CN110725578A - 一种集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其从上往下分为立体的三层：地面层，其上布置停车场和城市休闲公园；负一层，布置污水处理操作区和垃圾卸料区；负二层，布置有位于污水处理操作区下方的污水处理系统区和位于垃圾卸料区下方的垃圾压缩转运区；各层之间通过承重楼板隔开，地面层1覆土厚度为1.5m，地面层1设计荷载范围为30～35KN/m2。本发明将生活垃圾中转站与地下式污水处理厂结合构建、充分利用共享地下空间资源，相比现有的污水处理厂和垃圾中转站，本发明更节省土地资源、更环保和集成建设投资更省。
Description
技术领域
本发明涉及一种集市政污水处理厂和生活垃圾中转站这类“环境厌恶型”市政设施的多功能节地环保型市政综合体。
背景技术
随着城市化进程加剧，人口密度迅速增长，城市土地资源日趋紧张。传统模式的市政污水处理厂和生活垃圾中转站一般建在地面上、单独建设，且处于敞开状态[1,2]。然而，这些市政设施所在地区有的会逐渐变成城市密集区。这种区域因为具有噪音大、恶臭浓、污水横流、景观不美观等问题，对周围环境、路过市民或周边居民生活会产生不良影响。因而，由于不愿让这些“环境厌恶型”设施建在自家小区旁，存在严重的“邻避效应”，引发了不少社会矛盾[3-6]。
目前，国内外正逐渐开发并建设地下式污水处理厂替代传统地面式污水处理厂以解决其存在的问题[7-9]。由于处于地下全封闭状态，地下式污水处理厂对周围环境的影响较小，在减少噪声和臭味污染、节省占地等方面存在明显优势[10，11]。而将城市污水处理厂与其他功能设施一体化建设成市政综合体，是城市土地集约利用的必然趋势。目前，已有部分建成的地下式污水处理厂与城市公园、活水公园、小区花园、社区停车场等地面设施组合形成综合体。如广州京溪污水处理厂主要处理构筑物位于地下，地上用作绿化景观，创造了优美的花园式厂区环境；深圳布吉污水处理厂是全地下污水处理厂，地上为一座开放的休闲城市公园；贵阳市青山污水处理厂地面主要用途为活水公园；台北迪化污水处理厂地面部分为休闲公园，同时也配备了社会停车场[12-14，9]。但这些地面设施均对环境要求较低，形成的综合体仅仅是地下与地上的简单组合，且只解决了污水处理厂自身问题，而没有充分利用地下空间资源。公告号CN 206645974U的实用新型专利公开了一种污水厂用多功能建筑综合体，分别包括底层污水处理系统层、中间层污水处理系统操作层和地面层地面建筑设施层。虽然该污水厂用多功能建筑综合体将污水处理厂与地面体育休闲公园、社会停车场有效结合，解决了污水处理厂脏、乱、臭和工业化特征明显的缺点，但地下式污水处理厂的竖向空间资源并没有充分利用；且该污水处理厂采用多级A2/O生物池和二次沉淀池，工艺占地面积较大，不能显示出地下式污水处理厂节地的优势。
传统城市生活垃圾中转站的垃圾在存放过程中会发生好氧/厌氧发酵，会产生刺激性或恶臭气体，如氨气、硫化氢、有机胺等。且这种臭气在夏天浓度升高、扩散面大，严重影响路过市民或附近居民的生活。恶臭气体扩散到周边空气，还会造成环境二次污染。同时，不少垃圾中转站还存在占道洗车、垃圾腐烂产生的污水横流的问题[4]。因此，垃圾中转站也不适宜设置在居民区附近。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其将生活垃圾中转站与地下式污水处理厂结合构建、充分利用共享地下空间资源。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，所述的污水处理厂包括污水处理操作区(21)和污水处理系统区(31)、垃圾中转站包括垃圾卸料区(22)和垃圾压缩转运区(32)，其特征是：
从上往下分为立体的三层：
地面层(1)，其上布置停车场(11)和城市休闲公园(12)；
负一层(2)，布置污水处理操作区(21)和垃圾卸料区(22)；
负二层(3)，布置有位于污水处理操作区下方的污水处理系统区(31)和位于垃圾卸料区下方的垃圾压缩转运区(32)；
所述垃圾卸料区(22)有管道连通污水处理系统区(31)，污水处理系统区(31)分别有中水回用管道连通停车场(11)和垃圾压缩转运区(32)；所述各层之间通过承重楼板隔开，地面层(1)的覆土厚度为1.5m，地面层1设计荷载范围为30～35KN/m2。
所述的垃圾卸料区(22)上方设置有消毒防尘喷雾系统(221)、吸风罩抽吸系统(222)和压实器(223)，吸风罩抽吸系统收集的臭气输送至污水处理厂的除臭装置(215)进行集中除臭，压实器强力循环自动压缩垃圾。
所述的污水处理操作区(21)包括进水在线分析间(211)、预处理分区设备间、两套除臭装置(215-1和215-2)、生物处理分区巡视间、污泥处理分区(218)、紫外消毒分区(219)、消防水池(220)、消防泵房(221)、风机房(222)、泵房(223)及配电房(224)；
