莫?；I

（廣州市政府投資項(xiàng)目研究評(píng)審中心，廣東省 廣州市 510055）

隨著2017年5月廣州市政府正式印發(fā)《廣州市治水三年行動(dòng)計(jì)劃（2017－2019年）》，以雨污分流為技術(shù)路線的排水改造工程在全市范圍內(nèi)迅速推進(jìn)。不斷完善的公共污水管網(wǎng)系統(tǒng)將曾經(jīng)直排河涌的污水收集到管網(wǎng)中，為解決現(xiàn)有污水處理廠處理規(guī)模不足、適應(yīng)廣州市日后人口增長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，治水計(jì)劃推進(jìn)期間在中心城區(qū)范圍內(nèi)共計(jì)新建、擴(kuò)建9座污水處理廠，新增污水處理規(guī)模達(dá)150萬(wàn)噸。為落實(shí)用地節(jié)約、環(huán)境友好理念、有機(jī)融合城市“三舊”改造、景觀提升與環(huán)保設(shè)施建設(shè)功能，新、擴(kuò)建污水處理廠普遍采用全地埋式設(shè)計(jì)。本文從出水標(biāo)準(zhǔn)、處理工藝、建造形式等方面梳理污水處理廠建設(shè)特點(diǎn)，并形成一套快速估算指標(biāo)體系，為項(xiàng)目策劃研究階段提供參考。

1 污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)及處理工藝

1.1 污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)

隨著近年來(lái)國(guó)家及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城鎮(zhèn)化不斷推進(jìn)，城市居民對(duì)于城市水環(huán)境安全及舒適度提出更高要求，政府對(duì)于水資源安全重視程度越來(lái)越高，因此對(duì)污水處理廠的出水水質(zhì)要求也越來(lái)越高。

2015年4月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，提出敏感區(qū)域（重點(diǎn)湖泊、重點(diǎn)水庫(kù)、近岸海域匯水區(qū)域）城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。2015年12月廣東省人民政府印發(fā)《廣東省水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》，要求因地制宜推進(jìn)現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施改造，出水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)于2017年底前達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)及廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26－2001）的較嚴(yán)值；新建、改建和擴(kuò)建城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施出水全面執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)及廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26－2001）的較嚴(yán)值。2017年5月廣州市人民政府印發(fā)《廣州市治水三年行動(dòng)計(jì)劃（2017－2019）》，要求采取措施確保29座已建污水處理廠的出水排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)和省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染排放限值》的較嚴(yán)值。2017年11月廣州市水務(wù)局進(jìn)一步明確新建、改建污水處理廠的出水標(biāo)準(zhǔn)原則上執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）Ⅴ類水和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的較嚴(yán)值[1]。

表1 污水處理出水標(biāo)準(zhǔn)

1.2 污水處理工藝

城鎮(zhèn)污水處理可選擇生物法、化學(xué)法及物理化學(xué)法等。綜合技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)節(jié)約等因素，生物法具有污染物處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好、運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定、行業(yè)使用經(jīng)驗(yàn)豐富的等優(yōu)點(diǎn)。因此，生物處理法均廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水和生活污水。生物法主要包括活性污泥法和生物膜法。其中，以A2/O法為代表活性污泥法最為廣泛的應(yīng)用，具有處理有機(jī)污水效果好、運(yùn)行較穩(wěn)定、運(yùn)維費(fèi)用相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)[2]，經(jīng)不斷改進(jìn)后已成為目前污水處理工藝主流。

1.2.1 A2/O工藝

以往的生物處理工藝主要目的是降低污水中以BOD、COD等綜合指標(biāo)標(biāo)示的耗氧有機(jī)污染物質(zhì)，隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日益嚴(yán)重，氮、磷等無(wú)機(jī)污染物質(zhì)的危害引起了人們的高度重視，使得缺氧、厭氧、好氧工藝應(yīng)運(yùn)而生。A2/O工藝根據(jù)活性污泥中微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷過(guò)程對(duì)環(huán)境條件要求的不同，在池子不同的區(qū)域分別設(shè)置厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。A2/O工藝應(yīng)用較為廣泛，歷史較長(zhǎng)，已積累有一定的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)精心的控制和調(diào)節(jié)，一般可以獲得較好的除磷脫氮效果，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，在國(guó)內(nèi)外大中小型城市污水處理廠常有采用。

具體的工藝流程如下圖：

圖1 A2/O工藝流程圖

1.2.2 MBR工藝

膜生物反應(yīng)器技術(shù)（MBR）是膜分離技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，被普遍認(rèn)為是性能穩(wěn)定、效果良好，極具發(fā)展?jié)摿Φ奈鬯幚砑夹g(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)是以超、微濾膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥處理過(guò)程中的泥水重力沉降分離過(guò)程，由于采用膜分離，因此可以保持很高的生物相濃度和非常優(yōu)異的出水效果?？捎行コ械挠袡C(jī)物與氨氮等污染物質(zhì)。MBR工藝在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)成功地應(yīng)用于城市污水與工業(yè)污水的處理。

