水系统、吊物孔、人行通道出入口和维护需要的设施等，并应符合国家现行防火规范的要求。4.1.4污水处理厂绿化布置绿化布置应符合厂区总体布置要求，与厂区平面布置、竖向设计和管线布置统一进行，并应合理安排绿化用地，使其在厂区用地比例不低于30%。污水处理厂应充分利用厂区非建筑地段和零星空地进行绿化；应利用管线、架空管线等设施的下面和地下管线的上面进行绿化；树木与构（建）筑物、管线、架空电力线路之间的最小间距应满足国家现行的规范和标准要求，如《城市道路绿化规划与设计规范》CJJ75-1997和相关架空电力线路设计规范等。管廊或管架两侧，宜种植耐修剪、根系浅的灌木及小乔木；鼓风机房周围宜选用分枝点低、枝叶繁茂的常绿乔木，并与灌木结合，形成紧密结构的复层防噪声林带。4.1.5污水处理厂附属设施布置中小型污水处理厂可将办公、会议、中控室、化验室、食堂，以及少量单身和值班宿舍合建为综合办公楼，以节省用地；大型污水处理厂可以根据自身情况将部分功能独立出去。生产附属设施中，鼓风机房、变配电间均应在主要负荷中心处，变配电间还应尽量靠近进线处；可以根据情况将常规备品备件仓库、机修间和热泵机房等设施合建；或者将浴室和热泵机房等供热设施合建。用地特别紧张时，在确保附属设施不影响生产的情况下，可以考虑将办公或附属设施和地下处理构筑物或储水构筑物合建，通过竖向布置来节省用地，但应避免将人员长期停留的办公或值班用房与有振动、噪音或异味的构筑物合建。4.2处理设施组团布置组团布置是一种将位置相邻、功能相连的污水处理构（建）筑物合并布置、共用池壁的平面布置形式，通常对生化反应池和二沉池实施组团布置。4.2.1预处理组团污水处理厂预处理构筑物通过组团布置可减少用地，可选择的形式包括：（1）粗格栅间与进水泵房采用矩形组合，配电间设置在进水泵房的地面层；（2）细格栅间与沉砂池合建，细格栅进水侧设计成进水泵房的出水井。4.2.2生化处理组团通过生化反应池之间、二沉池之间组团减少构筑物之间的空地，可选择的形式包括：（1）生化反应池组团，主要通过平行生化反应池共壁布置，减少平行生化反应池之间的空地；（2）生化反应池和二沉池组团，主要通过矩形生化反应池和矩形周进周出沉淀池共壁布置，减少生化反应池和二沉池之间的空地；（3）成组布置的沉淀池中间空地，可以布置共用的配水井、回流污泥井和出水井。污泥泵井可与生物池或配水井共构合建；配水井、回流污泥渠、出水井以及回流污泥泵井可以共构且可以采用同心环状布置。生化反应池与二沉池组团布置时，两个处理单元均采用矩形，同时保证两个处理单元的宽度一致。由于生物反应池的平面布置受制因素较少，一般首先考虑二沉池的平面设计，其步骤如下：（1）根据设计规模与设计表面水力负荷（矩形周进周出二沉池一般设计取值为1.2~1.4m3/(m2.h)），从而得出矩形二沉池的表面积;（2）根据场地特征和构筑物尺寸限制，确定矩形二沉池的宽度，二沉池长度不宜超过60m；（3）二沉池的分组数一般根据单组设备最大允许宽度（目前国内应用案例中单组渠道宽度一般不大于11m）、二沉池设备总费用来综合确定（分组数一般为偶数）。二沉池基本尺寸确定之后，开始进行生化反应池计算，其步骤如下：（1）根据进水水质和处理标准计算得出生化反应池有效容积；（2）选择合理的反应池深，计算生化反应池表面积；（3）根据二沉池确定的宽度，确定生化反应池的长度，并进行各区段的廊道布置。在此过程中，一方面根据生物反应池的廊道布置情况，对二沉池的布置进行反馈调整；另一方面在生物反应池和矩形二沉池的平面布置都完成之后，还需将二者的组合布置平面与污水处理厂的实际用地情况进行对照，确定是否满足用地要求。图4-2A/A/O生物反应池及二沉池组团布置平面图和剖面图此外有初沉池的工艺流程，可将初沉池和生化反应池进行组团布置，减少初沉池和生化反应池之间的空地。由于初沉池的平面尺寸一般远小于生物反应池，因此初沉池与生物反应池的组合布置中一般首先考虑生物反应池的平面设计。图3.3-2为初沉池及A/A/O生物反应池平面布置图和剖面图。