所述的污水处理系统区(31)包括预处理分区的池体、生物处理分区的池体和进水池(311)；
所述的垃圾压缩转运区(32)包括压缩容器(321)，压缩容器配有真空抽吸系统，其输出至污水处理厂；
所述的预处理分区由细格栅池(212)、曝气沉砂池(213)和精细格栅池(214)构成；所述的生物处理分区由改良型A2/O生化池216和MBR膜池217构成；所述的污泥处理分区(218)由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成；所述的预处理分区由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成。
所述的垃圾中转站为竖直压缩式中转站，作业车间为封闭式并布置有石棉吸音板，收集车的进出口设风帘，还设有使整个作业区保持微负压的负压抽风系统。
所述除臭装置(215-1和215-2)均采用“活性炭生物除臭+臭氧除臭”系统，预处理分区和污泥处理分区(218)末端连通共用一套除臭装置(215-1)；生物处理分区和垃圾中转站末端连通共用一套除臭装置(215-2)；其进气管连通至负一层(2)和负二层(3)的各区、出气管连通至地面层(1)的土壤内。
所述的两套除臭装置(215-1和215-2)处理的尾气经管道排放至地面层的土壤内，利用土壤除臭技术处理尾气：由HDPE管道布气系统和活性土壤介质系统组成，HDPE管道布气系统包括布气总管、布气干管和穿孔布气支管组成，其作用是将尾气均均地分布于整个活性土壤介质布置面积上；活性土壤介质系统包括起固定和布气作用的卵石层以及起除臭作用的土壤滤体组成。
所述的预处理分区的细格栅池(212)、曝气沉砂池(213)和精细格栅池(214)各池顶部采用自然采光；
所述的改良型A2/O生化池(216)由依次连通的厌氧段(2161)、缺氧段(2162)和好氧段(2163)构成；
所述的污泥处理分区(218)由污泥脱水间(2181)、料仓间(2182)和装泥间(2183)构成；MBR膜池(217)分别连通污泥处理分区(218)各间；污泥处理分区和垃圾卸料区(22)相邻，通过防火墙分隔。
本发明通过将污水处理厂与其他“环境厌恶型”设施如生活垃圾转运站等合并建设、共享地下资源，可共同解决噪音、臭味、景观等问题；且与环境要求较低的设施结合，如城市公园、绿化、停车场等，可进一步减少对居民生活区的干扰。一方面将垃圾中转站和污水处理厂的臭气进行集中收集并共享除臭装置，尾气进一步利用地面土壤除臭技术，达到彻底除臭目的；另一方面，垃圾中转站内的污废水可短距离收集至污水处理厂进行处理，水厂内处理后的中水回用至综合体的场地和车辆清洗；同时，污水处理厂内的脱水污泥与垃圾中转站内的垃圾渣可进行一定比例掺杂压缩，共同处理处置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)更节省土地资源。本综合体将生活垃圾中转站与地下式污水处理厂一起建于地下，模块化设计、组团式布局，合理利用地下空间资源；同时，垃圾中转站采用竖直压缩工艺，污水处理厂采用MBR膜工艺代替传统A2/O生化池后端的二沉池和生物滤池，占地更省。
(2)更环保。本综合体将“环境厌恶型”市政设施集约地、封闭式地建于地下，减少了对周围环境的影响，解决了噪声、臭气和水污染问题。污水处理厂中水回用至垃圾中转站场地冲洗、容器清洗，合理利用水资源。同时，地面建设停车场、休闲公园等设施，充分利用地面资源，使综合体与周边环境更协调、相容。
(3)集成建设投资更省。本综合体垃圾中转站产生的臭气和污废水可短矩离收集并输送至污水处理厂的除臭装置和污水处理系统进行集中有效处理，减少了传统垃圾中转站单独建设除臭和污水预处理系统的投资。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例的综合体示意图；
图2为本发明实施例的负一层平面图；
图3为本发明实施例的负二层平面图；
图4为本发明实施例的垃圾中转站示意图；
图5为本发明实施例的污水处理厂的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图进一步描述实施过程。
图1至图4为本发明的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体实施例。其中的污水处理厂包括污水处理操作区21和污水处理系统区31、垃圾中转站包括垃圾卸料区22和垃圾压缩转运区32。
本实施例从上往下分为立体的三层：
地面层1，其上布置停车场11和城市休闲公园12；
负一层2，布置污水处理操作区21和垃圾卸料区22；
负二层3，布置有位于污水处理操作区21下方的污水处理系统区31和位于垃圾卸料区22下方的垃圾压缩转运区32；
