深圳市光明區高濃度污水凈化站工程設計研究

李火均，邢銘汕

(1.廣東開源環境科技有限公司，廣東 東莞 532000；2. 廣東省地質局第二地質大隊，廣東 汕頭 515064)

1 項目概況

光明水質凈化廠位于光明新區境內，龍大高速以西，公常路以南，河堤路、茅洲河以東，木墩河水接入茅洲河處，已批用地面積15.7 hm2，實際用地面積為14.45 hm2(不包括民眾學校)，其中木墩河以北為一期用地范圍，以南為二期用地范圍。污水廠服務范圍主要為新湖街道、光明街道、鳳凰街道及玉塘街道部分區域，服務面積約58.7 km2。本工程是對深圳市光明區工業廢水綜合治理的基礎設施建設項目，是解決光明區水環境污染難題、發展循環經濟的有效措施，對改善茅洲河水系水環境質量、實現污染減排目標十分關鍵，對促進地區健康、可持續發展尤為重要。

2 污水進、出水水質及工藝流程

根據廢水類型以及廢水特性分析，結合現場調研取樣分析檢測結果，本項目各分類廢水設計進水和出水水質見表1和表2。污水、污泥處理工藝流程詳見圖1。

表1 設計進水水質

表2 設計出水水質

3 工程工藝介紹

3.1 預處理工藝

根據污染物特性，將收集的廢水根據其性質分別設置不同的調節池存放，設計有三大廢水，分別為：一般清洗廢水、研磨打磨廢水、高濃度清洗廢水，三大廢水考慮到行業性質差異及部分特征污染物分別存放在不同的調節池。

3.1.1 一般清洗廢水(300 m3/d)

高氟廢水(20 m3/d)：玻璃蝕刻清洗廢水。經調節pH值后投加鈣鹽、鐵鹽對氟化物進行混凝沉淀處理，設置1套除氟混凝設備；高磷廢水(150 m3/d)：玻璃清洗廢水和五金及設備清洗廢水。經調節pH值后投加鈣鹽、鐵鹽對磷酸鹽進行混凝沉淀處理，設置1套混凝沉淀設備。

圖1 污水、污泥處理工藝流程

含油及表面活性劑廢水(130 m3/d)：機械設備清洗廢水和塑料及織物類清洗廢水、食品加工、肉類加工廢水。調節pH值后投加鐵鹽進行混凝沉淀處理，設置1套隔油沉淀設備；氣浮處理裝置(400 m3/d)：廢水混合后再經過氣浮處理，去除部分油脂及表面活性劑，設置1套溶氣氣浮處理裝置。

3.1.2 切割研磨廢水(100 m3/d)

高SS廢水(100 m3/d)：陶瓷、五金研磨和玻璃切割研磨廢水。調節pH值后投加鐵鹽進行混凝沉淀處理，設置1套混凝沉淀設備；氣浮處理裝置(400 m3/d，與一般清洗廢水共用)：廢水混合后進行氣浮處理，去除部分油脂及表面活性劑。

3.1.3 高濃度清洗廢水(100 m3/d)

高有機物濃度廢水(100 m3/d)：印刷清洗廢水、水性漆廢水及其他高濃度有機廢水。首先，調節pH值至3～5，使廢水酸析沉淀，之后經芬頓高級氧化處理后去除大部分難降解有機物，最終出水進入綜合調節池。設置1套酸析沉淀設備，1套溶氣氣浮設備，1套芬頓高級氧化設備。

3.2 生化處理工藝

通過了預處理后，廢水中的懸浮物、LAS、浮油及有機物污染均得到了較大的去除，污染物程度大幅降低，預處理后的廢水全部匯集在綜合調節池，本項目設計采用水解酸化+缺氧+好氧工藝處理，設計水解酸化停留時間16.2 h，缺氧池停留時間8.6 h，好氧停留時間24.5 h。水解酸化的主要作用是將水解大分子難降解污染物水解成小分子物質，以助于后續的生物降解，缺氧池中反硝化細菌利用有機物，將硝化液中硝態氮轉化為氮氣完成脫氮，好氧主要作用是為了去除有機物及氮磷等污染物。經過處理后的污水進入沉淀池進行泥水分離，上清液進入清水池。

3.3 深度處理工藝

經過預處理及初步生化處理后的工業廢水，接入現有光明水質凈化廠二期工程后經工業廢水處理系統然后再進入光明水質凈化廠二期生化處理系統的生化處理系統，滿足排放標準后達標排放。因此，本項目深度處理技術路線即為現有光明水質凈化廠二期工業廢水預處理及生化處理系統。