圖2 MBR工藝流程圖

A2/O工藝與MBR工藝各有優(yōu)劣，在出水水質(zhì)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）Ⅴ類水和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的較嚴(yán)值的前提下，需結(jié)合前期工程投資、后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、用地面積、運(yùn)營(yíng)管理難度、維護(hù)技術(shù)要求等多方面開(kāi)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比選，擇優(yōu)選用合適的污水處理工作。目前，廣州市內(nèi)污水處理廠均有采用A2/O工藝、MBR工藝的案例。

2 污水處理廠建造形式

隨著城市發(fā)展，土地資源越發(fā)稀缺，污水處理廠因自身運(yùn)行特點(diǎn)，具有占地面積相對(duì)較大、通風(fēng)除臭要求高的特點(diǎn)。并且，傳統(tǒng)地上式污水處理廠對(duì)周邊環(huán)境影響較大，影響周邊土地利用開(kāi)發(fā)，形成較大鄰避效應(yīng)，容易引起輿情事件。為節(jié)約土地、優(yōu)化鄰避項(xiàng)目的環(huán)境影響，廣州市水務(wù)局于2017年提出：中心城區(qū)新建市政污水處理廠原則上按地埋式污水處理廠的建造形式。

相對(duì)于地上式污水處理，地埋式污水處理廠由于全部污水處理構(gòu)筑物建于地下[3]，需要開(kāi)挖埋設(shè)達(dá)到15～20米的深基坑，基坑開(kāi)挖需布置地下連續(xù)墻等支護(hù)措施，這也是地埋式污水處理廠造價(jià)較高的主要原因之一[4]。地埋式污水處理廠需要充分考慮地下空間的通風(fēng)換氣以及除臭、消防等問(wèn)題，這部分設(shè)備的投資及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用大幅度高于地上式污水處理廠。但由于采用地下布置，各構(gòu)筑物布置緊湊，總體占地面積較小，并且地上空間可布置生態(tài)綠植及便民設(shè)施，有助于提高廠區(qū)總體環(huán)境舒適性，有效降低鄰避效應(yīng)。目前，如廣州市瀝滘污水處理廠三期工程、西朗污水處理廠二期工程等已均采用地埋生態(tài)式布置，地上已打造成為環(huán)境優(yōu)美的科普教育基地。

3 污水處理廠典型工程特征

圖3 瀝滘凈水廠三期工程地上景觀

根據(jù)廣州市治水三年行動(dòng)計(jì)劃期間新建污水處理廠工程方案，結(jié)合廣州市主要采用污水處理工藝、廠區(qū)建造形式等具體條件，設(shè)計(jì)出水常規(guī)指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）地表V類水標(biāo)準(zhǔn)的較嚴(yán)值，總結(jié)污水處理廠的四種典型工程特征。

3.1 典型地埋式污水處理廠（MBR工藝）

污水廠采用全地埋式，工藝單體為粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵、沉砂池及精細(xì)格柵、MBR生化池、MBR膜池、消毒池、污泥濃縮池、貯泥池、鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、污泥干化間、出水計(jì)量槽，附屬配套建筑物（生產(chǎn)調(diào)度中心、綜合樓、機(jī)修間及倉(cāng)庫(kù)、變配電間等）。地面綠化園建按照普通標(biāo)準(zhǔn)考慮。其建設(shè)內(nèi)容主要包括：主體基坑及地下主體工程、各類地下主體內(nèi)生產(chǎn)構(gòu)筑物土建及安裝工程（工藝池體、設(shè)備車間、變配電間、儀表間等）、各類配套構(gòu)筑物土建及安裝工程（綜合樓、辦公樓、機(jī)修車間等）、工藝設(shè)備材料購(gòu)置及安裝、電氣自控通風(fēng)除臭設(shè)備材料購(gòu)置及安裝、配套設(shè)備（機(jī)修、運(yùn)輸、化驗(yàn)、通訊、工器具及生產(chǎn)工具等）購(gòu)置、廠區(qū)綜合布置類土建及安裝工程（綜合管線、道路、園建綠化、圍墻、門衛(wèi)室等），綜合考慮外水外電，不含進(jìn)出水管、中水回用系統(tǒng)、外送補(bǔ)水泵房及管道、大規(guī)模廠區(qū)土石方、護(hù)坡等。

地質(zhì)狀況按一般地質(zhì)考慮，基坑形狀方正，周長(zhǎng)系數(shù)按0.025考慮（即基坑周長(zhǎng)與底面積的比為0.025），基坑深18 m，基坑支護(hù)按φ1 000@1 200灌注樁支護(hù)，樁長(zhǎng)30 m，地基處理φ1 200灌注樁，橫豎各間隔5 m，樁長(zhǎng)15 m?；又ёo(hù)和地基處理因基坑形狀、地質(zhì)條件差異較大，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況相應(yīng)增加或減少。

污水處理廠主要的關(guān)鍵設(shè)備按采用進(jìn)口或合資品牌考慮，包括主泵、攪拌器、風(fēng)機(jī)、MBR膜組器、監(jiān)控儀表等。

