以流域治理為目標(biāo)導(dǎo)向的城鄉(xiāng)過渡區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)

李一龍

(中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司，北京 100089)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展，城市邊界向外圍擴(kuò)展，毗鄰鄉(xiāng)村地區(qū)的土地利用性質(zhì)逐漸從農(nóng)業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)以及其他職能，形成一種土地利用、社會(huì)和人口特征的獨(dú)特的過渡區(qū)域，稱為城鄉(xiāng)過渡區(qū)。該區(qū)域具有城市和鄉(xiāng)村的特征，是城鄉(xiāng)互相包含、互有飛地和犬牙交錯(cuò)的地域。復(fù)雜的用地性質(zhì)和高速的城市化進(jìn)程，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，其中，流域污染問題逐漸成為影響和限制可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)因素之一。截至2016年底，全國(guó)共建設(shè)運(yùn)行污水處理廠3 991座，污水處理能力達(dá)到1.73億m3/d，其中，北京共建設(shè)運(yùn)行污水處理廠85座，污水處理能力為672萬m3/d，總污水處理率達(dá)到90%，但城鄉(xiāng)過渡區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村的污水處理率并未得到有效提升。根據(jù)《北京市進(jìn)一步推進(jìn)污水處理和再生水利用三年行動(dòng)方案(2016年7月—2019年6月)》的要求，區(qū)縣政府同時(shí)編制農(nóng)村污水治理規(guī)劃，以“城帶村、鎮(zhèn)帶村、聯(lián)村、單村”等方式解決農(nóng)村的污水收集處理問題。事實(shí)上，我國(guó)大部分流域跨越城市、城鄉(xiāng)過渡區(qū)和農(nóng)村，河道水質(zhì)也隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的城市化轉(zhuǎn)變而愈發(fā)污染嚴(yán)重。在流域治理項(xiàng)目中，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)城市、鄉(xiāng)村及城鄉(xiāng)過渡區(qū)的差異，研究排洪安全、景觀營(yíng)造及截污治污問題[1]，做到一河一策。一般城市河道的污染源較為單一，城鄉(xiāng)過渡區(qū)河道兼具城市和農(nóng)村河道的特點(diǎn)[2]，緩解水質(zhì)的惡化應(yīng)優(yōu)先做好外源性污染防控措施，如管網(wǎng)改造、污水處理等。污水處理中工程規(guī)模、設(shè)計(jì)工藝及運(yùn)行策略根據(jù)城鄉(xiāng)過渡區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化。本文以北京市某城鄉(xiāng)過渡區(qū)流域治理工程為例，介紹了污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，為同類型地區(qū)在高水質(zhì)排放要求下的污水處理設(shè)計(jì)提供參考。

1 項(xiàng)目概況

北京市某流域治理工程的范圍主要為該流域南部，河道全長(zhǎng)為27 km。該河道是區(qū)域重要的行洪排水河道，也是主要的污廢水受納水體。根據(jù)調(diào)查，該水體年納污量巨大，大部分污水未經(jīng)過妥善的處理直接排入河道，導(dǎo)致水污染嚴(yán)重、水質(zhì)惡化、水體黑臭、周邊景觀環(huán)境惡劣。流域附近主要為村鎮(zhèn)居民聚居地，同時(shí)混雜部分工業(yè)區(qū)、養(yǎng)殖業(yè)區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)等。近年來，流域周圍局部城市化片區(qū)進(jìn)行了排水分流制改造，但大部分村鎮(zhèn)排水采用合流制渠道，部分區(qū)域僅有簡(jiǎn)易的排水溝渠。現(xiàn)狀污水排放口較分散，污水不便集中收集。污染源主要為生活污水，其余為少量的工業(yè)廢水、初期雨水徑流和其他污染。工業(yè)廢水通過管道排入河道，導(dǎo)致重金屬、油等嚴(yán)重超標(biāo)，流域周邊的農(nóng)田遭受污染。其他污染包括農(nóng)業(yè)污染、禽畜業(yè)養(yǎng)殖污染等。城鄉(xiāng)過渡區(qū)域既具有現(xiàn)代城市的特性，又具有傳統(tǒng)農(nóng)村的特征。

