地下式污水处理厂发展现状及展望

地下式污水处理厂发展现状及展望
摘要：目前地面污水处理厂均选址在城市郊区。

随着城市化进程的逐渐加大，
城市土地增值迅速，处在城市郊区的污水处理厂终将会中心化。

因为污水的运输
的距离成本，污水处理厂不可能一直往外迁移，地下式污水处理厂解决了这个问题。

地面污水处理厂离市区距离过大，影响再生水的回用成本，地下式污水处理
厂在回用方面具有很大的优势。

节约地面用地，充分使用地下空间，符合未来城
市的规划方向能，结合目前我国地下污水处理厂的发展现状，以青岛高新区污水
处理厂、昆明第十污水处理厂、广州市京溪地下净水厂为例，本文分析了地下污
水处理厂在我国发展的前景，并详细介绍了地下式污水处理厂常用工艺类型，以
及地下污水处理厂存在问题及对策。

关键词：地下式污水处理厂；现状；工艺；展望
前言
近些年来我国的经济飞速发展，城市化进程逐步加大，城市市政工程的建设
也逐步完善，传统地面污水处理厂建在城市内，出现“城中厂”的情况，出现了恶臭、噪音等一系列环境污染问题和景观不美观等问题，必须解决这些问题改善目
前的状况。

目前很多城市考虑建设海绵城市，从水资源合理利用的角度来规划污
水厂的整体布局，在城市之中建设地下污水处理厂可以将雨水和污水进行同时净化。

这是水资源循环利用的新思路。

1.地下污水处理厂的优点
与地上式污水处理厂相比较，地下式污水处理厂的最大优点就是节约土地利
用和减少环境影响，能够满足城市发展对土地利用的要求，同时能够减少污水处
理厂对周围居民的生活影响，尤其是噪声和臭味的影响，减小景观不协调等问题，提高了土地使用价值。

地下污水处理厂的处理技术已较为成熟，在芬兰、瑞典、
挪威等国家已经建设和运行效果较好。

但地下污水处理厂建设成本和运行管理较
地上式污水处理厂的要高，通风、除臭、安全性及升级改造空间限制要求较高，
但从长远的发展和效益来看，其优势更大。

2.我国地下污水处理厂的发展现状
目前为止，我国运行的地下污水处理厂超过10座（如表1），在建的有 30
多座，且规模越来越大。

表 1 我国部分地下污水处理厂情况
2.1 青岛高新区污水处理厂
青岛高新区污水处理厂是国内北方地区首座全地下式污水处理厂，总规模为
18 万吨 / 日。

污水处理厂采用全地下式布置方式，其占地面积仅为同等规模地上
式污水厂的一半，表面上是一个功能齐全的休闲运动公园，而在地面下，却是一
座巨大的双层污水处理厂。

能有效防止噪音、臭气等对环境和城市居民生活产生
的影响，箱体内的臭气经生物除臭及离子除臭双重系统处理后，经通风塔高空排放。

地上空间可规划建设为运动场、休闲公园等，既不会破坏自然景观及周围建
筑的整体视觉效果，也不会对周边土地的升值造成影响。

2.2 张家港金港片区污水处理厂
张家港市金港地下污水处理厂是市域污水治理一期扩建工程中金港片区的重
要组成部分，主要收集港区、南沙、后塍及新城区的生活污水。

污水处理厂总规模为 5 万吨 / 日。

原设计为常规地上式污水处理厂，由于对商业区周边环境影响较大，将地上式污水处理厂建为全地下式污水处理厂，在其上面覆盖绿化以美化商业区的环境。

采用先进的全地下式理念和 MBR生物处理技术相融合。

张家港市金港地下污水处理厂的建设，探索出一种污水处理厂高效、集约用地的新模式，为城市中心区污水处理厂选址及建设提供了新的思路和重要借鉴。

2.3 广州市京溪地下净水厂
广州市京溪地下净水厂是广州市亚运会配套城市河涌改造项目，是我国首座采用全地埋式膜生物反应器 ( MBR) 工艺的大型市政污水处理厂。

处理构筑物采用全地下布置和组团布局 ;配套有污泥处理、臭气处理、地面园林景观等建 ( 构 ) 筑物。

京溪污水处理厂成功探索了在土地资源极其紧张的城市中心新建污水处理厂的高效、集约用地新模式。

3.地下式污水处理厂常用工艺类型
3.1 MBR 工艺
MBR 工艺的优点有剩余污泥产量少、出水优质稳定、脱氮除磷的效率很高、工艺占地面积很小、可以全程自动控制等，非常适合要求自动化的程度高、占地面积小的地下污水处理厂的建设和运行。

