半地下箱體式MBR生化組合工藝工程設(shè)計(jì)案例分析

柳 巖，高海英，劉建軍，李 坤，石 潔

(1.北京碧水源科技股份有限公司，北京 102206；2.北京久安建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，北京 102206)

近年來(lái)隨著國(guó)家及各地方對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及景觀效果要求不斷提高，對(duì)用地面積不斷緊縮，地下或半地下箱體式配合MBR工藝形式污水處理廠迅速增加。目前國(guó)內(nèi)已建和在建的全地下污水處理廠中多數(shù)采用MBR工藝[1-2]。隨著MBR膜技術(shù)水平不斷提高及價(jià)格越來(lái)越低，與箱體式結(jié)構(gòu)形式配合優(yōu)勢(shì)愈加明顯。但目前大量案例報(bào)道中，僅對(duì)案例工藝流程本身進(jìn)行描述，對(duì)MBR工藝配合箱體式結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)及問(wèn)題分析等鮮有報(bào)道。本文主要介紹MBR工藝和箱體式結(jié)構(gòu)形式選擇，MBR箱體式結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)及目前主要問(wèn)題分析，為后續(xù)設(shè)計(jì)作為參考。

1 工程概況

陜西省政府于2015起啟動(dòng)新三年行動(dòng)計(jì)劃《渭河流域水污染防治鞏固提高三年行動(dòng)方案(2015—2017年)》。為徹底貫徹本方案要求，灃西新城渭河污水處理廠工程污水處理廠與灃西新城同步建設(shè)，改變了以往先污染再治理的觀念，實(shí)現(xiàn)了排污與治污設(shè)施同步建設(shè)，從源頭控制生態(tài)水體被污染的超前理念。

灃西新城渭河污水處理廠近期設(shè)計(jì)規(guī)模為3萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模為6萬(wàn)m3/d，主要處理單元采用箱體式半地下形式。本次污水處理廠設(shè)計(jì)以海綿城市、綠色發(fā)展、節(jié)能環(huán)保、資源回收利用為理念，打造一個(gè)出水水質(zhì)好、低碳節(jié)能、資源回收、環(huán)境友好的智慧污水廠。

2 進(jìn)出水水質(zhì)

2.1 進(jìn)水水質(zhì)及分析

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口規(guī)模的增加，人民生活水平的提高，本設(shè)計(jì)污水處理服務(wù)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)構(gòu)成和發(fā)展水平在不斷地調(diào)整變化之中，會(huì)有許多不確定的因素。同時(shí)，該區(qū)域內(nèi)目前對(duì)服務(wù)范圍內(nèi)的居民區(qū)生活污水現(xiàn)狀調(diào)查有一定的困難，缺乏有針對(duì)性的污水水質(zhì)資料統(tǒng)計(jì)。因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)有相當(dāng)?shù)碾y度。參照陜西省內(nèi)閻良區(qū)、武功縣、渭南市等地污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)水水質(zhì)，考慮灃西新城發(fā)展情況，合理權(quán)衡近遠(yuǎn)期需求，確定污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)Tab.1 Design Influent Water Quality

(1)可生化性分析

本工程絕大部分進(jìn)水為生活污水，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)CODCr=500 mg/L，BOD5=250 mg/L，從污水可生化性考慮，污水中BOD5/CODCr=0.50，可生化性好[3]。

(2)BOD5/TN

由于反硝化菌是在分解有機(jī)物的過(guò)程中進(jìn)行反硝化脫氮，在不投加外來(lái)碳源條件下，污水中必須有足夠的可利用有機(jī)物(碳源)，才能保證反硝化的順利進(jìn)行。一般認(rèn)為，進(jìn)入生物池的BOD5/TN>4，即可認(rèn)為污水有足夠的碳源供反硝化菌使用[3]。

本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)BOD5=250 mg/L，TN=45 mg/L，BOD5/TN=5.55，碳源相對(duì)充足[3]。

(3)BOD5/TP

一般認(rèn)為，進(jìn)行生物除磷的低限是BOD5/TP=20，有機(jī)基質(zhì)不同對(duì)除磷也有影響。一般低分子易降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng)，高分子難降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放的能力較弱。而磷釋放得越充分，其攝取量也就越大，本工程BOD5=250 mg/L，TP=4.5 mg/L，BOD5/TP=55.55，采用生物除磷工藝可以獲得較好的除磷效果[3]。但常規(guī)的生物處理工藝出水TP要穩(wěn)定低于0.3 mg/L是相當(dāng)困難的，因此,在本工程設(shè)計(jì)中需采用生物法除磷與化學(xué)法除磷相結(jié)合的方法以強(qiáng)化除磷效果，以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 出水水質(zhì)要求

