? ? 北京市門(mén)頭溝區第二再生水廠(chǎng)建設規模為8萬(wàn)m3/d，紅線(xiàn)占地面積5.79 hm2，污水收集范圍為門(mén)頭溝新城。該工程建設為地下式，污水處理構筑物及設備間置于地下負1層、負2層，工程出水一部分為河道和景觀(guān)公園提供生態(tài)活水，一部分通過(guò)泵站加壓作為市政綠化及道路澆灑水回用。本項目于2018年1月建成并開(kāi)始調試，6月穩定運行。

?

1.1?工藝流程

? ? 本工程污水處理工藝為進(jìn)水→抓爪格柵、粗格柵、進(jìn)水泵井→細格柵、曝氣沉砂池及膜格柵→AAO—AO—MBR→臭氧催化氧化→次氯酸鈉消毒→出水，其中臭氧催化氧化工藝根據實(shí)際出水水質(zhì)并未投入運行。污泥采用離心濃縮脫水機處理至含水率低于80%后外運處置。

?

1.2?進(jìn)出水水質(zhì)

? ? 設計及運行進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1，其中運行水質(zhì)監測數據選取了2018年3月~2019年3月（以下簡(jiǎn)稱(chēng)全年）數據進(jìn)行分析（見(jiàn)圖1）。設計出水水質(zhì)執行北京市地方標準《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（DB 11/890—2012）表1中的A標準。

? ? 從實(shí)際運行進(jìn)出水來(lái)看，系統對COD、NH3-N、TN、TP等關(guān)鍵性指標皆有較好的處理效果，基本都可達到設計標準，尤其是COD、NH3-N、TN。另外冬季NH3-N、TN去除效果能夠維持與MBR高污泥濃度、硝化菌富集以及設計中兩級缺氧多點(diǎn)投加碳源是分不開(kāi)的。運行中0.2 mg/L如此低標準的TP對系統的運行調控帶來(lái)很大的難度，運行中很難做到生物除磷與化學(xué)除磷的兼顧，投加過(guò)量藥劑往往也無(wú)法達到預期效果。地下式污水處理廠(chǎng)相比地上式污水處理廠(chǎng)運行可視化效果差，運行中經(jīng)常會(huì )出現調控不及時(shí)部分指標超標的情況?？偟膩?lái)看，MBR工藝可作為高標準出水要求地下式污水處理廠(chǎng)的選擇。

?

1.3?運行關(guān)鍵參數

? ? 從運行初期至今，進(jìn)水量逐漸升至4萬(wàn)m3/d，全年日平均處理水量及預處理、生化池、MBR池、污泥、加藥、用電等運行情況見(jiàn)表2。當前生化段未采用多點(diǎn)進(jìn)水，膜系統為單系列運行，膜清洗周期為每周1次在線(xiàn)小洗，每月1次在線(xiàn)大洗，半年1次離線(xiàn)清洗。

2.1?預處理的運行問(wèn)題

2.1.1?儲渣間的設計

? ? 預處理前端采用抓爪格柵（40 mm），粗格柵采用回轉格柵（10 mm）并配套螺旋輸送機，在運行中發(fā)現出渣含水率過(guò)高，不便于后續處理且衛生條件較差。改造后增加了壓榨段，出渣含水率大大降低。同時(shí)實(shí)際運行時(shí)柵渣不能做到日產(chǎn)日清，加之垃圾分類(lèi)及環(huán)保趨嚴無(wú)法與污泥一同處置，故后期在格柵間旁新建了儲渣間并設計了除臭、排水。因此在地下式再生水廠(chǎng)的設計中建議增設柵渣儲存間，可按照7 d儲存量考慮或與處置部門(mén)協(xié)商確定，并做到柵渣與沉砂分別存放。

?

2.1.2?應急水池水質(zhì)差

? ? 地下式再生水廠(chǎng)在建設中多在箱體內建設應急水池，大量的出渣水、清洗液、砂水分離液、污泥脫水混合液等皆會(huì )匯流進(jìn)入該池并最終返回格柵工藝段。由于該類(lèi)水中懸浮物、砂粒及生物絮體量極高，啟泵后經(jīng)常造成膜格柵過(guò)水量下降，柵渣壓榨機的處理能力受限，運行極為困難。建議應急水池出水在進(jìn)格柵前應進(jìn)行簡(jiǎn)單的初沉處理，否則易造成預處理工藝運行壓力過(guò)大，不利于工藝整體的穩定運行。

?

