建院35周年系列报道②:传统水务建设的未来发展趋势
2020-10-20

你印象中的水厂和污水处理厂是什么样的?

高耸的围墙?

单调的水池?

闲人勿近的招牌?

还是不友好的气味?

长期以来,市民们“闻污水处理厂色变”似乎已经成为业内习以为常的状态了。传统水务行业在发展过程中,也遇到了不少瓶颈:

1 水厂、污水处理厂设计仅遵从使用和功能属性,以单调乏味的灰色市政为主,设计风格“拒市民以千里之外”,没有考虑景观性、休闲性、与居民的互动;

2 污水处理厂尾水出水以简单的直排河道方式为主,未考虑与周边的生态系统相协调,尾水回用率低;

3 传统水务设计没有充分考虑能源的回收利用,没有承担起城市防灾减灾与应急管理的职能;

4 传统水务设计与智慧化的结合不足,没有从厂-网-河一体化系统的角度统筹考虑。


是时候改变传统水务的面貌了

面向未来的传统水务


面向未来的传统水务工程应该具有“市政综合体”的特质:

“市政”规定了项目的公用事业属性;

“综合体”赋予了项目不同以往、更加多样化的功能。

我们要去谋划的,不是一座传统意义上的水厂或污水处理厂,

而是一座供居民休憩的街心花园

一片供候鸟停歇的城市湿地

一个回收物资和能源助力城市永续发展的动力源泉

一所重塑大众环保理念的科教中心

一具指挥城市水务工作的超级大脑

一部增加城市韧性的防灾减灾弹簧

……

南京市政院的设计师们是这样设计“未来的水务基础设施”的——


城市花园水厂

市政基础设施建设从十年前单纯注重直接功用属性的灰色市政逐渐过渡到过去十年注意绿化效果的绿色市政,未来的十年将更进一步迭代至体现自然风貌与人文历史文化的景观市政。水厂和污水处理厂以其独特的场地禀赋,非常适合于景观市政的打造。

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▲在某水厂设计中,设计师将种植池面和可推拉盖板相结合,达成了景观效果与实用性的统一

利用厂区建构筑之间的空地和未来发展预留用地,建设具有连续性和独特性的景观小品;

利用宽阔的水池池面构建具有隔绝功能的种植带;

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▲某水厂内,精致的雨水花园通过朝向市政道路的水厂大门,呈现在公众眼前

利用附属构筑物的屋顶设计种植屋面,通过铁艺栏杆、环厂河道或绿篱将厂内景观展现给围墙以外的公共开放空间,为城市增加一道靓丽的风景线。

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▲宜宾南岸污水处理厂,创造性地将整座处理厂置于一个顶部绿化的箱体内,使滨江路至长江岸线的景观视线形成和谐的连续

而丰富的平面景观效果也美化了城市第五立面。

从某种意义上来说,水厂和污水处理厂不再是城市需要遮挡的禁地,而成为美丽中国的有机组成部分。从另一个角度看,花园式水厂不再是设计追求的目标,而是景观市政理念自然体现的结果。



净水型生态湿地


我们相信,将水处理设施融入生态圈,保护其周围的生态系统,这一做法与建设污水处理厂时避免污水直排摧毁其收水范围内的生态系统同样重要。而微污染水源地的生态修复更是将生态系统的平衡与人类的利益高度统一起来。

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▲洋湖湿地将再生水厂每天排出的10万立方米尾水进行深度净化和生态活化后排入靳江河。湿地呈现出水质清洁、天然氧吧、四季花果、万千林相、百鸟争鸣、生命乐园的美好景象。

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▲在水源地内建设生态修复工程,在原水和水厂处理构筑物之间构建生态缓冲区,通过人工手段帮助自然生态系统发挥吸纳、降解污染物的能力。图为金湖县备用水源地建设工程。



城市科教园地


未来的水厂、污水处理厂应该更加重视社会效益的叠加。这种社会效益并不仅仅是传统意义上改善生态环境、投资环境的间接效应,更应直接体现在增加社区居民交流场所,提高公民科学素养和环保意识等方面。

