韩国釜山市地下MBR污水处理厂
韩国釜山市地下MBR污水处理厂
釜山是韩国第二大城市，人口超过350万。当这座城市计划改建其已经运营了20年的水营区污水处理厂时，大量问题接踵而来，包括严格的排污质量要求和有限的建设用地。釜山已经发展成为一座欣欣向荣的繁忙都市，旧工厂周围坐落着大片居民区。居民们希望将旧工厂改造成为环保型的娱乐设施，为此，新工厂被设计为全地下式建筑，地面上修建了一座居民区公园。随着韩国的城市化和发展，建设地下式污水处理厂已经成为一种趋势。
釜山的长期基础设施建设总体规划包括在未来20年的时间里分三个阶段翻修和扩建水营区污水处理厂。工厂的初期建设规划为建成一座处理能力为100,000m3/天的地下污水处理厂。
高标准的处理要求
新工厂主要包括三道工序– 预处理、生物处理和膜过滤，复合式A2O- 膜生物反应器（MBR）工艺设计应符合7mg/L生物需氧量、40mg / L化学需氧量、20mg/L总悬浮固体量、20mg/L总氮和2mg/L总磷的排污质量标准。
污水厂位于釜山东部，Onchun河和水营河于此处汇入东莱区。该区为居民区，既有私人房产，也有公寓楼，围绕在工厂的西面和南面。污水被直接排入水营河，向南流经5公里后流入海云台和广安里沿岸入海口。由于工厂离大海很近，因此，需要重点关注排污水质和海洋生态系统－任何养分的流入都有可能造成近岸富营养化。水质问题是最关键的，特别是海云台沿岸的水质，因为海云台是韩国最著名的海滨度假胜地，夏季每日访客量约30,000人。鉴于上述因素，工厂的排污标准再次提高，在翻修时，考虑到了这一点。
原废水的特性会因季节而有所变化。三月份时，大部分参数处于相对较高的浓度，而后逐渐下降直至七月份雨季来临。现有污水网络由70%合流式下水道和30%分流式下水道组成。釜山的总体发展规划是，到2020年，将所有合流式下水道替换为分流式下水道。到2020 年，废水特性可基于未来人口估计数通过计算进行评估。
选择处理工艺则是一个更为复杂的过程。水营区的现场条件非常独特。项目技术经理Jongsok Choi解释到：“将新工厂改建成为地下污水处理厂的主要原因是考虑到工厂附近居民的强烈要求。水营区污水厂于1988年建成，当时，并不存在类似问题。然而，随着大量高级豪华公寓在工厂周围落成，人们开始抱怨由于工厂造成的难闻气味和脏乱环境。”他补充到：“建设地下工厂的另一个原因是希望将外界环境对工厂造成的影响也降到最低。对于高灵敏度设备而言，特别是MBR系统，室内维护更加妥当。不仅如此，水温对于微生物的存活是至关重要的。地下式工厂能够减小水温波动，确保稳定处理。”
处理工艺
整个工艺选择过程分为四步，包括基本数据研究、方案评估、最终选择和选择工艺的优化。运用层次分析法（AHP）评估选择方案并做出最终工艺选择。该方法作为有效且灵活的多标准决策工具，可处理复杂的定性和定量问题。基于工厂的一般条件，可应用六个加权标准评估和排序各方案选项。分析每个方案的生命周期成本（LCC），在最终比较时，用AHP值除以LCC因数。LCC优化必须考虑到整个生命周期阶段的成本权衡，例如建设、运作和维护。
由于进水中氮和磷的浓度较高，因此必须考虑选择更先进的废水处理工艺，包括复合式A2O+MBR解决方案、常规A2O系统以及生物滤池等技术选择。在AHP法中，复合式A2O+MBR工艺，几乎在所有标准下，都可以获得相对较高的数值。由于MBR可以保持稳定的污水悬浮物水平，因此，无论是处于可行性亦或适应性而言，MBR的得分都是最高的，在世界范围内对于该系统也有大量的以往经验。生物滤池，由于可以使工厂布局更加紧凑，位列第二，其适应性和可行性的竞争力相对弱一些。常规A20技术位列最后。
由于工厂为地下式，因此，土方工作和建筑工作的建造成本是最高的。又因工厂紧挨水营河，该地区的排水和地下水管理成本会成倍增加。与常规A2O技术相比，A2O+MBR工艺可使占地面积减小50%。经验证，复合式A2O+MBR工艺的建造成本与生物过滤技术相比稍高1%，但比常规A2O技术低14%。由于配备了额外设备，例如膜和辅助系统，因此，A2O+MBR工艺的机械成本要高于A2O系统，但因土方工程成本较低，因此可以相互补偿。生物滤池的曝气、化学品使用和絮凝系统的成本较高。
水营区工厂备有两种尺寸的机械过滤器－各种6mm的格栅和1mm的网筛，过滤管道下配有27,000m3的均质池，用于调节废水的水质和水量。作为工厂的一部分，A2O工艺被用于生物处理，配有一系列的厌氧池、缺氧池和曝气池，在反应器内由混凝土墙间隔而成。超滤膜用于二级处理和三级过滤，占地面积很大。总共5760个膜组件和120个滤膜盒被浸入12个膜罐。经生物处理的污水由于重力作用流入膜池，然后过滤水会被排入水营河。若针对园林灌溉，一个膜池的处理能力约为500m3/天。
地埋式工厂具有很多优势，包括稳定的排污水质，更小的占地面积，操作和维护相对简单，并且可以实现污水回用。由于韩国城市化的脚步仍在继续，因此，MBR 系统很可能会被越来越广泛的应用于韩国的污水处理。
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