1、建设背景及项目概况
随着气候变化和城市化进程的加速，水资源问题凸显。缺水成为我国城市的通病，北京城的水环境、水生态面临着严峻的挑战，习近平总书记在中央财经领导小组第五次会议上的讲话还发表了有关“增强水危机意识、解决水安全问题”的重要讲话。为走出这一困境，北京市政府于2013年出台了“加快污水处理和再生水利用设施建设三年行动方案（2013年—2015年）”，这也是贯彻习近平总书记在中央财经领导小组第五次会议上的重要讲话精神和落实国务院颁布的《水污染防治行动计划》的具体体现。
北京市槐房再生水厂是根据北京市政府《加快污水处理和再生水利用设施建设三年行动方案（2013-2015年）》的要求所确定的缓解城南地区污水处理压力，改善地区水环境质量的工程。
槐房再生水厂整体鸟瞰（图片来源：北京城建集团有限责任公司）
项目目标是通过项目建设，实现区域污染物消减的同时为首都城市发展提供经济优质的战略水源（同水库水、南水北调水共同成为首都三大水源），同时实现污泥资源化利用，改善流域水生态环境。
项目采用全地下方式降低对周边环境的影响，地上部分利用再生水构建了向公众开放的湿地生态公园；采用MBR工艺为流域水环境提供高品质再生水，改善流域生态环境；采用“热水解＋消化”工艺处理污泥，生产沼气发电利用，能源回收并实现土地资源化利用；利用侧流厌氧氨氧化工艺处理消化脱水滤液，解决由滤液直接回流带来的水区氮负荷及处理成本增加问题。
槐房再生水厂公众开放日（图片来源：北京城市排水集团有限责任公司）
项目于2013年10月提出立项，经过两年多的建设，于2016年10月投入试运行，2016年12月正式进入商业运营。工程具有显著的社会、经济和环境效益。地下式建造降低了对周边环境的影响，将污水厂选址建设的邻避效应转变为邻喜效应，节约土地约1/3，且水厂每年可为河道补充2亿方高品质再生水，年产约15万吨有机营养土和2400万立方米沼气，每年可以降低碳排放2万吨。该项目获得国际水协全球项目创新奖金奖、中国土木工程詹天佑奖等多项荣誉。
槐房再生水厂（图片来源：北京市市政工程设计研究总院有限公司）
2、地下建设再生水厂
槐房再生水厂位于南四环公益西桥东南侧，处理规模为60万立方米/天，占地31.36公顷，主要承担缓解城南地区污水处理压力的任务。规划流域范围西起西山八大处，东至展览馆路，北起长河，南至丰台，并包括花乡、卢沟桥乡、石景山乡部分乡域地区，规划流域面积约137平方公里，是目前亚洲规模最大的一座地下再生水厂，其中地下处理区部分占地约17万平方米。
污水处理采用“预处理＋MBR＋臭氧＋紫外”工艺，污泥处理采用“预脱水＋热水解＋厌氧消化＋板框深度脱水”工艺，脱水滤液采用厌氧氨氧化工艺进行处理。设计出水水质达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11/890-2012）中B标准的要求，出水主要用于河湖补水、绿化、市政杂用、工业冷却用水等，实现污泥无害化处置。
工程秉承创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，在建设中注重环境协调、节能降耗、能量回收的原则，具有“环境影响小、节省土地、美观性好”等特点。采用了具有世界先进水平的超滤膜技术，有效清除污水中的各类细菌、悬浮物，再经臭氧接触池和紫外消毒间的消毒及脱色，出水指标达到北京市地标B标准。
槐房再生水厂地下空间主通道（图片来源：北京市市政工程设计研究总院有限公司）
槐房再生水厂地下空间面积约17万平方米，深度达17.45米，为地下两层、局部（管廊）地下三层。地下一层为工艺设备操作检修平台及附属生产区，配有贯穿整个地下空间的车行道，汽车可以畅行于内。这种全地下集中布置形式，相比在地面上建设，用地量减少近三分之一。
工程采用单体设备封闭、空间全封闭等多级气体封闭措施，将产生的臭气经密闭管道输送至除臭设施处理后通过排放塔集中排放，排放的气体满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中废气排放一级标准要求，对外设立排放气体实时监测屏幕，市民可随时监督。地下建设再生水厂全封闭状态，做到了既隔音又隔臭。
槐房再生水厂地下空间生物池（图片来源：北京市市政工程设计研究总院有限公司）
为在这种超大型的地下结构顶板之上修建人工湿地，工程采用设置结构双墙、变形缝、后浇带、外掺剂等综合措施解决了超长混凝土结构温度裂缝难题。顶板之上的8层共17厘米厚的保护层和防水层，为顶板之上建造湿地景观提供可靠的保障。
