摘要：Helmut Kroiss維也納技術(shù)大學榮休教授，現(xiàn)任國際水協(xié)（IWA）主席，Water Science and Technology主編，IWA杰出會士。

地下式污水處理廠

我印象中瑞典和挪威在地下式污水處理廠方面有著悠久而豐富的經(jīng)驗。這兩個國家建設(shè)地下污水廠的目的是為了應(yīng)對嚴寒地區(qū)冬季厚重的積雪、濃霧以及結(jié)冰等問題。而日本和新加坡主要是因為用地緊張問題而選擇建造一些地下式污水廠。
    幾年前我曾經(jīng)在韓國考察過一個地下式污水廠，這座污水廠建在市中心附近，地上是一個公園。多年前，我試圖從成本分析方面調(diào)查這一問題（建設(shè)成本與土地費用），當時的結(jié)論（2005年）是如果地價超過1000美元/平米時，土地價格的因素會明顯影響工藝的選擇、廠址的選擇，但實際的情況會隨著歲月的流逝而有所變化，主要是受城市人口的變化以及地區(qū)GDP的發(fā)展影響。
   為了滿足地上環(huán)境友好的要求，地下式污水廠必須要建造異常復雜的除臭系統(tǒng)，會導致能耗顯著提高。我印象中這種除臭系統(tǒng)的能耗設(shè)計能力為5~10kWh/PE，某些地下式污水廠除臭系統(tǒng)的能耗會占據(jù)全廠總能耗的30~50%。還有一點就是，地下式污水廠的維護會更加復雜且昂貴。我知道新加坡的地下式污水廠運行成本異常之高。
   荷蘭鹿特丹的Dokhaven污水處理廠建在碼頭旁邊的地下，這座水廠采用的是兩級活性污泥法工藝。法國巴黎有一座污水廠建在居民區(qū)中心，設(shè)計處理能力是30,0000PE。我在2000年的時候考察過這座污水廠，初沉池采用的是Densadeg化學強化沉淀法，生物處理采用的是Biofor生物濾池技術(shù)，污泥采用的是焚燒技術(shù)。這座污水廠展示的是法國20年以前的工藝技術(shù)，我想現(xiàn)在法國應(yīng)該已經(jīng)有了一些新的可供選擇的技術(shù)吧。
    總的來說，對于技術(shù)和經(jīng)濟而言，污水廠的具體地理位置和環(huán)境要求應(yīng)該才是決定性因素。全封閉式水廠在建造和運行上都會帶來許多新問題。但是好在現(xiàn)在已有不少的地下式或者全封閉式的污水廠案例，已經(jīng)有了這方面的經(jīng)驗，因此結(jié)合全面的經(jīng)濟分析，就能做出最佳選擇。
地上式污水廠和地下式污水廠的造價比較要建立在同等可靠度和靈活度的基礎(chǔ)上。另外，隨著人們環(huán)境意識的日益提高，地上和地下式污水廠都要應(yīng)對臭味問題，尤其是污水預處理段和污泥段產(chǎn)生的臭味問題。

地下污水廠是否應(yīng)該成為中國未來污水處理發(fā)展主流趨勢？ 

中國污水處理界，2014年最火熱的行業(yè)詞匯是“中國概念污水廠”，但是到2015年，這個持續(xù)風靡一年多的熱點逐步讓位于了“地下污水廠”，與此同時，2015年，地下式污水廠在中國各地風靡，中國已經(jīng)建成和在建的地下式污水廠已經(jīng)超過50個，“地下式污水廠”發(fā)展勢頭大有掩蓋“中國概念污水廠”之勢頭。  

很有意思的事情和現(xiàn)象是，就地下污水廠的建設(shè)模式，在行業(yè)里卻涌現(xiàn)了完全兩種不同的聲音。有些行業(yè)專家則認為地下式污水廠是未來的發(fā)展趨勢，“地下污水處理廠是社會發(fā)展到一定階段的一個必然選擇(特別是中國)”；而大部分專家還是持有比較審慎甚至憂慮的態(tài)度。“水進展”公眾微信平臺最近組織了“水進展微信專家群”里的一些行業(yè)專家進行了微信探討，摘錄大家一些典型的觀點，供行業(yè)參考（發(fā)言觀點未征得專家本人審定及同意）：  