作为城市共用基础设施,水厂、污水处理厂应在保证公众安全和不影响生产的前提下,尽可能向公众开放厂区空间,最大化利用好公共地块。

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▲某半地下式污水处理厂通过优化厂前区的构造,为市民提供寓教于乐的公共休憩空间。

底层为架空室外共享空间,结合景观微地形,形成通透、有空间趣味的公共活动空间;

结合园区游览流线,二层设置科普走廊与社会服务区串连,将社会服务功能嵌入园区游览路线;

综合办公区较为独立,确保正常生产办公不受游客干扰;

三层延续二层的主要功能,两区域间设置室外屋顶花园进行分割。



资源综合利用中心


传统的水厂天生就是城市水资源综合利用的中心,经过水厂处理后的饮用水通过送水泵房和遍布全域的输配水管道、加压泵站输送至千家万户和企事业单位、公共建筑物。而随着污水处理再生利用的要求越来越严格,污水处理厂的尾水经过深度净化后直接回用的比例越来越高。

北京市已经将所有城市污水处理厂改称为再生水厂,经污水处理厂处理后的达标尾水已经成为缓解城市水资源紧张的重要水源。以污水处理厂为中心,构建城市再生水管网系统,已经成为未来污水处理厂建设的重要诉求。

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▲台州市路桥污水处理厂再生水车间每天提供3万立方米准Ⅳ类水供周边河道生态补水

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▲宿迁中心城市共划分为10个再生水利用系统,对应的10座城镇污水处理厂远期总规模55万m³/d,再生水回用规模28.9万m³/d,再生水回用率达53%。



能源综合利用中心


从污水中提取物质和能量是污水处理研究领域的重点领域,目前应用较多的是水源热泵、磷回收等技术手段。面向未来的污水处理厂还应进一步挖掘太阳能、污泥含热等非传统能源。

例如,可以利用大型水池的池面、建筑物的屋顶、预留用地和水面等设置太阳能板;将大型污水处理厂的选址尽量靠近热电厂等能产生廉价蒸汽的地方,利用蒸汽废热对污泥进行干化,使得污泥干化焚烧的热效益得以发挥,实现污水处理厂能源自给甚至对外供电。

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▲扬州市第一水厂清水池上太阳能发电

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▲上海某污水处理厂利用电厂蒸汽干化污泥



城市应急调度中心


风暴和洪水是经常造成城市灾害的直接自然原因,而其造成的污水漫溢影响水源地水质常常引发城市次生灾害。

将污水处理厂建设成为具有处理合流制溢流污染能力的溢流污染控制型污水处理厂,可以大大削减削减暴雨期城市水体的污染。而配套建设的深层排水隧道、雨水调蓄池等设施也可以有效降低洪涝灾害及其次生灾害。

城市供水方面的应急管理主要体现在水源地保护、管网和水厂的维护、以及应急预案和应急供水调度管理等方面。

未来的水厂、污水处理厂要承担起城市防灾减灾与应急管理的职能,需要在规划设计阶段统一考虑。

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▲扬州市城区应急供水调度示意图

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▲调蓄池与污水处理厂联动示意图,长春市伊通河北北段水生态治理工程实现了调蓄池与污水处理厂联动运行。



智慧水务管理中心


未来的城市是智慧的城市,未来的水厂、污水处理厂也将是智慧城市中的一个分中心。智慧水厂将分析从水源至管网末梢采集来的数据,为系统的运行提供决策依据,乃至实现无人化运行;智慧污水处理厂将分析管网至排放水体的数据,使得污水处理厂的运行更智能、更节能、更高效。除此之外这些智慧城市的分中心在必要时还能为市政府在紧急状态时的决策提供依据。


人类逐水而居,现代城市的兴起、发展与更新离不开以传统水务为核心的市政基础设施,新时代的传统水务工程理所应当居于城市的中心,支撑城市应对未来的挑战。南京市政院已经准备好为面向未来的传统水务3.0,绘就全新蓝图!


