江西廣昌工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程設(shè)計實例

周婧斐

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

廣昌工業(yè)園區(qū)坐落于縣城北面，東至?xí)B江河，南與縣城相連接，工業(yè)區(qū)吸引了大批客商的投資，導(dǎo)致工業(yè)廢水排放量急劇增加，為了園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，工業(yè)區(qū)污水處理廠的建設(shè)已十分迫切。廣昌工業(yè)園區(qū)污水處理廠于2017-05開工建設(shè)，2018-03竣工，2018-04試運行，2018-05正式投產(chǎn)，其服務(wù)范圍為整個廣昌工業(yè)園區(qū)污水，服務(wù)面積共10.6 km2。

1 工程規(guī)模

1.1 污水量預(yù)測及設(shè)計規(guī)模

采用人均綜合用水量指標法、建設(shè)用地綜合用水量指標法、人均綜合生活用水量指標法[1-2]三種方法，預(yù)測廣昌工業(yè)園區(qū)污水處理廠污水量一期的污水量取為5 000 m3/d，二期的污水總量取為20 000 m3/d。

1.2 廠址選擇

污水廠廠址位于答田溪與盱江交匯處南側(cè)、盱江西岸，206國道東側(cè)，廠址選擇具有如下特點：①廠址西側(cè)有206國道，交通方便，東側(cè)鄰近盱江，尾水排河較近；②廠址靠近工業(yè)園區(qū)，處理尾水便于回用，有利于污水資源化；③廠址處現(xiàn)狀為農(nóng)田，不存在拆遷問題。

2 進出水水質(zhì)

2.1 進水水質(zhì)

根據(jù)對本項目工業(yè)企業(yè)調(diào)查的實際情況，設(shè)計進水設(shè)計值如表1所示。考慮到污水廠生物處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，根據(jù)廣昌縣環(huán)保部門要求，工業(yè)廢水必須達到《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》（GJ 3082—1999）后，方可排入城市污水管網(wǎng)并進入污水廠[3]。

表1 進水水質(zhì)設(shè)計值建議表（單位：mg/L）

2.2 污水廠出水水質(zhì)

本工程出水水質(zhì)標準暫定達到國家一級B標準（GB 18918—2002），出水水質(zhì)主要指標如表2所示。

表2 出水水質(zhì)主要指標一覽表（單位：mg/L）

3 工藝流程

污水預(yù)處理工藝流程如圖1所示。污水預(yù)處理主要通過粗格柵、細格柵及旋流沉砂池的攔污沉淀去除部分大顆粒污染物，通過混凝沉淀去除細小的固體污染物，之后經(jīng)過水解酸化將大分子分解成小分子，提高了污水可生化性，最終進入二級生化工藝AAO反應(yīng)系統(tǒng)。污泥通過污泥濃縮脫水一體機進行處理后，干泥運送政府指定地點進行后續(xù)處置。

4 一期主要處理構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

根據(jù)本工程水量小及征地面積小的特點，主體工藝采用組合池，既減小占地面積又節(jié)省投資。

4.1 粗格柵進水泵房

粗格柵的設(shè)置，用以去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于20 mm的雜物，以保證污水提升系統(tǒng)正常運行，土建按遠期工程進行設(shè)計，分期安裝設(shè)備。一、二期共2條渠道。在每條渠的前、后位置上設(shè)置鑲銅鑄鐵方閘門，以便檢修時使用。粗格柵選擇中國生產(chǎn)技術(shù)成熟、實際運行經(jīng)驗豐富、經(jīng)中國眾多污水處理廠運行證明運行效果好、維修維護簡便的鋼絲繩牽引格柵除污機，同時考慮到粗格柵的使用情況，一期設(shè)2臺粗格柵（1用1備），二期2用。提升泵房土建按遠期規(guī)模設(shè)計，設(shè)備分期安裝。近期考慮3臺水泵（1臺常用，1臺調(diào)峰，1臺備用），遠期更換大泵并增加一臺泵。平均流量：5 000 m3/d=208.33 m3/h≌0.06 m3/s，變化系數(shù)Kz=2.5；設(shè)計流量為0.15 m3/s。

圖1 工藝流程

4.2 細格柵及旋流沉砂池

設(shè)計流量：平均值為5 000 m3/d=208 m3/h≌0.06 m3/s，最大值為521 m3/h≌0.15 m3/s，格柵渠與沉砂池合建。

4.3 綜合生化池

綜合生化池包括調(diào)節(jié)事故池、混凝沉淀、水解酸化、兼氧沉淀、A2O反應(yīng)、二沉等功能區(qū)。

4．3．1 調(diào)節(jié)事故區(qū)

由于工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)類型復(fù)雜，因此排放的廢水性質(zhì)差異很大，而且廢水排放不規(guī)律，變化系數(shù)大。根據(jù)工業(yè)園區(qū)的要求，入園企業(yè)必須將生產(chǎn)廢水預(yù)處理達到《污水排入城鎮(zhèn)下水道標準》后才能排入園區(qū)污水管網(wǎng)，但是不排除園區(qū)企業(yè)事故排放的情況。為了解決以上兩種問題，設(shè)計建設(shè)調(diào)節(jié)事故池一座，其中調(diào)節(jié)池2格，事故池1格，各池之間相互獨立，但設(shè)有聯(lián)通的措施。調(diào)節(jié)池和事故池均設(shè)置機械攪拌，以實現(xiàn)均衡水質(zhì)的目的，同時防止懸浮物在池內(nèi)沉積。防止進水中懸浮物淤積，降低集水池的水量調(diào)節(jié)能力。調(diào)節(jié)池和事故池內(nèi)各設(shè)超聲波液位計1套，自動控制水泵的啟停。設(shè)計流量：平均值為208 m3/h；調(diào)節(jié)池時間：8.0 h；事故池時間：4.0 h。