2 工程規(guī)模

2.1 污水量

污水量的預(yù)測(cè)一般以過去多年的統(tǒng)計(jì)資料為依據(jù)，以未來用水的趨向、經(jīng)濟(jì)條件、人口變化、資源情況等為條件，結(jié)合上位規(guī)劃給出的人口調(diào)查數(shù)據(jù)、用水標(biāo)準(zhǔn)、污水收集率等指標(biāo)，在用水量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上乘以相應(yīng)的系數(shù)得出污水量及工程規(guī)模。車建明等[3]研究表明，城市發(fā)展區(qū)由于外來人口較多，人均用水量較高，如大興區(qū)約為111.43 L/(人·d)，為全市城鎮(zhèn)總體用水水平的1.24倍。事實(shí)上，城鄉(xiāng)過渡區(qū)的用水量和污水量高于單一的城市或農(nóng)村居民。結(jié)合對(duì)村鎮(zhèn)供水情況的實(shí)地調(diào)查，設(shè)計(jì)人均日用水量為120 L/d。污水收集率根據(jù)管網(wǎng)普及率及用水特點(diǎn)情況取0.8。經(jīng)計(jì)算，日均污水流量為2 200 m3/d。

2.2 截流雨水量

河道周邊區(qū)域大部分為合流制管道或渠道。一般合流制管道雨水截流倍數(shù)宜為2～5倍[4]。張懷宇等[5]研究指出，增加截流倍數(shù)或調(diào)蓄量可有效提高雨期的COD污染物截留率，達(dá)到或高于傳統(tǒng)的不處理雨水徑流的分流制排水系統(tǒng)的截留率。項(xiàng)目水質(zhì)指標(biāo)考核斷面位于河道下游，合流制溢流污染、河道附近的面源污染等均應(yīng)有效控制。為防治雨季溢流污染，發(fā)達(dá)國(guó)家的合流制系統(tǒng)截流倍數(shù)一般為3～6倍。考慮現(xiàn)狀管渠混接情況嚴(yán)重，管網(wǎng)分流制改造尚未完成，設(shè)計(jì)截流倍數(shù)考慮取高值，即5倍。雨水調(diào)蓄池進(jìn)水時(shí)間宜取0.5～1 h，安全系數(shù)取1.1～1.5[4]。設(shè)計(jì)均取最高值，調(diào)蓄時(shí)間取1 h，安全系數(shù)取1.5。高截流倍數(shù)和調(diào)蓄池的聯(lián)合應(yīng)用，保證初期污染較嚴(yán)重的雨水經(jīng)過處理后再排入河道，降低雨水溢流頻次。經(jīng)計(jì)算，截流雨水總量為699 m3，設(shè)計(jì)截流的雨水分12 h進(jìn)入處理站內(nèi)，則截流雨水流量為58.3 m3/h。

2.3 工程規(guī)模確定

污水處理廠最終規(guī)模為污水量和截流雨水量之和，如表1所示。

表1 某污水處理廠工程規(guī)模Tab.1 Design Capacity of WWTP

3 設(shè)計(jì)水質(zhì)

設(shè)計(jì)水質(zhì)是污水處理廠的基本參數(shù)，對(duì)工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行策略均有指導(dǎo)性意義。一般根據(jù)實(shí)地調(diào)查水質(zhì)資料或鄰近類似污水處理廠的水質(zhì)資料分析后確定。污水處理廠進(jìn)水主要為城鄉(xiāng)生活污水，包含少量工業(yè)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)廢水，水質(zhì)特點(diǎn)為可生化性良好，B/C較高，水溫夏季為18～24 ℃、冬季約為14～16 ℃。綜合考慮附近已建的3座污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和濱河公園的雨季排出口水質(zhì)(表2)，水質(zhì)保證率取90%，擬定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。污水處理廠附近河道水質(zhì)考核斷面要求達(dá)到準(zhǔn)IV類水體標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)按照北京市地標(biāo)《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/ 890—012)中B標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表3所示。