根據(jù)《陜西省西咸新區(qū)灃西新城市政工程專項(xiàng)規(guī)劃——污水工程專項(xiàng)規(guī)劃(修編)》，規(guī)劃考慮渭河及沙河污水處理廠處理后的尾水進(jìn)入新渭沙濕地公園進(jìn)行處理排放，經(jīng)該濕地處理后的水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，從而大幅提升河流的景觀功能，改善河流周邊環(huán)境質(zhì)量，提高城市的文化和環(huán)境品位。

按照尾水排放的要求，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)污水處理廠的出水水質(zhì)，北京、天津等地的高標(biāo)準(zhǔn)地方排放標(biāo)準(zhǔn)要求及城市雜用水、景觀環(huán)境用水的要求等，確定本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出水水質(zhì)如表2所示，其余指標(biāo)不低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)Tab.2 Design Effluent Water Quality

3 工藝路線設(shè)計(jì)

3.1 處理難點(diǎn)分析及對(duì)應(yīng)措施

由上節(jié)進(jìn)水分析及出水要求可知，本項(xiàng)目主要處理要點(diǎn)及難點(diǎn)如下。

(1)進(jìn)水SS較高，預(yù)處理中需要設(shè)置初次沉淀池。

(2)出水CODCr、氨氮要求含量低，并處于北方地區(qū)，需要考慮冬季污泥膨脹及單位污泥反應(yīng)速率低等問(wèn)題，應(yīng)合理選擇生化處理工藝最大程度避免上述問(wèn)題。

(3)出水TP要求含量低，單采用生物除磷不能滿足出水要求，需要增設(shè)化學(xué)除磷。

(4)出水要求SS為10 mg/L，而出水TP為0.3 mg/L，根據(jù)出水SS中TP含量3%計(jì)算，僅出水SS中的TP含量已經(jīng)為0.3 mg/L，加上水中游離的TP，出水TP肯定不達(dá)標(biāo)，所以實(shí)際出水SS需要穩(wěn)定控制在10 mg/L以下。為滿足上述需求，需要選擇可靠的過(guò)濾工藝。

所選工藝路線，在確保整體工藝路線能夠滿足所有技術(shù)要求前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、景觀、用地規(guī)模、運(yùn)行要求等因素，具體分析各處理單元確定。

3.2 預(yù)處理、生化及深度處理

預(yù)處理選用常規(guī)機(jī)械格柵及曝氣沉砂池，由上述分析可知，需要增設(shè)初沉池。

進(jìn)水基本為生活污水，由上節(jié)分析可知，進(jìn)水可生化性較好，從有機(jī)物與氮磷比例來(lái)看適合生物脫氮除磷工藝。同時(shí)，由于出水TP的要求需要增設(shè)化學(xué)除磷及穩(wěn)定高效過(guò)濾工藝，因此，選擇AAO+MBR工藝作為生化及同步過(guò)濾單元[4]。

3.3 化學(xué)除磷

(1)投加點(diǎn)選擇

化學(xué)預(yù)沉淀除磷在初沉池前投加化學(xué)藥劑，沉淀物的排除在初沉池中。由于化學(xué)反應(yīng)為綜合反應(yīng)，加藥量增加，同時(shí)去除了污水中較多的有機(jī)物，對(duì)脫氮不利，一般不予推薦。同步沉淀可以利用剩余污泥同步排出化學(xué)沉淀的TP，利用膜池好氧環(huán)境排泥，避免傳統(tǒng)二沉池等厭氧二次釋磷問(wèn)題，且不需要增加額外的構(gòu)筑物，可以保證充分的混合和足夠的混凝劑水解絮凝時(shí)間，目前應(yīng)用比較廣泛。后化學(xué)除磷可以使藥劑得到充分的利用，但須增加混合、反應(yīng)和固液分離設(shè)備和構(gòu)筑物。本工程采用生化+膜同步過(guò)濾工藝，一般不再建設(shè)混凝沉淀單元，因此采用同步排泥除磷。