图4-3初沉池及A/A/O生物反应池组团布置平面图和剖面图4.2.3其他组团形式对于滤池、膜、脱水机房等附属设备种类较多的工艺单元，可以考虑将主体构筑物与附属的配电控制室、鼓风机间、空压机间、进水泵间、反冲洗泵间、各种药剂储存和加药泵间等合建，以节省用地。4.2.4全厂组团全厂组团时预处理区、生化处理区、深度处理区和泥处理区的所有构筑物采用同一基坑或组合基坑，并尽量进行共壁布置；构筑物之间尽可能采用渠道连接，减少水头损失和用地，有条件可将利用构筑物之间的间隙布置成综合管廊，将压力管线、电缆等管线集中布置，便于维护和检修，同时节约用地；在满足消防要求的前提下，将风机房、配电间、加药间和脱水机房等建筑物合并布置，避免点状分散，以致增加道路，多用土地。典型全厂组团布置如图4-4所示，地下式污水处理厂通常采用此类布置形式。图4-4全厂组团布置平面图4.2.5组团布置案例（1）上海白龙港污水处理厂上海白龙港城市污水处理厂，是亚洲规模最大的污水处理厂，规划规模为345万m3/d，近期规模为200万m3/d。该厂于2007年在原有一级污水处理工程基础上进行升级改造和扩建工程，至2008年9月，升级改造工程和扩建工程全部建成投产。白龙港污水处理厂属于特大型污水处理厂，根据《城市污水处理工程项目建设标准》（建标[2001]77号），规模为50~100万m3/d的污水处理厂建设用地指标为0.40~0.50m2/(m3·d)，白龙港污水处理厂升级改造和扩建工程的吨水占地应满足甚至优于该用地指标。此外，采用传统的设计思路和模式，会因构筑物数量众多，分布松散、构筑物之间联系管道复杂等而不利于厂区日常管理。为此，在工程设计中采用组团集约化布置设计方式。本工程组团集约化布置，是以40万m3/d规模为一个组团，每个组团长约300m，宽约250m，集中布置初沉池、AAO生物反应池和二沉池，水处理功能区占地0.2m2/(m3·d)左右，相对传统布置可节约土地30%以上，组团布置如图4-5所示。本厂共设置4个组团，2个组团布置在升级改造区，2个组团布置在扩建区，并根据规划，预留4个以上的组团为远期扩建之用。初沉段AAO段初沉段AAO段二沉段图4-5白龙港污水处理厂组团布置图（2）广州狮岭污水处理厂广州狮岭污水处理厂位于广州市花都区，一期工程于2010年已建成投产，规模为4.9万m3/d，污水处理工艺采用A/A/O工艺，出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。2014年开展狮岭污水处理厂（二期）工程建设，二期工程污水处理规模7.0万m3/d，采用“A2/O+矩形周进周出二沉池+高效沉淀池+滤布滤池”工艺，污水厂出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准及广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准中较严值。狮岭污水处理厂一期工程建设时按照10万m3/d（国标一级B标准）控制用地，总征地面积6.88hm2，一期工程建设规模为5万m3/d，预留了5万m3/d规模用地。根据科学测算，到2015年狮岭地区污水量将达到12万m3/d，狮岭污水厂二期工程建设规模确定为7万m3/d。狮岭污水处理厂二期工程建设工期很紧，为保证工期，计划二期工程建设利用现有的污水处理厂预留用地，即在原设计5万m3/d规模用地的基础上需满足7万m3/d的处理能力，且出水水质要求更高。为满足实际需求，狮岭污水处理厂二期工程采用集约化的布置形式，优化污水处理厂平面布置，将A/A/O生物反应池与矩形周进周出二沉池组团合建，组团长约98.5m，宽约190m，在原先5万m3/d建设用地中实现7万m3/d的处理能力，平面布置如图4-6所示，单位处理水量的占地仅0.34m2/（m3·d），相对于国家建设用地指标基准值节约了45%。