1）國家城市給水排水技術(shù)研究中心/中國市政工程華北設(shè)計研究總院總工程師—鄭興燦  

下一代的城市污水處理廠不應(yīng)該以地下式的污水處理廠為主導，這是一種錯誤的導向，地下式污水處理廠有其存在與發(fā)展的合理性，但不可能是應(yīng)有的、順勢而為的發(fā)展機遇，也不一定都是迫不得已的選擇，而是源自成因復雜的非科學、非理性的決策。  

城市污水處理廠實施方式和工程決策需要體現(xiàn)：“集中為主，分散為輔；全面論證，因地制宜；技術(shù)先進，穩(wěn)妥可靠；經(jīng)濟適用，簡約省地；低能低耗，運維簡便”的基本原則。從科學決策和技術(shù)經(jīng)濟角度而言，下一代的城市污水處理廠不應(yīng)該以地下式的污水處理廠為主導，這是一種錯誤的導向，地下式污水處理廠有其存在與發(fā)展的合理性，但不可能是應(yīng)有的、順勢而為的發(fā)展機遇，也不一定都是迫不得已的選擇。  

從工程投資、運行成本、能耗物耗、安全保障、運行維護等方面綜合考慮，地下式污水處理廠是把簡單問題復雜化、技術(shù)決策政治化利益化的選擇，多數(shù)情況下不一定是科學合理的抉擇，但從政治、社會和人居環(huán)境的角度考慮，在某些特殊的地域、特殊的人文與社會環(huán)境條件下，或者出于特殊的商業(yè)利益考慮，有其存在的空間，但決策應(yīng)該慎之又慎，全面權(quán)衡與論證。  

地下式的污水處理廠確實可以節(jié)省地表占地面積，但節(jié)省不了地下空間。地下空間作為城市發(fā)展的存量資源，正在成為新城鎮(zhèn)化建設(shè)的寶貴資源，特別是人口或商業(yè)密集的地域，已經(jīng)是非常寶貴的社會公共資源。如果僅從消除周圍環(huán)境影響和節(jié)省占地的角度而選擇地下式的話，不如選擇半地下式或地上全封閉式的建設(shè)模式，通過系統(tǒng)考慮和精心設(shè)計，可以達到同樣的節(jié)地和環(huán)境效果，而且能夠避免完全地下式的諸多弊端。  

對于地下式污水處理廠的工藝流程選擇，應(yīng)該是多樣化和因地制宜的。實際上，污水處理廠的占地面積大小并不完全取決于工藝流程的選擇，就達到同樣排放標準來說，不同工藝選擇之間的占地面積差別不明顯，差別主要源自平面布置與空間布局，尤其是各種管線、電纜、通道和綠化區(qū)的布設(shè)方式。地上式污水處理廠通常習慣采用平面伸展模式，而地下式污水處理廠采用立體疊加模式，其實，地上式污水處理廠同樣可以采用立體疊加模式，并不影響地上空間的利用和環(huán)境效果，通過建筑景觀綠化的精細設(shè)計與裝點，甚至可以成為城市的地標性設(shè)施。  

關(guān)于地下式污水廠的規(guī)模及數(shù)量的發(fā)展，鄭興燦總工程師認為，地下式污水廠應(yīng)該適當發(fā)展：“逐步發(fā)展到50座左右尚屬正常，超過50座就要加倍小心警惕，超過100座就是麻煩的麻煩了，尤其MBR類。”  

