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北区污水处理厂占地191亩，分四期建设，总规模19.6万万吨/日，服务面积120平方公里，服务人口53万人。目前四期全部投入运营，各期均采用改良型A2/O工艺，三四期采用半地下的建设模式，出水执行一级A标准。三四期9.6万吨/日的处理规模，采用半地下箱体结构，东西长229米,南北宽108 米，建筑面积47300m3，占地面积约71亩，箱体由粗格栅进水泵房、细格栅曝气沉砂池、生化池、二沉池、污泥泵房、中间提升泵房、高效沉淀池、V型滤池、反冲洗车间、出水泵房、配电间、加药间等构建筑物组成。地下箱体分为二层，局部三层。地下负一层的基础平均标高为-6.7 米(黄海高程)，即现地面以下9.3米，最深为进水泵房，达到-8.54 米，为地面以下近12米。地上一层为检修层，屋面标高为+8.7米。
我国城镇化加快速度进行发展催生地下污水处理厂的需求更加迫切，地下污水处理厂占地面积较小、二次污染少、环境友好、能够提升土地价值等优点，逐渐地将从一种被动选择发展为一种趋势，为解决污水处理厂建设用地匮乏、城区建设污水处理厂对旁边的环境影响大等问题提供一种很好的途径。同时，地下污水厂的稳定运营也存在一系列新的问题，安全风险尤为突出，北区厂在实践中不断总结经验，通过有效安全管控，确保地下污水处理厂安全稳定运行。
北区厂针对三四期半地下安全管控制定《半地下污水厂安全管理制度》、《安全标准化管理制度》、《应急处置预案》等制度，按照现场实际管理要求，每年对制度更新完善，使之更适合半地下污水厂安全管理需要。三四期溢流管路及超越阀门、地下储水渠道及自吸泵、通信信号基站、防淹挡板、阀门及管路可视化、防火系统、硫化氢、氨气监控系统的安装有效保证了人员及设备安全；另外根据近几年运行经验总结不断来优化，高清监控系统、防淹溺报警系统、生命体征监测手环、可视化头盔、进水总管阀门断电自闭等一系列技改使运行安全风险降至更低。
半地下污水厂安全稳定运行在解决土地资源问题方面具有非常明显的社会效益。半地下污水厂可以有明显效果地地利用地下空间，减轻地面空间限制，使得在城市地区，尤其是土地资源紧张的地区，可以在一定程度上完成污水处理设施的建设和安全运行。
半地下污水处理厂安全稳定运行的生态效益体现在对旁边的环境的改善。通过合理地布局和绿化措施，半地下污水处理厂能成为旁边的环境的亮点，提升区域生态环境质量，为居民提供舒适的生活环境。
溢流管路及超越阀门：通过溢流管使污水达到溢流液位时，由溢流管回到进水泵房，通过超越阀门来避免因某个工艺段的故障而影响整个
储水渠道及自吸泵：为防止管路接头、阀门开关处发生的渗漏造成地面积水，北区厂地下二层设计了储水渠道，并安装了4台自吸泵，通过浮球开关控制，及时排出储水渠道中积水。12
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