【热点聚焦】张家港市金港地下污水处理厂运行情况评估与经验分析
小编导读
伴随着国内污水处理厂新建和提标改造工作的进程，土地资源紧张和周边居民对环境的高要求已逐渐成为限制地面污水厂新建和改扩建的重要制约因素，因此地下污水厂建设成为了选项之一。然而通过多年的实践，虽然国内已有一批成功建设和运行的地下污水厂，但地下污水厂有针对性的设计标准和运行管理规范尚未形成，仍需通过不断的实践，以及对现有地下污水厂运行现状进行评估并总结。
张家港金港污水处理厂是江苏省首座全地下式污水处理厂，建设周期共2年3个月，自2010年9月开工建设至2012年12月通水。金港污水厂土建按5万m3/d建设（总规模），设备按2.5万m3/d安装（一期工程），目前实际运行处理规模1.4~1.5万m3/d，配套五座全自动无人值守的污水提升泵房和23km的主管网，服务面积130万km2，服务人口20多万人。
工艺设计与运行效果
金港污水厂进水基本为分流制的污水管来水，以生活污水为主，自留进入污水厂内。污水处理厂主体工艺采用AAO+MBR工艺，出水水质执行一级A排放标准。污泥处理采用离心浓缩脱水，脱水污泥干化外运后焚烧处理，工艺流程如图1所示。
图1 金港污水厂工艺流程图
1.1
AAO+MBR生化池
工艺设计水力停留时间为12 h，其中厌氧区1.66 h，缺氧区I位2.82 h，缺氧区II位1.23 h，好氧区4.23 h，膜区2.07 h；污泥龄为18 d，MLSS保持在12 g/L左右。膜池采用玻璃盖板全封闭，如图2所示。
图2 MBR膜池
1.2
运行效果
自通水运行至今，金港污水厂运行状况良好。目前进水水质CODCr约300 mg/L，总氮约40~50 mg/L，总磷约5~6 mg/L，出水水质稳定达到一级A，除总氮之外基本能够达到IV类地表水标准，其中总磷可控制在0.3 mg/L下。水厂对出水总氮内控标准为12 mg/L，冬季需适当投加乙酸钠作为补充碳源。据统计，金港污水厂2016年共处理污水506万m3，CODCr削减量为862 t，氨氮削减量为168 t，总磷削减量为21 t。
2
通风除臭方式与运行效果
2.1
通风
金港污水厂采用自然进风、机械排风的形式，大部分进风井与采光井、设备起吊口相结合，金凤、排风井设置百叶窗，排风系统日常连续排风。根据《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2015）标准，通风换气次数为4次/h。
2.2
除臭
金港污水厂采用活性氧除臭+土壤除臭工艺。厂内设置负压抽吸通风装置，主要收集预处理区、污泥处理区和生化处理区的空气。所收集的空气经过活性氧氧化和土壤层除臭后排放到外界。全厂除臭设备共有两套，单套设备21 000 m3/h。其中预处理区采用封闭式，如图3（A）所示；生化区采用盖板封闭，如图3（B）所示。
2.3
通风和除臭效果
金港污水厂除臭整体效果较好，以生化池区域最佳，但预处理区一般，存在臭气逸散的问题。主要原因在于预处理区除臭换气次数不足，隔断空间较大，臭气吸风口布置不合理，无法形成密闭罩内整体负压，导致臭气外溢。污泥处理区因采用离心脱水工艺，整体密闭性好，臭气逸散少，但出泥阶段由于直接将脱水污泥排入污泥车内，存在臭气逸散。
3
运行管理与运行效果
3.1
防灾减灾系统
3.1.1
消防系统
金港污水厂消防参照地下停车库消防标准。地下一层箱体共划分为4个消防分区，单个分区最大面积约3 000 m3。一体化箱体内部设置了火灾自动报警系统，使消防人员即时了解火灾情况并采取措施。在主通道及所有池体上均设置了消火栓灭火系统，消火栓间距约20 m。实际运行中尚未出现火情。
3.1.2
防汛系统
防汛参照地下车库的防汛模式，在地下进口设置一道排水沟，进口与地表有一定的高度落差，防止雨季雨水倒灌如地下污水厂。厂区内每隔一段设置一道排水沟，集中收集后用排涝泵抽出。但针对南方雨量大的气候特征，仍存在一定的安全隐患。
