摘要：西北地區(qū)某全地下污水處理廠采用改良型厭氧-缺氧-好氧（A2/O）+膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝，為了評價運(yùn)行狀況，有必要研究主要水質(zhì)指標(biāo)，同時對比跨膜壓差變化，分析超濾膜污染。研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)際進(jìn)水指標(biāo)大都高于設(shè)計值時，出水濃度均能滿足設(shè)計要求，污水處理廠運(yùn)行狀況良好；隨著系統(tǒng)運(yùn)行時間的增加，超濾膜的跨膜壓差逐漸升高，采用日常在線維護(hù)性化學(xué)清洗后，跨膜壓差顯著降低，膜系統(tǒng)可正常運(yùn)行。作為西北地區(qū)全地下污水處理廠的標(biāo)桿工程，該項目對后期其他地下污水處理廠的建設(shè)及運(yùn)營有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：全地下污水處理廠；A2/O；MBR；超濾膜

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）02-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.02.052

Analysis on Process Operation of an Underground Sewage Treatment Plant in Northwest China

ZHOU Miao

（China Railway Water Group Co.， Ltd.， Xi'an 710000， China）

Abstract： The improved anaerobic-anoxic-oxic （A2/O）+membrane bioreactor （MBR） process is adopted in an underground sewage treatment plant in the Northwest China， in order to evaluate the operation status， it is necessary to study the main water quality indicators， and compare the changes of transmembrane pressure difference to analyze the ultrafiltration membrane pollution. It is found that when the actual inflow index is mostly higher than the design value， the effluent concentration can meet the design requirements， and the sewage treatment plant operates well; with the increase of system operation time， the transmembrane pressure difference of ultrafiltration membrane gradually increases， after daily online maintenance chemical cleaning， the transmembrane pressure difference decreases significantly， and the membrane system can operate normally. As a benchmark project of all underground sewage treatment plants in the Northwest China， the project has reference significance for the construction and operation of other underground sewage treatment plants in the later stage.

Keywords： underground sewage treatment plant; A2/O; MBR; ultrafiltration membrane

相較于常規(guī)地上污水處理廠，地下污水處理廠密閉性良好，環(huán)境溫度穩(wěn)定，防災(zāi)減災(zāi)優(yōu)越性較強(qiáng)，占地面積僅為同規(guī)模地上污水處理廠的1/3，節(jié)省土地資源。其設(shè)備性能要求較高，施工難度較大，一次性投資較高，但設(shè)備使用壽命長，硬件運(yùn)行水平高[1-3]。

1 污水處理工藝設(shè)計

該全地下污水處理廠設(shè)計規(guī)模為10萬m3/d，預(yù)處理區(qū)細(xì)格柵、沉砂池、膜格柵與初沉池的設(shè)備按遠(yuǎn)期10萬m3/d配置，其余各單體工藝設(shè)備均按近期規(guī)模7.5萬m3/d配置。污水處理采用改良型厭氧-缺氧-好氧（A2O）+膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝，工藝流程如圖1所示。出水采用紫外線加次氯酸鈉消毒后回用或外排，土建預(yù)留回用水泵房和泵位，可以滿足后期100%回用的要求。污泥采用離心脫水機(jī)濃縮脫水（含水率80%）后，外運(yùn)處置。

1.1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002），項目設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。主要監(jiān)測指標(biāo)有化學(xué)需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）和懸浮物（SS）。其中，進(jìn)出水pH均為6.5～8.5。

1.2 MBR膜池參數(shù)

MBR膜池為矩形鋼筋混凝土池，與膜設(shè)備車間合建。MBR系統(tǒng)的膜組器采用中空超濾膜組器，膜總面積為126 720 m2。膜組器共有64套，分別安裝于8個膜池，每個膜池布置8套膜組器，過濾孔徑小于0.1 μm。

MBR膜有兩種清洗方式，一是日常在線維護(hù)性化學(xué)清洗，二是離線恢復(fù)性化學(xué)清洗。日常在線維護(hù)性化學(xué)清洗分為堿洗和酸洗，堿洗藥劑為濃度10%的次氯酸鈉，堿洗頻率為3 d/次，酸洗藥劑為濃度30%的檸檬酸，酸洗頻率為10 d/次。離線恢復(fù)性化學(xué)清洗頻率一般為6～12個月/次，堿洗藥劑為濃度10%的次氯酸鈉，酸洗藥劑為濃度30%的檸檬酸。