4．3．2 混凝沉淀區(qū)

由于來水水質(zhì)的特性，設(shè)計考慮設(shè)置混凝沉淀池，加入酸或堿對來水pH值進行調(diào)節(jié)，來水中微量的稀土離子可與堿發(fā)生沉淀反應(yīng)，將其去除；同時，加入PAC、PAM混凝劑促進混凝沉淀，保證后續(xù)生物處理工藝穩(wěn)定運行。池內(nèi)設(shè)pH在線監(jiān)測儀2套。

設(shè)計流量：平均值為208 m3/h；混合HRT：14 min；絮凝 HRT：30 min；沉淀區(qū)表面負荷：1.8 m3/（m2·h）。

4．3．3 水解酸化及沉淀區(qū)

由于本工程污水中COD為主要污染因子，會造成經(jīng)常性的水質(zhì)沖擊，影響后續(xù)生化處理單元的穩(wěn)定運行。水解酸化單元作為生化處理單元的預(yù)處理工藝，可減輕對好氧生化單元的水質(zhì)沖擊，更好穩(wěn)定后續(xù)好氧工藝的污泥性狀，保證污水處理系統(tǒng)出水達標。水解酸化池采用推流式水解反應(yīng)器，在推流式反應(yīng)器內(nèi)，利用安裝的攪拌裝置使反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)混合，因此混合效果好，是典型的完全混合型反應(yīng)器，但此類反應(yīng)器由于泥水完全混合，需要增設(shè)沉淀池將處理污水與厭氧污泥分離，并將沉淀的污泥回流至水解反應(yīng)器，以維持反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，加快水解過程的進行。

設(shè)計流量：平均值為208 m3/h；水力停留時間：6 h；污泥濃度：3 500 mg/L；污泥負荷：0.45 kg CODcr/kg MLSS·d。水解沉淀停留時間：2 h；水力負荷：0.896 m3/（m2·h）。

4．3．4 AAO 反應(yīng)區(qū)及二沉區(qū)

利用AAO反應(yīng)池中大量繁殖的活性污泥中的微生物完成降解水中有機污染物質(zhì)，達到預(yù)期的水質(zhì)凈化目的，有硝化和反硝化過程，具有脫氮、除磷功能。AAO池主要采用風(fēng)機和盤式微孔曝氣器作為主要供氧設(shè)備，盤式微孔曝氣器的作用還可以保證足夠混合流速。通過厭氧、缺氧和好氧池的反應(yīng)，使污水中的有機物、氮、磷得到有效去除。二沉池采用平流式沉淀池，采用桁架式吸泥機排泥，帶浮渣刮集裝置。出水采用不銹鋼出水堰（帶浮渣擋板），鋼砼結(jié)構(gòu)。

設(shè)計流量：平均值為208 m3/h；厭氧區(qū)停留時間：1.5 h；缺氧區(qū)停留時間：4 h；好氧區(qū)停留時間：14.4 h；污泥濃度：3 500 mg/L；污泥負荷：0.14 kgBOD5/kg MLSS·d；氣水比8∶1，所需氣量27.78 m3/min。沉淀時間：3.6 h；水力負荷：0.67 m3/（m2·h）；水平流速：2.20 mm/s。

4．3．5 消毒區(qū)

由于生化反應(yīng)出水中含有大量細菌，出水水質(zhì)不能達到一級B排放標準要求大腸桿菌數(shù)控制指標，因此，在出水中加次氯酸鈉消毒，殺滅大量微生物，確保出水水質(zhì)。設(shè)計流量：平均值為208 m3/h；停留時間：1 h。

4.4 儲泥池

儲泥池用于儲存濃縮混凝沉淀池和綜合生化池的剩余污泥。剩余污泥流量：94.2 m3/d，含水率99.1%。

5 效益分析

經(jīng)濟效益：本工程建設(shè)項目總投資為2 839.57萬元，其中工程費用合計2 224.96萬元。單位處理成本2.80元/噸水，經(jīng)營成本2.11元/噸水，收費建議按照3.35元/噸水，項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率為6.38%（稅前），大于行業(yè)基準收益率5%，項目投資回收期為14.85年（稅前），小于行業(yè)基準投資回收期18年，經(jīng)濟效益良好。

環(huán)境效益：工程建成后，COD年排放減少量約803 t，SS約減少511 t，TN約減少63.9 t，極大減少了污染物排放量，能夠取得較好的經(jīng)濟效益。

6 結(jié)論

廣昌工業(yè)園區(qū)污水處理廠自正式投產(chǎn)以來，已穩(wěn)定運行1年左右，經(jīng)了解，出水情況如下：COD為13～23 mg/L，SS為4～15 mg/L，NH3-N為0.1～0.35 mg/L，TN為1～6 mg/L，TP為0.1～0.3 mg/L，出水達到一級B標準，除SS外，其他水質(zhì)指標已達到一級A標準，后續(xù)若需提標改造達到一級A標準，僅考慮SS進一步去除即可。該項目的建設(shè)滿足了該地區(qū)社會經(jīng)濟快速、持續(xù)發(fā)展的要求，對于改善和提高城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保障人民的生活與健康安全，提升城市綜合實力與形象，為創(chuàng)建“兩型”社會奠定堅實基礎(chǔ)等方面都具有重大意義。