泰和全地下污水廠系統工藝調試關鍵技術及回顧總結

朱牧

（上海城投水務工程項目管理有限公司，上海市200002）

1 項目概況

泰和污水處理廠是上海市重大工程，位于上海市寶山區，污水廠規劃規模60萬m3/d，一期工程建設規模40萬m3/d。工程內容除污水廠一期工程外，還包括新建有效容積15萬m3的調蓄池，新建DN3000mm的進廠管道等內容。泰和污水處理廠采用全地下式的布置形式，污水廠的主要生產活動均在地下封閉空間內進行。地下箱體頂部敷設綠化建設為開放式的公園綠地。泰和污水廠進水總管自新西干線接出，沿聯誼路自西向東敷設至聯誼路3#頂管井，再向北接入泰和污水廠，向南接入調蓄池。泰和污水廠出水管向南排入薀藻浜。整體布局見圖1。

超大型全地下污水處理廠的調試在國內一直是一大難點，如何順利地實現各項處理目標、如何確保調試期間非正常運行情況下的地下箱體安全是調試需要考慮的重中之重。泰和污水處理廠于2017年4月開工建設，2019年9月開始通水調試，調試工作量大、時間緊、難度高。通過調試前制定詳細的調試大綱、編制各種應急預案，各參建單位通力合作，2019年10月即實現了出水的達標排放，為同類型全地下污水廠的調試提供了一個較好的范例。

2 調試總體方案

2.1 調試總體流程

調試的總體目標是使總系統及各分系統設備按照國家規范、標準、設計要求正常運轉并交付使用。調試工作流程見圖2。

泰和污水處理廠的污水處理設施共分為4組，每組10萬m3/d，通水調試工作分階段進行，第一階段開展1#線和2#線生化段（2×10萬m3/d）以及1#、2#深度處理段的污水調試工作，第二階段開展3#線、4#線的污水調試工作。其他包括鼓風機房、加藥間等配套設施以及污泥處理區，需配合調試計劃適時啟動調試。

2.2 清水調試方案

考慮到泰和污水處理廠池體體量較大，且調試時間較緊，因此本次調試方案中，閉水試驗結合清水調試同步進行，在清水調試過程中同步進行設備的單機調試和帶負荷運轉。

泰和污水廠清水調試水源采用河水，取自薀藻浜。通過臨管先抽到調蓄池，再由調蓄池流到污水廠地下箱體。

一體化箱體的清水調試逐倉進行，在完成相應的調試任務后，通過放空閥及臨泵調水等措施，將清水導入到其他倉繼續進行清水調試，最后用完的清水通過分階段與污水混合處理達標后排放。

2.3 污水聯動調試

待所有設備完成單機調試和清水調試后，開始全廠污水聯動調試。污水由聯誼路進廠總管引入，通過粗格柵及進水泵房、中細格柵及曝氣沉砂池、AAO生物反應池，待生物池達到后續污泥培養階段需要液位后污水進水過程結束。待生反池、二沉池污泥接種完成，實現連續出水后即進入后續高效沉淀池、反硝化深床濾池、紫外消毒渠等構筑物。

2.4 其他系統調試

在污水聯動調試實現出水達標后，開始進行其他包括污泥脫水干化系統、除臭通風系統、輔助設施等的調試。當各系統聯動調試完成，污水、污泥達標排放之后，全廠進入穩定運行階段。

3 系統工藝調試的關鍵技術

3.1 污水廠調試與系統的聯動運行調度

泰和污水廠服務于石洞口片區。石洞口片區主要有泰和污水廠和石洞口污水廠兩座廠，兩廠的進水均來自于新西干線。兩廠通過月羅泵站和泰和廠進水泵站的聯動調度實現兩廠的水量調配（見圖3）。

新西干線目前維持高水位運行，由于石洞口污水廠為常規的地上式污水廠，泰和污水廠為全地下式的污水廠，兩廠聯動運行時，需要根據泰和廠的進水安全水位來控制新西干線的運行水位，以保證泰和廠的運行安全。為此，調試期間由相關運行管理單位牽頭，建立了系統聯動調度協調機制，加強泰和廠和石洞口片區各相關泵站的及時溝通和聯動調度，根據泰和廠進水水位的變化情況，及時調整包括新薀藻浜泵站及各支線泵站的運行狀態，維持新西干線低水位穩定運行。同時，充分利用泰和廠調蓄池的調蓄容積，在新西干線水位超過泰和污水廠安全水位時，可溢流進入調蓄池內暫存，以保證地下箱體的安全。

圖3 泰和污水廠和石洞口污水廠總體布局

3.2 大體量短周期的工藝調試策略

生化處理系統是污水處理廠最重要的處理單元，生化處理系統調試的核心在于活性污泥的培養和馴化，能否培養出適應進水水質的活性污泥，能否維持良好的污泥性狀，是保證生化系統處理效果的關鍵，也是工藝調試的重點。

通常活性污泥接種培養有同步培養法和利用外來脫水污泥接種培養法兩種，考慮到本項目調試時間緊張，決定采用外來脫水污泥進行接種培養，同時污泥濃度直接接種至3500mg/L，進一步縮短調試周期。單組生反池共需1825t的80%含水率污泥。采用臨時污泥調理池作為接種污泥混合攪拌的場所，接種污泥運到現場后，先投加到臨時污泥調理池中，并采用高壓水槍注入污水攪拌污泥，經稀釋混合均勻后通過管路送至厭氧區、缺氧區進行接種。單組生反池接種完成后第二組順序接種。第二階段3#和4#生反池啟動時，可利用已完成調試的1#和2#生反池排放的剩余污泥進行接種調試。

