新疆某工業(yè)園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)實(shí)例

徐林

（中鐵四局集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院， 合肥 230023）

1 工程概況

工業(yè)園區(qū)作為推進(jìn)我國(guó)改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體，一直被視為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)。近年來，工業(yè)園區(qū)迅速在全國(guó)各地展開布局，本項(xiàng)目作為園區(qū)招商引資的重要配套基礎(chǔ)設(shè)施，需先行建設(shè)。然而，本項(xiàng)目服務(wù)園區(qū)內(nèi)目前沒有總體規(guī)劃，無法確定后期入園的產(chǎn)業(yè)類型，同時(shí)受園區(qū)招商引資政策和外部市場(chǎng)條件的變化，給污水廠進(jìn)水水質(zhì)、水量預(yù)測(cè)帶來極大的不確定性。污水廠建成后實(shí)際的原水水質(zhì)、水量會(huì)與設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、水量存在明顯差異。

2 污水廠進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)

經(jīng)建設(shè)單位介紹，園區(qū)定位為綜合性工業(yè)基地，擬分為6大產(chǎn)業(yè)發(fā)展版塊：紡織產(chǎn)業(yè)園、化工產(chǎn)業(yè)園、智能制造產(chǎn)業(yè)園、廣東飛地產(chǎn)業(yè)園、小微企業(yè)孵化基地、中巴國(guó)際產(chǎn)業(yè)園。園區(qū)近期計(jì)劃入園的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為農(nóng)副產(chǎn)品加工及紡織服裝、無印染及化工產(chǎn)業(yè)。污水處理廠的進(jìn)水近期以農(nóng)副產(chǎn)品加工廢水為主，可生化性較好；遠(yuǎn)期以工業(yè)廢水為主，含有少量的生活污水，水質(zhì)特點(diǎn)主要按工業(yè)廢水考慮，水質(zhì)難以預(yù)測(cè)。

近期企業(yè)排放的廢水經(jīng)過企業(yè)預(yù)處理后的特點(diǎn)為：

1）廢水中總氮含量高，達(dá)30～50 mg/L，主要為NO3-、NH4+-N；

2）根據(jù)出水水質(zhì)要求，本污水處理廠工藝方案的選擇，不僅要考慮具有去除COD等有機(jī)污染物的功能，還要求具有去除氨氮、總氮功能。

參照新疆喀什周邊地區(qū)部分縣域污水廠水質(zhì)，結(jié)合實(shí)際情況，并考慮到工業(yè)園區(qū)污水水質(zhì)變化特點(diǎn)，綜合確定工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)。出水水質(zhì)執(zhí)行GB l8918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，回用于綠化灌溉。具體進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)mg/L

3 廢水處理工藝

3.1 廢水處理工藝選擇

本工程為園區(qū)綜合污水，污水成分復(fù)雜，出水指標(biāo)要求高，需要物理法、化學(xué)法以及微生物法共同使用才能出水達(dá)標(biāo)。考慮運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，以微生物處理法為主，輔助以物理法、化學(xué)法。按處理流程，對(duì)工藝技術(shù)方案的考慮分為：預(yù)處理、生化處理和深度處理[1]。

3.1.1 預(yù)處理

工業(yè)廢水的特點(diǎn)是水質(zhì)和水量均有較大的波動(dòng)，若沒有對(duì)水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)，會(huì)對(duì)后續(xù)的處理構(gòu)筑物造成沖擊，使后續(xù)的處理措施達(dá)不到應(yīng)有的效果，根據(jù)工業(yè)廢水的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)大量工業(yè)廢水處理經(jīng)驗(yàn)，需要設(shè)置格柵、調(diào)節(jié)池及事故池。

針對(duì)園區(qū)近期農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、棉紡加工業(yè)等污水水質(zhì)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)首先考慮設(shè)置混凝初沉池，去除水質(zhì)細(xì)小SS等，并通過撇渣器進(jìn)行隔油。