(撰稿:吴昊)

你印象中的水厂和污水处理厂是什么样的?

高耸的围墙?

单调的水池?

闲人勿近的招牌?

还是不友好的气味?

长期以来,市民们“闻污水处理厂色变”似乎已经成为业内习以为常的状态了。传统水务行业在发展过程中,也遇到了不少瓶颈:

1 水厂、污水处理厂设计仅遵从使用和功能属性,以单调乏味的灰色市政为主,设计风格“拒市民以千里之外”,没有考虑景观性、休闲性、与居民的互动;

2 污水处理厂尾水出水以简单的直排河道方式为主,未考虑与周边的生态系统相协调,尾水回用率低;

3 传统水务设计没有充分考虑能源的回收利用,没有承担起城市防灾减灾与应急管理的职能;

4 传统水务设计与智慧化的结合不足,没有从厂-网-河一体化系统的角度统筹考虑。


是时候改变传统水务的面貌了

面向未来的传统水务


面向未来的传统水务工程应该具有“市政综合体”的特质:

“市政”规定了项目的公用事业属性;

“综合体”赋予了项目不同以往、更加多样化的功能。

我们要去谋划的,不是一座传统意义上的水厂或污水处理厂,

而是一座供居民休憩的街心花园

一片供候鸟停歇的城市湿地

一个回收物资和能源助力城市永续发展的动力源泉

一所重塑大众环保理念的科教中心

一具指挥城市水务工作的超级大脑

一部增加城市韧性的防灾减灾弹簧

……

南京市政院的设计师们是这样设计“未来的水务基础设施”的——


城市花园水厂

市政基础设施建设从十年前单纯注重直接功用属性的灰色市政逐渐过渡到过去十年注意绿化效果的绿色市政,未来的十年将更进一步迭代至体现自然风貌与人文历史文化的景观市政。水厂和污水处理厂以其独特的场地禀赋,非常适合于景观市政的打造。

2-20112G0505E34.jpg

▲在某水厂设计中,设计师将种植池面和可推拉盖板相结合,达成了景观效果与实用性的统一

利用厂区建构筑之间的空地和未来发展预留用地,建设具有连续性和独特性的景观小品;

利用宽阔的水池池面构建具有隔绝功能的种植带;

2-20112G0510B41.jpg

▲某水厂内,精致的雨水花园通过朝向市政道路的水厂大门,呈现在公众眼前

利用附属构筑物的屋顶设计种植屋面,通过铁艺栏杆、环厂河道或绿篱将厂内景观展现给围墙以外的公共开放空间,为城市增加一道靓丽的风景线。

2-20112G05116129.jpg

▲宜宾南岸污水处理厂,创造性地将整座处理厂置于一个顶部绿化的箱体内,使滨江路至长江岸线的景观视线形成和谐的连续

而丰富的平面景观效果也美化了城市第五立面。

从某种意义上来说,水厂和污水处理厂不再是城市需要遮挡的禁地,而成为美丽中国的有机组成部分。从另一个角度看,花园式水厂不再是设计追求的目标,而是景观市政理念自然体现的结果。



净水型生态湿地


我们相信,将水处理设施融入生态圈,保护其周围的生态系统,这一做法与建设污水处理厂时避免污水直排摧毁其收水范围内的生态系统同样重要。而微污染水源地的生态修复更是将生态系统的平衡与人类的利益高度统一起来。

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▲洋湖湿地将再生水厂每天排出的10万立方米尾水进行深度净化和生态活化后排入靳江河。湿地呈现出水质清洁、天然氧吧、四季花果、万千林相、百鸟争鸣、生命乐园的美好景象。

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▲在水源地内建设生态修复工程,在原水和水厂处理构筑物之间构建生态缓冲区,通过人工手段帮助自然生态系统发挥吸纳、降解污染物的能力。图为金湖县备用水源地建设工程。



城市科教园地


未来的水厂、污水处理厂应该更加重视社会效益的叠加。这种社会效益并不仅仅是传统意义上改善生态环境、投资环境的间接效应,更应直接体现在增加社区居民交流场所,提高公民科学素养和环保意识等方面。

