劉楊華 王文明 張 文 劉 影 吳未紅

1.湖南省建筑設(shè)計(jì)院2.湖南先導(dǎo)洋湖再生水有限公司

淺析洋湖再生水廠（二期）工程綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

劉楊華1王文明2張 文1劉 影1吳未紅1

1.湖南省建筑設(shè)計(jì)院2.湖南先導(dǎo)洋湖再生水有限公司

洋湖再生水廠（二期）工程設(shè)計(jì)出水主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）準(zhǔn)IV類（其中TN≤10mg/L）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。工程總體設(shè)計(jì)方案貫徹全生命周期等綠色設(shè)計(jì)理念，綜合考慮污水處理與再生利用，尾水實(shí)現(xiàn)“零排放”。通過介紹洋湖再生水廠二期工程設(shè)計(jì)中的技術(shù)亮點(diǎn)，以及綠色設(shè)計(jì)理念的具體應(yīng)用，對于類似項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)具有借鑒及參考意義。

污水處理；污水再生利用；綠色市政

1 引言

洋湖再生水廠地處洋湖垸濕地公園，位于洋湖大道以南，靳江河以東，設(shè)計(jì)污水處理總規(guī)模12×104m3/d，一期工程已建規(guī)模4.0×104m3/d，二期設(shè)計(jì)規(guī)模為8.0×104m3/d，污水處理采用“預(yù)處理＋MSBR＋微絮凝過濾＋人工濕地+消毒”工藝，其中MSBR為二級生化工藝，“微絮凝過濾＋人工濕地+消毒”為深度處理工藝，污泥處理采用機(jī)械離心濃縮脫水工藝，出水主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）準(zhǔn)IV類（其中TN≤10mg/L）水質(zhì)要求，尾水排入洋湖自然濕地作為景觀補(bǔ)水或作為城市雜用水回用，污水實(shí)現(xiàn)100%再生利用。

2 工程設(shè)計(jì)理念

洋湖再生水廠位置特殊，靳江河入湘江口位于長沙市四水廠、一水廠、三水廠、八水廠、五水廠等水廠取水頭部的上游，屬于一級水源保護(hù)區(qū)，水質(zhì)的好壞關(guān)系著長沙市幾百萬人口的飲水安全，尾水不允許直排入靳江河或者湘江。

根據(jù)洋湖再生水廠位置的特殊因素及上層規(guī)劃定位，污水處理廠總體方案按照綠色市政的理念高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，污水處理廠尾水100%考慮再生利用作為城市雜用水和景觀回用水，實(shí)現(xiàn)了省內(nèi)污水處理廠首例“零排放”，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約水資源、環(huán)境友好的目的。其次，二期項(xiàng)目堅(jiān)持全生命周期成本的理念，不但考慮初期建設(shè)投入，還要考慮后期運(yùn)營和維護(hù)；不但考慮項(xiàng)目本身的投資成本，還要考慮項(xiàng)目附帶的社會(huì)成本和環(huán)境成本，確保建成后長時(shí)期都能產(chǎn)生良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 洋湖再生水廠二期廠區(qū)鳥瞰圖

再次，洋湖再生水廠與洋湖濕地公園距離很近，污水廠的設(shè)計(jì)充分考慮了與濕地公園的有效結(jié)合，處理后的尾水進(jìn)入濕地公園。既保證了濕地公園的補(bǔ)水，又充分利用了濕地公園的自凈功能以減少廠區(qū)運(yùn)行成本，人工強(qiáng)化與自然處理的結(jié)合保證了出水的長期穩(wěn)定。而且，廠區(qū)與濕地公園共同組成了一道風(fēng)景線，為市民提供了一處欣賞景觀、娛樂休閑的景點(diǎn)。

3 工程設(shè)計(jì)技術(shù)亮點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)總圖布局