接種污泥與生反池內污水混合后，即開始活性污泥的培養工作。首先進行間歇悶曝，進行馴化培養。適時開啟池內攪拌和內、外回流，監測池內污泥性狀、污水水質，當主要污染指標濃度明顯下降后，適當向生反池補充新鮮污水，重復馴化過程。污泥活性恢復，培養和馴化需時約10d[1]。當生反池內污泥性狀、污水水質監測情況良好時，開始單組低負荷全流程連續運行。提升負荷初期，進水負荷控制約為設計值20%左右，并根據活性污泥鏡檢和增殖情況、污染物去除率等逐步提升負荷，直至達到設計負荷[2]。

3.3 全地下污水廠調試的安全對策

污水廠作為環保設施，在調試時除了要保證構筑物安全、設備安全和人員安全之外，還需對調試過程中可能發生的環境風險進行評估，并采取一定的預防措施。

（1）進水水位異常升高、污水溢流的風險

調試初期由于泰和污水處理廠的進水量有限，如不對廠外管網進行系統的考慮和安排，可能會產生污水溢流的風險。

在調試期間，已由相關運行管理單位牽頭建立了系統聯動調度協調機制，控制外管網的水位在要求的低水位穩定運行。如果在采取聯動調度措施后還不能達到水位控制要求的情況下，可通過調蓄池調蓄和部分進水限流措施控制進入泰和廠的水量和水位。為必要情況下關斷泰和廠的進水閘門。

（2）不達標廢水排放的風險

調試初期由于生物馴化工作尚未完成等原因，可能會產生不達標的廢水。不達標廢水排放將會對環境產生污染。針對該風險，本次調試考慮了以下幾個措施來進行預防：a.增大污泥接種量，減少生化系統污泥馴化的時間。b.適當放緩了污泥馴化過程中污水量提升的速度和幅度。并根據調試進程中的實際情況，對生化系統進水方案進行實時商議并調整。c.污水處理廠分組開始調試，對調試初期產生的少量不達標廢水，利用放空管或臨泵將其暫存至尚未調試的兩組生化系統內以及污水處理廠的調蓄池中，并在后續正常處理過程中，根據原水進水水質的情況，將暫存的尾水摻入原水中，再次經生化處理達標后方可排放。

（3）不達標廢氣排放的風險

為防止調試期間不達標廢氣排放對環境產生污染，在污水處理廠進水聯動調試前，污水處理廠內的除臭設施需調試完成，并在污水處理廠聯動調試期間投入正常運行。

4 調試工作回顧及總結

泰和污水廠目前已移交運行單位投入正常運行，污水廠進水量也已基本達到設計規模，污水廠的正式投運大幅提高了石洞口片區的污水處理能力，有效緩解了寶山地區污水處理壓力。回顧污水廠調試過程，可以總結出以下幾點經驗：

（1）建立完善的調試組織制度，保障調試工作高效有序進行。

調試過程中需各單位密切配合，項目調試工作組共分為指揮組、協調組以及現場組三個組，其中現場組按照職能分工主要包括項目保障組、工藝調試組以及管網調度組，項目保障組和工藝調試組再另設下級組織結構。采取日會加周會的制度，且設專人負責編制每日調試工作單，匯總每日調試日報。周會由各小組主要負責人參加，報告上周調試總體情況和本周總體計劃，就調試中遇到的重大問題進行討論。定期的溝通總結保證了調試過程中遇到的問題能夠及時上報解決。

（2）系統管網統一協調聯動，保障地下箱體調試安全。

泰和污水廠是全地下式污水處理廠，控制進水水位是保證一體化箱體調試運行安全的關鍵。為了維持系統管網水位在低水位穩定運行，相關運行管理單位牽頭建立了系統聯動調度協調機制，控制各沿線泵站的運行模式，維持新西干線水位在要求的低水位穩定運行。同時，調試過程中，根據各階段調試需水量，制定不同的進水方案：在低需水量時利用泰和調蓄池臨時儲水，分時段小流量向泰和污水廠供水；在中需水量時，采用閘門限流的措施，控制泰和污水廠進水量滿足需求；在泰和污水廠進水量達到設計規模時，進水總管上閘門全開。

（3）適當提升接種污泥濃度，縮短調試時間

本次調試工作時間緊張，要求在短期內實現污水達標排放，因此縮短生化系統污泥培養馴化時間、盡早實現生化系統出水達標就顯得尤為重要。為了盡快完成污泥的培養馴化，本次調試中將接種污泥濃度提升至設計濃度，同時采用與泰和污水廠進水水質相近的竹園污水廠脫水污泥作為接種污泥來源，提高了污泥培養馴化的成功率，縮短了污泥接種時間。此外，為了更好地將接種污泥混合均勻，本次調試中建造了兩座臨時污泥調理池，采用高壓水槍稀釋攪拌，極大地縮短了污泥混合稀釋的時間，保證了污泥接種的效果。