釜山是韓國第二大城市，人口超過350萬。當(dāng)這座城市計劃改建其已經(jīng)運營了20年的水營區(qū)污水處理廠時，大量問題接踵而來，包括嚴格的排污質(zhì)量要求和有限的建設(shè)用地。釜山已經(jīng)發(fā)展成為一座欣欣向榮的繁忙都市，舊工廠周圍坐落著大片居民區(qū)。居民們希望將舊工廠改造成為環(huán)保型的娛樂設(shè)施，為此，新工廠被設(shè)計為全地下式建筑，地面上修建了一座居民區(qū)公園。隨著韓國的城市化和發(fā)展，建設(shè)地下式污水處理廠已經(jīng)成為一種趨勢。
釜山的長期基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)總體規(guī)劃包括在未來20年的時間里分三個階段翻修和擴建水營區(qū)污水處理廠。工廠的初期建設(shè)規(guī)劃為建成一座處理能力為100,000m3/天的地下污水處理廠。
高標準的處理要求
新工廠主要包括三道工序–預(yù)處理、生物處理和膜過濾，復(fù)合式A2O-膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝設(shè)計應(yīng)符合7mg/L生物需氧量、40mg/L化學(xué)需氧量、20mg/L總懸浮固體量、20mg/L總氮和2mg/L總磷的排污質(zhì)量標準。
污水廠位于釜山東部，Onchun河和水營河于此處匯入東萊區(qū)。該區(qū)為居民區(qū)，既有私人房產(chǎn)，也有公寓樓，圍繞在工廠的西面和南面。污水被直接排入水營河，向南流經(jīng)5公里后流入海云臺和廣安里沿岸入海口。由于工廠離大海很近，因此，需要重點關(guān)注排污水質(zhì)和海洋生態(tài)系統(tǒng)－任何養(yǎng)分的流入都有可能造成近岸富營養(yǎng)化。水質(zhì)問題是最關(guān)鍵的，特別是海云臺沿岸的水質(zhì)，因為海云臺是韓國最著名的海濱度假勝地，夏季每日訪客量約30,000人。鑒于上述因素，工廠的排污標準再次提高，在翻修時，考慮到了這一點。
原廢水的特性會因季節(jié)而有所變化。三月份時，大部分參數(shù)處于相對較高的濃度，而后逐漸下降直至七月份雨季來臨�，F(xiàn)有污水網(wǎng)絡(luò)由70%合流式下水道和30%分流式下水道組成。釜山的總體發(fā)展規(guī)劃是，到2020年，將所有合流式下水道替換為分流式下水道。到2020年，廢水特性可基于未來人口估計數(shù)通過計算進行評估。
選擇處理工藝則是一個更為復(fù)雜的過程。水營區(qū)的現(xiàn)場條件非常獨特。項目技術(shù)經(jīng)理JongsokChoi解釋到：“將新工廠改建成為地下污水處理廠的主要原因是考慮到工廠附近居民的強烈要求。水營區(qū)污水廠于1988年建成，當(dāng)時，并不存在類似問題。然而，隨著大量高級豪華公寓在工廠周圍落成，人們開始抱怨由于工廠造成的難聞氣味和臟亂環(huán)境。”他補充到：“建設(shè)地下工廠的另一個原因是希望將外界環(huán)境對工廠造成的影響也降到最低。對于高靈敏度設(shè)備而言，特別是MBR系統(tǒng)，室內(nèi)維護更加妥當(dāng)。不僅如此，水溫對于微生物的存活是至關(guān)重要的。地下式工廠能夠減小水溫波動，確保穩(wěn)定處理。”
處理工藝
整個工藝選擇過程分為四步，包括基本數(shù)據(jù)研究、方案評估、最終選擇和選擇工藝的優(yōu)化。運用層次分析法（AHP）評估選擇方案并做出最終工藝選擇。該方法作為有效且靈活的多標準決策工具，可處理復(fù)雜的定性和定量問題�；诠S的一般條件，可應(yīng)用六個加權(quán)標準評估和排序各方案選項。分析每個方案的生命周期成本（LCC），在最終比較時，用AHP值除以LCC因數(shù)。LCC優(yōu)化必須考慮到整個生命周期階段的成本權(quán)衡，例如建設(shè)、運作和維護。
由于進水中氮和磷的濃度較高，因此必須考慮選擇更先進的廢水處理工藝，包括復(fù)合式A2O+MBR解決方案、常規(guī)A2O系統(tǒng)以及生物濾池等技術(shù)選擇。在AHP法中，復(fù)合式A2O+MBR工藝，幾乎在所有標準下，都可以獲得相對較高的數(shù)值。由于MBR可以保持穩(wěn)定的污水懸浮物水平，因此，無論是處于可行性亦或適應(yīng)性而言，MBR的得分都是最高的，在世界范圍內(nèi)對于該系統(tǒng)也有大量的以往經(jīng)驗。生物濾池，由于可以使工廠布局更加緊湊，位列第二，其適應(yīng)性和可行性的競爭力相對弱一些。常規(guī)A20技術(shù)位列最后。
由于工廠為地下式，因此，土方工作和建筑工作的建造成本是最高的。又因工廠緊挨水營河，該地區(qū)的排水和地下水管理成本會成倍增加。與常規(guī)A2O技術(shù)相比，A2O+MBR工藝可使占地面積減小50%。經(jīng)驗證，復(fù)合式A2O+MBR工藝的建造成本與生物過濾技術(shù)相比稍高1%，但比常規(guī)A2O技術(shù)低14%。由于配備了額外設(shè)備，例如膜和輔助系統(tǒng)，因此，A2O+MBR工藝的機械成本要高于A2O系統(tǒng)，但因土方工程成本較低，因此可以相互補償。生物濾池的曝氣、化學(xué)品使用和絮凝系統(tǒng)的成本較高。
水營區(qū)工廠備有兩種尺寸的機械過濾器－各種6mm的格柵和1mm的網(wǎng)篩，過濾管道下配有27,000m3的均質(zhì)池，用于調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)和水量。作為工廠的一部分，A2O工藝被用于生物處理，配有一系列的厭氧池、缺氧池和曝氣池，在反應(yīng)器內(nèi)由混凝土墻間隔而成。超濾膜用于二級處理和三級過濾，占地面積很大�？偣�5760個膜組件和120個濾膜盒被浸入12個膜罐。經(jīng)生物處理的污水由于重力作用流入膜池，然后過濾水會被排入水營河。若針對園林灌溉，一個膜池的處理能力約為500m3/天。
地埋式工廠具有很多優(yōu)勢，包括穩(wěn)定的排污水質(zhì)，更小的占地面積，操作和維護相對簡單，并且可以實現(xiàn)污水回用。由于韓國城市化的腳步仍在繼續(xù)，因此，MBR系統(tǒng)很可能會被越來越廣泛的應(yīng)用于韓國的污水處理。
原標題:韓國釜山市地下MBR污水處理廠