表2 已建污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及濱河公園雨季排出口水質(zhì)Tab.2 Influent Water Quality of Exsiting WTTP and Effluent Water Quality of Riverside Park in Rainy Season

表3 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab.3 Design of Influent and Effluent Water Quality

4 工藝流程

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為準(zhǔn)IV類，對(duì)工藝的去除率和穩(wěn)定性提出了更高的要求。根據(jù)調(diào)查，城鄉(xiāng)過渡區(qū)污水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均劣于其他地區(qū)，且水質(zhì)水量穩(wěn)定性較低。蔣嵐嵐等[6]研究表明，MBR工藝生物池的高污泥濃度和膜的高效截留作用使其對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)能力強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，且冬季低溫影響較小。從污染物去除率、建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用、占地面積、出水要求等方面綜合考慮，適宜采用MBR工藝處理[7]。

污水處理廠采用改良AAO+MBR工藝，具體流程如圖1所示。污水通過粗格柵，在此攔截污水中較大雜質(zhì)。然后由污水泵提升，進(jìn)入沉淀調(diào)蓄池，調(diào)節(jié)均勻合流水量，并進(jìn)行沉淀初步去除污水內(nèi)的雜物及懸浮物等。后由二次提升泵送至膜格柵(生物池頂部)進(jìn)一步去除水中細(xì)小雜質(zhì)，重力流入生物池。污水經(jīng)過厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)去除各類污染物后，進(jìn)入膜池，膜池出水經(jīng)自吸泵送至清水池消毒，達(dá)到排放水體的要求，最終尾水排入河道。生物處理產(chǎn)生的剩余污泥由剩余污泥泵提升至貯泥池，然后進(jìn)入濃縮脫水機(jī)進(jìn)行濃縮脫水，脫水后泥餅外運(yùn)處置。

北京農(nóng)村、城鄉(xiāng)過渡區(qū)的污水處理設(shè)施采用MBR工藝的比例超過50%。工藝的主要導(dǎo)向因素為排放標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)標(biāo)、占地面積限制和地區(qū)技術(shù)推廣程度。絕大部分MBR工藝采用國(guó)產(chǎn)中空纖維膜，實(shí)際運(yùn)行中多發(fā)生膜絲纏繞、斷裂，低溫下膜產(chǎn)水量下降、膜壽命減少、清洗頻率增加等問題。不考慮膜產(chǎn)品質(zhì)量因素，膜組件產(chǎn)生問題的工藝原因主要為預(yù)處理不到位、膜低溫下跨膜壓差增大性能不佳、排泥不暢或清洗頻率不足引起堵塞，各項(xiàng)原因多產(chǎn)生在運(yùn)行管理階段。鑒于小規(guī)模污水處理廠運(yùn)行管理水平限制，選擇運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、水質(zhì)適應(yīng)能力較強(qiáng)的平板膜。改良AAO位于MBR前端進(jìn)行同步脫氮除磷，主要考慮2種極端工況，即冬季時(shí)低溫、高污染物濃度，低水量和雨季時(shí)常溫、中低污染物濃度波動(dòng)、高水量。AAO工藝的改良型種類繁多，包括前后置缺氧工藝、UCT工藝、MUCT工藝、Bardenpho工藝、Phoredox工藝等。針對(duì)本項(xiàng)目常規(guī)工況和2種極端工況，降低建設(shè)成本和運(yùn)行管理難度，仍采用厭氧、缺氧、好氧的傳統(tǒng)排列形式。在好氧池前半部分設(shè)置缺氧區(qū)，可關(guān)閉曝氣、開啟攪拌機(jī)切換為缺氧運(yùn)行，組成MUCT工藝，單獨(dú)控制厭氧區(qū)、缺氧區(qū)的硝酸鹽氮濃度，增強(qiáng)反硝化聚磷性能，提高除磷效率。針對(duì)冬季反硝化速率降低，TN難以達(dá)標(biāo)的特點(diǎn)，適當(dāng)提高污泥濃度，增大膜池混合液回流比，減小內(nèi)回流比，降低好氧池溶解氧混合液對(duì)反硝化的影響。雨季高水量、低濃度，可根據(jù)來水情況調(diào)節(jié)曝氣量，降低回流比和污泥濃度，增加排泥量，節(jié)能且延長(zhǎng)膜使用壽命。