(2)藥劑選擇

本項(xiàng)目對(duì)除磷要求較高，且根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)污水中的磷含量較低時(shí)，除磷藥劑投加量與磷去除量的比值成倍數(shù)增大，所以所需除磷藥劑投加濃度較大。常用的化學(xué)除磷藥劑有鋁鹽和鐵鹽，鐵鹽投加較多時(shí)，一是會(huì)對(duì)膜絲產(chǎn)生較嚴(yán)重污染，二是會(huì)增加出水色度。所以，本項(xiàng)目適合選用目前運(yùn)行最廣泛的堿式氯化鋁(PAC)作為除磷藥劑。

3.4 消毒工藝

污水經(jīng)MBR過(guò)濾后，SS及各微生物含量比常規(guī)砂過(guò)濾大幅度降低，達(dá)到相同的消毒效果所需消毒劑的量較少。本項(xiàng)目出水進(jìn)入市政中水管網(wǎng)系統(tǒng)回用，采用副產(chǎn)物較少的紫外消毒工藝，同時(shí)附加少量次氯酸鈉作為補(bǔ)氯。

3.5 工藝流程確認(rèn)

由上述分析可知，針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)及出水水質(zhì)要求，結(jié)合用地等方面因素，確定本污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process Flow Chart

4 總平布局——布置形式選擇

4.1 總布置形式選擇

目前，污水處理廠構(gòu)筑物布置形式較多，更加關(guān)注景觀、除臭、保溫等因素，主要布置形式分為傳統(tǒng)的地上式布置形式與目前廣泛采用的地下式布置形式兩種。

根據(jù)本項(xiàng)目用地、投資情況，分別對(duì)本項(xiàng)目采用地上式及半地下箱體式兩種方案進(jìn)行說(shuō)明比選，如表3所示。

表3 地上式及地下式布置投資及占地面積對(duì)比Tab.3 Comparison of Investment and Floor Area of Ground and Underground Layout

由表3可知，采用半地下箱體式布置方式比地上式投資更高，但占地面積較小。是否采用半地下箱體式布置應(yīng)視周邊的環(huán)境及項(xiàng)目本身的用地情況等綜合決定。

本項(xiàng)目選址廠區(qū)北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)分別為西工大項(xiàng)目預(yù)留地塊、交大創(chuàng)新港、濕地公園，因此，對(duì)環(huán)境要求比較高，故從周邊環(huán)境來(lái)講，本項(xiàng)目應(yīng)采用地下式布置方式。

按照規(guī)劃要求，本項(xiàng)目規(guī)劃選址區(qū)域面積為49畝(32 666.67 m2)。采用地上式布置，難以滿足用地要求，故應(yīng)采用地下式布置。

4.2 不同地下式布置形式對(duì)比

構(gòu)筑物地下式布置目前主要分為3種[5-10]：(1)構(gòu)筑物頂部覆土，輔助車間基本位于地上，設(shè)備操作及巡檢等在上部，各車間布置分散；(2)構(gòu)筑物位于地下二層，主要輔助車間布置在地下一層，地面層覆土，除了辦公樓，整體結(jié)構(gòu)基本都位于地面層以下，地面以上一馬平川；(3)構(gòu)筑物位于地下，輔助車間位于地上，但所有構(gòu)筑物及輔助車間布置在同一個(gè)鋼砼箱體內(nèi)，地面以上只有一個(gè)箱體，頂部可覆土。各布置方式對(duì)比如表4所示。

表4 不同構(gòu)筑物布置形式對(duì)比Tab.4 Comparison of Layout Forms of Different Structures

綜上所述，從上部空間可利用性及景觀效果、人員進(jìn)出、設(shè)備吊裝、對(duì)周圍環(huán)境影響、對(duì)操作人員的影響、生產(chǎn)區(qū)和景觀區(qū)管理交通、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用等多個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比分析，本污水處理廠采用雙層加蓋的構(gòu)筑物半地下式布局方式，全廠除綜合樓外，其余所有建構(gòu)筑物組團(tuán)布置，并采用半地下式的布置方式，所有建構(gòu)筑物的總體建設(shè)，構(gòu)成了地下箱體。

4.3 本工程與同類工程箱體噸水占地對(duì)比

因不同項(xiàng)目用地紅線形狀不同及箱體外閑置空地大小不同，加之一般工程設(shè)計(jì)會(huì)將紅線范圍用地全部納入污水處理廠范圍，而地下或者半地下箱體包括了全部工藝流程及輔助車間等建構(gòu)筑物，故此類污水處理廠箱體的噸水占地才能反映出實(shí)際占地水平。