2）上海市政工程設(shè)計研究總院四院副總工高陸令：  

地下污水處理廠只是污水處理廠的一種建設(shè)形式，主要適用于用地緊張，對環(huán)境要求較高，地上污水廠選址困難，污水轉(zhuǎn)輸困難（路由困難，下游污水處理廠能力制約）的中心城區(qū)，實際上是在多種邊界條件制約前提下的一種選擇。隨著地價的不斷攀升，地下污水廠集約化模塊化的設(shè)計理念會得到越來越多的應(yīng)用。地下污水廠會越來越多，但要形成一種趨勢尚有較多的制約因素。地下（半地下，全加蓋地上）污水廠的出現(xiàn)有其合理性的一面，我們應(yīng)該認真研究，不應(yīng)抱有偏見。但不能將地下污水廠等同于地下MBR廠，地下污水處理廠工義選擇應(yīng)因地制宜。不能將MBR工藝出現(xiàn)的問題歸結(jié)為地下污水處理廠。應(yīng)對集約化，模塊化，疊合式，全面加蓋除臭的地下，半地下以及地上式污水廠加以研究，節(jié)能，節(jié)地，環(huán)境友好是地上，地下，半地下污水廠的發(fā)展趨勢。  

全國有近四千座污水廠，地下污水廠尚不能算是潮流。但確實需要認真總結(jié)后，在適當時候推出設(shè)計規(guī)范規(guī)程，以規(guī)范指導地下污水處理廠設(shè)計，使起走上正確發(fā)展道路。  

3）江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究院陳珺博士  

污水廠建設(shè)模式的選取其實關(guān)系到如何理解污水廠在城市中的定位。城市污水處理廠作為城市的一個重要公共設(shè)施，應(yīng)該首先保證其安全、穩(wěn)定、高效的運行，而不是過渡壓縮其占地，城市污水處理廠的正常運行關(guān)系到千家萬戶，地下污水廠在確實無可用之地、高緯度寒冷地區(qū)是一種選擇。私有制國家土地的開發(fā)利用難度大、周期長，中國這樣土地國有的國家應(yīng)該是更優(yōu)先保證公共設(shè)施的用地。  

4）加拿大斯坦泰克李建國博士  

記得看過一篇有關(guān)地下污水廠的綜述，提到地下水廠在歐洲（好像是北歐）首先使用，隨后是日本。理由是丘陵地帶的地質(zhì)地貌條件適合建地下污水廠。有時間也想研究一下地下污水廠的發(fā)展史。除了安全問題之外，從水力學角度分析，在地勢平坦的都市建地下水廠，一般需污水提升泵站和處理水排放泵站，這與節(jié)能減排的理念有沖突。  

5）中國市政工程中南設(shè)計院總工程師鄧志光  

地下/地上式污水廠建設(shè)模式選擇應(yīng)該進行全生命周期、全過程評價。  

6）北京工業(yè)大學曹相生博士/副教授  

地下式污水廠是污水處理百花園里必然出現(xiàn)的一朵花，不是一統(tǒng)天下的概念。百年來出現(xiàn)的各種污水處理工藝都沒有一統(tǒng)江湖，但都有其適用的地方。個人認為超大城市建地下污水廠是合適的，比如北京。農(nóng)村和鎮(zhèn)還是自然處理更好，活性污泥法也沒必要用。應(yīng)從全生命周期和技術(shù)經(jīng)濟角度決定最適合的工藝和模式。“一刀切”和“一哄而上”肯定是錯誤的做法。  

綜合國外多年的實踐及國內(nèi)外主流專家的觀點，地下式污水廠只是特定條件下的可選方案，不具有普適性。從環(huán)境的可持續(xù)理念角度出發(fā)，“水進展”對地下式污水廠的應(yīng)用也持比較審慎的態(tài)度，并認為從生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展角度來看，地下式污水廠高投資高運行能耗，且安全性存在較大風險，對于污水廠建設(shè)模式的選擇，應(yīng)該進行全生命周期的綜合比較，尤其是要考慮幾十年的翻倍的運行成本。其次，不能僅僅認為地下式污水廠可通過建設(shè)地面公園或者濕地就認為其具有生態(tài)意義，實際上，根據(jù)國外資料，地下式污水廠全生命周期內(nèi)所排放的溫室氣體（GHG）都遠遠高于同等規(guī)模地表活性污泥法污水廠的排放量，因此，評估一種污水處理工藝的可持續(xù)性，不能僅僅從狹隘的圍觀小環(huán)境來看，更應(yīng)該從大環(huán)境的可持續(xù)性著眼。當然，這里不是否定地下污水廠。

關(guān)于地下式污水廠你可能不知道的四件事

 來源:奧尼卡水處理創(chuàng)新部落    

最近幾年地下式污水廠項目在中國有明顯的上升趨勢。在例如上海、廣州、昆明、合肥和青島等城市，已經(jīng)有超過50多個地下污水廠投入運行或者正在施工中。這跟中國中產(chǎn)階級的日益增長不無關(guān)系，經(jīng)濟的增長和城市化的深化要求可用土地和水資源得到最大化利用。

為什么要往地下走?