MBR 工艺几乎不影响周围环境、集约化的程度很高、污水经过处理后可直接用在景观河道的补水。

另外，废弃二沉池进行深度处理而使用 MBR 膜过滤工艺，不仅可以节约占地，还可以增加生化池内的污泥的浓度，增强地下污水处理厂总体的处理效率。

在国外，地下污水处理厂运用 MBR工艺技术非常成熟，英国 Swanage 污水处理厂 2000 年的 6 月投产使用，服务人口高达 28000 人，设计的日处理规模达 12700m 3 ；Swanage 地下污水处理厂的厂址在环境秀丽的海湾边，周边都是海水的浴场，环境景观要求非常的高，因此采用 MBR 工艺建设全地下污水处理厂；日本新宫町中央净化中心运用完全地下的建设模式，地面上建有公园，运用膜生物反应器（MBR）的处理工艺，设计日处理规模达 9090m 3 ，运行期间的日处理能力是 6060m 3 ，服务人口高达17000 人，该地下污水处理厂在2010 年 3 月 1 日正式投产使用。

目前国内运用MBR 技术的地下污水处理厂的具体数据如表 1 所示。

3.2 A2O 及其改良工艺
A2O 工艺和 A2O 的改良工艺，具体工艺名称是分段进水 AAO 工艺、Anoxic-AAO 工艺、多级 A/O 工艺等，优点有抑制丝状菌的膨胀效果非常明显、除磷脱氮率非常高、日常运行费用比较低等。

为了出水水质更加稳定、水质更好，设计地下污水处理厂时，AAO 工艺经常和其他工艺设备组合使用，比如 MBBR、MBR、纤维转盘滤池、深床滤池等。

国内 AAO 及其改良工艺的地下式污水处理厂的相关数据如表 2 所示。

3.3 其他工艺
MBBR 工艺的工作原理是向反应器内投加悬浮载体，悬浮载体用于微生物着床时产生生物膜，最终实现生物的脱氮除磷和除去有机物的过程，MBBR 工艺兼顾生物接触氧化法和传统流化床两种技术的优势，运营管理方便、投资少、污泥产率低，可以不设计填料的支架，不需要污泥回流的相关设备，克制了固定式生物膜法和传统的活性污泥法的不足和缺点，青岛高新区的地下污水处理厂就是MBBR 工程的典型成功案例。

4.地下污水处理厂存在问题及对策
4.1 存在的问题
4.1.1 建设成本高、施工难度大
建设地下污水处理厂必须开挖和施工深基坑和基坑的分层布设工作，建筑的
成本很高，施工的难度很大。

地下污水处理厂的施工成本约4000～6000元/m 3 ，是相同规模的地面污水处理厂投资成本的两到三倍。

值得注意的是地下污水处理
厂必须增加通风和除臭的设备，运营成本也比地面污水处理厂增加很多，通风和
除臭设备系统的运行耗电量是地下污水处理厂总耗电量的 30% ～ 50%。

4.1.2 安全隐患大、风险性高
地下式污水处理厂的污水经过处理后产生硫化氢、氨和挥发性有机化合物如
甲基硫、甲硫醇等具有挥发性的有机化合物严重危害人体的身体健康，地下污水
厂在处理污水时产生很多噪声，噪声问题严重影响工作人员的身体健康。

地下污
水处理厂在运行过程中有很多安全隐患，停电或遇水暴雨，可能会发生水浸入，
如漏水，导致洪水等隐患。

据称，地下污水处理厂至少有三道闸保护污水处理厂。

地下污水处理厂均使用地下建筑封闭的结构，火灾发生将非常危险。

4.1.3 地上景观设计非常单一
地下污水处理厂的很多地上空间可用于景观设计，有公园、湿地、花园和娱
乐设施等。

虽然地下污水处理厂的地面景观设计发展迅速，但是仍存在很多问题，如相对落后的设计理念，单一模式，功能不完善和综合效益低等，都有改进的余地。

4.1.4 缺乏规范性文件的指导
日本、美国、欧盟等发达国家都有完善的关于地下式污水处理厂的标准和规范，但是国内的地下式污水处理厂的设计、建设、运行维护等相关技术仅凭以往
成功经验或者是直接将地上式污水处理厂原封不动的“挪”到地下深基坑内，没有
统一的无国家技术标准规范地下式污水处理厂的具体施工和运行。

