張家港市金港地下污水處理廠運(yùn)行情況評估與經(jīng)驗分析

阮辰旼，馬 艷

（1.上海城市水資源開發(fā)利用國家工程中心有限公司，上海 200082；2.上?！秲羲夹g(shù)》雜志社，上海 200082）

張家港金港污水處理廠是江蘇省首座全地下式污水處理廠［1］，建設(shè)周期共2年3個月，自2010年9月開工建設(shè)至2012年12月通水。金港污水廠土建按5萬m3／d建設(shè)（總規(guī)模），設(shè)備按2.5萬m3／d安裝（一期工程），目前實際運(yùn)行處理規(guī)模為1.4～1.5萬m3／d［2］，配套五座全自動無人值守的污水提升泵房和23 km的主管網(wǎng)，服務(wù)面積為130萬km2，服務(wù)人口20多萬。

1 工藝設(shè)計與運(yùn)行效果

金港污水廠進(jìn)水基本為分流制的污水管來水，以生活污水為主，自流進(jìn)入污水廠內(nèi)。污水處理廠主體工藝采用AAO＋MBR工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。污泥處理采用離心濃縮脫水，脫水污泥干化外運(yùn)后焚燒處理，工藝流程如圖1所示。

圖1 金港污水廠工藝流程圖Fig.1 Flow Chart of Jingang Wastewater Treatment Plant Process

圖2 MBR膜池Fig.2 MBR Tank

1.1 AAO＋MBR生化池

工藝設(shè)計水力停留時間為12 h，其中厭氧區(qū)為1.66 h，缺氧區(qū)I為2.82 h，缺氧區(qū)II為1.23 h，好氧區(qū)為4.23 h，膜區(qū)為2.07 h；污泥齡為18 d，MLSS保持在12 g／L左右。膜池采用玻璃蓋板全封閉，如圖2所示。

1.2 運(yùn)行效果

自通水運(yùn)行至今，金港污水廠運(yùn)行狀況良好。目前進(jìn)水水質(zhì)CODCr約300 mg／L，總氮約40～50 mg／L，總磷約5～6 mg／L，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到一級A，除總氮之外基本能夠達(dá)到IV類地表水標(biāo)準(zhǔn)，其中總磷可控制在0.3 mg／L以下。水廠對出水總氮內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為12 mg／L，冬季需適當(dāng)投加乙酸鈉作為補(bǔ)充碳源。據(jù)統(tǒng)計，金港污水廠2016年共處理污水506萬m3，CODCr削減量為862 t，氨氮削減量為168 t，總磷削減量為21 t。

2 通風(fēng)除臭方式與運(yùn)行效果

2.1 通風(fēng)

金港污水廠采用自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的形式，大部分進(jìn)風(fēng)井與采光井、設(shè)備起吊口相結(jié)合，進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)井設(shè)置百葉窗，排風(fēng)系統(tǒng)日常連續(xù)排風(fēng)。根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50019—2015）標(biāo)準(zhǔn)，通風(fēng)換氣次數(shù)為4次／h。

2.2 除臭

金港污水廠采用活性氧除臭＋土壤除臭工藝。廠內(nèi)設(shè)置負(fù)壓抽吸通風(fēng)裝置，主要收集預(yù)處理區(qū)、污泥處理區(qū)和生化處理區(qū)的空氣。所收集的空氣經(jīng)過活性氧氧化和土壤層除臭后排放到外界。全廠除臭設(shè)備共有兩套，單套設(shè)備21 000 m3／h。其中預(yù)處理區(qū)采用封閉式，如圖3（a）所示；生化區(qū)采用蓋板封閉，如圖3（b）所示。

圖3 金港污水廠內(nèi)部實景Fig.3 Photos of Jingang Wasterwater Treatment Plant

2.3 通風(fēng)和除臭效果

金港污水廠除臭整體效果較好，以生化池區(qū)域最佳，但預(yù)處理區(qū)一般，存在臭氣逸散的問題。主要原因在于預(yù)處理區(qū)除臭換氣次數(shù)不足，隔斷空間較大，臭氣吸風(fēng)口布置不合理，無法形成密閉罩內(nèi)整體負(fù)壓，導(dǎo)致臭氣外溢。污泥處理區(qū)因采用離心脫水工藝，整體密閉性好，臭氣逸散少，但出泥階段由于直接將脫水污泥排入污泥車內(nèi)，存在臭氣逸散。

3 運(yùn)行管理與運(yùn)行效果

3.1 防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)

3.1.1 消防系統(tǒng)

