广东某工业园区污水处理厂工程设计

彭维

【摘要】介绍了广东某工业园区污水处理厂的工程简况，该厂采用水解酸化+A/A/O+臭氧接触主体工艺，具体介绍了污水处理工艺设计方案，主要处理构筑物及设计参数。总结了工程设计经验，供类似工程参考借鉴。

【关键词】污水处理厂 可生化性 AAO工艺 工程

1、工程概况

该工业污水处理厂位于广东某市的高新技术产业工业园区，其服务范围为工业园区内的涉重片区，服务面积约273hm2。规划用地面积为4.45hm2。污水厂处理尾水近期通过出口泵房提升后临时排入附近河流。

2、工程规模

该工业污水处理厂远期（2030年）规划总规模为5万m3/d，近期（2015年）实施规模为2万m3/d，总变化系数K=1.49，各构筑物除生物反应池按平均流量设计外，其余构筑物按高峰流量设计。

3、设计进出水水质

工程服务范围内的企业类型主要为线路板、电镀及表面处理企业，所产生的废水中一般含有重金属离子（如总铬、总银、Cu2+、Cr6+、Ni+等）、氰化物、氨氮、總磷、总氮及CODcr等污染物。通过对工业园区入驻企业的水质调查和分析预测，确定了污水厂的进水水质。

工程的出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 （ GB18918-2002） 一级A 标准。设计进出水水质见表1及表2。

表1 基本污染物设计设计进出水水质

指标 设计进水水质 设计出水水质

CODCr（mg/l） ≤250 50

BOD5（mg/l） ≤60 10

SS（mg/l） ≤120 10

TN（mg/l） ≤25 15

NH3-N（mg/l） ≤20 5（8）

TP（mg/l） ≤2 0.5

pH 6～9 6～9

表2 部分一类重金属污染物设计进出水水质

指标 设计进水水质 设计出水水质

总铬（mg/l） ≤0.1 ≤0.1

六价铬（mg/l） ≤0.05 ≤0.05

总镍（mg/l） ≤0.05 ≤0.05

总银（mg/l） ≤0.1 ≤0.1

4、工艺流程设计

针对本工程废水可生化性较差，难降解污染物含量较高，存在重金属等有毒有害物质等特点，前处理采用“混合反应沉淀+水解酸化”工艺，通过在混合反应沉淀池中投加NaOH溶液调整进水的PH值在最佳点，再加入适当的混凝剂、絮凝剂，使金属离子生成氢氧化物沉淀去除，尽可能减少涉重企业事故排放的重金属离子对后续生物处理的影响。同时选用适用性较强、运行费用低、技术成熟、处理效果稳定可靠的水解酸化工艺，提高难降解CODcr的B/C比和溶解性有机物比例。

主体生物处理工艺采用AAO工艺，AAO工艺具有氧利用率高、投资省、运行费用低、占地小、可控性强，操作灵活等优点。

对于深度处理工艺，采用同时兼具消毒、氧化、脱色等多种功能的臭氧氧化工艺，进一步氧化去除CODcr，同时兼顾消毒和脱色功能。

本工程污泥脱水按含水率≤60%为控制目标，常规的污泥带式脱水机及离心脱水机无法实现，因此，采用污泥深度脱水方案。

具体工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

5、主要构筑物及其设计参数

5.1、粗格栅井及进水泵房

粗格栅井与进水泵房合建，共1座，土建按远期规模一次建设，设备分期安装。格栅井和进水泵房采用矩形钢筋混凝土结构，前端安装格栅渠，后半部分安装水泵，沉井内净尺寸为23.5m×10.5m。

粗格栅井内近期安装1台机械粗格栅除污机，远期增加1台，单台过栅流量Qmax=0.40m3/s，安装角度75°，配皮带输送机1台。为方便检修和切换使用，每套格栅除污机前设置1200mm×1200mm，P=1.5kw电动铸铁闸门。进水泵采用潜污离心泵，近期2用1备，远期增加4台，5用2备，其中1台库备。单台潜污泵流量175L/s，扬程15.5m，功率45kw。