本工程半地下箱體噸水占地為0.206 m2/m3。其他箱體式污水處理廠噸水占地如表5所示。

表5 箱體式污水處理廠單位用地對(duì)比Tab.5 Land Use Comparison of Box Type WWTP Per Unit of Purified Water

由表5相關(guān)工程案例對(duì)比可知，傳統(tǒng)工藝箱體噸水占地較大，MBR工藝噸水占地較小。本項(xiàng)目出水標(biāo)準(zhǔn)為地表“準(zhǔn)Ⅳ類”，出水標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于上述案例，但噸水占地不大，僅為0.206 m2/m3。

5 單元設(shè)計(jì)

5.1 主體單元——生化+MBR設(shè)計(jì)

本單元設(shè)計(jì)規(guī)模：土建按6萬(wàn)t/d建設(shè)，設(shè)備按3萬(wàn)t/d配置。

5.1.1 系統(tǒng)回流設(shè)計(jì)

本單元設(shè)置膜池至好氧池、好氧池至缺氧池、缺氧池至厭氧池三級(jí)回流。

膜池至好氧池回流主要作用：一是回流污泥至好氧前端，補(bǔ)充污泥提高污泥濃度；二是將膜池內(nèi)混合液中大量溶解氧回流至好氧池前端，相應(yīng)好氧池內(nèi)曝氣量而節(jié)約能耗。此段回流比設(shè)計(jì)為500%。

好氧池末端至缺氧池前端的回流主要作用是回流硝化液至缺氧池進(jìn)行反硝化作用脫氮。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)TN指標(biāo)及出水TN要求，考慮適當(dāng)設(shè)計(jì)余量，此段回流比設(shè)計(jì)為300%。

缺氧池末端至厭氧池前端回流主要作用：一是補(bǔ)充污泥，保證污泥與進(jìn)水充分混合；二是回流污泥進(jìn)行厭氧釋磷，為后續(xù)好氧過(guò)量吸磷積蓄能量。此段回流比設(shè)計(jì)為200%。

5.1.2 各段污泥濃度設(shè)計(jì)

根據(jù)MBR膜系統(tǒng)特點(diǎn)可知，泥水分離不需要經(jīng)過(guò)沉淀過(guò)程，完全通過(guò)過(guò)濾完成。所以生化+MBR系統(tǒng)內(nèi)部污泥濃度可增至較高水平，不用擔(dān)心污泥因濃度較高而導(dǎo)致沉淀效果差等問(wèn)題。設(shè)計(jì)膜池污泥質(zhì)量濃度MLSS=10 000 mg/L，則根據(jù)產(chǎn)水及回流比例，好氧池前端污泥質(zhì)量濃度約為8 000 mg/L，缺氧池約為7 000 mg/L，厭氧池約為5 000 mg/L。

5.1.3 各段停留時(shí)間計(jì)算

生化反應(yīng)池中各池的停留時(shí)間均需要在進(jìn)水水質(zhì)及出水要求及設(shè)計(jì)最不利水溫基礎(chǔ)上進(jìn)行核算。厭氧池的水力停留時(shí)間根據(jù)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為1.5 h。缺氧池水力停留時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)最不利條件下反硝化速率及池內(nèi)污泥濃度確定為4 h。好氧池水力停留時(shí)間需要在設(shè)計(jì)最不利條件下考慮污泥齡及硝化速率兩方面因素，確定為6 h。

5.1.4 半地下箱體內(nèi)膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)膜系統(tǒng)池體尺寸設(shè)計(jì)

膜系統(tǒng)需要根據(jù)膜組器尺寸、清洗吊裝及各運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。由半地下箱體式污水處理廠結(jié)構(gòu)形式需要，箱體內(nèi)部布置縱橫交錯(cuò)結(jié)構(gòu)支撐柱，根據(jù)結(jié)構(gòu)柱間尺寸進(jìn)行各廊道膜池體及管廊布置，同時(shí)反饋結(jié)構(gòu)專業(yè)各膜廊道所需尺寸，合理調(diào)整結(jié)構(gòu)柱距，滿足功能及結(jié)構(gòu)要求前提下，尋求經(jīng)濟(jì)最優(yōu)[10,13]。膜系統(tǒng)示意如圖2所示。

注：標(biāo)高單位為m，長(zhǎng)度單位為mm圖2 膜系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Membrane System