图4-6狮岭污水处理厂平面布置图（3）昆明第十一污水处理厂昆明第十一污水处理厂位于昆明市官渡区方旺虹桥立交东南侧规划公共绿地下，处理后尾水均排入东白沙河，服务范围为：北至东北白沙河水库北侧呼马山一带，东至新机场高速两面寺立交桥，西至郭家凹一带山脊线（东片区-东南片区分界线），南至贵昆铁路沿线。昆明第十一污水处理厂位于规划的景观绿化公园内，周边为居民楼及商务办公区，为尽量减少污水处理厂对周边及公园的影响，因此设计为全地下式污水处理厂，处理规模6.0万m3/d，处理工艺采用多模式A/A/O生物除磷脱氮活性污泥法+V型滤池过滤工艺，出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。昆明第十一污水处理厂采用全地下式双层加盖布局，占地面积2.4hm2，地下空间结构埋置深度约15m。考虑到工程整体投资和运行维护，污水处理厂采用全厂组团布置，进水闸门井、初沉池、粗细格栅及曝气沉砂池、生物反应池、二沉池、紫外线消毒池、均质池等作为一体化设计，采用共底板结构形式，构筑物箱体平面尺寸约为186m×132m，净高约为5m。根据《城镇污水处理工程项目建设标准》，昆明第十一污水处理厂单位用地面积应为1.15m2/（m3·d），而实际单位用地面积仅为0.4m2/（m3·d），节地比例高达65%。图4-7昆明第十一污水处理厂平面布置图4.3处理设施单元优化单元优化主要包含以下四个方面：（1）构（建）筑物的长宽进行组合，避免某个构筑物两侧留下较多不必要的空地；（2）生化反应池等适当加深以减少构筑物占地，通常生化反应池有效深度在6.0m左右，可加深至8.0m~10.0m，生化反应池具体深度应综合考虑结构安全和主流曝气设备性能确定，并在运行过程中考虑污泥沉降性能，设置应急措施，通过加深生化反应池，水处理功能区占地可节约10%~20%;（3）将初沉池、二沉池等构筑物采用矩形布置方式，并与其它构筑物进行组合布置，具体如图4-2、4-3、4-4、4-5、4-6所示的组团布置形式；（4）选用用地小并适合构筑物组合布置的设备，如采用潜水泵或立式泵型式；采用噪音低的风机或采用隔声装置；采用用地较省的深度处理设施和工艺；采用机械浓缩设备替代重力浓缩池；采用用地小、噪声低、环境友好的污泥脱水设备。5工艺优化节地技术5.1总体优化思路工艺节地应综合考虑进水水质、处理要求、建设成本、运行能耗物耗、维护管理等方面，因地制宜确定合理的工艺方案。工艺节地主要通过强化传统工艺或采用节地工艺减少生化处理区用地面积，新建污水处理厂宜采用节地污水处理工艺，改造污水处理厂宜采用增加生物量方法或改造成节地工艺提高现有系统的处理能力。工艺节地的关键在于提高生化处理单元效率，其核心是增加生化反应池的生物量，提高生化反应池的容积负荷。生化反应池生物量提升途径主要包括参数优化、投加填料和强化泥水分离三个主要方法，不同方法可组合使用。5.2工艺运行节地5.2.1优化参数优化参数是污水处理厂重要工艺节地方法，应综合考虑污水处理厂实际处理条件和要求，通过试验或仿真模拟获得优化的设计运行参数。应用仿真模拟系统优化运行参数时，首先根据污水处理厂的工艺流程建立如图5-1所示的仿真模拟系统，输入水质、水量参数和初步运行参数，模拟污水处理厂出水水质，根据出水的达标情况，确定是否需要调整运行参数；在此基础上逐步减小水力停留时间，调整运行参数以保证模拟出水水质达标；在充分考虑达标安全性的情况下，最小水力停留时间对应的运行参数即是节地运行参数。图5-1污水处理系统仿真界面通过增加污泥浓度、DO浓度和曝气分数等强化硝化措施减少污水处理厂的反应池容，从而达到节地目的，同时为保证污水处理厂的脱氮除磷效果，需辅以化学除磷和碳源投加系统。5.2.2投加填料投加填料方法将生物膜法与活性污泥处理工艺结合起来，构建活性污泥和生物膜共存的污水处理系统，能够保持较高的微生物量而不增加二沉池负荷。图5-2常用填料图片根据最新研究表明，投加填料所形成的生物膜系统在冬季低温和较高氨氮负荷条件下硝化菌种群优势显著高于活性污泥系统。