洋湖再生水廠（二期）項(xiàng)目緊臨一期項(xiàng)目南側(cè)，總圖布局切實(shí)注意了安全和環(huán)保要求，同時(shí)兼顧了景觀效果。廠前區(qū)和生產(chǎn)區(qū)功能區(qū)分明顯，避免人流與工作流的相互干擾。建筑密度和建筑系數(shù)科學(xué)合理，既力求布置緊湊，又根據(jù)有關(guān)規(guī)定合理確定了各建、構(gòu)筑物之間的距離，保證了生產(chǎn)運(yùn)營和消防的安全。二期值班房、鼓風(fēng)機(jī)房等新建建筑盡量與一期建筑合建，減少建筑體量與占地面積。工程的設(shè)計(jì)對中水回用工程的建設(shè)進(jìn)行了充分考慮及預(yù)留，保證了整個(gè)廠區(qū)布局布置有序。

二期項(xiàng)目處理單位水量用地指標(biāo)為0.47m2/（m3/d），僅達(dá)到《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》建標(biāo)[2001]77號(hào)中關(guān)于采用二級生化處理+深度處理工藝的污水處理廠建設(shè)用地指標(biāo)的50%，同時(shí)，在廠前區(qū)和南面預(yù)留了大片綠地。

3.2 主體工藝設(shè)計(jì)

洋湖再生水廠（二期）設(shè)計(jì)出水主要水質(zhì)指標(biāo)需達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）IV類（其中TN≤10mg/L）水質(zhì)要求，出水標(biāo)準(zhǔn)要求高，國內(nèi)已經(jīng)建成運(yùn)行的可供參考的工程案例非常少。因此，經(jīng)過前期多次考察，進(jìn)行工藝比選，項(xiàng)目采用經(jīng)濟(jì)、低碳、節(jié)地的新型“預(yù)處理+MSBR＋微絮凝過濾+人工濕地+消毒”處理工藝，二級生化工藝MSBR集生化反應(yīng)與泥水分離與一體，深度處理采用微絮凝過濾，而不采用高效沉淀+過濾，極大地減少了占地及水力高程損失，節(jié)省了投資及運(yùn)行能耗，污水處理電耗僅為0.269kW?h/m3（類似項(xiàng)目處理單位水量能耗指標(biāo)在0.35 kW?h/m3以上）。

圖2 洋湖再生水廠二期工藝流程圖

3.3 綠色建筑設(shè)計(jì)

二期建筑風(fēng)格上保持與一期建筑相一致，其風(fēng)格生態(tài)環(huán)保，按照綠色一星標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)充分考慮到了建筑群體與周圍環(huán)境及洋湖濕地公園的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，主體建筑采用“地景式”處理方式，建筑形體模擬自然丘陵形態(tài)，模糊了墻體、屋面等建筑構(gòu)件與基地的界限，同時(shí)采用種植屋面，屋面綠化與場地內(nèi)部綠化融為一體，弱化建筑體量，最大限度的減少廠區(qū)建筑對濕地公園景觀的影響。

全廠建筑立面力求簡潔、大方、典雅而不落俗套，以協(xié)調(diào)的色彩營造出統(tǒng)一的立面風(fēng)格。生產(chǎn)區(qū)的建筑四周大量栽植綠化，使建筑物掩映其間，達(dá)到建筑處在綠化中或者說綠化淹沒建筑的效果。俯瞰整個(gè)廠區(qū)建筑如遍布綠植的丘陵，完美融入周邊濕地環(huán)境。整個(gè)建筑群融入廠區(qū)大面積的綠化、周邊洋湖濕地公園的水面和藍(lán)天白云中，極具韻律感，實(shí)現(xiàn)了建筑與環(huán)境的和諧共生。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保質(zhì)量、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用；確保了建（構(gòu)）筑物的強(qiáng)度、剛度、延性及穩(wěn)定性。貯水構(gòu)筑物嚴(yán)格遵循規(guī)范，進(jìn)行抗裂設(shè)計(jì)，構(gòu)筑物最大裂縫寬度允許值取0.20mm，且混凝土抗?jié)B等級為S6（預(yù)處理S8）。施工時(shí)混凝土中要求摻加一定量高質(zhì)量的砼抗裂膨脹劑，以提高砼抗?jié)B、抗裂質(zhì)量及結(jié)構(gòu)可靠度。

