江西廣昌工業園區污水處理廠工程設計實例

周婧斐

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

廣昌工業園區坐落于縣城北面，東至旴江河，南與縣城相連接，工業區吸引了大批客商的投資，導致工業廢水排放量急劇增加，為了園區的可持續發展，工業區污水處理廠的建設已十分迫切。廣昌工業園區污水處理廠于2017-05開工建設，2018-03竣工，2018-04試運行，2018-05正式投產，其服務范圍為整個廣昌工業園區污水，服務面積共10.6 km2。

1 工程規模

1.1 污水量預測及設計規模

采用人均綜合用水量指標法、建設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，預測廣昌工業園區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、盱江西岸，206國道東側，廠址選擇具有如下特點：①廠址西側有206國道，交通方便，東側鄰近盱江，尾水排河較近；②廠址靠近工業園區，處理尾水便于回用，有利于污水資源化；③廠址處現狀為農田，不存在拆遷問題。

2 進出水水質

2.1 進水水質

根據對本項目工業企業調查的實際情況，設計進水設計值如表1所示?？紤]到污水廠生物處理系統運行的穩定性與安全性，根據廣昌縣環保部門要求，工業廢水必須達到《污水排入城市下水道水質標準》（GJ 3082—1999）后，方可排入城市污水管網并進入污水廠[3]。

表1 進水水質設計值建議表（單位：mg/L）

2.2 污水廠出水水質

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

表2 出水水質主要指標一覽表（單位：mg/L）

3 工藝流程

污水預處理工藝流程如圖1所示。污水預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反應系統。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處置。

4 一期主要處理構筑物及設計參數

根據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省投資。

4.1 粗格柵進水泵房

粗格柵的設置，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正常運行，土建按遠期工程進行設計，分期安裝設備。一、二期共2條渠道。在每條渠的前、后位置上設置鑲銅鑄鐵方閘門，以便檢修時使用。粗格柵選擇中國生產技術成熟、實際運行經驗豐富、經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2臺粗格柵（1用1備），二期2用。提升泵房土建按遠期規模設計，設備分期安裝。近期考慮3臺水泵（1臺常用，1臺調峰，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Kz=2.5；設計流量為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

綜合生化池包括調節事故池、混凝沉淀、水解酸化、兼氧沉淀、A2O反應、二沉等功能區。

4．3．1 調節事故區

由于工業園區內企業類型復雜，因此排放的廢水性質差異很大，而且廢水排放不規律，變化系數大。根據工業園區的要求，入園企業必須將生產廢水預處理達到《污水排入城鎮下水道標準》后才能排入園區污水管網，但是不排除園區企業事故排放的情況。為了解決以上兩種問題，設計建設調節事故池一座，其中調節池2格，事故池1格，各池之間相互獨立，但設有聯通的措施。調節池和事故池均設置機械攪拌，以實現均衡水質的目的，同時防止懸浮物在池內沉積。防止進水中懸浮物淤積，降低集水池的水量調節能力。調節池和事故池內各設超聲波液位計1套，自動控制水泵的啟停。設計流量：平均值為208 m3/h；調節池時間：8.0 h；事故池時間：4.0 h。

4．3．2 混凝沉淀區

由于來水水質的特性，設計考慮設置混凝沉淀池，加入酸或堿對來水pH值進行調節，來水中微量的稀土離子可與堿發生沉淀反應，將其去除；同時，加入PAC、PAM混凝劑促進混凝沉淀，保證后續生物處理工藝穩定運行。池內設pH在線監測儀2套。

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

4．3．3 水解酸化及沉淀區

由于本工程污水中COD為主要污染因子，會造成經常性的水質沖擊，影響后續生化處理單元的穩定運行。水解酸化單元作為生化處理單元的預處理工藝，可減輕對好氧生化單元的水質沖擊，更好穩定后續好氧工藝的污泥性狀，保證污水處理系統出水達標。水解酸化池采用推流式水解反應器，在推流式反應器內，利用安裝的攪拌裝置使反應器內實現混合，因此混合效果好，是典型的完全混合型反應器，但此類反應器由于泥水完全混合，需要增設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器，以維持反應器內的污泥濃度，加快水解過程的進行。

設計流量：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 反應區及二沉區

利用AAO反應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，達到預期的水質凈化目的，有硝化和反硝化過程，具有脫氮、除磷功能。AAO池主要采用風機和盤式微孔曝氣器作為主要供氧設備，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，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），鋼砼結構。

設計流量：平均值為208 m3/h；厭氧區停留時間：1.5 h；缺氧區停留時間：4 h；好氧區停留時間：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

由于生化反應出水中含有大量細菌，出水水質不能達到一級B排放標準要求大腸桿菌數控制指標，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。設計流量：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

經濟效益：本工程建設項目總投資為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，項目投資財務內部收益率為6.38%（稅前），大于行業基準收益率5%，項目投資回收期為14.85年（稅前），小于行業基準投資回收期18年，經濟效益良好。

環境效益：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，能夠取得較好的經濟效益。

6 結論

廣昌工業園區污水處理廠自正式投產以來，已穩定運行1年左右，經了解，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，其他水質指標已達到一級A標準，后續若需提標改造達到一級A標準，僅考慮SS進一步去除即可。該項目的建設滿足了該地區社會經濟快速、持續發展的要求，對于改善和提高城市生態環境質量，保障人民的生活與健康安全，提升城市綜合實力與形象，為創建“兩型”社會奠定堅實基礎等方面都具有重大意義。