3.4 除臭系統

收集各類廢水調節池、綜合調節池、污泥濃縮池、水解酸化池、缺氧池、污泥脫水間等產生的臭氣，通過生物除臭設備進行除臭處理。設計參數：①換風次數：水池2次/h，污泥脫水間、一體化設備預處理間換風次數6次/h；②生物除臭塔：L×B×H=7 m×5 m×3 m，Q=10000 m3/h，1套；③除臭風機：10000 m3/h，P=2000 Pa，P=18.5 kW，1臺；④循環水泵：Q=25 m3/h，H=20 m，P=3 kW，2臺(1用1備)；⑤補充水泵：Q=25 m3/h，H=20 m，P=3 kW，1臺；⑥補充水箱：V=4 m3，φ為1.8m，H=2.2 m；生物除臭系統風管材質采用PP管。

3.5 生化系統去除率分析

生化系統(500 m3/d)去除率分析結果見表3。

4 主要設備及工藝設計

4.1 主要設備

4.1.1 玻璃蝕刻清洗廢水預處理設備

一體化除氟設備1套，處理能力2 m3/h，總功率2.6 kW，尺寸L×B×H=5.4 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區表面負荷0.6 m3/(m2·h)，槳葉式攪拌機n=50 r/min，P=0.75 kW，2臺(混凝區)，槳葉式攪拌機n=30 r/min，P=0.55 kW，2臺(絮凝區)，防腐：玻璃鋼防腐(三布五涂)。

表3 生化系統去除率分析

4.1.2 玻璃高磷清洗廢水、五金電子清洗廢水預處理設備

一體化除磷沉淀設備1套，處理能力15 m3/h，總功率6.6 kW，尺寸L×B×H=9.05 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區表面負荷：0.8 m3/(m2·h)，槳葉式攪拌機n=50 r/min，P=2.2 kW，2臺(混凝區)，槳葉式攪拌機n=30 r/min，P=1.1 kW，2臺(絮凝區)，防腐：玻璃鋼防腐(三布五涂)。

4.1.3 塑料及織物類清洗廢水、機械設備清洗廢水、食品加工、肉類加工廢水預處理設備

一體化隔油沉淀設備1套，處理能力13 m3/h，尺寸L×B×H=7.05 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區表面負荷1.3 m3/(m2·h)，防腐：內防腐：環氧煤瀝青2層；外防腐：防銹底漆1層，面漆2層。

4.1.4 陶瓷研磨切割廢水、金屬研磨切割廢水、玻璃切割研磨廢水預處理設備

一體化混凝設備1套，處理能力10 m3/h，總功率1.30 kW，尺寸L×B×H=7.4 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區表面負荷：0.7 m3/(m2·h)，槳葉式攪拌機n=50 r/min，P=0.75 kW，1臺(混凝區)，槳葉式攪拌機n=30 r/min，P=0.55 kW，1臺(絮凝區)，防腐：內防腐：環氧煤瀝青2層；外防腐：防銹底漆1層，面漆2層。

4.1.5 印刷清洗廢水、水性漆、其他高濃度廢水預處理設備

一體化酸析+芬頓氧化設備1套，處理能力10 m3/h，尺寸：L×B×H=9.1 m×2.5 m×3.3 m，調酸區停留時間25 min，催化劑混合區停留時間10 min，氧化反應區停留時間3 h，中和區停留時間13 min，絮凝區停留時間19 min，鐵泥回流沉淀區表面負荷2.0 m3/(m2·h)，中和沉淀區0.7 m3/(m2·h)，總功率：7.6 kW。

材質：玻璃鋼防腐(三布五涂)，配套主要設備：槳葉式攪拌機n=50 r/min，P=2.2 kW，1臺(調酸池)，槳葉材質SS316L，槳葉式攪拌機n=50 r/min，P=0.75 kW，1臺(催化劑混合區)，槳葉材質SS316L，槳葉式攪拌機n=50 r/min，P=2.2 kW，2臺(氧化反應區)，槳葉材質SS316L。

4.1.6 一般清洗廢水及陶瓷、金屬、玻璃切割(300+100 m3/d)氣浮設備

一體化溶氣氣浮設備1套，處理能力40 m3/h，總功率7.8 kW，尺寸L×B×H=7.0 m×2.1 m×2.2 m，溶氣水量：8～13 m3/h，配套空壓機、溶氣泵、攪拌機、刮渣機等設備，防腐：內防腐：環氧煤瀝青2層，外防腐：防銹底漆1層，面漆2層。

4.2 工藝設計

4.2.1 中間調節池

對各類預處理后的廢水進行均質、均量調節，保障系統穩定運行，為鋼砼結構(三布五涂玻璃鋼防腐)，數量1座，尺寸L×B×H=11.25 m×4.95 m×3.5 m，有效容積168.75 m3，水力停留時間8 h，附屬主要設備：調節池提升泵：Q=40 m3/h，H=15.1 m，P=3.0 kW，2臺，1用1備，配套空氣攪拌系統。