2.1.3?柵渣外運困難

? ? 在運行中同樣遇到箱體內柵渣外運困難的問(wèn)題，全地下箱體內大多數進(jìn)出道路坡度較大，加之污泥車(chē)長(cháng)期運輸遺撒造成柵渣小車(chē)上下困難。因此建議在地下箱體設計電動(dòng)貨梯，以便于小件貨物的進(jìn)出，減輕工人的工作強度。

?

2.2?生化系統的運行問(wèn)題

2.2.1?水量分配不均

? ? 地下箱體不同于地上空間的設計，兩系列之間由于設有管廊層進(jìn)而導致割裂，很難有機地進(jìn)行統一，如水量的分配問(wèn)題。本項目運行中由于來(lái)水分配不均造成生化池兩側的液位不同，在后期管廊間又增設了連通管，以保證系統的正常運行。因此地下式再生水廠(chǎng)在設計時(shí)生化池之間要做到有機協(xié)調，為運行調控留有手段和措施。

?

2.2.2?地埋構筑物直觀(guān)視覺(jué)差

? ? 地下箱體生化池由于結構和除臭通風(fēng)的原因大多采用密封形式，造成人眼無(wú)法直觀(guān)觀(guān)察，后期運行只能依賴(lài)在線(xiàn)過(guò)程儀表、人工監測及經(jīng)驗加以判斷，調控判斷不及時(shí)。建議在此方面進(jìn)行優(yōu)化設計，部分工段開(kāi)設觀(guān)察孔增加可視化措施或進(jìn)一步提高再生水廠(chǎng)自動(dòng)化程度等措施以便于運行調控。

?

2.3?出水低磷指標與膜污染的平衡問(wèn)題

2.3.1?化學(xué)除磷易加劇膜污染

? ? MBR由于污泥停留時(shí)間（SRT）較長(cháng)，生物除磷效果較差，但膜絲對SS的高效截留使得出水SS幾乎無(wú)法檢出，進(jìn)而可以避免SS攜帶的有機磷流失。同時(shí)化學(xué)加藥除磷可以保證出水的達標，但此種方式的達標往往是有代價(jià)的，易造成生化污泥鐵鹽的增高進(jìn)而加劇膜污染。

?

2.3.2?膜污染成分分析及驗證

? ? 本工程在2018年9月中旬膜污染嚴重，直接造成了膜通量和產(chǎn)水量下降。對膜絲進(jìn)行了污染成分分析，以驗證和分析鐵鹽藥劑對膜絲的污染。表3為污染膜酸解（10 mL HNO3酸解100 cm膜絲）后ICP測試數據，可見(jiàn)無(wú)機污染中主要以鐵污染為主，其次為鈣鋁鎂污染。其中Fe單位面積污染含量可達1 502 mg/m2。結合膜絲顏色為黃色，主要為Fe3+污染。表4為膜池混合液污泥及上清液成分分析，污泥經(jīng)消解后測試計算各元素占干泥質(zhì)量百分比。膜池上清液中鐵元素含量較小，鈣為77.78 mg/L，可見(jiàn)形成膜污染的Fe主要不存在于上清液中。而污泥中Fe含量較高，每100 g污泥中含Fe接近25 g，故膜污染的Fe主要來(lái)自于污泥中。分析認為工藝運行中所加除磷藥劑（聚合硫酸鐵及多核復合型絮凝劑）中多余Fe導致了污泥中Fe含量過(guò)高進(jìn)而形成膜污染。

?

2.3.3?膜絲清洗后通量恢復

? ? 膜表面電鏡（5 000倍）顯示膜表面以無(wú)機污染為主，上附著(zhù)有明顯無(wú)機垢層（見(jiàn)圖2）。經(jīng)試驗后發(fā)現采用2%草酸+5 000 mg/L NaClO或2%檸檬酸+5 000 mg/L NaClO皆可去除膜污染恢復正常膜通量（見(jiàn)圖3）。污染膜表面暗黃色，檸檬酸清洗后膜表面仍有部分黃色殘留，草酸清洗后膜絲恢復至原始狀態(tài)。

?

? ? 因此TP降到0.2 mg/L對系統沖擊很大，除磷藥劑投加過(guò)多對膜系統影響較大，因此出水低磷指標的控制需要與膜污染進(jìn)行平衡。項目出現該次膜污染后，通過(guò)除磷藥劑的篩選及投加點(diǎn)的組合、生物除磷效果提升等措施減緩了膜污染，整體可控。