所述各层之间通过承重楼板隔开，地面层1(也即覆土层，负一层和地面层之间从下往上先是承重楼板然后是覆土层)覆土厚度为1.5m，地面层1设计荷载范围为30～35KN/m2。
污水处理操作区21包括进水在线分析间211、预处理分区(由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成)的设备间、两套除臭装置215-1和215-2、生物处理分区(由改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成)的巡视间、污泥处理分区218(由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成)、紫外消毒分区219、消防水池220、消防泵房221以及各风机房222、泵房223及配电房224。
污水处理系统区31包括预处理分区(由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成)的池体、生物处理分区(由改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成)的池体和进水池311等。
垃圾卸料区22上方设置有消毒防尘喷雾系统221、吸风罩抽吸系统222和压实器223，吸风罩抽吸系统222收集的臭气输送至污水处理厂的除臭装置215进行集中除臭。压实器223强力循环自动压缩垃圾。
垃圾压缩转运区32主要为压缩容器321，压缩容器321配有真空抽吸系统收集产生的渗滤液污水至污水处理厂进行处理，避免污水横流的问题。
该综合体的污水处理厂，进水通过预处理分区的细格栅池212、曝气沉砂池213、精细格栅池214的处理后，进入生物处理分区的改良型A2/O生化池216(包括厌氧段、缺氧段和好氧段)，然后进入MBR膜池217进行泥水分离，最后进入紫外线消毒分区219进行消毒并排水，出水优于一级A标准，可中水回用于地面层1的停车场11、城市休闲公园12和垃圾中转站的地面清洗或景观用水。MBR膜池217产生的剩余污泥进入污泥处理分区218，经脱水后自动装泥并外运处置。进水在线分析间211对生活污水进水进行水质在线分析，并把数据传输给设在地面层的污水处理厂中控室。
该综合体的垃圾中转站建成竖直压缩式中转站，占地更省。桶装垃圾运输车收集垃圾后，在负一层2的垃圾卸料区22卸倒垃圾至竖直压缩容器321内，垃圾经压实器223压缩后自动装车进行转运处置。整个作业车间为封闭式并布置有石棉吸音板，收集车的进出口设风帘，还设有使整个作业区保持微负压的负压抽风系统。在卸料区22上方设置消毒防尘喷雾系统221，在卸料的同时进行喷淋，达到降尘和除臭目的；同时，通过吸风罩抽吸系统222，将臭气收集并输送至污水处理厂除臭装置215同时集中处理。压缩器223通过强力循环自动压缩垃圾产生的渗滤液可通过真空抽吸系统收集污水至污水处理厂进行处理，避免污水横流的问题。污水处理厂中水也可回用至垃圾中转站的场地冲洗、容器清洗，产生的废水可进一步短矩离收集至污水处理厂进行处理，达到资源循环利用的目的。另外，垃圾中转站内的垃圾渣可与污水处理厂内的脱水污泥进行一定比例掺杂共同处理处置。
除臭装置215均采用“活性炭生物除臭+臭氧除臭”系统。预处理分区(由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成)和污泥处理分区218(由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成)臭气收集末端连通共用一套除臭装置215-1；生物处理分区(由改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成)和垃圾中转站臭气收集末端连通共用一套除臭装置215-2。其进气管连通至负一层2和负二层3的各区、出气管连通至地面层1的土壤内，利用土壤除臭技术处理尾气，确保综合体地下空间及地上区域均无臭味。
所述的两套除臭装置215(包括除臭装置215-1和215-2)处理的尾气经管道排放至地面层的土壤内，利用土壤除臭技术处理尾气：由HDPE管道布气系统和活性土壤介质系统组成，HDPE管道布气系统包括布气总管、布气干管和穿孔布气支管组成，其作用是将尾气均均地分布于整个活性土壤介质布置面积上；活性土壤介质系统包括起固定和布气作用的卵石层以及起除臭作用的土壤滤体组成。
预处理分区由依次连通的细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成，各池顶部采用自然采光；
生物处理分区由依次连通的改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成；所述的改良型A2/O生化池216由依次连通的厌氧段2161、缺氧段2162和好氧段2163构成；污泥处理分区218由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成；MBR膜池217分别连通污泥处理分区218各间。污泥处理分区218和垃圾卸料区22相邻，通过防火墙分隔。