在水温为10℃时，生物膜对于系统的氨氮氧化贡献率近40%，有效保障低水力停留时间下的氨氮达标。图5-3 25%填料填充率IFAS系统不同水温下生物膜的硝化贡献率投加填料方法的具体设计运行参数可通过试验获得，无条件开展试验的可参照下表。表5-1泥膜混合系统关键技术参数设计参数参数值备注填料填充率（%）10~67建议控制在20%~50%填料比表面积（m2/m3）450~1200通常在500~700单位体积污泥量（kg污泥/m3填料）8.0~10.0生物膜氨氮面积负荷（gNH4-N/m2。d）[1]0.3~1.2温度：15oC；DO：4~6mg/L；有机物负荷高取低值，反之取高值。[1]Hem,H.;Rusten,B.;ødegaard,H.(1994)NitrificationinaMovingBedReactor.WaterRes.,28,1425-14335.2.3强化泥水分离强化泥水分离方法通过在回流污泥管线上设置预浓缩设施，回流污泥进入浓缩池，在底部形成高浓度污泥并输送至厌氧区，上清液输送至生化反应池出口与出水混合进入二沉池，从而实现在不增加二沉池通量情况下提高生化反应池污泥浓度，强化泥水分离模式如图5-2所示。二沉池污泥浓度通常在8.0g/L左右，经过污泥预浓缩之后，底部浓缩污泥可达到15.0g/L左右，可使生化反应池污泥浓度提高25%以上。图5-4强化泥水分离系统示意图5.3节地工艺技术节地工艺通过优化水力分配、改善传质、强化泥水分离、反应沉淀一体化等措施，形成特征明显、配套完善的处理系统，常见的节地工艺包括多段A/O工艺、深井曝气工艺、膜生物反应器、序批式活性污泥法、曝气生物滤池等。5.3.1多段A/O工艺多段A/O工艺基于传统A/O工艺发展而来，由多个A/O单元在空间上串联形成，进水流量按比例分配至各段A/O的缺氧区。多段A/O工艺可进行脱氮除磷，具有较强的抗负荷冲击能力，适用于处理COD、NH4+-N等耗氧污染物浓度较高的污水。多段A/O工艺设计相对传统A/O更加复杂，工艺设计参数较多，主要包括反应器段数、各段进水流量比、各段硝化区与反硝化区的体积比、污泥停留时间、污泥回流比、系统MLSS等。以常见的三段A/O为例，主要设计运行参数如表5-2所示。表5-2多段A/O工艺设计运行参数设计参数参数值规范值[2]反应停留时间（h）10~12各段时间比例1:1.25:1.5[1]厌氧池（区）水力停留时间1~2h，缺氧池（区）水力停留时间2~4h，好氧池（区）水力停留时间6~12h各段A区与O区容积比0.2-0.5各段进水流量比1:1:1进水分配比例：进厌氧池（区）30%~50%，进缺氧池（区）50%~70%DO浓度（mg/L）1.0~2.0污泥龄（d）10-20好氧污泥泥龄10~18d平均污泥浓度（mg/L）3500~45002000~5000内回流比（%）50~100（末段A/O内回流）污泥回流比（%）50~10040~100二沉池停留时间（h）2.0-2.5[1]各段时间时间比例是基于100%污泥回流计算得到[2]厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范，HJ576-2010多段A/O工艺在不增加二沉池污泥通量的情况下可在生化反应池前端形成高污泥浓度，从而提高整个反应池的平均污泥浓度，在相同处理效果下，可比传统A/O和A/A/O工艺节约20~30%池容，污水处理厂可节地5%左右。多段A/O工艺没有独立的厌氧区，生物除磷效果较差，当进水有机物浓度较低时，需辅以化学除磷才能确保生物除磷效果；当出水NH4+-N和TN浓度要求严格时，最后缺氧区的进水比例应降低或者不进水，同时设置碳源投加系统。5.3.2深井曝气工艺深井曝气工艺是完全混合式活性污泥法的变型，深井深度一般为50m～150m，深井中的高静水压力，为微生物提供更充足的溶解氧，同时井内混合液反复循环所造成的强烈搅拌作用，强化了水、气、泥之间的传质。