2.4?箱體通道冬季低溫等其他運行問(wèn)題

2.4.1?冬季通道頂部消防管道易凍脹、兩側卷簾門(mén)啟閉困難

? ? 水廠(chǎng)在冬季由于通道穿堂風(fēng)的存在，造成通道溫度經(jīng)常在0 ℃以下。通道中的消防管道由于充滿(mǎn)水受冷極易凍脹損壞，通道兩側的消防卷簾由于兩側溫差，經(jīng)常造成蒸汽在卷簾門(mén)底部結冰啟閉困難。后期運行中在箱體進(jìn)出口加裝了快速啟閉門(mén)，情況有所緩解，但依然無(wú)法完全解決。建議設計中應重視冬季低溫帶來(lái)的消防問(wèn)題，可將通道處的消防系統設計由濕式滅火系統改為干式滅火系統。

2.4.2?箱體給排水問(wèn)題

? ? 箱體各進(jìn)出口的安保問(wèn)題，地下箱體的給排水問(wèn)題，特別是排水問(wèn)題，區別于普通的建筑給排水，如加藥間的沖洗排水、在線(xiàn)監測的排水、箱體通道的進(jìn)口雨水導排等細節經(jīng)常被忽視，造成后期再行增加非常困難。特別是加藥間在設計時(shí)必須做好沖洗檢修、應急處理時(shí)的排水問(wèn)題，不可將沖洗水流入設備間及電纜溝槽。

3.1?膜組器起吊天車(chē)接力

? ? 原地下式再生水廠(chǎng)運行過(guò)程中發(fā)現采用S型軌道吊裝膜組器運行時(shí)間長(cháng)，故障多，因此本項目中天車(chē)起吊采用接力方式（見(jiàn)圖4），通過(guò)在S型軌道的末端設置電動(dòng)平車(chē)，每個(gè)廊道的組器都可以通過(guò)S型軌道移至平車(chē)后，再通過(guò)平車(chē)運輸至浸泡池，將多次S型軌道長(cháng)距離的轉彎行程變成單次S型軌道和電動(dòng)平車(chē)相結合的L型運送行程，膜組器吊裝距離大大縮短，效率大為提升。

3.2?好氧池曝氣和膜池吹掃風(fēng)管連通

? ? 項目運行初期水量較少，生化與膜池風(fēng)機較難與處理水量進(jìn)行匹配，經(jīng)常出現1臺風(fēng)機全開(kāi)風(fēng)量不足，兩臺風(fēng)機全開(kāi)又風(fēng)量富裕問(wèn)題。在實(shí)際運行中，鑒于生化風(fēng)機的風(fēng)壓高于膜系統的風(fēng)壓，加之兩者同為多級離心風(fēng)機，在運行中將兩者的出風(fēng)管路進(jìn)行連通，通過(guò)閥門(mén)調整，將生化池高壓側風(fēng)卸至膜池低壓側。進(jìn)而降低了風(fēng)機開(kāi)啟的總臺數，運行上更為靈活，可節省3%～5%的運行能耗。

?

3.3?補足空位提高單系列產(chǎn)水量

? ? 當處理水量達到設計規模的0.5～0.7倍時(shí)，水廠(chǎng)運行起來(lái)難度較大，由于系列間分割，兩系列全開(kāi)能耗偏高，只開(kāi)單系列又難以完全應對水量沖擊。在實(shí)際運行中采用將單系列膜池廊道空位全部填滿(mǎn)，利用生化的富裕處理能力，將單系列膜池產(chǎn)水提升至5萬(wàn)m3/d的產(chǎn)能，進(jìn)而提升了水量應對空間，節省了運行能耗。

?

3.4?卸藥由箱體內移至箱體外

? ? 由于運輸及勞動(dòng)力成本的提高，現在的藥液大多以液體大罐運輸，該重型車(chē)在箱體內的行動(dòng)不便。若是卸藥口置于箱體內，勢必比較麻煩。項目在建設中與設計院協(xié)商，將箱體內所有液體藥劑的卸藥口統一挪至箱體頂部道路附近，這樣很大程度上方便了卸藥。

4?結論

?（1）門(mén)頭溝第二再生水廠(chǎng)采用AAO—AO—MBR+臭氧催化氧化工藝，出水水質(zhì)可穩定達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（DB 11/890-2012）表1中A標準，原設計中的臭氧催化氧化作為應急處理設施。

?

?（2）實(shí)際運行中通過(guò)膜組器起吊S型軌道與電動(dòng)平車(chē)接力、好氧池曝氣及膜池吹掃出風(fēng)管連通等措施實(shí)現運行效率的提高及節能降耗需求；并且充分考慮地埋箱體的特殊性，通過(guò)新建除渣間、管廊間增設連通管、卸藥口移至箱體上部道路附近、補足膜池空位提升單系列水量等措施實(shí)現了管理及運行的便利。

??

?（3）MBR運行過(guò)程中出水低磷指標與膜污染平衡問(wèn)題、箱體通道冬季低溫等運行問(wèn)題還需進(jìn)一步探討及運行中摸索。