總體預(yù)處理：格柵→平流沉淀池→調(diào)節(jié)池。

3.1.2 生化處理

本項(xiàng)目園區(qū)內(nèi)的污水主要是工業(yè)廢水，由于各企業(yè)對(duì)廢水進(jìn)行了預(yù)處理，廢水中含有一些難降解的有機(jī)污染物。在生化處理前設(shè)置水解酸化池，使難降解有機(jī)污染物水解為易生化的小分子有機(jī)污染物，提高BOD5/COD比，能有效地在后續(xù)的生化中去除COD。對(duì)于本工程，設(shè)計(jì)單位認(rèn)為園區(qū)污水廠遠(yuǎn)期的進(jìn)水水質(zhì)尚存在一定的不確定性。為降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，調(diào)節(jié)池后銜接生化工藝，本工程暫不考慮水解酸化處理，但出于安全的考慮，在污水廠設(shè)計(jì)中仍保留今后增加水解酸化處理的可能性。若污水廠今后投入實(shí)際運(yùn)行后確實(shí)存在可生化性較差的問題，再根據(jù)實(shí)際情況制訂解決方案。

從本工程的廢水水質(zhì)來看，主要污染物是COD、NH4+-N、TN和TP，因此所選污水生化處理工藝除了能去除有機(jī)污染物外，還需有較好的除磷脫氮功能。

生化處理為：改良型氧化溝（具有脫氮除磷功能）。

3.1.3 深度處理

經(jīng)過生化處理，去除污水中大部分COD、NH4+-N、TN 和TP，但仍難以達(dá)標(biāo)，還需要進(jìn)行深度處理。因此，本工程可采用高密度沉淀池進(jìn)一步去除污水中細(xì)小的懸浮物和有機(jī)物，經(jīng)過高密度沉淀池處理后，其出水經(jīng)過濾布濾池進(jìn)一步過濾，去除TN、SS等指標(biāo)，同時(shí)加藥進(jìn)一步去除TP，使磷能達(dá)標(biāo)排放。

另外，考慮園區(qū)遠(yuǎn)期入園企業(yè)產(chǎn)業(yè)類型的不確定性，經(jīng)過企業(yè)預(yù)處理后的廢水水質(zhì)難以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，本次設(shè)計(jì)預(yù)留強(qiáng)化深度處理用地，為今后水質(zhì)達(dá)標(biāo)留有余地。如經(jīng)過處理后仍難以達(dá)標(biāo)，需要對(duì)污水進(jìn)行改性，提高可生化性，改性后再經(jīng)過深度生化處理，去除有機(jī)物、氨氮等。具體強(qiáng)化深度處理采用何種工藝，待園區(qū)發(fā)展到一定程度再根據(jù)具體進(jìn)水水質(zhì)情況決定，本次設(shè)計(jì)僅做預(yù)留。

深度處理為：高密度沉淀池→濾布濾池→消毒。

3.2 污泥處理工藝

污泥處置，首先需要的就是減容、降低含水率。本工程采用目前應(yīng)用廣泛、成熟的“高壓板框壓濾機(jī)脫水”工藝，使污泥含水率降到60%，最終進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

3.3 工藝流程

污水處理廠工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

4.1 初沉池（含調(diào)節(jié)池、事故池）

為節(jié)約用地，該構(gòu)筑物集成了初沉池、調(diào)節(jié)池和事故池。初沉池尺寸為56.8 m×12.9 m×4 m，超高為1 m，表面負(fù)荷為3.1 m3（/m2·h），水力停留時(shí)間為1.8 h，分2格，近期兩格1用1備，遠(yuǎn)期兩格同時(shí)使用。調(diào)節(jié)池和事故池尺寸均為51.2 m×13.8 m×5.2 m，超高為1.3 m，水力停留時(shí)間為5.5 h。為均質(zhì)水質(zhì)和避免細(xì)小顆粒沉積，在調(diào)節(jié)池和事故池內(nèi)各設(shè)4臺(tái)立式攪拌器，單臺(tái)槳葉直徑2 800 mm，轉(zhuǎn)速1 500 r/min，功率7.5 kW。