膜組器長(zhǎng)度為2 620 mm，組器兩邊距池開口各留100 mm用于安裝導(dǎo)桿支架，則池口為2 820 mm。管廊用于安裝產(chǎn)水管道及空氣擦洗管道，取1 200 mm凈寬，管廊壁取200 mm，膜廊道壁取500 mm，則各膜廊道開口比廊道過(guò)流寬度小550 mm。膜廊道凈寬為2 820+550=3 370 mm，一般取整為3 400 mm。膜廊道長(zhǎng)度根據(jù)組器數(shù)量及間隔需求布置即可。

半地下箱體式水廠結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置比較關(guān)鍵，與工藝條件有關(guān)的主要影響因素是各構(gòu)筑物與相關(guān)柱網(wǎng)的空間相對(duì)位置。膜池如單廊道跨度設(shè)置一個(gè)柱距，則柱距過(guò)密，并且管廊處因柱子占用一定空間，導(dǎo)致管廊過(guò)寬，膜廊道開孔小而內(nèi)部過(guò)流截面大，土建造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。兩個(gè)廊道跨度可作為一個(gè)柱網(wǎng)間距。取廊道寬度為3 400 mm，池壁厚為500 mm，則兩個(gè)廊道一個(gè)柱網(wǎng)，柱中心間距為7 800 mm，結(jié)構(gòu)、工藝可行，經(jīng)濟(jì)合理。

(2)設(shè)備參數(shù)

設(shè)計(jì)平均膜通量：17.6 L/(m2·h)，近期總曝氣量為175 m3/min，氣水比為8.4∶1。產(chǎn)水按照產(chǎn)7 min、停1 min運(yùn)行，期間曝氣擦洗持續(xù)進(jìn)行。產(chǎn)水泵設(shè)計(jì)上考慮適當(dāng)余量，單臺(tái)參數(shù)流量為250 m3/h，10 m揚(yáng)程，近期共8條廊道。清洗過(guò)程只有每周一次的加藥反洗，無(wú)清水反洗。加藥清洗系統(tǒng)設(shè)置CIP清洗泵、加藥泵等設(shè)備，通過(guò)時(shí)序控制依次對(duì)各廊道進(jìn)行清洗。CIP泵流量為125 m3/h，揚(yáng)程為11 m，分為次氯酸鈉清洗與檸檬酸清洗，加藥質(zhì)量濃度次氯酸鈉為500 mg/L(小洗，1周/次)，3 000 mg/L(大洗，4周/次)；檸檬酸為8 000 mg/L(3～6月/次)。

5.2 其他單元設(shè)計(jì)

5.2.1 預(yù)處理

粗格柵：間隙為20 mm，單臺(tái)過(guò)水能力為0.51 m3/s，數(shù)量：2臺(tái)。提升泵：Q=910 m3/h，H=15 m，數(shù)量3臺(tái)(2用1備)。細(xì)格柵：間隙4 mm，單臺(tái)過(guò)水能力為0.51 m3/s，數(shù)量：2臺(tái)(1用1備)，網(wǎng)板式內(nèi)進(jìn)流格柵。曝氣沉砂池：停留時(shí)間為7 min，曝氣強(qiáng)度為0.2 m3空氣/(m3污水)。

初沉池選用矩形平流形式，設(shè)置2座，每座2格。設(shè)計(jì)表面負(fù)荷：qmax=4.0 m3/(m2·h)，停留時(shí)間為0.9 h。刮泥設(shè)備選用鏈條刮泥機(jī)，每格1套，近期設(shè)置2套。為避免纖維狀物質(zhì)對(duì)MBR膜的纏繞，保證MBR膜池的穩(wěn)定工作及出水，初沉池后設(shè)置膜格柵，采用網(wǎng)板內(nèi)進(jìn)流格柵，柵隙為1 mm，單臺(tái)過(guò)水能力為0.51 m3/s，近期數(shù)量：2臺(tái)(1用1備)。

5.2.2 消毒及再生水

紫外消毒：劑量20 mJ/cm2、紫外線透射率>65%，根據(jù)已運(yùn)行水廠試驗(yàn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，次氯酸鈉有效氯補(bǔ)氯量：1～2 mg/L。

再生水單元：回用水泵：Q=910 m3/h，H=30 m，數(shù)量2臺(tái)，1用1備。

5.2.3 輔助車間

鼓風(fēng)機(jī)房：設(shè)置好氧池鼓風(fēng)機(jī)及膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)，好氧池鼓風(fēng)機(jī)Q=140 Nm3/min，H=79 kPa，1用1備，遠(yuǎn)期增加1臺(tái)。