圖1 污水處理廠工藝流程圖Fig.1 Process Flow Chart of WWTP

5 設(shè)計(jì)參數(shù)

5.1 粗格柵及進(jìn)水泵房

污水通過2條進(jìn)水渠道進(jìn)入裝有粗格柵的格柵間，設(shè)備采用1臺(tái)回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵和1臺(tái)人工格柵，柵條間隙25 mm，污水經(jīng)過格柵后進(jìn)入提升泵提升。提升泵設(shè)計(jì)流量按合流最大時(shí)的流量選取，單臺(tái)Q=190 m3/h，H=10 m，N=11 kW，3用1備。

5.2 調(diào)蓄沉淀池

項(xiàng)目處理規(guī)模較小，水質(zhì)水量波動(dòng)較大，一般需設(shè)置調(diào)節(jié)池。由于現(xiàn)狀為合流制管道，需考慮截留一定量的雨水進(jìn)行處理；初期雨水?dāng)y帶的雜質(zhì)較多，需進(jìn)行初步的沉淀。因此，綜合考慮將調(diào)節(jié)、調(diào)蓄、沉淀功能進(jìn)行結(jié)合，統(tǒng)一設(shè)置1座調(diào)蓄沉淀池，分2個(gè)系列，總停留時(shí)間為7.2 h。調(diào)蓄池末端設(shè)二次提升泵，設(shè)計(jì)流量按合流平均時(shí)的流量選取，單臺(tái)Q=75 m3/h，H=11 m，N=5.5 kW，2用1備。

5.3 膜格柵、生物池及膜組合池

污水二次提升后進(jìn)入生化池上方合建的膜格柵渠。膜格柵渠位于厭氧池、缺氧池上方，采用轉(zhuǎn)鼓式膜格柵，柵條間隙為3 mm，另一側(cè)設(shè)置超越渠。污水經(jīng)過膜格柵后通過管道重力流入?yún)捬醭叵虏?，攪拌后推流進(jìn)入缺氧池、好氧池。厭氧池、缺氧池設(shè)置雙曲面攪拌機(jī)，低速攪拌防止沉積，同時(shí)對(duì)水在池內(nèi)的流態(tài)進(jìn)行改善。好氧池設(shè)微孔曝氣頭，由鼓風(fēng)機(jī)房風(fēng)機(jī)供氣，保證好氧池的供氧效率和處理效果。同時(shí)，好氧池局部設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，可根據(jù)情況切換缺氧、好氧狀態(tài)。在好氧池和膜池池壁上設(shè)置穿墻提升泵，污水經(jīng)過提升進(jìn)入膜池，膜池設(shè)置浸沒平板式膜組件，污水經(jīng)過膜過濾，由設(shè)備間自吸泵打入清水池。

