地下污水处理厂，是趋势，还是挑战？7月14日，由清华大学环境学院、中国水环境集团主办，E20环境平台协办的清华大学工程博士高峰论坛在清华大学环境学院举办，本期论坛聚焦地下污水处理厂建设。桑德国际执行董事兼行政总裁张景志做了关于“桑德在地下污水处理厂的创新与思考”的主题分享，以下为文字实录。
（根据现场发言整理，未经本人审阅）
对地下污水处理厂的创新与思考，需要从三个方面阐述：第一，桑德在地下污水处理厂的创新与实践；第二，北京肖家河污水处理厂实例介绍；第三，地下污水处理厂的发展前景。
桑德对地下污水处理厂的创新与实践
对于地下污水处理厂，桑德的创新理念来自于6个方面
第一，城区污水处理厂不增加用地情况下的提标、扩容改造。大城市的地下污水处理厂受用地因素的影响非常大。在未来，城区污水处理厂提标改造扩容过程当中，会有一大批地下污水处理厂涌现。
第二，生态景观及环境友好要求。地下污水处理厂在环境友好方面的优势是地上水厂无法比拟的，这点毫无疑问。
第三，基于完整产业链的技术工艺、工程建设、运营管理的能力准备。做地下水厂，在一定程度上对企业是一种考验，每一个工艺环节，包括建设环节，都要求非常严格，建成后再完善的难度非常大。
第四，出水水质要达到再生水要求。地下水厂出水水质达不到一定标准建完意义不大。
第五，处理规模达到一定要求。如果地下水厂建一两万吨，意义不大，而要建十万吨、二十万吨的大规模，而且更侧重在城市建。
第六，社会效益、环境效益、经济效益相对均衡。现在中国出现了地下污水处理厂，一定是社会环境发展的要求，而且现在的经济能力也足以支持行业做地下水厂。
桑德的实践
对于城市污水厂提标、改建要求，因地制宜，采用不同的建设模式与技术路线。针对地表改造，只提标不扩容，有相应的工艺；提标加扩容有预留地也有相应的安排；又要提标又要扩容，但是没有地怎么办？这时候地下污水处理厂在理论上就应运而生了。
半地下式污水处理厂相比于地上式、全地下式的污水处理厂有更多优势。肖家河项目就采用半地下污水处理厂形式。无需全面拆除全部的设施，改造不停运，这方面的施工难度较大；半地下式意味着建筑结构大都建在了地下，地上仅仅是部分的建筑物，生产性设施建设在地上，便于维修、维护、保养，这样消防、通风、照明等环节上，比全地下的有优势；可以最大限度利用土地面积和空间；噪声、异味容易控制，体现生态理念，虽然是半地下，但是一定是全封闭的，而且所有的臭气、噪声在封闭系统当中，跟地下是无异的，这也体现了相应的优势。
地下水厂可以跟地表景观结合，跟公园的结合，这就是桑德做肖家河污水处理厂至今一直在探索的。我们与清华大学环境学院合作，这个水厂就是科研、教学的一块阵地；而且我们非常看重将地下污水厂作为产、学、研、用全方位联合开发的实验平台，强化工程性实验研究，持续加大应用性、改进型研究，实现研发成果向工程应用的快速转化，大学生在水厂里面直接跟运行结合起来的实验，能够把水厂逐步完善。
北京肖家河污水处理厂案例介绍
肖家河污水处理厂是北京市第一个首家民营企业以BOT的方式承建了这个项目。2013年，北京市“ 污水治理三年行动方案”正式发布，提出升级改造要求，即在不新增占地的情况下，将日处理规模由2万吨提高到8万吨，改造后出水水质由原来的一级A提高到2012年7月发布的北京市地标中的B标准，其中主要指标满足地表水IV类水体标准，可提供优质、安全的再生水源，实现了“不增加一寸土地，处理能力增四倍，升级改造不停运”的目标。目前，该水厂占地面积不到33亩， 4万吨已经完成运行了，另4万吨还在改造过程当中。
改扩建会和园林绿化紧密相连。建成过后，地上建筑可以绿化，也可以放太阳能板、光伏。这样水厂将进一步节能；而且绿地面积也大于30%。
地下污水处理厂的出水水质要达到地表水四类标准，一旦碳源不足，加葡萄糖会成本会很高，加甲醇的防爆要求会很高且建在地下安全隐患也很大，所以，地上有加药间、有污泥脱水间。
项目建设必要性与难点