作为城市共用基础设施,水厂、污水处理厂应在保证公众安全和不影响生产的前提下,尽可能向公众开放厂区空间,最大化利用好公共地块。

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▲某半地下式污水处理厂通过优化厂前区的构造,为市民提供寓教于乐的公共休憩空间。

底层为架空室外共享空间,结合景观微地形,形成通透、有空间趣味的公共活动空间;

结合园区游览流线,二层设置科普走廊与社会服务区串连,将社会服务功能嵌入园区游览路线;

综合办公区较为独立,确保正常生产办公不受游客干扰;

三层延续二层的主要功能,两区域间设置室外屋顶花园进行分割。



资源综合利用中心


传统的水厂天生就是城市水资源综合利用的中心,经过水厂处理后的饮用水通过送水泵房和遍布全域的输配水管道、加压泵站输送至千家万户和企事业单位、公共建筑物。而随着污水处理再生利用的要求越来越严格,污水处理厂的尾水经过深度净化后直接回用的比例越来越高。

北京市已经将所有城市污水处理厂改称为再生水厂,经污水处理厂处理后的达标尾水已经成为缓解城市水资源紧张的重要水源。以污水处理厂为中心,构建城市再生水管网系统,已经成为未来污水处理厂建设的重要诉求。

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▲台州市路桥污水处理厂再生水车间每天提供3万立方米准Ⅳ类水供周边河道生态补水

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▲宿迁中心城市共划分为10个再生水利用系统,对应的10座城镇污水处理厂远期总规模55万m³/d,再生水回用规模28.9万m³/d,再生水回用率达53%。



能源综合利用中心


从污水中提取物质和能量是污水处理研究领域的重点领域,目前应用较多的是水源热泵、磷回收等技术手段。面向未来的污水处理厂还应进一步挖掘太阳能、污泥含热等非传统能源。

例如,可以利用大型水池的池面、建筑物的屋顶、预留用地和水面等设置太阳能板;将大型污水处理厂的选址尽量靠近热电厂等能产生廉价蒸汽的地方,利用蒸汽废热对污泥进行干化,使得污泥干化焚烧的热效益得以发挥,实现污水处理厂能源自给甚至对外供电。

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▲扬州市第一水厂清水池上太阳能发电

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▲上海某污水处理厂利用电厂蒸汽干化污泥



城市应急调度中心


风暴和洪水是经常造成城市灾害的直接自然原因,而其造成的污水漫溢影响水源地水质常常引发城市次生灾害。

将污水处理厂建设成为具有处理合流制溢流污染能力的溢流污染控制型污水处理厂,可以大大削减削减暴雨期城市水体的污染。而配套建设的深层排水隧道、雨水调蓄池等设施也可以有效降低洪涝灾害及其次生灾害。

城市供水方面的应急管理主要体现在水源地保护、管网和水厂的维护、以及应急预案和应急供水调度管理等方面。

未来的水厂、污水处理厂要承担起城市防灾减灾与应急管理的职能,需要在规划设计阶段统一考虑。

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▲扬州市城区应急供水调度示意图

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▲调蓄池与污水处理厂联动示意图,长春市伊通河北北段水生态治理工程实现了调蓄池与污水处理厂联动运行。



智慧水务管理中心


未来的城市是智慧的城市,未来的水厂、污水处理厂也将是智慧城市中的一个分中心。智慧水厂将分析从水源至管网末梢采集来的数据,为系统的运行提供决策依据,乃至实现无人化运行;智慧污水处理厂将分析管网至排放水体的数据,使得污水处理厂的运行更智能、更节能、更高效。除此之外这些智慧城市的分中心在必要时还能为市政府在紧急状态时的决策提供依据。


人类逐水而居,现代城市的兴起、发展与更新离不开以传统水务为核心的市政基础设施,新时代的传统水务工程理所应当居于城市的中心,支撑城市应对未来的挑战。南京市政院已经准备好为面向未来的传统水务3.0,绘就全新蓝图!


(撰稿:吴昊)

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