MSBR生化池池型復(fù)雜，體量較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，沿構(gòu)筑物長、寬兩個(gè)方向分別設(shè)三道、兩道交叉伸縮縫，縫內(nèi)嵌橡膠止水帶，池壁施工縫采用鋼板止水帶止水。該構(gòu)筑物采用自重與錨桿共同抗浮。單根錨桿抗拔承載力特征值為150kN。微絮凝過濾池集眾多功能單體于一體，包括濾池、反沖洗泵房、鼓風(fēng)機(jī)房和下疊出水渠，且上設(shè)種植屋面，通過設(shè)置雙墻或止水帶的方式在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分離，有效節(jié)約了場地空間。

本工程涉及部分一期單體的改建或加建，設(shè)計(jì)時(shí)采取各種措施，盡量減少對原建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的影響，降低造價(jià)的同時(shí)，盡可能做到二期施工不影響一期運(yùn)營。

廠區(qū)內(nèi)所有建筑物屋頂均按種植屋面設(shè)計(jì)，屋面找坡均采用結(jié)構(gòu)找坡，有利于屋面排水和節(jié)省材料。

3.5 園林景觀設(shè)計(jì)

景觀設(shè)計(jì)方面，強(qiáng)勢融入“海綿城市”理念，整個(gè)廠區(qū)LID設(shè)施緊密結(jié)合，統(tǒng)一考慮綠化，整個(gè)廠區(qū)道路及雨水排放系統(tǒng)按照低影響開發(fā)的海綿城市標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，打造園林式再生水廠，二期綠化率達(dá)48.36%，其鄉(xiāng)土植物占全部植物種類的比例≥70%。廠區(qū)辦公樓前及南面綠地設(shè)計(jì)為下沉式綠地，采用模擬自然的方式來增加徑流時(shí)間以此削減徑流峰值，起到對雨水的調(diào)蓄作用。下雨時(shí)廠區(qū)雨水匯流進(jìn)入綠化，部分雨水下滲，部分雨水通過盲管收集進(jìn)入雨水集水池，對雨水進(jìn)行一定的調(diào)蓄利用。廠區(qū)道路兩側(cè)設(shè)置平緣石和植草溝，道路徑流分散匯入植草溝，植草溝內(nèi)設(shè)置濾水層、滲水管，匯入植草溝的雨水，向下經(jīng)濾水層凈化后，通過滲水管橫向傳輸至雨水井。停車場按照生態(tài)式停車場設(shè)計(jì)，在主入口左側(cè)設(shè)計(jì)18個(gè)生態(tài)停車位，采用嵌草植草磚透水材料，兩車位間用花崗巖鋪裝隔離，并設(shè)計(jì)高大喬木形式林蔭。

4 結(jié)束語

洋湖再生水廠（二期）項(xiàng)目設(shè)計(jì)充分結(jié)合一期項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮污水處理廠的特殊位置，以及場地周邊環(huán)境，并依托先導(dǎo)區(qū)兩型社會(huì)的建設(shè)和上層規(guī)劃定位，合理確定工藝路線及工程總體布局，貫徹了全生命周期、綠色建筑、海綿城市等低影響開發(fā)理念。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)充分滿足了“綠色市政”標(biāo)準(zhǔn)的要求，在全國范圍內(nèi)具有良好的示范意義。

[1]金彤.談城市污水處理廠的綠色環(huán)保設(shè)計(jì)[J].東莞市水務(wù)投資集團(tuán)有限公司,2013(9):8

[2]葉祖達(dá).我國綠色建筑的設(shè)計(jì)技術(shù)選擇分析[J].現(xiàn)代城市研究,2013(10)：34～35

劉楊華（1986.11-），男，碩士，工程師，主要從事市政給排水設(shè)計(jì)。