再生水廠綠色設計理念的應用

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摘要：洋湖再生水廠（二期）工程設計出水主要水質指標達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）準IV類（其中TN≤10mg/L）水質標準要求。工程總體設計方案貫徹全生命周期等綠色設計理念，綜合考慮污水處理與再生利用，尾水實現“零排放”。通過介紹洋湖再生水廠二期工程設計中的技術亮點，以及綠色設計理念的具體應用，對于類似項目的工程設計具有借鑒及參考意義。

關鍵詞：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，設計污水處理總規模12×104m3/d，一期工程已建規模4.0×104m3/d，二期設計規模為8.0×104m3/d，污水處理采用“預處理＋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，污泥處理采用機械離心濃縮脫水工藝，出水主要水質指標達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）準IV類（其中TN≤10mg/L）水質要求，尾水排入洋湖自然濕地作為景觀補水或作為城市雜用水回用，污水實現100%再生利用。

2工程設計理念

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，屬于一級水源保護區，水質的好壞關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。根據洋湖再生水廠位置的特殊因素及上層規劃定位，污水處理廠總體方案按照綠色市政的理念高標準進行設計。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，實現了省內污水處理廠首例“零排放”，從而實現了節約水資源、環境友好的目的。其次，二期項目堅持全生命周期成本的理念，不但考慮初期建設投入，還要考慮后期運營和維護；不但考慮項目本身的投資成本，還要考慮項目附帶的社會成本和環境成本，確保建成后長時期都能產生良好的社會經濟效益。圖1洋湖再生水廠二期廠區鳥瞰圖再次，洋湖再生水廠與洋湖濕地公園距離很近，污水廠的設計充分考慮了與濕地公園的有效結合，處理后的尾水進入濕地公園。既保證了濕地公園的補水，又充分利用了濕地公園的自凈功能以減少廠區運行成本，人工強化與自然處理的結合保證了出水的長期穩定。而且，廠區與濕地公園共同組成了一道風景線，為市民提供了一處欣賞景觀、娛樂休閑的景點。

3工程設計技術亮點

3.1設計總圖布局

洋湖再生水廠（二期）項目緊臨一期項目南側，總圖布局切實注意了安全和環保要求，同時兼顧了景觀效果。廠前區和生產區功能區分明顯，避免人流與工作流的相互干擾。建筑密度和建筑系數科學合理，既力求布置緊湊，又根據有關規定合理確定了各建、構筑物之間的距離，保證了生產運營和消防的安全。二期值班房、鼓風機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。工程的設計對中水回用工程的建設進行了充分考慮及預留，保證了整個廠區布局布置有序。二期項目處理單位水量用地指標為0.47m2/（m3/d），僅達到《城市污水處理工程項目建設標準》建標[2001]77號中關于采用二級生化處理+深度處理工藝的污水處理廠建設用地指標的50%，同時，在廠前區和南面預留了大片綠地。

3.2主體工藝設計

洋湖再生水廠（二期）設計出水主要水質指標需達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）IV類（其中TN≤10mg/L）水質要求，出水標準要求高，國內已經建成運行的可供參考的工程案例非常少。因此，經過前期多次考察，進行工藝比選，項目采用經濟、低碳、節地的新型“預處理+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，節省了投資及運行能耗，污水處理電耗僅為0.269kW•h/m3（類似項目處理單位水量能耗指標在0.35kW•h/m3以上）。

3.3綠色建筑設計

二期建筑風格上保持與一期建筑相一致，其風格生態環保，按照綠色一星標準設計。建筑設計充分考慮到了建筑群體與周圍環境及洋湖濕地公園的協調統一，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，模糊了墻體、屋面等建筑構件與基地的界限，同時采用種植屋面，屋面綠化與場地內部綠化融為一體，弱化建筑體量，最大限度的減少廠區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，以協調的色彩營造出統一的立面風格。生產區的建筑四周大量栽植綠化，使建筑物掩映其間，達到建筑處在綠化中或者說綠化淹沒建筑的效果。俯瞰整個廠區建筑如遍布綠植的丘陵，完美融入周邊濕地環境。整個建筑群融入廠區大面積的綠化、周邊洋湖濕地公園的水面和藍天白云中，極具韻律感，實現了建筑與環境的和諧共生。

3.4結構設計

本工程結構設計確保質量、技術先進、經濟合理、安全適用；確保了建（構）筑物的強度、剛度、延性及穩定性。貯水構筑物嚴格遵循規范，進行抗裂設計，構筑物最大裂縫寬度允許值取0.20mm，且混凝土抗滲等級為S6（預處理S8）。施工時混凝土中要求摻加一定量高質量的砼抗裂膨脹劑，以提高砼抗滲、抗裂質量及結構可靠度。MSBR生化池池型復雜，體量較大，結構設計時采用澆鋼筋混凝土結構，沿構筑物長、寬兩個方向分別設三道、兩道交叉伸縮縫，縫內嵌橡膠止水帶，池壁施工縫采用鋼板止水帶止水。該構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、鼓風機房和下疊出水渠，且上設種植屋面，通過設置雙墻或止水帶的方式在結構上進行分離，有效節約了場地空間。本工程涉及部分一期單體的改建或加建，設計時采取各種措施，盡量減少對原建構筑物結構的影響，降低造價的同時，盡可能做到二期施工不影響一期運營。廠區內所有建筑物屋頂均按種植屋面設計，屋面找坡均采用結構找坡，有利于屋面排水和節省材料。

3.5園林景觀設計

景觀設計方面，強勢融入“海綿城市”理念，整個廠區LID設施緊密結合，統一考慮綠化，整個廠區道路及雨水排放系統按照低影響開發的海綿城市標準設計，打造園林式再生水廠，二期綠化率達48.36%，其鄉土植物占全部植物種類的比例≥70%。廠區辦公樓前及南面綠地設計為下沉式綠地，采用模擬自然的方式來增加徑流時間以此削減徑流峰值，起到對雨水的調蓄作用。下雨時廠區雨水匯流進入綠化，部分雨水下滲，部分雨水通過盲管收集進入雨水集水池，對雨水進行一定的調蓄利用。廠區道路兩側設置平緣石和植草溝，道路徑流分散匯入植草溝，植草溝內設置濾水層、滲水管，匯入植草溝的雨水，向下經濾水層凈化后，通過滲水管橫向傳輸至雨水井。停車場按照生態式停車場設計，在主入口左側設計18個生態停車位，采用嵌草植草磚透水材料，兩車位間用花崗巖鋪裝隔離，并設計高大喬木形式林蔭。

4結束語

洋湖再生水廠（二期）項目設計充分結合一期項目的成功經驗，綜合考慮污水處理廠的特殊位置，以及場地周邊環境，并依托先導區兩型社會的建設和上層規劃定位，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理念。項目的設計充分滿足了“綠色市政”標準的要求，在全國范圍內具有良好的示范意義。

作者:劉楊華 王文明 張文 劉影 吳未紅 單位:1.湖南省建筑設計院 2.湖南先導洋湖再生水有限公司

參考文獻：

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