1.3 分析方法

依據(jù)《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版），對污水處理廠2022年3—11月的進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測定，分析MBR系統(tǒng)跨膜壓差。

2 結(jié)果分析

2.1 水質(zhì)指標(biāo)特征

污水處理廠進(jìn)出水的COD、BOD5、氨氮、TN、TP、SS濃度及去除率變化如圖2所示。實(shí)際運(yùn)行中，進(jìn)水COD濃度為220～2 915 mg/L，均值為943.45 mg/L；出水COD濃度為13～26 mg/L，均值為19.64 mg/L。進(jìn)水BOD5濃度為117～942 mg/L，均值為352.89 mg/L；出水BOD5濃度為1～9 mg/L，均值為4.05 mg/L。進(jìn)水氨氮濃度為26.21～88.18 mg/L，均值為54.45 mg/L；出水氨氮濃度為0.10～4.89 mg/L，均值為1.48 mg/L。進(jìn)水TN濃度為42.26～176.64 mg/L，均值為85.69 mg/L；出水TN濃度為4.82～15.00 mg/L，均值為9.91 mg/L。進(jìn)水TP濃度為4.49～83.45 mg/L，均值為19.20 mg/L；出水TP濃度為0.01～0.50 mg/L，均值為0.15 mg/L。進(jìn)水SS濃度為116～1 196 mg/L，均值為505.03 mg/L；出水SS濃度為1～7 mg/L，均值為3.88 mg/L。經(jīng)對比分析，實(shí)際進(jìn)水COD、BOD5、氨氮、TN、TP濃度均值都高于設(shè)計值，出水濃度均滿足設(shè)計要求，表明該污水處理廠采用的改良型A2/O+MBR工藝穩(wěn)定可靠，運(yùn)行狀況良好，各污染物去除率高。

2.2 超濾膜污染

隨著系統(tǒng)運(yùn)行時間的增加，超濾膜的跨膜壓差逐漸升高，最高可達(dá)6 kPa，經(jīng)分析，主要原因是污染物增多導(dǎo)致過膜阻力增大，產(chǎn)水量嚴(yán)重下降。采用日常在線維護(hù)性化學(xué)清洗后，跨膜壓差降低到3.0 kPa，膜系統(tǒng)正常運(yùn)行，減緩污染的形成。膜反洗后，正常運(yùn)行的跨膜壓差超過5 kPa時，應(yīng)立即進(jìn)行離線恢復(fù)性化學(xué)清洗，將對膜產(chǎn)水流量和水質(zhì)的影響降到最低，同時有效延長膜的使用壽命，降低運(yùn)行成本[4-5]。

3 結(jié)論

全地下污水處理廠采用改良型A2/O+MBR工藝，實(shí)際進(jìn)水指標(biāo)大都高于設(shè)計值時，出水水質(zhì)指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。采用日常在線維護(hù)性化學(xué)清洗，可將跨膜壓差從6 kPa降低到3.0 kPa，恢復(fù)正常運(yùn)行時的產(chǎn)水量和過膜阻力，有效延緩膜污染，延長膜的使用壽命，降低運(yùn)行成本。該項目可進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升運(yùn)營能力，同時為其他地下污水處理廠的建設(shè)及運(yùn)營提供經(jīng)驗(yàn)。一是為每個膜組器建立臺賬，關(guān)注膜運(yùn)行參數(shù)，用于反沖洗效果評價，輔助膜組器壽命分析；二是根據(jù)MBR膜池污泥濃度，及時調(diào)節(jié)曝氣量，最大限度提升工藝運(yùn)行效果。

參考文獻(xiàn)

1 陳秀成，牛天浩.上海泰和全地下大型污水處理廠工藝設(shè)計要點(diǎn)及特點(diǎn)[J].中國給水排水，2021（10）：83-88.

2 邱 明，楊書平.地下式污水處理廠工程設(shè)計探討與實(shí)例[J].中國給水排水，2015（12）：48-51.

3 孟 濤，于小強(qiáng)，宋永健.青島某全地下MBR污水處理廠的設(shè)計[J].中國給水排水，2020（12）：96-100.

4 郝曉地，于文波，王向陽，等.地下式污水處理廠全生命周期綜合效益評價[J].中國給水排水，2021（7）：1-10.

5 馬 剛，張 琦，張 飛.大型地埋式地表水類Ⅳ類出水標(biāo)準(zhǔn)污水廠工藝設(shè)計[J].中國給水排水，2018（8）：45-50.