深井曝气工艺可去除COD、NH4+-N等耗氧污染物，可作为脱氮除磷流程中的好氧处理单元，适于处理水质浓度高的污水。深井曝气工艺设计运行参数如表5-3所示。表5-3深井曝气工艺设计运行参数设计参数参数值规范值深井深度（m）50～15050~150井径（m）1.0～6.0降流管的液体循环流速（m/s）0.8～2.00.8~2.0降流管最大空隙率<0.20.2以下深井曝气池容积负荷（kgBOD5/m3.d）5～105～10水力停留时间（h）≥0.5不得小于0.5h混合液污泥浓度（g/L）5～105~10污泥回流比（%）50～15050~150%深井曝气氧的利用率（%）40～9040~90%[1]深井曝气设计规范，CECS42：92深井曝气工艺的曝气池是普通曝气池用地的1/20或更少，与常规处理工艺相比，可节省工艺用地50%以上，污水处理厂总用地面积可节约15%以上。5.3.3膜生物反应器（MBR）MBR工艺是一种将膜分离技术与生物处理技术相结合的污水处理技术，由于采用膜过滤替代二沉池，可在生物反应池维持高污泥浓度，具有用地面积小、出水水质好等优点。MBR工艺可用于污水脱氮除磷，对COD、NH4+-N等耗氧污染物的去除效果较好，适用于出水水质要求高的污水处理厂。MBR工艺设计运行参数包括膜单元参数和生物反应单元参数，具体参数如表5-4所示。表5-4A/A/O-MBR工艺主要设计参数工艺单元

设计参数参数值标准值一[1]标准值二[2]标准值三[3]膜单元膜孔径（μm）0.01~0.4微滤膜0.1~0.4.超滤膜0.02~0.1膜通量（L/m2h）12～30中空纤维膜12~30，平板膜16~50L/m2∙h平均平板膜通量不宜大于临界通量的50%，无资料时可取15~25，高峰通量不宜大于临界通量，无资料时取25~30膜运行最大跨膜压差（MPa）0.02~0.05中空纤维膜过膜压差0~60kPa，平板膜0~20kPa0.0430kPa曝气强度（单位膜面积所需的曝气量，m3/m2∙h）0.2~0.4开停时间比（min）8~15:1~2出水9min，停止1min维护性清洗周期（d）7~15中空纤维膜每月不宜少于一次，平板膜可2~3个月一次恢复性清洗周期（月）6~12宜半年到一年一次生物反应单元膜池污泥浓度（g/L）8~12中空纤维膜6~12g/L，平板膜6~20g/L8~18，推荐值12好氧区DO浓度（mg/L）2.0~4.0宜为2.0mg/L污泥负荷（kgBOD5/kgVSS）0.05~0.150.05~0.150.05~0.15，推荐值0.10容积负荷（kgCOD/(m3·d））1.0~3.01.0~3.0，推荐值1.5氨氮负荷（kgN/(m3·d））0.11~0.200.11~0.20，推荐值0.20污泥龄（d）20~6030~60污泥产率系数（kgVSS/kgCOD）0.28~0.670.2~0.4衰减系数（d-1）0.023~0.20.04~0.0750.08~0.20总水力停留时间（h）7~12污泥回流比（%）200~500100~500150~300[1]膜生物法污水处理工程技术规范，HJ2010-2011[2]一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程，CECS152：2003[3]平板膜生物反应器法污水处理工程技术规范，DG/TJ08-2190-2015MBR以膜过滤取代二沉池，节省了泥水分离系统用地和深度处理设施用地，且由于膜的高效截留可以维持系统内高浓度的活性污泥，有效提高处理效率，与传统活性污泥法相比，采用MBR工艺可节地约10%。MBR建设运行成本较高，运行过程中需关注膜污染问题；生物除磷效果较差，需通过化学除磷来满足除磷要求。5.3.4序批式活性污泥法（SBR）SBR工艺采用单池处理、间歇进水，一个运行周期包括进水、反应、沉淀、滗水、闲置5种工序。以SBR为基础形成了一系列改良工艺，包括CASS、CAST、UNITANK、MSBR等。