5.2、细格栅及混合反应沉淀池

细格栅与混合反应沉淀池合建，共1座，分2池。池体采用钢筋混凝土结构，平面尺寸为19.4m×29.6m。

细格栅井内安装2套网板细格栅，栅条间隙≤3mm，配套功率1.3kw。为检修细格栅除污机，在每套细格栅前分别设置1台电动渠道闸门。每台电动渠道闸门安装水深为1000mm，渠宽为1600mm，板高为1300mm。

混合池采用机械搅拌快速混合，池内安装快速机械搅拌机4台，单台叶轮直径1m，转速84r/min，功率4kw；反应池采用慢速机械搅拌，池内安装慢速机械搅拌机6台，随水流方向分别按转速4.5r/min，3.2r/min，1.8r/min逐级安装，叶轮直径均为2.5m；pH调节池内安装快速机械搅拌机4台，单台叶轮直径1m，转速84r/min，功率4kw。

沉淀池采用斜板沉淀，虹吸式吸泥机将沉淀下来的污泥吸至排泥槽，自流排入厂区下水道。虹吸式吸泥机1套，功率1.1kw。

混合反应沉淀池混合停留时间1.7min（近期），反应停留时间19.8min（近期），斜板沉淀池表面负荷6.4m3/h.m2（近期），pH调节池停留时间10min（近期），

5.3、水解酸化及中沉池

水解酸化池与中沉池合建，共1座，半地上矩形钢筋混凝土结构，平面尺寸为59.4m×26.6m。

水解酸化池中设置潜水推进器，采用推流+完全混合池型。潜水推进器共16套，单套功率3.1kw。水解酸化池停留时间10小时，有效水深8.0m，单池有效容积8300m3。

中沉池分4格，单格平面尺寸为16.4m×6.0m，有效水深3.8m，表面负荷3.15m3/h.m2（近期）。中沉池剩余污泥设置往复式吸泥机1套，用于集泥槽剩余污泥的排放。

5.4、中沉污泥泵房

中沉污泥泵房与水解酸化池合建，共1座，钢筋混凝土矩形结构，平面尺寸为6.0m×4.0m。

污泥泵房设置外回流至水解酸化池，外回流泵2套，1用1备，单泵流量290L/s，扬程3.5m，功率22kw；污泥泵房设置剩余污泥泵排出水解酸化池剩余污泥，剩余污泥泵2套，1用1备，单泵流量20L/s，扬程10m，功率4.5kw。

5.5、生物反应池

AAO生物反应池为矩形钢筋混凝土结构，与二沉池合建，共1座，分2池，每池由厌氧段、缺氧段和好氧段组成，单池可独立运行。

厌氧区单池平面尺寸为16.1m×4.5m，有效水深7.0m，为使池内污泥保持悬浮状态，池内安装1套潜水搅拌器（功率5kw）。

缺氧区单池平面尺寸为16.1m×11.9m，分2格，有效水深7.0m，为使池内污泥保持悬浮状态，池内安装1套潜水搅拌器（功率5kw）。

好氧区单池平面尺寸30.4m×16.1m，分2格，有效水深8.0m，采用纯氧曝气。纯氧曝气器单台供氧能力52kgO2/h，功率37kw。

在每座AAO反应池的末端安装内回流污泥泵，2用2备，单泵流量为290 L/s，扬程1.5m，功率10kw。

AAO池主要设计参数如下：设计最低水温12°，设计泥龄29d，系统污泥负荷0.070kgBOD5/kgMLSS.d（近期），污泥产率0.5kgDs/kgBOD5去除，总停留时间13.75h（厌氧区1.25h，缺氧区3.1h，好氧区9.4ha），内回流比100%～200%，外回流比50%～100%。

5.6、二沉池

二沉池与AAO池合建，共1座，分4池，单池可独立运行。单池平面尺寸为8.0m×48.0m，有效水深4.0m。

二沉池按高峰流量设计，表面负荷为0.81m3/m2·hr（近期），停留时间5.0hr。每池设链板式刮泥机1套，功率为0.55kw，二沉池前端设计外回流污泥及剩余污泥区，将污泥回流至AAO池厌（缺）氧区，外回流污泥泵共3台泵，2用1备，单泵流量为145 L/s，扬程4.0m，功率11.5kw。剩余污泥泵2台，1用1备，单泵流量为20 L/s，扬程10.0m，功率4.5kw。