3.2 典型地埋式污水處理廠（A2O工藝）

污水廠采用全地埋式，工藝單體為粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵、沉砂池、A2O生化池、二沉池、中間提升泵房、V型濾池、消毒池、污泥濃縮池、貯泥池、鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、污泥干化間、出水計(jì)量槽，附屬配套建筑物（生產(chǎn)調(diào)度中心、綜合樓、機(jī)修間及倉(cāng)庫(kù)、變配電間等）。地質(zhì)狀況及處理方案等與3.1典型地埋式污水處理廠（MBR工藝）相同。

3.3 典型地上式污水處理廠（MBR工藝）

污水廠采用地上式，工藝單體為粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵、沉砂池及精細(xì)格柵、MBR生化池、MBR膜池、消毒池、污泥濃縮池、貯泥池、鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、污泥干化間、出水計(jì)量槽，附屬配套建筑物（生產(chǎn)調(diào)度中心、綜合樓、機(jī)修間及倉(cāng)庫(kù)、變配電間等）。其建設(shè)內(nèi)容主要包括：紅線范圍內(nèi)的各類生產(chǎn)構(gòu)筑物土建及安裝工程（工藝池體、設(shè)備車間、變配電間、儀表間等）、各類配套構(gòu)筑物土建及安裝工程（綜合樓、辦公樓、機(jī)修車間等）、工藝設(shè)備材料購(gòu)置及安裝、電氣及自控設(shè)備材料購(gòu)置及安裝、配套設(shè)備（機(jī)修、運(yùn)輸、化驗(yàn)、通訊、工器具及生產(chǎn)工具等）購(gòu)置、廠區(qū)綜合布置類土建及安裝工程（綜合管線、道路、園建綠化、圍墻、門衛(wèi)室等），綜合考慮外水外電，不含進(jìn)出水管、中水回用系統(tǒng)、外送補(bǔ)水泵房及管道、大規(guī)模廠區(qū)土石方、護(hù)坡等。

地質(zhì)狀況按一般地質(zhì)考慮，采用φ400@2500x2500預(yù)制管樁進(jìn)行地基處理，管樁長(zhǎng)度15 m。地基處理因地質(zhì)條件差異較大，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況相應(yīng)增加或減少。

污水處理廠主要關(guān)鍵設(shè)備按采用進(jìn)口或合資品牌考慮，包括主泵、攪拌器、風(fēng)機(jī)、MBR膜組器、監(jiān)控儀表等。

3.4 典型地上式污水處理廠（A2O工藝）

污水廠采用地上式，工藝單體為粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵、沉砂池、A2O生化池、二沉池、中間提升泵房、V型濾池、消毒池、污泥濃縮池、貯泥池、鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、污泥干化間、出水計(jì)量槽，附屬配套建筑物（生產(chǎn)調(diào)度中心、綜合樓、機(jī)修間及倉(cāng)庫(kù)、變配電間等）。地質(zhì)狀況及處理方案、主要建設(shè)內(nèi)容類別及關(guān)鍵設(shè)備選擇等方面與“3.3 典型地上式污水處理廠（MBR工藝）”相同。

4 污水處理廠工程費(fèi)用費(fèi)用快速估算模型

污水處理廠工程在出水標(biāo)準(zhǔn)、工藝路線、建造形式方面的工程特征[5]，結(jié)合廣州市內(nèi)已建、擬建污水處理廠工程案例，研究工程特征與造價(jià)指標(biāo)的變化規(guī)模，通過(guò)建立工程造價(jià)模型，形成污水處理廠工程費(fèi)用費(fèi)用快速估算模型。該快速估算指標(biāo)主要用于項(xiàng)目前期決策時(shí)匡算投資，也可用于投資估算編制和審核時(shí)總體指標(biāo)的參考對(duì)照。通過(guò)識(shí)別典型項(xiàng)目工程特征，選用匹配的快速估算指標(biāo)，對(duì)工程費(fèi)用造價(jià)水平進(jìn)行總體判斷，初步判斷設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)合理性。

實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體情況并考慮編制時(shí)間因素，對(duì)擬建項(xiàng)目布置形式（地埋或地上）、處理工藝（MBR工藝或A2O工藝）進(jìn)行簡(jiǎn)單分解，分別對(duì)照指標(biāo)，組合后形成擬建項(xiàng)目工程費(fèi)用總體指標(biāo)。

表2 污水處理廠典型工程造價(jià)指標(biāo)分析

5 結(jié)語(yǔ)

隨著廣州市污水處理廠建設(shè)資金來(lái)源由財(cái)政支持調(diào)整為企業(yè)自負(fù)盈虧，政府部門對(duì)污水處理廠在工藝路線、建設(shè)形式、投資估算等方面的把控力度相對(duì)減弱，轉(zhuǎn)而以污水處理成本核算的手段，對(duì)污水處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)行宏觀把控。在具體工程方案尚未成熟、需制定水務(wù)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的情形下，本文所述污水處理廠快速估算模型可為政府決策提供參考。