對于建造一個污水廠，選址向來是個難題。除了傳統(tǒng)污水廠巨大的占地面積之外，地方法規(guī)一般要求污水廠有半徑超過300米的衛(wèi)生防護距離。即使有這么大的緩沖區(qū)，因為傳統(tǒng)污水廠的惡臭和丑陋外形等影響，污水廠附近的地價往往受到牽連而遭到嚴重貶值。為了在不受大眾歡迎的傳統(tǒng)污水處理模式、緊缺的土地資源和環(huán)境保護三者間找到平衡，“地下污水廠”成為了最近行內(nèi)探討的焦點，并且被認為是目前合適的權(quán)宜之計。他們的理由是?至少它在地上的部分是“環(huán)境友好”的。

眼不見不等于不存在

但是，大家目前熱議的所謂的“地下式污水廠”有許多你可能還沒意識到的問題：

首先，它并沒有改變污水處理工藝本身，污泥的產(chǎn)量、處理的效率、除臭和其他細節(jié)跟傳統(tǒng)的地上建造的污水廠還是一樣的。

第二，地下式污水廠的投資成本要遠遠高于傳統(tǒng)的污水廠——據(jù)我的經(jīng)驗估算，投資額大概要高出一倍。除了需要更多和更高要求的土建、設(shè)備和人工之外，能耗也會更高。這筆賬如此一算，貌似跟支持地下污水廠的教授、專家和企業(yè)所定義的環(huán)境友好型解決方案相去甚遠。

第三，地下式污水廠的設(shè)計和運行時非常復雜的。例如，通風系統(tǒng)需要特別設(shè)計以防止臭氣和化學品泄漏等潛在危險。我的一位新來同事畢業(yè)于著名的荷蘭瓦赫寧根大學環(huán)境系，他曾代表概念污水廠采訪過荷蘭鹿特丹世界著名的Dokhaven地下污水廠。他跟該廠所屬水委會的資深研究員Stefan Geilvoet有過不少接觸。根據(jù)Geilvoet先生的介紹，該廠去年就曾因尾氣處理系統(tǒng)的一個氫氧化鈉投藥泵過熱導致了一起火災事故，嚴重影響了運行，他說若這是地上污水廠，同類事故造成的影響將微乎其微，而且在清理工作期間，尾氣也只能直接排到大氣中——這不是讓污水處理廠變成污染排放廠了嗎?

最后一點，也是很重要的一點，地下式污水廠的升級幾乎是不可能的。中國的城市化的速度之快在全球都是史無前例的。地下式污水廠不具備提標改造的靈活性。放眼全球，地下式污水廠的理念源于上世紀80年代，雖然有若干實踐案例，包括上述的鹿特丹Dokhaven污水廠，但都是各種非常特殊的特定因素下的歷史產(chǎn)物，但至今也沒有成為主流應(yīng)用。也許北歐是一個例外——那里有不少地下污水廠的實踐，但那也是因為其極度嚴寒的天氣造成的，而且那里的地質(zhì)使得建造地下污水廠變得經(jīng)濟可行。行內(nèi)可能會問新加坡和日本的案例又如何?我反問，那里的土地緊缺度跟中國是一個級別的嗎?

地下式污水廠在中國的突然增長需要專家和法規(guī)制定者更加謹慎認真地分析實際情況。它可能只是短期的權(quán)宜之計，但長遠而言它一定是不可持續(xù)的。實際上，除了把污水廠埋在地下讓人視而不見之外，我們相信要真正地解決問題，必須改變傳統(tǒng)污水廠本身。

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