3.1.3
防腐防爆
金港污水厂设计的防腐防爆登记和地上污水厂一致，没有做加强处理，主要工艺设备、仪表、自控配置标准较高，进水格栅等机械设备均采用不锈钢材质，外层涂布防腐涂料。但实际运行过程中，部分设备、材料的腐蚀仍存在，部分设备维护频繁。
3.2
节能降耗
金港污水厂主要采取了以下措施优化运行中的能耗：
（1）采用自然采光和自然通风，在通风换气和照明中节能效果明显；
（2）处理工艺中鼓风机采用单级离心或多级离心风机，见图3（C）所示，产水泵和反冲洗泵共用一套泵，即凸轮泵，硝化液回流采用穿墙泵，所使用的设备高效节能；
（3）AAO和MBR池中的曝气量根据DO在线监测值进行控制，污泥外回流和消化液内回流亦可用缺氧池、厌氧池ORP值或进水水质指标进行实时调整，有效降低能耗。
3.3
整体运行效果评价
金港污水厂总体运行维护情况良好。运行五年，场地设备、地下卫生、地上景观维护均较好，地面水景见图3（D）所示。该厂虽为全地下污水处理厂，但大量使用了自然采光，人员进入厂区内基本无不适感觉。但由于通风效果尚不太理想，进入地下一层可以感觉到高温、高湿和臭气。
A 预处理区域
B 生化处理区域
C 鼓风机房
D 地面水景
图3 金港污水厂内部实景
4
运行经验总结
结合金港污水厂的运行现状评估，认为在今后地下污水厂的设计和运行过程中，有以下细节可以进一步优化。
（1）目前国内大多地下污水厂均处于实际进水量低于设计水量的非满负荷运行状态，应当进一步开展研究，对满负荷状态下可能出现的运行问题需要提出预案，如膜组件在高通量条件下的运行稳定性、莫格栅过滤精度较高所导致的毛发杂质缠绕等问题。
（2）地下污水厂根据实际情况的不同，应当设定有针对性的通风除臭策略。如预处理、污泥料仓区域应更合理布置除臭吸风口，减少臭气逸散；对鼓风机房、变配电间等发热量大的区域，应强化通风换气次数或增加空调降温措施。
（3）针对南方地下水厂，应充分考虑南方地区雨量大的问题，采取必要的应急措施，包括在进口处设置多个排涝沟、定期清理排涝沟内淤泥和杂物、设置防汛移动墙、设置应急抽水泵、进水设置双闸门（其中一个为带蓄电池闸门）、生物处理段设置溢流管等。
致谢
针对国内污水处理厂运行现状所开展的评估和经验总结工作，基于上海城投水务（集团）有限公司的企业课题“上海市地下式污水处理厂工程设计及运行关键技术应用研究”，参与本次课题研究的单位包括：上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司周新宇副总经理及团队、上海城投水务（集团）有限公司陈华经理及团队、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司三院俞士静总工程师及团队、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司四院张欣总工程师及团队、上海城市建设设计研究总院（集团）有限公司胡龙副院长和戴栋超院长助理及团队、上海城投污水处理有限公司张厚强博士及团队。论文的成稿，是基于团队所有人的共同协作，在此一并表示感谢。
推荐参考
阮辰旼,马艳. 张家港市金港地下污水处理厂运行情况评估与经验分析[J]. 净水技术,2018,37(1):10-13.
Ruan Chenmin, Ma Yan. Operation Evaluation and experience analysis of Jingang underground wastewater t treatment plant in Zhangjiagang[J]. Water Purification Technology, 2018,37(s1):10-13.
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