WSZ-1.5m3/h一體化生活污水處理設備
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各地污水處理廠所面臨的情況各不相同，需根據企業的處理規模、污水、污泥處理工藝等制定合適的污水處理成本，并采取措施對成本中關鍵的電成本、藥劑成本、大修及維護成本等進行有效控制，以達到節能成本，低耗高效運行效果。
伴隨著國內污水處理廠新建和提標改造工作的推進，土地資源緊張和周邊居民對環境的高要求已逐漸成為限制地面污水廠新建和改擴建的重要制約因素，因此地下污水廠建設成為了選項之一。然而通過多年的實踐，雖然國內已有一批成功建設和運行的地下污水廠，但地下污水廠有針對性的設計標準和運行管理規范尚未形成，仍需通過不斷的實踐，對現有地下污水廠運行現狀進行評估和總結。
近年來，隨著我國城鎮化進程和生態文明建設的快速推進，許多城市的污水處理廠已被住宅、商業區層層“包圍”，傳統污水處理廠產生的臭味、噪聲等環境污染及與景觀不協調等問題已引起人們的高度關注。因此，具有節省土地資源、視覺美觀、環境友好等優勢的地下式污水處理廠越來越受到各大城市的青睞。據調研，目前國內已建或在建的大型地下式污水處理廠（設計規模≥10萬m3/d）已經超過40座，但地下式污水處理廠作為“新興建設型式”，在設計過程中仍有諸多環節尚無據可循，尤其是消防設計，既無設計規范可依也無成熟經驗可參，是地下式污水處理設計的一大難點。本文通過昆明市某地下式污水處理廠的消防設計，針對該難點進行了分析與討論。
1、污水處理廠基本概況
昆明市某地下式污水處理廠位于主城北片區，設計規模為20.0萬m3/d。分期建設，一期土建規模為20.0萬m3/d，設備規模為10.0萬m3/d；配套建設一級強化處理設施，處理規模為40.0萬m3/d。出水水質達《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅲ類（除TN外）后作為河道生態補水。
廠區占地面積為7.83×104 m2。地面分為廠前區及公共開放區，其中廠前區占地1.90×104 m2，布置有集中控制中心、綜合樓、變配電間及加氯間、門衛室，公共開放區占地5.93×104 m2，為市民休閑活動公園。
廠區下部為污水處理廠地下箱體（生廠區），總面積為62 350.22 m2。由預處理區、生物處理區、深度處理及再生水處理區、污泥處理區、一級強化處理區等污水、污泥處理構（建）筑物組成。
污水處理廠豎向分為四個部分，分別為景觀綠化層（地面層）、覆土層、操作層及池體層。覆土層厚度為2.0 m，滿足綠化種植要求；操作層以輔助公用建筑為主，承擔污水處理廠的正常巡查和設備檢修功能。池體層以水處理構筑物為主（水池），綜合管廊為輔，一般情況下無人員活動。1.1 黑水中能源的回收利用
生活污水源分離的黑水，主要來源于廁所的排泄物及其沖洗水，一部分廚房廢水也可以納入黑水范疇，其中尿液和糞便及其沖洗水更進一步被劃分為黃水與褐水。黑水的特點是含有高含量的有機物、氮、磷，微量污染物以及病原體。單獨收集處理可以zui大程度避免清潔水體污染。一般黑水水量較灰水低，因此國內外大多采用能耗低、占地小且不用保證連續進水的厭氧處理工藝就近處理。
研究表明，廚房廢水與褐水進行協同厭氧消化，產甲烷產量zui高達到 520 mL/g;向系統中添加比例為體積分數 6%的黃水時，系統的產甲烷量可提高至 560 mL/g，同時可以將系統的產氣穩定期提前 6 d。WASIELEWSKI 等采用連續攪拌反應器(CSTR)處理黑水，CH4 產量在啟動階段即可達到 222 L/kg，CH4 的質量分數能達到 66%;進一步提高黑水的比例后，CH4 產量提高到 332 L/kg。