SBR工艺可用于污水脱氮除磷，具有较强的抗负荷冲击能力。SBR工艺主要设计运行参数如表5-5所示。表5-5SBR工艺设计运行参数设计参数参数值标准值一[1]标准值二[2]反应停留时间（h）12~20生物脱氮除磷20~30h运行周期（h）4~6每天周期数宜为整数，如2、3、4、5、6充水比0.2~0.3仅需除磷时宜为0.25~0.5，需脱氮时宜为0.15~0.3生物脱氮除磷0.3~0.5进水时间（h）1.0~1.5反应时间（h）1.0~2.0沉淀时间（h）1.0宜为1h宜为1h滗水时间（h）1.0排水时间宜为1.0~1.5h排水时间宜为1.0~1.5h闲置时间（h）0~0.5DO浓度（mg/L）1.0~2.0污泥龄（d）10-20平均污泥浓度（mg/L）3500~4500生物脱氮除磷2.5~4.5[1]室外排水设计规范，GB50014-2006（2016版）[2]序批式活性污泥法污水处理工程技术规范，HJ577-2010SBR工艺集生化反应和沉淀于一体，不需要单独建设二沉池，工艺流程缩短，总图布置简洁，实现了很好的“组团”布置。整个系统用地面积较小，可比传统污水处理工艺节地10%左右。SBR工艺对自控的要求较高，适用于中小型污水处理厂；SBR无独立的厌氧区，生物除磷效果较差，需辅以化学除磷才能满足除磷要求。5.3.5曝气生物滤池（BAF）BAF工艺是一种集过滤、生物吸附、生物氧化于一体的集约化水处理技术，可在高容积负荷下实现污染物高效去除，具有用地小、产泥少等优点。BAF工艺适用于COD、NH4+-N等耗氧污染物的去除，可作为脱氮除磷流程中的好氧处理单元，主要设计运行参数如表5-6所示。表5-6BAF工艺主要设计运行参数设计参数参数值标准值一[1]标准值二[2]填料层高（m）1.5-3.0滤料填装高度陶粒滤料宜为2.5~4.5m，轻质滤料宜为2.0~4.0m填料粒径（mm）3~6陶粒滤料，硝化、碳氧化滤池宜为3~5或4~6mm，前置反硝化滤池宜为4~6或6~9mm。当出水对固体悬浮物总量(SS)要求较高时，最后一级滤池内的滤料粒径宜选用1.8~2.5mm。过滤速度（m/h）2～8（反硝化时>10）轻质滤料粒径宜为3~10mm单池面积（m2）<100不宜大于100过滤水头（m）0.6~1.5进出水液位差值不宜小于1.8~2.5m反冲洗频率（h）24~72反冲洗空气强度（L/（m2·s））10~1510~1512~16反冲洗水强度（L/（m2·s））5~8不应超过84~6有机负荷（kgBOD5/（m3·d））3~83~6碳氧化曝气生物滤池(C池)，2.5~6；碳氧化/部分硝化曝气生物滤池(C/N池)，1.2~2硝化容积负荷（kgNH3-N/（m3·d））0.3～0.80.3~0.8碳氧化/部分硝化曝气生物滤池(C/N池)，0.4~0.6；硝化曝气生物滤池(N池)，0.6~1.0;精处理曝气生物滤池,0.3~0.6[1]室外排水设计规范，GB50014-2006（2014版）[2]曝气生物滤池工程技术规程，CECS265：2009BAF工艺结构紧凑，处理工艺流程短，用地面积小，基建投资省。曝气生物滤池水力负荷、容积负荷高于传统污水处理工艺，停留时间短（每级0.5-0.6h），生物处理所需池容和用地均较小，可有效节约用地和投资。由于曝气生物滤池的物理截留作用，故不需要设置二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，进一步减小了用地面积。BAF用地面积为相同功能常规工艺的1/10-1/5。BAF工艺应避免进水SS浓度过高，同时生物除磷效果较差，需通过化学除磷来满足除磷要求。6竖向强化节地技术竖向强化节地应在平面布置节地和工艺节地基础上开展，并充分考虑建设运行成本、施工难度、维护管理和安全。竖向强化节地包括构（建）筑物之间叠加、构（建）筑与绿化叠加等形式。