探秘：亚洲最大地下式再生水厂设计

1、工程概况

槐房再生水厂位于槐房村，南环铁路以南，通久路以北，马家堡西路以东，槐房路以西，占地面积约31.36hm2，其中地下部分占地约13hm2。流域范围西起西山八大处，东至展览馆路，北起长河，南至丰台，并包括花乡、卢沟桥乡、石景山乡部分乡域地区，规划流域面积约120.6km2。再生水厂全地埋结构整体为230m*650m*19m深基坑，竖向分为地面层、地下负一层、地下负二层。

2、设计水质及工艺流程 

设计水质 

工艺流程

3、厂区布置

厂区北部为地上部分，按功能又可分为水处理区及污泥处理区。水处理区位于北部地上部分的西侧，主要布置有臭氧系统（包括臭氧制备间、氧气制备车间及液氧储罐）、甲醇加药系统（包括甲醇加药间、甲醇储罐区、泡沫消防泵房及加压水泵房）、总变电室、次氯酸钠加药间及储罐棚（包括次氯酸钠、PAC及柠檬酸储罐）、粗格栅间及进水泵房、鼓风机房。污泥处理区位于北部地上部分的东侧，主要布置有储气柜、贮泥池、污泥浓缩预脱水机房、热水解及热交换车间、污泥消化池、污泥板框脱水机房、沼气锅炉房、厌氧氨氧化系统、沼气脱硫系统、废气燃烧装置等。

厂区中、南部地下部分为水处理区，分为地下二层局部三层布置。地下一层主要为工艺设备操作检修平台及附属生产区，主要包括生物除臭设备、配电室等，在地下一层有贯穿整个地下空间的车行道，并且分别在东、西设立两个出入口，以满足设备维修、安装、消防及栅渣外运的需求。地下二层及局部的地下三层，主要布置各生产构筑物及管廊。地下区布置的处理构筑物主要有细格栅、曝气沉砂池、初沉池、膜格栅、MBR生物池。

厂区中东部分为厂前区及部分生产区，主要建筑物为综合楼（下部为清水池），机修间、仓库、热泵机房及车库（下部为配水泵房），紫外消毒车间及臭氧接触池。

4、设计难点

消防分区如何设置、消防型式和设备如何确定？

除臭范围和工艺如何确定，全面机械通风与除臭如何结合？

如何降低全面机械通风的投资和运行费用？

如何降低地下处理厂被淹泡的概率？

地下部分消防设计

槐房再生水厂地下空间部分总建筑面积约13hm2，如此大规模的再生水厂如果按照《建筑设计防火规范》中对常规地下厂房的规定，将要设置140个以上的防火分区，即使采用自动灭火系统也需设置70个以上的防火分区。这将对工艺流程布置、管线布置、人员巡视路线确定、以及设备和栅渣的运输等带来极大不便。并且每个防火分区通向地面的疏散口均位于地下空间上部的湿地区域，过多的疏散口分散在地面，不仅给上部的景观设计带来很大影响，也增加了以后的运行管理难度。

基于上述情况，在设计前期就与北京市公安消防局就消防分区的划分原则进行了沟通，针对污水处理厂的处理工艺、布置形式、设备类型、人员活动特点等进行分析，对防火分区的划分力争做到客观的理解区域性质、重点部位重点设防。

地下空间内大面积的水池顶盖部分空间，由于设备较少、基本无可燃物，防火分区划分可以依据工艺流程分系列划分，面积可以适当突破。对于位于地下空间内的分变电室，以及设备集中的车间划分为单独的防火分区，分区面积应执行防火规范的相应要求。各机械送排风机房也设置为独立的防火分隔。每个防火分区均设有直接通往地面的疏散出口，以及通往相邻防火分区的安全出口。

地下空间主通道以及各分区车间内设置室内消火栓系统；变配电室均设置无管网自动气体灭火系统；主通道同时设置自动喷水灭火系统。

需要说明的是，上面所述的地下空间消防设计原则只针对槐房再生水厂工程，每个工程都必须征得当地消防审批部门的批准，或单独进行消防性能化设计。

地下空间通风及除臭设计

地下部分属于散发热、湿及臭气的车间，由于面积、高度较大，采用机械送风、机械排风的全面通风方式。

所有容易散发臭气的渠道、水面、设备均进行封闭，设抽气点排气，形成负压状态，防止臭气外溢。抽出的臭气送到相应的除臭系统进行处理，对于预处理部分的臭气采用三级化学除臭装置进行处理；对于生物池和膜池部分的废气，采用生物除臭系统进行处理。处理后的废气通过三座15m高的排放塔进行排放。

对容易受到臭气污染车间的排风分成两部分，一部分送到除臭系统进行处理，对于相对清洁的部分，则转移至工艺曝气用气，减少除臭气量。

各车间均送新风，风量与臭气量平衡。新风为直流送风，清洁区域的空气向污染区域转移，如通道空气向膜格栅间、初沉池间、生物池、膜池转移。对于人员不经常到达的地下2、3层管廊区域，在设计中与地下1层通道进行换风，在管道维护期间或由运行管理人员根据需要开启。