垃圾卸料区22有管道连通污水处理系统区31，污水处理系统区31分别有中水回用管道连通停车场11和垃圾压缩转运区32。
负二层防火分区的面积不大于5000m2，最远疏散距离取200m；负一层防火分区的面积取不大于2000m2，最远疏散距离取70m。
每层均设置5个消防疏散楼梯间，且每个楼梯间均设置风机房，全天24h机械通风送风；在综合体较长方向设置双向两车道形成与地面相连接的通道，采用防火墙和防火门阻隔将车道与其他分区分开作为紧急避难通道。
本发明将“环境厌恶型”市政设施生活垃圾中转站和污水处理厂结合，共同建于地下1～2层，共享地下空间资源，形成节地、环保型市政综合体。
负一层2布局布置：负一层2主要为污水处理厂的污水处理操作区21和垃圾中转站的垃圾卸料区22。污水处理操作区21包括进水在线分析间211、预处理分区(由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成)的设备间、两套除臭装置215、生物处理分区(由改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成)的巡视间、污泥处理分区218(由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成)、紫外消毒分区219、消防水池220、消防泵房221以及各风机房222、泵房223、配电房224等。进水在线分析间211对生活污水进水进行水质在线分析，并把数据传输给地面中控室。预处理分区的细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214主要机器设备设置于负一层，顶部采用自然采光。污泥处理分区218(由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成)和垃圾卸料区22相邻，通过防火墙分隔。消防水池220和消防泵房221也设置于负一层2，满足整个综合体消防用水及水压。
负二层3布局布置：负二层3主要布置有位于污水处理操作区21下方的污水处理系统区31和位于垃圾卸料区22下方的垃圾压缩转运区32。污水处理系统区31包括预处理分区(由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成)的池体、生物处理分区(由改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成)的池体、进水池311等。垃圾压缩转运区32主要为压缩容器321。
地面层1设置：地面层1可建设社区停车场11、城市休闲公园12等设施供周围居民使用。一方面可缓解附近居民“停车难”的问题，另外，休闲文体公园可为居民提供活动场所，使综合体中垃圾中转站和污水处理厂与周围环境景观更协调，使这些“环境厌恶型”市政设施由负资产变为正资产。
综合体消防、疏散系统：本综合体包括生活垃圾中转站和地下式污水处理厂。生活垃圾中转站存在易燃物体需通过防火墙隔开，并设置自动喷水灭火系统。地下式污水处理厂负二层3主要为污水处理系统的池体，均为不燃材料；负一层2为操作巡视层，主要设置鼓风机房、加药间、污泥脱水间和部分电缆、给排水管道、通风管道等，除电力电缆外其余也均为不燃材料。因此，负二层防火分区的面积取不大于5000m2，同时最远疏散距离取200m；负一层防火分区的面积取不大于2000m2，同时最远疏散距离取70m。每层均设置5个消防疏散楼梯间，发生紧急情况可就近选择疏散楼梯通向地面层，且每个楼梯间均设置风机房，全天24h机械通风送风。在综合体较长方向设置双向两车道形成与地面相连接的通道，方便垃圾中转站、污水处理厂的工程车进出作业和消防车进出，满足生产和消防要求。车道为综合体专用，一方面运输污水处理厂的污泥和药剂，另一方面运输垃圾中转站收集的垃圾和压缩转运的垃圾，同时，发生火灾时消防车可以出入，因此，日常来往车辆较少。采用防火墙和防火门阻隔将车道与其他分区分开作为紧急避难通道。
综合体除臭装置215：所述综合体的污水处理厂和垃圾中转站处于地下，采用全面收集、分区集中处理的除臭方式。设两套除臭装置215，均采用“活性炭生物除臭+臭氧除臭”系统。预处理分区(由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成)和污泥处理分区218(由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成)臭气收集末端连通共用一套除臭装置215-1；生物处理分区(由改良型A2/O生化池216、MBR膜池217构成)和垃圾中转站臭气收集末端连通共用一套除臭装置215-2。以上臭气经过处理后，尾气进一步利用地面土壤除臭技术，达到彻底除臭目的。