生物池總停留時(shí)間為11 h，其中，厭氧池、缺氧池、好氧池的停留時(shí)間分別為1.5、3.5、6.0 h。膜池停留時(shí)間為2.4 h。好氧池污泥濃度為8 000～9 000 mg/L，膜池污泥濃度為10 000～12 000 mg/L。膜池至好氧池前端回流比為200%～400%，好氧池至厭氧池或缺氧池前端回流比為0～200%，通過水泵變頻和閥門進(jìn)行切換或調(diào)節(jié)。膜池采用平板膜，膜通量雨季取0.62 m3/(m2·d)，旱季為0.38 m3/(m2·d)，膜有效過濾面積為5 800 m2，單張膜過濾面積為1.45 m2，需膜元件4 000張。單臺(tái)膜組件含400張膜原件，共布置10臺(tái)膜組件，分2池，每池5臺(tái)。清水消毒池及各類加藥池集中設(shè)置在膜池另一側(cè)。其中，清水消毒池加次氯酸鈉消毒，確保出水余氯，接觸停留時(shí)間為44 min。各區(qū)域如圖2所示，斜線區(qū)域?yàn)閰捬醭?、橫線區(qū)域?yàn)槿毖醭亍⒔徊婢€區(qū)域?yàn)楹醚醭?、豎線區(qū)域?yàn)槟こ兀秉c(diǎn)劃線區(qū)域?yàn)榍逅氐取?/p>

圖2 組合池各工藝段示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Each Process Section of Combined Tank

5.4 鼓風(fēng)機(jī)房及設(shè)備間

設(shè)置好氧池曝氣鼓風(fēng)機(jī)及膜曝氣擦洗鼓風(fēng)機(jī)，參數(shù)：Q=7.5 m3/min，風(fēng)壓為75 kPa，N=18.5 kW，2用1備；Q=20 m3/min，風(fēng)壓為75 kPa，N=45 kW，2用1備。另外設(shè)備間布置膜設(shè)備配套的產(chǎn)水泵、加藥泵、藥罐及膜格柵沖洗泵、廠區(qū)回用水泵等。

5.5 污泥脫水機(jī)房及儲(chǔ)泥池

剩余污泥排至儲(chǔ)泥池，儲(chǔ)泥池設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)防止厭氧釋磷。隨后采用離心污泥脫水機(jī)進(jìn)行處理，水力負(fù)荷為15 m3/h，固體負(fù)荷為100 kg/h，出泥含水率低于80%，污泥統(tǒng)一外運(yùn)處置。

6 設(shè)計(jì)優(yōu)化

6.1 合流制調(diào)蓄處理

項(xiàng)目所在地區(qū)為雨污合流制管道，污水處理站位于管網(wǎng)末端近河處?？紤]到出水指標(biāo)考核斷面為河道下游，需收集沿岸污染較嚴(yán)重的初期雨水。污水處理站規(guī)模考慮夏季最高日雨水5倍的截流量，調(diào)蓄時(shí)間為1 h。高截流倍數(shù)和調(diào)蓄池的聯(lián)合應(yīng)用保證了初期污染較嚴(yán)重的雨水經(jīng)過處理后再排入河道，有效控制合流制溢流污染，滿足了在各種環(huán)境條件、工況下達(dá)標(biāo)排放的設(shè)計(jì)思路。

6.2 生物池流態(tài)

由于項(xiàng)目水量較小，且設(shè)置了2個(gè)系列，各工藝環(huán)節(jié)的池體尺寸較小。大型污水處理廠生物池的設(shè)計(jì)流態(tài)一般采用推流式，池型方便布置，且水力流態(tài)較易控制。小型污水處理廠一般設(shè)計(jì)成完全混合式，設(shè)置潛水?dāng)嚢杵骺刂迫芙庋鹾头乐钩练e。本項(xiàng)目結(jié)合攪拌和流態(tài)控制的需求，設(shè)計(jì)為矩形池體，設(shè)置雙曲面攪拌器，形成圓形流態(tài)的循環(huán)水流，防止池體進(jìn)出口較近造成的短流。同時(shí)，通過控制調(diào)節(jié)攪拌速度，可以控制溶解氧，確保較好的脫氮除磷效果。實(shí)際運(yùn)行中，厭氧池、缺氧池流態(tài)順暢，污泥呈懸浮狀，好氧池進(jìn)水?dāng)U張區(qū)呈紊流狀態(tài)，池底均布曝氣頭使污泥呈完全混合狀態(tài)，總體運(yùn)行情況良好。