随着北京市污水排放标准的大幅提高，进水水质逐年提高并已超过设计值，改造成为必然；提高肖家河污水厂处理量是让清河水质还清的重要部分；而且现有处理规模无法满足对现有污水量的处理要求和回用水量的要求，需要扩容改造；改善周边环境质量、创建宜居和诣生活也是本次改造需要考虑的重要内容之一。如此看来，地下水厂确实是一个趋势。
此项目有4大难点。1、占地面积小， 仅为22000m2，改造用地非常紧张。2、冬季水温低，进水NH3-N、TN高、碳源较低，不利于脱氮，尤其北京地区冬季水温太低，冬季最低的进水是7度左右，氨氮、总氮、碳源都低，导致要加部分碳源。3、需考虑与原厂工艺的衔接，如何尽可能利用原有设施，优化改造设计遇到很大挑战，肖家河尽可能利用原有设施，而原有设施就是利用办公楼。4、为了减少对清河的污染，改造期间不停水、保证污水厂的连续运行是改造的重要考虑因素，减少改造期间的环境污染。，这个难度相当大。
主体工艺与实施方案
改造后污水处理主体工艺采用“A2O-节能MBR”工艺，比传统MBR工艺节省膜曝气能耗1/3以上，出水采用臭氧紫外联合氧化消毒方式，并设有臭气收集与生物除臭装置。所有构筑物均建于地下，生产性建筑物及办公、生活区统一建于地上。
项目按整体施工计划分三阶段实施，有效保证了改造期间项目的正常运行：第一阶段为拆除原絮凝沉淀池和快滤池新建预处理设施及总进水管道；第二阶段拆除原提升泵房、初沉池等，新建Ⅰ期生物池和膜系统；第三阶段拆除原生化池、二沉池等，新建Ⅱ期生物池和膜系统。
项目特色与效益
半地下式水厂结合了地上水厂和地下水厂的优点：1、不增加占地，日处理规模由原来的2万吨提高到8万吨，出水达到北京市地方标准B标准；2、建设期间采取分阶段进行及临时处理设施，实现建设不停水，保证处理水量不下降，出水水质不下降；3、 贯彻节能理念，采用以脉冲曝气装置为核心的节能型MBR工艺，较常规MBR工艺节约曝气能耗30%以上；4、建成后运行无噪声、无臭气，真正实现环境友好与人水和谐；5、运行期间设备维修方便，洪涝、消防隐患小，采光效果相对好。我认为半地下污水处理厂未来可能在一定程度上可能比全地下的还要快，数量还要多。
这个项目很好地将社会和环境效益结合了起来。肖家河污水处理厂升级改造项目将处理水量从2万吨/天提高到8万吨/天，有助于减轻北京北部地区污水处理压力，进一步改善清河上游地区的水环境质量和生态功能；水厂采用半地下式设计，所有构筑物全封闭，对环境的有害影响降至最低，建成后厂区绿化率大于30%，环境优美；项目注重水质提升与臭气消减，将大大改善周边核心商业区、景区、高校及附近居民区的生态环境；项目的建设可为提标扩建需求迫切、但用地紧张的污水处理厂提供借鉴。
经济效益方面，肖家河项目占地22000平米，比标准占地节约了62000平方米，土地费用节约近10亿元；项目采用自主研发的节能型MBR工艺，在保证处理效果与膜冲刷效果的前提下，可节省膜系统风机能耗30%~50％；项目建成投产后，可为清河上游每天补给8万吨再生水，为河道景观和沿岸绿化等用水提供水源，也可提供周边单位用水，可产生长远和潜在的经济效益。
地下污水处理厂发展前景
地下污水处理厂是城市污水处理厂的最佳选择和未来发展趋势吗？建设成本高、施工难度大、运营难度大、运营成本高；同样，好处也非常多，节约占地、节省空间、受外界影响小、处理效果稳定、封闭噪音臭味、厂区美观、环境友好和谐。它是发展趋势之一，但是它有一定的适应范围。
应用在哪些重点应用区域？1、提标扩建需求迫切、位于主城区、土地资源紧张的较大规模污水处理厂。2、严寒地区，解决冬季厚重积雪、浓雾以及结冰等问题。3、经济发达、对城市生态环境、居民生活质量要求较高的宜居城市。
综上所述，对于地下污水处理厂，我们有以下观点：1、它是社会、经济发展，生态、欢乐要求的必然产物。2、一定要与城市发展规划相适应，做好相应的市政环保设施建设规划。3、研究与地下水厂相匹配的工艺技术建设运营标准，特别是短流程工艺。4、因地制宜，理性发展，不宜大面积推广。