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Claims (7)
1.一种集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，所述的污水处理厂包括污水处理操作区(21)和污水处理系统区(31)、垃圾中转站包括垃圾卸料区(22)和垃圾压缩转运区(32)，其特征是：
从上往下分为立体的三层：
地面层(1)，其上布置停车场(11)和城市休闲公园(12)；
负一层(2)，布置污水处理操作区(21)和垃圾卸料区(22)；
负二层(3)，布置有位于污水处理操作区下方的污水处理系统区(31)和位于垃圾卸料区下方的垃圾压缩转运区(32)；
所述垃圾卸料区(22)有管道连通污水处理系统区(31)，污水处理系统区(31)分别有中水回用管道连通停车场(11)和垃圾压缩转运区(32)；所述各层之间通过承重楼板隔开，地面层(1)的覆土厚度为1.5m，地面层1设计荷载范围为30～35KN/m2。
2.根据权利要求1所述的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其特征是：所述的垃圾卸料区(22)上方设置有消毒防尘喷雾系统(221)、吸风罩抽吸系统(222)和压实器(223)，吸风罩抽吸系统收集的臭气输送至污水处理厂的除臭装置(215)进行集中除臭，压实器强力循环自动压缩垃圾。
3.根据权利要求2所述的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其特征是：所述的污水处理操作区(21)包括进水在线分析间(211)、预处理分区设备间、两套除臭装置(215-1和215-2)、生物处理分区巡视间、污泥处理分区(218)、紫外消毒分区(219)、消防水池(220)、消防泵房(221)、风机房(222)、泵房(223)及配电房(224)；
所述的污水处理系统区(31)包括预处理分区的池体、生物处理分区的池体和进水池(311)；
所述的垃圾压缩转运区(32)包括压缩容器(321)，压缩容器配有真空抽吸系统，其输出至污水处理厂；
所述的预处理分区由细格栅池(212)、曝气沉砂池(213)和精细格栅池(214)构成；所述的生物处理分区由改良型A2/O生化池216和MBR膜池217构成；所述的污泥处理分区(218)由污泥脱水间2181、料仓间2182和装泥间2183构成；所述的预处理分区由细格栅池212、曝气沉砂池213和精细格栅池214构成。
4.根据权利要求2所述的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其特征是：所述的垃圾中转站为竖直压缩式中转站，作业车间为封闭式并布置有石棉吸音板，收集车的进出口设风帘，还设有使整个作业区保持微负压的负压抽风系统。
5.根据权利要求2所述的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其特征是：所述除臭装置(215-1和215-2)均采用“活性炭生物除臭+臭氧除臭”系统，预处理分区和污泥处理分区(218)末端连通共用一套除臭装置(215-1)；生物处理分区和垃圾中转站末端连通共用一套除臭装置(215-2)；其进气管连通至负一层(2)和负二层(3)的各区、出气管连通至地面层(1)的土壤内。
6.根据权利要求5所述的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其特征是：所述的两套除臭装置(215-1和215-2)处理的尾气经管道排放至地面层的土壤内，利用土壤除臭技术处理尾气：由HDPE管道布气系统和活性土壤介质系统组成，HDPE管道布气系统包括布气总管、布气干管和穿孔布气支管组成，其作用是将尾气均均地分布于整个活性土壤介质布置面积上；活性土壤介质系统包括起固定和布气作用的卵石层以及起除臭作用的土壤滤体组成。
7.根据权利要求3所述的集污水处理厂和垃圾中转站的节地环保型市政综合体，其特征是：所述的预处理分区的细格栅池(212)、曝气沉砂池(213)和精细格栅池(214)各池顶部采用自然采光；
所述的改良型A2/O生化池(216)由依次连通的厌氧段(2161)、缺氧段(2162)和好氧段(2163)构成；
所述的污泥处理分区(218)由污泥脱水间(2181)、料仓间(2182)和装泥间(2183)构成；MBR膜池(217)分别连通污泥处理分区(218)各间；污泥处理分区和垃圾卸料区(22)相邻，通过防火墙分隔。
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