金港污水廠消防參照地下停車庫消防標(biāo)準(zhǔn)。地下一層箱體共劃分為4個消防分區(qū)，單個分區(qū)最大面積約3 000 m2。一體化箱體內(nèi)部設(shè)置了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，使消防人員即時了解火災(zāi)情況并采取措施。在主通道及所有池體上均設(shè)置了消火栓滅火系統(tǒng)，消火栓間距約20 m。實際運(yùn)行中尚未出現(xiàn)火情。

3.1.2 防汛系統(tǒng)

防汛參照地下車庫的防汛模式，在地下進(jìn)口設(shè)置一道排水溝，進(jìn)口與地表有一定的高度落差，防止雨季雨水倒灌入地下污水廠。廠區(qū)內(nèi)每隔一段設(shè)置一道排水溝，集中收集后用排澇泵抽出。但針對南方雨量大的氣候特征，仍存在一定的安全隱患。

3.1.3 防腐防爆

金港污水廠設(shè)計的防腐防爆登記和地上污水廠一致，沒有做加強(qiáng)處理，主要工藝設(shè)備、儀表、自控配置標(biāo)準(zhǔn)較高，進(jìn)水格柵等機(jī)械設(shè)備均采用不銹鋼材質(zhì)，外層涂布防腐涂料。但實際運(yùn)行過程中，部分設(shè)備、材料的腐蝕仍存在，部分設(shè)備維護(hù)頻繁。

3.2 節(jié)能降耗

金港污水廠主要采取了以下措施優(yōu)化運(yùn)行中的能耗：

（1）采用自然采光和自然通風(fēng)，在通風(fēng)換氣和照明中節(jié)能效果明顯；

（2）處理工藝中鼓風(fēng)機(jī)采用單級離心或多級離心風(fēng)機(jī)，如圖3（c）所示，產(chǎn)水泵和反沖洗泵共用一套泵，即凸輪泵，硝化液回流采用穿墻泵，所使用的設(shè)備高效節(jié)能；

（3）AAO和MBR池中的曝氣量根據(jù)DO在線監(jiān)測值進(jìn)行控制，污泥外回流和消化液內(nèi)回流亦可用缺氧池、厭氧池ORP值或進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行實時調(diào)整，有效降低能耗。

3.3 整體運(yùn)行效果評價

金港污水廠總體運(yùn)行維護(hù)情況良好。運(yùn)行五年，場地設(shè)備、地下衛(wèi)生、地上景觀維護(hù)均較好，地面水景如圖3（d）所示。該廠雖為全地下污水處理廠，但大量使用了自然采光，人員進(jìn)入廠區(qū)內(nèi)基本無不適感覺。但由于通風(fēng)效果尚不太理想，進(jìn)入地下一層可以感覺到高溫、高濕和臭氣。

4 運(yùn)行經(jīng)驗總結(jié)

結(jié)合金港污水廠的運(yùn)行現(xiàn)狀評估，認(rèn)為在今后地下污水廠的設(shè)計和運(yùn)行過程中，有以下細(xì)節(jié)可以進(jìn)一步優(yōu)化。

（1）目前國內(nèi)大多地下污水廠均處于實際進(jìn)水量低于設(shè)計水量的非滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步開展研究，對滿負(fù)荷狀態(tài)下可能出現(xiàn)的運(yùn)行問題提出預(yù)案，如膜組件在高通量條件下的運(yùn)行穩(wěn)定性、膜格柵過濾精度較高所導(dǎo)致的毛發(fā)雜質(zhì)纏繞等問題。

（2）地下污水廠根據(jù)實際情況的不同，應(yīng)當(dāng)設(shè)定有針對性的通風(fēng)除臭策略。如預(yù)處理、污泥料倉區(qū)域應(yīng)更合理布置除臭吸風(fēng)口，減少臭氣逸散；對鼓風(fēng)機(jī)房、變配電間等發(fā)熱量大的區(qū)域，應(yīng)強(qiáng)化通風(fēng)換氣次數(shù)或增加空調(diào)降溫措施。

（3）針對南方地下水廠，應(yīng)充分考慮南方地區(qū)雨量大的問題，采取必要的應(yīng)急措施，包括在進(jìn)口處設(shè)置多個排澇溝、定期清理排澇溝內(nèi)淤泥和雜物、設(shè)置防汛移動墻、設(shè)置應(yīng)急抽水泵、進(jìn)水設(shè)置雙閘門（其中一個為帶蓄電池閘門）、生物處理段設(shè)置溢流管等。

［1］施衛(wèi)娟，李培培.金港地下污水處理廠工程建設(shè)及設(shè)計特點(diǎn)［J］.中國給水排水，2013，29（18）：81-83.

［2］朱峰.國內(nèi)外地下式污水廠發(fā)展現(xiàn)狀及其啟示［J］.城市道橋與防洪，2015，32（12）：62-65，71.