5.7、滤布滤池

滤布滤池为钢筋混凝土矩形结构，共1座，平面尺寸为14.75m×24.6m，分2组。每组设滤布过滤器1套，设计滤速（高峰流量）≤10m3/h.m2，单套设计流量为1438 m?/h，功率0.75kw；反洗泵2台，1用1备，单泵流量为50 m3/h，扬程7.0m，功率2.2kw。滤布滤池前端设计加药混合池，混合池设置快速搅拌器和慢速搅拌器。

5.8、臭氧接触池

臭氧接触池共1座，分2格，平面尺寸为26.65m×13.0m，有效水深7.0m，有效停留时间82.4min，臭氧最大投加浓度20mg/L。

为方便切换使用及检修，每格进水端前设置DN1000电动铸铁闸门，共2套。超越及连通用DN700电动铸铁闸门各1套。

5.9、出口泵房

出口泵房土建一次建成，設备分期安装，泵房平面尺寸为10.5m×14.5m，近期泵井内安装潜污泵3台，2用1备，远期增加4台，。单泵设计流量175L/s，扬程7.0m，功率22kw。尾水通过提升排放。

5.10、加药加氧间

加药加氧间合建，建筑平面尺寸为51.7m×10.0m。正常情况下，加药间投加（聚合氯化铝）PAC至AAO生物反应池出水端和滤布滤池前的微絮凝池，投加方式为溶液投加，投加量10mg/L。重金属超标情况下，投加聚合氯化铝（PAC）和助凝剂（PAM）至混合反应沉淀池，协同沉淀，分离重金属离子，必要时投加氢氧化钠溶液或盐酸溶液至混合反应池末端，调节pH值。PAC投加量10mg/L，PAM投加量5mg/L。

加氧间安装臭氧发生器2台并配套安装空压机、冷干机、吸干机、冷却循环泵、尾气破坏器等。单台臭氧发生器处理能力15kg/h，功率200kw。

5.11、污泥浓缩池

污泥浓缩池共1座，池体内径12m，有效水深4.5m，固体负荷33.6kgDSS/m2.d，浓缩时间24小时。浓缩池中心安装悬挂式中心传动污泥浓缩机1台，浓缩机直径12米，功率0.55kw。

5.12、污泥脱水机房及堆棚

污泥脱水机房及堆棚平面尺寸为26.1m×39.6m，共1座。脱水机房土建一次建成，设备分期安装，近期安装板框压滤机2台，1用1备，压滤机处理能力为400kgDS/h，功率15kw，每日工作时间14小时。脱水后污泥含固率≤40%，混凝剂投加量为污泥干重的0.3%～0.5%。污泥堆棚与脱水机房合建，污泥存储能力为5天。

6、设计总结

设计过程中对方案进行了多次优化调整，总结经验如下：

1）在用地紧张及地块形状不规整的情况下，根据用地形状进行构筑物平面合建或者上下叠建组合设计，是有效解决用地问题的正确思路。本工程通过对中沉池和水解酸化池的叠合设计，巧妙地综合了常规池型的优点，并兼具了推流和完全混合流态的特点，使污水水质得到很好的均质。

2）对臭氧接触的尾气进行回收利用，回收后的氧气供给生物反应池进行曝气，节省了运行费用。与空气曝气系统相比较，纯氧曝气系统因氧利用率高，从而使好氧微生物的浓度和活性都得到很大程度的提高，处理效率大幅提高，同时由于水力停留时间较空气曝气系统大大缩短，曝气池体积缩小，土建投资随之减少。

3）AAO池设置多个进水点，多点污泥回流，可以使AAO生物反应池分别按照倒置AAO、传统AAO模式运行，可以根据进水水质、水量的变化，优化运行模式，保证运行效果的同时，实现节能降耗的目的。

7、结语

在工业污水及重金属污染问题日益突出的今天，工业污水的处理尤为重要。本工程设计思路及工艺设计参数可供类似工程参考借鉴。