构（建）筑之间的叠加是在系统设计的基础上，通过构筑物与构筑物、建筑物与构筑物和建筑物与建筑物之间的合理叠加，减少污水处理厂的用地；绿化与构（建）筑物叠加是通过在构建筑物上部种植绿化植物，在保证绿化面积的同时减少绿化用地。6.1整体竖向强化当污水处理厂采用整体叠加形式，在竖向上分为办公及生活层、操作与附属设施层和污水处理设施层。办公及生活层通常位于地面以上，主要包括污水处理厂的办公与生活设施；操作与附属设施层通常位于办公及生活层之下，主要为污水处理厂运行人员的操作空间和鼓风机房、配电间、通风、除臭等附属设施；污水处理设施层通常位于操作及附属设施层之下，主要的污水处理构筑物位于该层。图6-1整体竖向布置表层与中间层示意图6.2平行单元叠加平行单元叠加是竖向强化的重要形式，典型代表是多层沉淀池，通过增加沉淀池底板使单位用地的沉淀面积大幅度增加，从而减小二沉池的用地。图6-2双层沉淀池剖面图6.3相邻单元叠加相邻单元叠加是竖向强化的一种形式，当污水处理厂设置调节池时，格栅和沉砂池可与之叠加布置。6.4其他形式叠加其他形式叠加包括以下三个方面:（1）处理单元与操作间叠加是竖向强化的常见形式，如提升泵房；（2）综合办公楼的修建，集行政管理、运行控制、机械修理、化验分析、食堂、仓库于一体，可减少附属设施用地；（3）除臭、加药等附属设施建于构筑物之上，可减少用地并方便运行管理。7地下式污水处理厂设计技术地下式污水处理厂是节地技术综合应用的典型案例，近年来各地也陆续建成了一些标志性工程，本章结合已有工程经验，对地下式污水处理厂设计过程中需要重点考虑的事项进行总结。7.1地下式污水处理厂主要形式地下式污水处理厂主要有半地下式污水处理厂和地下式污水处理厂两种形式，为叙述方便，两种形式统称为地下式污水处理厂。7.1.1半地下式污水处理厂半地下式污水处理厂是一种采用竖向设计，污水处理厂内所有构建筑物合建为一幢一体化构筑物，主要处理构筑物位于设计地坪线以下，操作层位于地坪以上的全加盖污水处理厂。一体化构筑物上部通过建筑加罩，建筑顶部覆土约2m，并种植绿化。半地下式污水处理厂主要形式如图7-1所示。图7-1半地下式污水处理厂示意图7.1.2地下式污水处理厂地下式污水处理厂是一种采用竖向设计，污水处理厂内所有构建筑物合建为一幢一体化构筑物，处理构筑物和操作层均位于地坪线以下。一体化构筑物整体位于地下，上部种植绿化，生产活动均位于密封的地下。地下式污水处理厂主要形式如图7-2所示。图7-2地下式污水处理厂示意图7.1.3地下式污水处理厂不同形式比较根据半地下式和地下式污水处理厂特点，对两种地下式污水污水处理厂进行了全面比较，详见表7-1，实际工程可因地制宜选择适合的形式。表7-1

地下式污水处理厂不同形式比较表比较项目半地下式全覆盖形式全地下式形式上部空间可利用性及景观效果池体均位于地下，上部设一体化全覆盖厂房，厂房顶部覆土绿化，顶部空间可开发利用，总体景观效果较好。污水厂几乎所有设施均位于地下，地上除少量设备吊装孔、逃生出口和风井外基本无上部建筑，顶部空间可开发利用，总体景观效果好。通风机械通风和自然通风相结合全部机械通风消防要求可按地上式厂房考虑，对消防分区的划分、人员疏散及消防设施的配置要求相对较低。消防的要求高，对消防分区的划分、人员疏散及消防设施的配置均有严格的要求。运行风险操作层在地面，事故情况下操作层也不会有淹没的风险。操作层在地下较深处，事故情况下地下操作层存在被污水或雨水淹没的风险。供电负荷等级二级一级基坑深度相对较浅基坑深度大基坑围护工程量相对较少，工程费用相对节省。工程量相对较多，工程费用高。设备吊装及外运方便程度基本相当基本相当对周围环境影响臭气的密闭性好，对周围环境影响小。臭气的密闭性好，对周围环境影响小。对操作人员的影响地上巡视，对操作人员的健康影响小。全地下巡视，对操作人员的健康影响较大。生产区和景观区管理交通生产区和景观区交通交叉较少，管理较方便。生产区和景观区交通交叉较少，管理较方便。