6.3 回流方式及運(yùn)行策略

AAO及膜池均設(shè)置可調(diào)節(jié)的回流方式，同時(shí)好氧池前半部分設(shè)置了攪拌和曝氣2種運(yùn)行工況。沈連峰等[8]研究表明，多功能UCT工藝，可根據(jù)季節(jié)和水溫變化調(diào)整其功能，保證在不同的環(huán)境條件下均能達(dá)到最佳的運(yùn)行工況。當(dāng)系統(tǒng)處于夏季未降雨時(shí)，水溫的提高會(huì)增強(qiáng)生物池硝化反硝化的效果，相應(yīng)的可調(diào)整好氧池前半部分只開啟攪拌器作為缺氧區(qū)，同時(shí)減少回流比，節(jié)約能源。當(dāng)處于夏季雨季時(shí)，水量因初期雨水的納入較充沛，同時(shí)，其他的污染源組分復(fù)雜，可能導(dǎo)致進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和脫氮除磷的具體情況，調(diào)整各個(gè)階段的回流比，充分利用有限的碳源，加強(qiáng)處理效果。在春、冬季水溫低、水量小但污染物負(fù)荷高的時(shí)期，為優(yōu)先保證脫氮除磷效果，可增大回流比，使硝化反硝化更充分，保證出水水質(zhì)。

6.4 池型池體

污水處理廠所有的構(gòu)筑物均設(shè)計(jì)為矩形集成化構(gòu)筑物，主工藝段和膜格柵集成設(shè)置為一個(gè)池體。相比常規(guī)的生物池池體設(shè)計(jì)，集成化節(jié)約占地、方便施工，同時(shí)，充分利用自由水頭，避免多余的提升。另外污水處理廠位于河道附近，地質(zhì)條件及基礎(chǔ)承載力較差，矩形池體能減少地基處理難度，便于施工。

6.5 平板膜MBR系統(tǒng)

MBR工藝污水處理中應(yīng)用的主要為中空纖維膜和平板膜。項(xiàng)目采用久保田平板膜，比較平板膜和中空纖維膜的運(yùn)行特性，平板膜更適合較低的通量和較高的污泥濃度運(yùn)行[9]，其各項(xiàng)特性更適合城鄉(xiāng)過渡區(qū)污水處理使用。城鄉(xiāng)過渡區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)欠缺、污染源復(fù)雜，污水中雜質(zhì)含量高于單純的城市污水或農(nóng)村污水，即便經(jīng)過預(yù)處理，也會(huì)有毛發(fā)、纖維等物體進(jìn)入膜處理系統(tǒng)，中空纖維膜會(huì)導(dǎo)致膜絲纏繞等問題，嚴(yán)重影響膜通量和使用壽命。平板膜可以通過氣水混合物在膜片表面的沖刷作用清除各類附著物，延長(zhǎng)使用壽命。設(shè)計(jì)中，膜格柵和細(xì)格柵合為一道，間隙采用3 mm，高于中空纖維膜常規(guī)采用的間隙，無需設(shè)置精細(xì)膜格柵，避免傳統(tǒng)中空纖維膜MBR需設(shè)置粗、細(xì)、精細(xì)3道格柵的繁瑣預(yù)處理環(huán)節(jié)。另外，平板膜一般在線清洗即可，設(shè)計(jì)清洗周期為3～6個(gè)月/次，相比中空纖維膜在線清洗較為頻繁、清洗工序復(fù)雜，平板膜更適應(yīng)河道附近設(shè)置、相對(duì)交通不便的污水處理廠對(duì)簡(jiǎn)便運(yùn)行的需求。實(shí)際運(yùn)行中膜格柵較易堵塞，一般情況下使用中壓(P=0.6 MPa)沖洗即可恢復(fù)，當(dāng)堵塞嚴(yán)重，液位差大于0.7 m時(shí)，需使用高壓(P=12.0 MPa)沖洗。每日平均柵渣量約為0.15 m3。平板膜在實(shí)際運(yùn)行中未出現(xiàn)破損或污堵，產(chǎn)水穩(wěn)定，在線清洗約4個(gè)月/次，單次清洗時(shí)間為3 h，藥洗消耗稀釋后的藥劑，單次約為10.2 m3次氯酸鈉溶液(0.6%)及10.2 m3檸檬酸溶液(1%)。