WSZ-1.5m3/h一體化生活污水處理設備 傳統的沖水便器對新鮮水消耗大，對黑水中的有機物有一定的稀釋作用，增加黑水的厭氧發酵的難度。采用新型的真空馬桶和室外負壓收集系統，可以有效減少新鮮水消耗，同時對黑水的稀釋降到zui低，可以保證厭氧消化的底物含量。分散式衛生處理和資源回用理論(Decentralized Sanitation and Reuseconcept，DESAR) 即建立在黑水的源分離基礎上，采用真空馬桶與負壓收集的方式，將黑水分為褐水和黃水單獨收集與處理，常用的處理技術有升流式厭氧污泥床水解酸化池(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Septic Tank，UASBST)與培養馴化反應器(Accumulation Reactor，AC)反應器。MARTHE 等用 UASBST 反應器處理真空馬桶收集的高濃褐水，進水 COD 在 7.7～9.8 g/L，去除率達到 74%以上，產氣量 200 L/(m3·d)，其中甲烷的質量分數 78%，每人可轉化 56 MJ/a 的電能與 84 MJ/a的熱能。
生活污水的產能成分主要集中在黑水，黑水的水量相對于灰水來說很低，因此通過污水的源分離技術，避免黑水稀釋，高濃度的有機物經過厭氧消化產生沼氣，既可以通過熱能的形式直接利用，也可以轉化為電能，但是考慮到轉化過程中的損失，熱能的利用一般被優先考慮。
1.2 黃水中氮、磷等營養物的回收與富集污水源分離后的黑水，富含有機物和氮磷成分，其中大量的氮、磷和少量的有機物集中在黃水中。一般來說，尿液為生活污水總量的 1%，卻貢獻了生活污水磷的 50%和氮的 80%。研究表明，當尿液分離后不僅可以大幅減輕污水廠的負荷。從污染物的去除和資源的回收來說，處理未經稀釋和混合的原尿液比處理稀釋后的混合污水效率更高，直接從尿液中回收氮和磷，相比于進入污水廠后的回收更經濟有效。
從營養物回收的角度看，尿液單獨收集處理的優勢突出。一方面，糞尿分離可以減小黑水處理系統的體積，而且尿液的氮磷含量高而可降解 COD 很低，對于厭氧消化產氣貢獻不高;另一方面，尿液由于體積小而富含氮、磷、鉀等成分，將尿液中氨部分氧化得到的xiao酸銨是作為農業肥料的*選擇，雖然尿液穩定化過程中容易產生亞硝酸鹽積累，通過控制反應系統的堿度或采用化學方法將其氧化。UDERT 等采用曝氣生物濾池和膜過濾組合工藝，將尿液中的有機物去除同時將 50%氨氮氧化，zui后濃縮得到質量分數 70%xiao酸銨。ALEXANDRA采用生物穩定技術將一半氨氮轉化為硝態氮，同時采用 50 kPa 蒸發濃縮的方式得到富含xiao酸銨的濃溶液，氨氮和硝態氮的質量濃度分別提高到 23.100g/L 和 24.400 g/L。CHRISTOPHE 等利用尿液硝化濃縮后得到的肥料種植黑麥草，發現植物對于肥料中氮元素的利用率可以達到 75%，說明植物可以極大程度利用尿液中的氮。
磷屬于*資源，在傳統污水處理過程中從污水進入污泥，zui后被填埋或其它方式處置，回收利用難度高;傳統污水處理過程中即使回收，成本高昂。我國的磷礦石基礎儲量約為 3.4 Gt，僅次于摩洛哥位于* 2，約占世界磷礦石儲量的 5.5%。但是我國富磷礦(P2O5 的質量分數 >30%)少，而貧磷礦(P2O5 的質量分數 <18%)多，貧磷礦的儲量約占全國探明磷礦儲量的 50%(我國磷礦石 P2O5 的質量分數平均為 16.85%)。