4.2.2 綜合調節池

對各類預處理后的廢水進行均質、均量調節，保障后續生化處理系統穩定進行。為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=23.25 m×4.95 m×3.50 m，有效容積345.26 m3，水力停留時間16.60 h，附屬主要設備：調節池提升泵：Q=20 m3/h，H=9 m，P=1.1 kW，2臺，1用1備，配套空氣攪拌系統；

4.2.3 水解酸化池

將難降解的污染物水解成容易生化降解的小分子污染物，提高污染物的可生化性，有助于后續好氧生化降解，為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=11.25 m×6.0 m×5.5 m，單座有效容積：337.5 m3，水力停留時間16 h，附屬主要設備：潛水攪拌器：P=4.5 kW，2臺，主材SS304，組合填料Φ150×3000 mm，170 m3，含填料支架。

4.2.4 缺氧池

廢水與從二沉池回流的污泥和好氧池回流的硝化液進行反硝化反應，將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣逸出，達到脫氮的目的，為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=6.0 m×6.0 m×5.5 m，單座有效容積：180 m3，水力停留時間8.60 h，附屬主要設備：潛水攪拌機：P=2.5 kW，1臺，主材SS304。

4.2.5 好氧池

利用好氧池的好氧微生物在有游離氧(分子氧)存在的條件下，硝化、降解廢水中的有機物、氨氮和去除廢水中的部分總磷，為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=17.0 m×6.0 m×5.5 m，有效容積510 m3，水力停留時間24.5 h，溶解氧濃度2～4 mg/L，污泥濃度3000～5000 mg/L，污泥負荷為0.06～0.10 kg BOD5/(kgMLSS·d)，硝化液回流比200%，氧利用率：20%～30%，氣水比為：21∶1，附屬主要設備：硝化液回流泵：Q=60 m3/h，H=9 m，P=3.0 kW，2臺(1用1備)，微孔曝氣器：296套，Φ為192 mm，單套供氣量1～3 m3/h。

4.2.6 沉淀池

好氧池出水沉淀，泥水分離，污泥回流水解酸化池、缺氧池維持生化系統污泥濃度，剩余污泥輸送至污泥濃縮池，為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=10.0 m×4.0 m×5.5 m，沉淀區表面負荷：0.7 m3/(m2·h)，附屬主要設備：污泥回流泵：Q=20.0 m3/h，H=10 m，P=1.1 kW，2臺(1用1備)。

4.2.7 清水池

儲存出水，提升至已建的高效沉淀池，為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=4.0 m×2.5 m×4.5 m，水力停留時間：1.92 h，附屬主要設備：清水泵：Q=40.0 m3/h，H=22 m，P=5.5 kW，2臺(1用1備)。

4.2.8 生化污泥濃縮池

儲存一般污泥，如生化系統剩余污泥，為鋼砼結構，數量1座，尺寸L×B×H=4.0 m×3.25 m×4.5 m，附屬主要設備：污泥提升泵：Q=12 m3/h，H=38 m，P=3 kW，2臺(1用1備)。

4.2.9 化學污泥濃縮池1#、2#

本工程化學污泥儲池分兩格，化學污泥儲池1#儲存一般清洗廢水、切割研磨廢水及其預處理產生的物化污泥，其主要成分是廢水中懸浮物、投加的混凝、除氟藥劑等，屬于一般廢物；化學污泥儲池2#儲存高濃度廢水預處理產生的化學污泥，這類廢水可能存在危險廢物，需要運行時檢測鑒定確認，為鋼砼結構(三布五涂玻璃鋼防腐)，數量2座，單座尺寸L×B×H=4.0 m×4.0 m×4.5 m，附屬主要設備：柱塞泵：Q=10 m3/h，H=11 m，P=11 kW，3臺(2用1備)。

4.2.10 浮油浮渣收集池

型式為鋼砼結構(三布五涂玻璃鋼防腐)，數量1座，尺寸L×B×H=1.55 m×4.0 m×4.5 m，附屬主要設備：浮渣抽排泵Q=12 m3/h，H=20 m，P=1.5 kW，2臺1用1備。

5 結論

本項目處理總規模為500 t/d，其中一般清洗廢水300 t/d、切割研磨類廢水100 t/d、高濃度清洗廢水100 t/d。預處理階段根據不同廢水采用不同技術手段，生化階段采用水解酸化+缺氧+好氧工藝處理，深度階段采用高級沉淀+臭氧催化氧化，污泥處理工藝：近期采用“污泥重力預濃縮+機械后濃縮+板框脫水”工藝，遠期預留污泥低溫干化環節。此外還設有加氯接觸池，出水水質可滿足排放要求。