7 處理效果

項(xiàng)目在2018年進(jìn)行試運(yùn)行，出水各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。部分進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 2018年部分月份試運(yùn)行平均進(jìn)出水水質(zhì)Tab.4 Average Influent and Effluent Water Quality during Trial Operation in Serveral Months of 2018

出水水質(zhì)在試運(yùn)行階段完全達(dá)到北京市地標(biāo)《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/ 890—2012)中B標(biāo)準(zhǔn)的要求。在7月、8月，由于部分雨水?dāng)y帶面源污染進(jìn)入污水處理廠，進(jìn)水COD、BOD指標(biāo)均有所降低，SS、NH3-N和TN無明顯降低。該階段水質(zhì)BOD/TN降低，同時(shí)，氣溫升高加快了反應(yīng)速率，導(dǎo)致碳源不足。為加強(qiáng)反硝化作用，保證TN達(dá)標(biāo)，運(yùn)行階段將好氧池前半部分曝氣設(shè)備關(guān)閉，開啟推流器，增大反硝化反應(yīng)區(qū)；好氧池后半部分曝氣量降低，控制溶解氧在2 mg/L左右，內(nèi)回流比采用50%回流至厭氧池，100%回流至缺氧池，減少對(duì)其池內(nèi)溶解氧的影響，增強(qiáng)反硝化反應(yīng)；降低膜池擦洗風(fēng)機(jī)的曝氣量，控制溶解氧在5 mg/L以下，膜池至好氧池前端回流比采用350%，減少回流好氧池溶解氧的影響。調(diào)整運(yùn)行策略后，TN指標(biāo)平均值在13.8 mg/L，除極少數(shù)極端水質(zhì)情況下投加了少量碳源，其他工況均在無額外碳源的情況下達(dá)到了出水標(biāo)準(zhǔn)要求。TP指標(biāo)在試運(yùn)行中通過減少厭氧池的回流比，加大膜池排泥量和頻次，在少量投加PAC的情況下達(dá)標(biāo)，固體PAC投加量平均為54 kg/d，污泥脫水用PAM投加量平均為5 kg/d。

8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

項(xiàng)目總投資為1 780萬元，噸水投資為4 944元/m3。項(xiàng)目直接運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、人工費(fèi)、藥劑費(fèi)、污泥外運(yùn)費(fèi)用、設(shè)備維修費(fèi)等，為1.63元/m3。全廠折舊年限以15年計(jì)，總運(yùn)行成本約為2.82元/m3。

9 結(jié)論

城鄉(xiāng)過渡區(qū)的流域治理應(yīng)因地制宜、因河施策。污水處理廠作為末端的水質(zhì)保障環(huán)節(jié)，應(yīng)基于調(diào)研資料，根據(jù)用水量、管網(wǎng)情況計(jì)算污水量，考慮雨水對(duì)河道水質(zhì)的影響來核算雨水收集處理量，進(jìn)而確定污水處理廠工程規(guī)模，進(jìn)出水水質(zhì)、工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行方式等充分結(jié)合地區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選取。運(yùn)行階段靈活調(diào)整策略，采取非工程措施保障出水達(dá)標(biāo)，為其他類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)運(yùn)行提供參考。