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【中國環保在線 環保示范】為了滿足越來越嚴格的用水需求，北京碧水下沉式再生水廠進行了一系列的提標改造。目前，該廠主處理工藝采用三級AO工藝，通過模式創新，將污水廠的“負價值”轉換為“正價值”，打造了以下沉式再生水廠為核心的新型“生態綜合體”。
北京碧水下沉式再生水廠為北京城市副中心水環境治理的核心項目，采取PPP模式，在原地上廠廠址內新建一座全封閉下沉式再生水廠，占地面積僅為原廠的1/3。新建碧水下沉式再生水廠處理規模從10萬m3/d提升至18萬m3/d，采用多級AO工藝、雙層矩形平流沉淀池、沉淀+超濾深度處理、污泥低溫風冷干化及生物除臭等先進處理技術，出水水質由《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準提升至北京市地方標準《城鎮污水處理廠水污染物排放標準》(DB11/890-2012)的B級標準。同時，該廠結合地上景觀與市政設施的建設，打造集水質凈化、生態景觀、休閑運動和科普教育于一體的城市生態綜合體。
1.現狀及升級改造概況
1.1碧水污水處理廠現狀
北京碧水污水處理廠建于2002年，位于城市副中心通州區內，采用地上建筑形式，距副中心核心區僅2.2公里，是區內大的污水處理廠，服務人口70萬，承擔著通州區84%的污水處理任務。該廠采用美國深池曝氣污水處理技術，存在占地面積大，動力費用高等缺陷。全廠占地面積23 hm2，設計處理規模為10萬m3/d，設計出水標準為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準。
隨著城市發展，該廠的實際處理水量逐漸上升，與此同時，北京市污水處理廠排放標準也日益嚴格，碧水污水處理廠的處理規模與出水水質已遠不能滿足城市副中心對環境質量提升與高品質再生水利用的需求。同時，臭氣、噪聲等問題嚴重影響著周邊居民正常生活，也限制了周邊區域的發展，碧水污水處理廠提標改造與擴建工作迫在眉睫。
1.2碧水再生水廠升級改造工程
碧水再生水廠升級改造工程采用PPP模式，結合現狀污水量及未來污水產量預測結果，提標擴容后的碧水再生水廠處理規模為從10萬m3/d增加至18萬m3/d，出水排放標準從《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準提升至北京市地方標準《城鎮污水處理廠水污染物排放標準》(DB11/890-2012)B級標準。
由于原有碧水污水處理廠已處于城市建成區內，周邊無可用預留用地，因此升級改造工程需在原廠址進行，同時還需保證改造過程中原廠正常運行且出水穩定達標排放。為滿足上述要求，改造后的碧水再生水廠采用下沉式形式，占地僅7.3 hm2，約為原廠的1/3。
在原廠旁新建碧水下沉式再生水廠，歷時僅12個月完成主體工程建設。本工程是國內同等規模實施難度大、出水標準高、建設速度快的污水處理廠改擴建項目。新廠建成后，原廠即停止運行。該廠升級改造前后主要指標對比如表1所示。
表1 碧水再生水廠升級改造前后主要指標對比
碧水再生水廠主處理工藝采用三級AO工藝，深度處理采用沉淀+超濾+紫外消毒工藝，出水中8萬m3/d作為再生水回用，另外10萬m3/d作為河道補給水源。污泥處理采用低溫風冷干化，污泥處理量為200t/d(含水率80%)。另外，該廠采用生物除臭技術，大程度控制臭氣排放，符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中大氣污染物排放的一級標準。工藝流程如圖2所示。
2.生態綜合體
“生態綜合體”是由自然生態系統、人類系統、社會系統、居住系統和支撐系統五大要素，通過系統的組合構筑在一個特定區域的人居環境體系。在此體系中，突出強調了自然生態與人類生活的和諧統一。傳統地上污水處理廠因臭味和噪聲等問題，嚴重降低周邊區域的利用價值，不符合城市生態綜合體的理念。碧水下沉式再生水廠通過模式創新，將污水處理設施與地上生態環境有機結合，將污水廠的“負價值”轉換為“正價值”，打造以下沉式再生水廠為核心的新型“生態綜合體”。