加藥間設(shè)置碳源投加及除磷藥劑投加系統(tǒng)。由水質(zhì)分析可知，進(jìn)水碳源充足，日常運(yùn)行無(wú)需額外投加碳源，設(shè)置碳源投加用于水質(zhì)惡劣時(shí)應(yīng)急，確保出水達(dá)標(biāo)。除磷加藥投加濃度為10%的PAC，投加量為22 mg/L，投加點(diǎn)設(shè)置在好氧池靠近末端。

污泥脫水系統(tǒng)采用高壓隔膜板框壓榨機(jī)，單臺(tái)壓榨面積為500 m2，運(yùn)行周期為4 h，數(shù)量2臺(tái)。污泥量：4.8 t DS/d，污泥含水率：<60%。

5.3 總體平面布置

本著深入貫徹政府的政策方針，合理安排土地利用，最大程度發(fā)揮景觀優(yōu)勢(shì)，根據(jù)上述布置形式選擇及各工藝單體設(shè)計(jì)，最終確定廠區(qū)布置，如圖3所示。

圖3 廠區(qū)平面布置圖Fig.3 Layout Chart of Plant

6 運(yùn)行分析

6.1 處理效果

本項(xiàng)目2020年調(diào)試完畢正式運(yùn)行，運(yùn)行期間各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如表6所示。由表6可知，出水SS較低，一定程度上保證了出水TP指標(biāo)，氨氮指標(biāo)在冬季與夏季均達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)要求且較低，符合MBR工藝的出水特點(diǎn)。

表6 實(shí)際運(yùn)行進(jìn)出水水質(zhì)Tab.6 Actual Operation Water Quality of Influent and Effluent

6.2 存在問(wèn)題分析

(1)MBR膜組器起吊問(wèn)題分析

本項(xiàng)目各廊道頂部設(shè)置連續(xù)S型電動(dòng)葫蘆軌道用于膜組器起吊。由于軌道連續(xù)，距離離線清洗池較遠(yuǎn)膜組器起吊時(shí)，電動(dòng)葫蘆負(fù)載運(yùn)行距離較長(zhǎng)，導(dǎo)致電動(dòng)葫蘆發(fā)熱，容易燒毀運(yùn)行電機(jī)。為解決此問(wèn)題，在各廊道尾端，垂直于各廊道方向增加一個(gè)軌道小車，運(yùn)行時(shí)將所要起吊膜組器吊至軌道小車，由小車移至目標(biāo)位置。

(2)膜池各廊道污泥濃度不均問(wèn)題

一般運(yùn)行時(shí)控制各廊道產(chǎn)水量相同，由于各廊道進(jìn)水可能出現(xiàn)不均勻情況，隨著時(shí)間累積導(dǎo)致各廊道污泥濃度出現(xiàn)一定差異。各廊道污泥濃度的差異，造成不同廊道內(nèi)的膜組器污染速率及跨膜壓差不同，給運(yùn)行造成較大影響。為解決此問(wèn)題，運(yùn)行過(guò)程中需要調(diào)整各廊道回流堰板高度一致，保證各廊道回流液流量一致。由于各廊道產(chǎn)水基本一致，保證回流液流量一致，則各廊道進(jìn)水流量即基本一致，按此運(yùn)行各廊道污泥濃度差異較小，可最大程度保證均勻性。

7 結(jié)語(yǔ)

(1)在占地較少、出水要求較嚴(yán)格的情況下，半地下箱體式污水處理廠能夠滿足建設(shè)要求，并且在經(jīng)濟(jì)投資上較全地下式低，可以作為推薦結(jié)構(gòu)形式。

(2)AAO-MBR生化組合工藝能夠滿足各污染物降解需求，尤其在SS及氨氮指標(biāo)具有明顯優(yōu)勢(shì)。并且構(gòu)筑物規(guī)模和數(shù)量較少，配合箱體式結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步減少用地面積，相對(duì)降低土建投資。

(3)箱體式MBR工藝設(shè)計(jì)中，需要充分結(jié)合運(yùn)行實(shí)際情況，注重細(xì)節(jié)研究，保證出水達(dá)標(biāo)的同時(shí)考慮后續(xù)運(yùn)行提供靈活方便并留有一定調(diào)節(jié)措施。