流觞曲水,葱茏绿植掩映着一座水科普博物馆;行走在花香弥漫的健身步道,你绝对想不到,脚下竟是污水处理厂。
位于上海市嘉定区的嘉定南翔污水厂一期工程,是华东地区首座下沉式再生水厂。把污水厂巧妙地“藏起来”,为践行人民城市理念,在人口密集的城区规划市政污水处理系统提供了创新范例。
一、破局“邻避”效应
要建厂进行污水处理?举双手赞成;污水处理厂要建在自家边上?反对——这恐怕是不少人对建污水处理厂的态度。这是由于污水处理厂、垃圾焚烧厂等项目,属于邻避项目(Not~In~My~Back~Yard,译为“邻避”,意思是“不要建在我家后院”)。这些项目通常是城市生活的必要设施,但建成后可能对当地居民的身体健康、周边环境质量和资产价值等带来负面影响,因此人们会对其产生厌恶情绪,如果处理不当,甚至可能引发群体性事件。在建设过程中如何破局“邻避”效应?上海市嘉定区用建设下沉式污水处理厂的方式,把污水厂“藏起来”,成功化解了难题。
嘉定南翔污水厂一期工程是全国首批、上海地区首个PPP示范项目,是华东地区首座下沉式再生水厂,也是全国首座“清水砼”下沉式再生水厂,出水水质标准保持上海最高水平。在达到污水处理标准的基础上,还在地面上建设了生态水系等景观,项目兼备污水处理厂、生态环保以及科普教育等多重功能,扭转了人们对传统污水处理厂“脏、污、臭”的印象。
二、集成先进技术
南翔污水厂项目占地11.32公顷,日处理总规模达15万吨,服务面积达36.1平方公里,覆盖南翔新老镇区的8个社区,总服务人口39.7万人。项目是传统污水处理厂的全面升级,有效节约土地,节省管网等投资,并充分利用地上空间建设城市生态综合体,在大幅提升周边社会、经济、环境价值的同时,变传统污水处理厂的“负资产”为“正资产”。
(一)上海最早PPP示范项目
南翔污水厂项目是国家财政部第一批PPP30个示范项目之一,建设期2年、运营期28年。PPP(Public~Private Partnership)模式即为政府和社会资本合作,是公共基础设施中的一种项目运作模式,减轻政府短期财政负担的同时,也为社会资本提供了相对稳定的收益回报。通过引进专业团队和技术,提高公共产品服务效率,项目致力于打造“国内领先、国际一流”的科技型、生态型、标杆型示范工程及环保科技教育基地。
(二)全埋地下高效节地
2014年,上海建设用地规模已超过全市陆域面积40%,远高于发达国家同类城市20%~30%的水平,上海市政府从上海资源紧缺的现状出发,做出了建设用地“负增长”的战略决策。为了更大程度实现土地的集约节约利用,该项目所在土地集“市政公用设施用地”“公共基础设施用地”及“公园用地”于一体,将污水处理厂建于地下,采用主体构筑物组团布局、共壁合建的箱体式构筑物,使各构筑物单元在空间分布上布置紧凑、功能分区明确、空间利用高效。同时,地面空间用于建设开放式水生态绿地公园和科普教育中心。项目较同等规模地上厂节省占地60%以上,使地上、地下及周边土地资源综合利用达到最大化。
(三)绿色低碳循环节能
该项目采用污泥低温干化、水源热泵、精确曝气、自然采光等绿色低碳节能技术强化污泥、污水的治理和资源回收;污泥低温干化技术通过密闭空间的空气循环,达到冷凝除湿、无废热排放的效果,其具有强大的干化减量能力,干泥含水率≤10%~50%可调,减量高达80%以上。采用闭式污水源热泵机组系统,污水直接进入热泵机组进行冷热量转换,污水能量先传递给中介水,中介水再进入热泵机组进行能量转换。运用精确曝气控制系统,有效降低二级处理单元能耗。通过地下空间光照自然补给,利用太阳能减少照明电耗。
(四)先进生物除臭技术
下沉式污水处理厂由于采用地下全密闭的形式,对于除臭的技术要求更高,为了保障地面环境和对地下工作人员的健康无影响,利用高效的生物除臭技术,做到地面地下无臭无味,市民根本不会察觉到家门口多了一个污水处理厂。
(五)构建城市生态综合体
项目设计建设秉承着“自然、洁净、生态、安全”的理念,兼顾工艺与功能、建筑与环境的有机融合,园区内生态湖与环园河水来自地下污水处理厂处理之后的高品质水,栽植了大量的睡莲、荷花、慈菇、千屈菜等水生植物,吸引了白鹭、野鸭等鸟类前来栖息;园区内有一个长达3公里的健身步道和五人制标准化足球场。此外,园区里还配备了一个1200平方米的儿童乐园,小朋友们也可以在此玩耍嬉戏;园区东侧还建设有一座水环境科普馆,这座集科普、文化、教育为一体的科普馆开放以来,深受广大市民欢迎,也传递了更多绿色环保的理念。
三、实现多重效益
(一)环境效益
现有的绝大多数污水处理厂采用的出水标准为一级A,但南翔污水厂的出水指标达到地表水Ⅳ类标准,高于一级A,是目前上海地区污水处理厂出水水质的最高标准,出水可以直接作为河道生态补水。在处理工艺上,该项目采用下沉式再生水系统,利用非膜工艺将氨氮、磷等主要出水指标稳定到地表水Ⅳ类标准。
南翔污水厂采用低温干化系统进行污泥处理。采用电源、低温条件运行,无易燃易爆气体、无粉尘、无爆炸风险,出泥含水率在10%~60%之间可以调整,不用加石灰或任何化学药剂,从而为后污泥的后续资源化利用奠定了基础,有效解决了厂内污泥转运以及因此带来的污泥污染造成的环境问题。
(二)经济效益
南翔污水厂一期工程最大的亮点是“全地埋式”。进水泵房、曝气沉砂池、应急沉淀池、生物反应池等污水、污泥处理设施及相关配套设施全部位于地下,一期规模5万立方米/天,后期工程将根据区域发展实际需要以及水量变化情况分期建设。项目采用的污泥处理工艺为污泥深度脱水,处理后的干化污泥将进入嘉定区再生能源利用中心与生活垃圾掺烧,地上部分是开放式的水生态绿地公园。
(三)社会效益
南翔污水厂在借鉴了国外先进的污水处理厂设计理念的同时,切实做好绿色生态理念,其中绿色照明和能源回收是其绿色理念的最好体现。比如能源回用系统,在污水处理过程中,利用尾水回收热量或制冷,回用至厂区和周边建筑,比如地面的办公楼、科普馆,实现冬暖夏凉,与常规中央空调系统及燃气锅炉系统比较,节省投资10%~20%,节省电耗10%~15%。
上海嘉定水环境科普馆,是上海乃至华东地区的首座水环境科普馆,约3000平方米。展馆共分为两层,将现代化科普展览馆与下沉式再生水厂相融合,使它实用、美观,实现生态价值、社会价值、经济价值相统一。上海嘉定水环境科普馆第一层由序厅、多媒体科普教室、水之揭秘、水与生态、生命与水、生活与水组成,第二层由中控室、水之变迁、正本清源、人水和谐、政策引领、未来水环境和尾厅组成。展馆主要展示世界先进污水处理技术、现今城市水资源规划建设和未来发展的宏伟蓝图。水环境科普馆面向公众传递绿色生态环保和可持续发展理念,成为宣传城市水文化知识、展现上海城市水资源规划成果的重要载体,同时也是对公众群体进行科普宣传教育的基地。