4.1.5 国内政府资金投入和补贴政策不足
中国政府没有出台明确的文件补贴建设地下式水处理厂，一些城市实行了相
关补贴的政策和措施，比如地下污水处理厂的循环水或污水用作景观水的价格普
遍偏高。

但中国地下污水处理厂运行补贴很少。

在资本投资方面，虽然国内“二五”期建设明显加大了地下式污水处理厂资金投入力度，但和地面的污水处理厂投入
资金相比，仍有显着差距，只有 12％左右，总投资增加空间是巨大的。

4.2 解决对策
4.2.1 地下式污水处理厂设计理念的创新
地下式污水处理厂的建设将成为生态文明的新起点，作为污水处理的主要载体，构建城市的生态综合体、湿地、景观、公园等城市农业相互结合。

例如，可
设计一个地下式污水处理厂，将城市农业和现代设施农业完美结合，可以向公众
提供休闲的空间，建设生态型湿地，可以更好的为生产服务和社会服务，建设低
碳资源进行循环利用，排放量少和生态化的污水处理系统，地下污水处理厂将负
资产通过污水处理转化成生态的正资产，完成污水处理的创新模式的实施。

4.2.2 污水处理关键技术的突破
地下污水处理厂的开发利用技术或更多互联的技术，地下式污水处理厂的处
理效率和处理效果得到明显的提高，发展前景可观。

采用恒温处理技术可以明显
加强生物过程的污水处理能力，去除负荷的体积更大，主流厌氧铵得到氧化，好
氧颗粒膜、污泥的浓度等都明显降低，污水处
理系统的反应装置体积加大，污水的处理效果非常显著。

4.2.3 制定相关规范和标准
传统地面的污水处理厂规范或标准的指导文件比较完善，一些地面污水处理
厂的要求和污水处理厂的建厂要求已经达到或者接近了世界先进水平的行列。

然而，国内的地下式污水处理厂建设时间较短，许多标准和规范只能依照现在仅有
的污水处理厂的成功实例或者依靠传统的经验，没有相关标准和规范，将阻碍了
地下式污水处理厂的建设和健康发展。

制定指导地下式污水处理厂运行和建设的
相关规范和标准对降低地下式污水处理厂建设和运营成本，降低安全风险和风险，规范运营和维护，优化和升级景观设计有着非常重要的用途。

4.2.4 政府补贴和投入方式的多样化
北控水务投资建设和运营了 8 个地下式污水处理厂，从这些地下污水处理厂
的运行、建设和管理方面总结，这些地下污水处理厂已经不依靠政府单一的运营
管理模式和单一的投资模式，融资渠道不断拓宽，实现了多元化的投资理念，BOT 模式、BT 模式、TOT 模式、准 BOT 模式、供排水一体化模式和托管运营模式等，都可以应用在其他城市建设地下污水处理厂的运行、管理以及建设中。

结束语
在地下空间广泛开发利用的大背景下，我国城市污水处理厂建设从地上敞开式、到加盖除臭式、再到全地下式( 封闭式) 的发展过程，是顺应经济社会发展、满足更高生态环境需求的必要过程。

地下式污水处理厂的结构特点和地面污水处
理厂的主要区别是处理构筑物的部分或者整体设计在地面以下人工开挖或者天然
形成的地下空间内，工作人员需要长时间在地下污水处理厂内进行日常操作、巡
逻以及维护等相关工作。

地下污水处理厂及多种衍生形式都具有处理构筑物和操
作空间的双重封闭性共同点，均可防止噪声、恶臭污染泄漏扩散，污染治理更为
彻底。

我国城镇化快速发展催生地下污水处理厂的需求更加迫切，地下污水处理
厂逐渐地将从一种被动选择发展为一种趋势，主要从规划层面提前统筹地下污水
处理厂等地下市政设施建设 ; 地下污水处理厂建设核心是关注与周边生态和未来
资源发展的交融以体现可持续发展的内在要求 ; 地下空间利用技术、污水处理技
术继续发展将进一步增强地下污水处理厂经济性、可行性，进而扩大其应用范围; 未来，地下污水处理厂设计将在提升至城市设计、城市经营的更高高度发挥更加
突出的作用。

参考文献：
[1] 邱维 . 我国地下污水处理厂建设现状及展望 [J]. 中国给水排
水 ,2017,33(06):18-26.
[2] 黄明娜. 国内地下式污水处理厂发展现状及前景思考[J]. 化学工程与装
备 ,2016,(06):233-235.
[3] 刘绪为 , 尤颖 , 王利剑等 .MBR 工艺应用于全地下污水处理厂的设计特点 [J]. 中国给水排水 ,2015,31(2):62-65.。