为保障地下再生水厂运行安全及操作人员生命安全，工程重点考虑了防淹泡、消防和通风除臭等措施。形成了以防淹泡和消防为核心的安全技术体系。
槐房再生水厂每年提供高品质再生水约2亿吨，可用于环境景观用水、工业用水、农业用水、市政杂用。热水解厌氧消化系统年产沼气约2400万立方米，可用于厂区发电、供暖，实现部分能源自给。通过水源热泵系统提取再生水中的能量，被用于厂区的制冷供暖，减少碳排放的同时实现了资源的循环利用。
3、地面建设湿地公园
湿地公园作为槐房再生水厂的配套项目，位于槐房再生水厂内，占地16公顷，其中13公顷处于北京槐房再生水厂屋顶之上
湿地公园平面图（图片来源：清华同衡规划设计研究院）
通过挖掘当地历史，研究相关资料，发现项目所处的北京南郊区域位于北京母亲河——永定河冲积扇的潜流溢出带，明清时期这里泉眼密布、河湖纵横。而槐房再生水厂正好处于“一亩泉”涌出区上，在一亩泉附近还有泉眼二十三处，泉水向东南汇流，形成南苑五海子水系。历史上这里便是一派泉水纵横、芳草摇曳、鱼游浅底、鸟翔碧空的湿地生态景象。其后由于时代变迁，湿地生态环境发生巨变，昔日的湿地已然消失。
为了重现当年的湿地胜景，景观设计师在设计中引入湿地概念，利用再生水厂所产再生水，构建人工湿地，结合雨洪蓄滞，在再生水厂上创造一个水清草碧、鸟栖鱼藏的充满生机和活力的湿地公园。这是我国国内首次屋顶湿地景观与大型地下再生水基础设施融为一体的设计尝试，也是国内最大的屋顶湿地公园。
湿地湖区景观（图片来源：清华同衡规划设计研究院）
其中，项目创新设计主要有以下几个方面：
01、节水——再生水回用，构建湿地公园
北京槐房再生水厂日产再生水60万吨。利用其生产的部分再生水，作为巨型屋顶湿地公园的水源，形成了水域面积有4公顷之大，具有溪流、洲岛、湖区等丰富多样水态的湿地水景，给游人带去不同的湿地游赏体验。
02、渗水——绿地退台式设计，截留雨水
公园绿地采用石笼挡墙围筑的多层退台式地形，结合陆生和湿生植物，最大限度的截流雨水，减少地表径流，沉淀泥沙。同时，放弃常规屋顶花园采用的轻质土，而回归使用普通土作为种植介质，避免水土流失，确保湿地水质不受雨洪污染。
03、蓄水——湿地存蓄雨水，滞后排放
公园水系设计模拟河漫滩形式，形成两级蓄洪方案。一级蓄洪方案是在湿地末端设有调节堰，暴雨时上移堰板，可升高湿地存蓄水位，总共可存蓄雨水1.9万方，比平时增加55%的蓄存能力，水漫区控制在近岸3m范围内。而二级蓄洪方案是应对极端特大暴雨，水位暴涨可浸漫整个公园，从而延缓雨洪排放，可缓解京城市政管网巨大的排水压力。
04、净水——湿地植物深度净化水质
再生水厂所产再生水由公园东北部进入湿地，流经种有20多种湿地植物的潜流湿地和表流湿地，通过湿地植物的再次净化，从西南部排出公园，补给京城水系——小龙河。
05、生境构建——营建多样生境，丰富物种多样性
公园引入“城中湿地——动植物天堂”的设计理念，通过选用103种北京乡土植物，模拟自然群落结构，营造林地、灌草丛、河道溪流和湖滨滩涂等多样的陆生湿生生境；运用27种食源植物和65种蜜源植物，设计了除臭风塔上的木质鸟巢、无人岛、灌草丛内庇护所，以及昆虫栖息的小微生境，目标吸引56种鸟类、7种兽类和74种昆虫，前来觅食、栖息和繁殖，从而丰富当地物种多样性
湿地生境（图片来源：清华同衡规划设计研究院）
公园东部主入口区设有科普木屋，用于展示污水治理、再生水回用成效，宣传节能环保、绿色发展理念。湿地公园本身亦是一个雨洪蓄滞、水资源再利用、水生态修复的绿色示范。全园利用架空栈道和平台，有序引导游客游赏和户外观察，并降低对湿地内生境和动物的干扰。目前，湿地公园已成为北京市生态环境教育基地和国家水情教育基地，每年接待着大量的国内外政界、学界、社会人士及大、中、小学生。本湿地公园也受到了景观业界肯定，获得了英国BALI奖金奖、IFLA亚太中东区卓越奖和北京市优秀设计二等奖等多项殊荣。
通向科普木屋的栈道（图片来源：清华同衡规划设计研究院）
如今，走进槐房再生水厂，清水环绕，绿荫掩映。除了鸟语花香，听不到机器的轰鸣，闻不到污水的异味。人工湿地通过对自然群落结构的模拟，有效恢复了该地区在18世纪30年代“一亩泉”的湿地景观，实现了水的再生利用及水生态修复。这里不仅是水厂的后花园和科普基地，更是动植物的家园，是人与自然和谐共生的见证。槐房再生水厂所呈现的美好景象为今后灰色基础设施的建设开发和土地集约化使用，提供了一个全新的绿色发展思路。
感谢北京市市政工程设计研究总院有限公司、北京城市排水集团有限责任公司、清华同衡规划设计研究院、北京城建集团有限责任公司提供相关资料并对本文进行审核