总体评价好一般7.2地下式污水处理厂主要工艺地下式污水处理厂宜采用尽量节地的处理工艺以减小占地，尽量降低工程费用；各工艺环节的处理建构筑物宜采用矩形池型或将外廓设计为矩形，以便于建构筑物的组团化布置；沉砂池可采用曝气沉砂池或旋流沉砂池；初沉池宜采用平流式沉淀池。生物反应池的工艺可在AAO工艺、MBBR工艺、MSBR工艺、CASS工艺、MBR工艺、BAF工艺等工艺类型中进行选择。最终工艺类型的确定需要结合污水处理厂的用地条件、工程投资控制和运行成本控制等多方面因素，经总体技术经济比较后确定。二沉池宜采用平流式沉淀池、矩形周进周出二沉池或双层平流池沉淀池等形式。污水深度处理工艺单元主要包括混凝、沉淀、过滤及消毒等，必要时可采用活性炭吸附、臭氧氧化等工艺单元。污水深度处理工艺应根据处理水质目标进行选择，工艺单元的组合形式应进行多方案比较满足实用、经济、运行稳定的要求。污水深度处理的混凝、沉淀环节宜采用高效节地的高密度沉淀池；污水深度处理的过滤环节可在V型滤池、活性砂滤池、转盘滤池、纤维滤池等工艺中进行选择。当有进一步总氮控制要求时，可考虑采用具有反硝化功能的深床滤池。尾水消毒环节宜采用紫外线消毒或次氯酸钠消毒。当采用二氧化氯消毒或臭氧消毒氧化时，需考虑相应的安全防护措施。目前国内已建或在建的地下式及半地下式污水处理厂的主体工艺选择如表7-2所示。表7-2典型地下式污水处理厂工程一览序号处理厂名称所在地处理规模（万m³/d）形式出水标准主体工艺1天堂河污水处理厂北京4（8）--一级BAAO2槐房再生水厂北京60全地下双层加盖北京DBBMBR3稻香湖再生水厂北京8（16）全地下双层加盖北京DBBMBR4门头沟第二再生水厂北京8全地下双层加盖北京DBAMBR+催化氧化5小孤山污水处理厂大连3半地下双层加盖一级AMBR6套子湾污水处理厂二期烟台15（40）半地下双层加盖一级AMBR7古县污水处理厂烟台6--活性污泥法8青岛高新区污水处理厂一期工程青岛18全地下双层加盖一级AMBBR+转盘滤池9太原晋阳污水处理厂太原32全地下双层加盖一级A+中水AAO+转盘滤池及MBR组合工艺10正定新区污水处理厂正定10（30）全地下双层加盖一级AMBR11金港生活污水处理厂张家港2.5--AAO+MBR12乌鲁木齐河西污水处理厂乌鲁木齐12全地下双层加盖一级AMBR13郑州南三环污水处理厂郑州40半地下双层加盖一级AAAO+高密+过滤14昆山市北区污水处理厂三期工程昆山9.6非完全半地下双层加盖太湖DB+一级AAAO+V型滤池15七格污水处理厂四期工程杭州30半地下双层加盖--AAO+深床滤池16西部组团污水处理厂合肥10半地下双层加盖准4类水AAO+深度处理17清溪净水厂合肥20全地下双层加盖合肥DBAAO+活性砂滤池18滨湖新区塘西河污水处理厂升级改造工程合肥3全地下单层+双层结合一级AMBR19北涝圩污水处理厂合肥6--活性污泥法20昆明第九污水处理厂昆明10全地下双层加盖一级AMBR21昆明第十污水处理厂昆明15全地下双层加盖一级AMBR22昆明第十一污水处理厂昆明8全地下双层加盖一级AAAO+高效沉淀池+V型滤池23布吉污水处理厂深圳20全地下双层加盖一级AAAO+生物膜(MBBR)+过滤24滨河污水处理厂改造深圳12单层加盖一级AAAO微絮凝+过滤25西丽再生水厂深圳5半地下双层加盖一级ABAF+高密池26福田污水处理厂深圳40（60）半地下双层加盖一级AAAO27广州京溪污水处理厂广州10全地下双层加盖一级AMBR28广州生物岛再生水厂广州1全地下双层加盖一级A+中水CASS-CMF29珠海市前山水质净化厂珠海10全地下双层加盖一级AMBR30东墩污水处理厂工程漳州13全地下单层加盖一级BMBR7.3地下式污水处理厂配套设计地下式污水处理厂配套设计应遵循现有设计规范，并以节约成本、稳定运行和方便管理为目标，对设计过程中出现的新情况提出优化方案。本节主要明确结构、管线、电气和自控等环节进行设计要点。7.3.1结构设计地下式污水处理厂结构设计应重点考虑顶板荷载、抗浮和防水，具体