2.1生態綜合體的建設原則
針對城市建成區內和建成區外的不同功能，下沉式再生水廠地上區域的功能設計也有所區別。城市建成區內再生水廠的地上部分應承接服務城市內部周邊區域的功能，為周邊居民和游客提供公共空間，強調其社區友好性，注重居住、商業與旅游區的互補和縫合，將其打造成集下沉式再生水廠、市政基礎設施、商業街區、主題公園、相關科技展館及公益體育于一體的綜合體。
而城市建成區外下沉式再生水廠的地上部分，因地域面積相對較大，適宜打造為環境優美的濕地公園和素質拓展為主的景觀，為居民及游客提供旅游場所的同時，還能夠進一步提升水質。設計應強調與周邊用地功能的和諧，充分利用當地環境優勢，突出生態內涵；需構造公共景觀空間和活動空間，讓游人在行為與視覺上參與其中，樂在其中，同時應關注一定的經濟效益。
2.2碧水生態綜合體的建設
碧水生態綜合體區域北臨梨園南街，西側為臨河里路，南側為磚廠北街，東北至六環西輔路，綜合總面積約56.6hm2，其中心區域用于建設文化休閑區，周邊區域用于建設人工濕地區。
文化休閑區包括兒童游樂區、運動休閑區、林下植物觀賞區、疏林草坡休閑區和生態景觀湖。在該休閑區建設水環境科技創新基地，集水環境科普教育、科技創新高地和成果轉化平臺于一體，為北京市水環境治理提供科技支撐的同時，兼具市政基礎設施等功能，與周邊居住、工商業和旅游功能區實現互補。
在休閑區的周邊范圍建設人工濕地區：潛流濕地通過植物根系和填料層中生物膜的作用，有效去除水中的COD、SS和重金屬等污染物；表流濕地與潛流濕地聯通，在豐富地表景觀的同時進一步提高了尾水深度凈化程度。
碧水生態綜合體的建設主要體現為以下三方面：
圖4 碧水生態綜合體物質、能量及信息循環示意圖
（1）物質循環
碧水再生水廠再生水產量為8萬m3/d，可供廠區及地上建筑使用；另外10萬m3/d作為河道補給水源，其中潛流濕地過濾5萬m3/d，2萬m3/d可用于湖區補水，3萬m3/d可用于政府景觀用水。同時，根據海綿城市理念，生態綜合體總面積全部作為城市生態蓄水排洪濕地，用于緩解城市短時間積水問題。另外，碧水下沉式再生水廠產生的污泥經無害化、穩定化處理后，可作為園林土壤改良劑等進行資源化利用。這充分體現了水與污泥在生態綜合體中的循環利用。
（2）能量利用
碧水下沉式再生水廠采用水源熱泵技術，不僅滿足廠區內的制冷與采暖需求，還可為地上建筑供給能量，實現了生態綜合體中能量的循環。同時，碧水再生水廠通過合理設計充分利用自然采光，從而可節省廠區照明用電。
（3）信息傳遞
在該區域建設環境物聯網，根據人類活動和自然變化制定應急機制，通過調控廠內各處理系統進而調整污水處理量、尾水補給量、中水回用量等指標，實現信息的傳遞互聯。
通過下沉式再生水廠以及地上空間內濕地、科普基地和人文景觀等建設，構建了碧水生態綜合體的物質循環、能量利用和信息傳遞，不僅有效利用了下沉式再生水廠高品質出水、污泥和能源產出，并且與周邊居住、工商業和旅游功能區互補，實現環境友好型、土地節約型、資源利用型的城市新型再生水廠建設。
作者簡介：侯鋒，中國水環境集團董事長兼總裁，研究員，國家環保部、財政部等部委特聘環境專家和PPP專家。曾任國家城市污水處理及資源化工程技術研究中心主任，北京市再生水水質安全保障工程技術研究中心主任，2016年度中國經濟論壇創新榜樣。曾獲兩屆中國兩彈元勛鄧稼先青年科技進步獎，在城市污水處理及資源化、水環境治理方面擁有20余項專有技術。從事環保行業近三十年，主持BOT、TOT、PPP等項目200余項，包括馬來西亞潘岱、北京碧水、上海嘉定、貴陽青山等一批國內外標桿性的下沉式再生水廠，以及貴陽南明河流域、大理環洱海湖泊、廣安區域水環境治理等多個影響力的國家水環境治理PPP示范項目。
原標題：精品案例 | 北京碧水下沉式再生水廠+城市生態綜合體