4.2 改良型氧化溝

主體生化處理采用能夠生物脫氮除磷的底曝氧化溝工藝，整個(gè)池體主要由厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)組成[2]。改良型氧化溝分2座，單座尺寸為56.48 m×27.15 m×5.5 m，超高為0.8 m，水力停留時(shí)間為21.1 h（其中，厭氧區(qū)2.0 h，缺氧區(qū)4.9 h，好氧區(qū)14.2 h），污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5 g/L，污泥負(fù)荷為 0.06 kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥齡為 20 d，污泥回流比為100%。采用鼓風(fēng)曝氣，由鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)3臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供，2用1備，單臺(tái)風(fēng)量55 m3/min，風(fēng)壓68.8 kPa，功率110 kW。

4.3 高密度沉淀池

高密度沉淀池平面尺寸為16.5m×14m，超高為0.6 m，其中混合池的水力停留時(shí)間為2 min，絮凝池的水力停留時(shí)間為10 min，沉淀池內(nèi)水在斜管區(qū)的上升流速為13.02 m/h。聚合氯化鋁（PAC）固體投加量為30 mg/L，次氯酸鈉投加量為0.5～1.0 mg/L。

4.4 消毒接觸池

消毒接觸池尺寸為15.5m×14.2m×4.85m，超高為0.75 m，消毒接觸時(shí)間為50 min。尾水通過泵提升進(jìn)現(xiàn)狀蓄水池，潛污泵近期設(shè)2臺(tái)（1用1備），遠(yuǎn)期增加1臺(tái)，單臺(tái)泵流量625 m3/h，揚(yáng)程11 m，功率37 kW。

4.5 加氯加藥間

加氯加藥間為框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為25 m×12.4 m，建筑高度8.1 m。設(shè)計(jì)PAC投加量30 mg/L，投氯量15 mg/L，聚丙烯酰胺（PAM）制備量1.5 kg/h。

4.6 污泥濃縮池

二沉池的剩余污泥和高密度沉淀池的化學(xué)污泥泵入污泥濃縮池進(jìn)行完全混合、重力濃縮[3]。污泥濃縮池尺寸為φ10 m×4 m，超高為0.5 m。設(shè)中心傳動(dòng)污泥濃縮機(jī)1臺(tái)，功率為0.75 kW；設(shè)污泥泵2臺(tái)（1用1備），流量為90 m3/h，揚(yáng)程8 m，功率4 kW。

4.7 高壓板框壓濾脫水機(jī)

污泥經(jīng)濃縮、調(diào)理后，通過高壓板框壓濾脫水后的泥餅進(jìn)行衛(wèi)生填埋。設(shè)2臺(tái)高壓板框壓濾脫水機(jī)，單片濾板尺寸1 250 mm×1 250 mm×78 mm，單臺(tái)共35片，功率為5.5 kW+0.4 kW。壓濾脫水后污泥含水率約為60%。

5 結(jié)語

本工程的實(shí)施對(duì)改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和投資環(huán)境具有重要意義，對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，有效緩解當(dāng)?shù)厮Y源匱乏，緩解區(qū)域水環(huán)境污染，改善區(qū)域水域水質(zhì)起到非常重要的作用。同時(shí)，園區(qū)近遠(yuǎn)期水質(zhì)變化的不確定性極大，為避免過度建設(shè)，造成不必要的投資浪費(fèi)，為遠(yuǎn)期技術(shù)改造做了充足的預(yù)留。建設(shè)過程中有以下幾點(diǎn)需注意：

1）在處理單元做出預(yù)留時(shí)，需結(jié)合總圖布置在合適的位置預(yù)留出充足的用地，避免后期出現(xiàn)用地不足的問題。

2）合理劃分好污水處理廠運(yùn)維的邊界條件，避免因進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)而導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題。政府在引入重污染企業(yè)時(shí)，需同步做好污水廠的技術(shù)改造。

3）園區(qū)入園企業(yè)污水排放嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，任何單位、企業(yè)排放水質(zhì)不得高于該標(biāo)準(zhǔn)。