新疆某工業園區污水處理廠設計實例

徐林

（中鐵四局集團有限公司設計研究院， 合肥 230023）

1 工程概況

工業園區作為推進我國改革開放和經濟發展的重要載體，一直被視為經濟建設的主戰場。近年來，工業園區迅速在全國各地展開布局，本項目作為園區招商引資的重要配套基礎設施，需先行建設。然而，本項目服務園區內目前沒有總體規劃，無法確定后期入園的產業類型，同時受園區招商引資政策和外部市場條件的變化，給污水廠進水水質、水量預測帶來極大的不確定性。污水廠建成后實際的原水水質、水量會與設計進水水質、水量存在明顯差異。

2 污水廠進水水質特點

經建設單位介紹，園區定位為綜合性工業基地，擬分為6大產業發展版塊：紡織產業園、化工產業園、智能制造產業園、廣東飛地產業園、小微企業孵化基地、中巴國際產業園。園區近期計劃入園的主導產業為農副產品加工及紡織服裝、無印染及化工產業。污水處理廠的進水近期以農副產品加工廢水為主，可生化性較好；遠期以工業廢水為主，含有少量的生活污水，水質特點主要按工業廢水考慮，水質難以預測。

近期企業排放的廢水經過企業預處理后的特點為：

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

2）根據出水水質要求，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部分縣域污水廠水質，結合實際情況，并考慮到工業園區污水水質變化特點，綜合確定工業園區污水處理廠進水水質。出水水質執行GB l8918—2002中一級A標準，回用于綠化灌溉。具體進、出水水質指標見表1。

表1 設計進、出水水質mg/L

3 廢水處理工藝

3.1 廢水處理工藝選擇

本工程為園區綜合污水，污水成分復雜，出水指標要求高，需要物理法、化學法以及微生物法共同使用才能出水達標?？紤]運行費用經濟合理，以微生物處理法為主，輔助以物理法、化學法。按處理流程，對工藝技術方案的考慮分為：預處理、生化處理和深度處理[1]。

3.1.1 預處理

工業廢水的特點是水質和水量均有較大的波動，若沒有對水質、水量的調節，會對后續的處理構筑物造成沖擊，使后續的處理措施達不到應有的效果，根據工業廢水的特點以及國內大量工業廢水處理經驗，需要設置格柵、調節池及事故池。

針對園區近期農副產品加工業、棉紡加工業等污水水質特點，本設計首先考慮設置混凝初沉池，去除水質細小SS等，并通過撇渣器進行隔油。

總體預處理：格柵→平流沉淀池→調節池。

3.1.2 生化處理

本項目園區內的污水主要是工業廢水，由于各企業對廢水進行了預處理，廢水中含有一些難降解的有機污染物。在生化處理前設置水解酸化池，使難降解有機污染物水解為易生化的小分子有機污染物，提高BOD5/COD比，能有效地在后續的生化中去除COD。對于本工程，設計單位認為園區污水廠遠期的進水水質尚存在一定的不確定性。為降低工程投資和運行費用，調節池后銜接生化工藝，本工程暫不考慮水解酸化處理，但出于安全的考慮，在污水廠設計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際運行后確實存在可生化性較差的問題，再根據實際情況制訂解決方案。

從本工程的廢水水質來看，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

經過生化處理，去除污水中大部分COD、NH4+-N、TN 和TP，但仍難以達標，還需要進行深度處理。因此，本工程可采用高密度沉淀池進一步去除污水中細小的懸浮物和有機物，經過高密度沉淀池處理后，其出水經過濾布濾池進一步過濾，去除TN、SS等指標，同時加藥進一步去除TP，使磷能達標排放。

另外，考慮園區遠期入園企業產業類型的不確定性，經過企業預處理后的廢水水質難以精準預測，本次設計預留強化深度處理用地，為今后水質達標留有余地。如經過處理后仍難以達標，需要對污水進行改性，提高可生化性，改性后再經過深度生化處理，去除有機物、氨氮等。具體強化深度處理采用何種工藝，待園區發展到一定程度再根據具體進水水質情況決定，本次設計僅做預留。

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。本工程采用目前應用廣泛、成熟的“高壓板框壓濾機脫水”工藝，使污泥含水率降到60%，最終進行衛生填埋。

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 主要構筑物及設備

4.1 初沉池（含調節池、事故池）

為節約用地，該構筑物集成了初沉池、調節池和事故池。初沉池尺寸為56.8 m×12.9 m×4 m，超高為1 m，表面負荷為3.1 m3（/m2·h），水力停留時間為1.8 h，分2格，近期兩格1用1備，遠期兩格同時使用。調節池和事故池尺寸均為51.2 m×13.8 m×5.2 m，超高為1.3 m，水力停留時間為5.5 h。為均質水質和避免細小顆粒沉積，在調節池和事故池內各設4臺立式攪拌器，單臺槳葉直徑2 800 mm，轉速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，整個池體主要由厭氧區、缺氧區和好氧區組成[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，水力停留時間為21.1 h（其中，厭氧區2.0 h，缺氧區4.9 h，好氧區14.2 h），污泥質量分數為3.5 g/L，污泥負荷為 0.06 kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥齡為 20 d，污泥回流比為100%。采用鼓風曝氣，由鼓風機房內3臺羅茨鼓風機提供，2用1備，單臺風量55 m3/min，風壓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間為2 min，絮凝池的水力停留時間為10 min，沉淀池內水在斜管區的上升流速為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，消毒接觸時間為50 min。尾水通過泵提升進現狀蓄水池，潛污泵近期設2臺（1用1備），遠期增加1臺，單臺泵流量625 m3/h，揚程11 m，功率37 kW。

4.5 加氯加藥間

加氯加藥間為框架結構，平面尺寸為25 m×12.4 m，建筑高度8.1 m。設計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污泥泵入污泥濃縮池進行完全混合、重力濃縮[3]。污泥濃縮池尺寸為φ10 m×4 m，超高為0.5 m。設中心傳動污泥濃縮機1臺，功率為0.75 kW；設污泥泵2臺（1用1備），流量為90 m3/h，揚程8 m，功率4 kW。

4.7 高壓板框壓濾脫水機

污泥經濃縮、調理后，通過高壓板框壓濾脫水后的泥餅進行衛生填埋。設2臺高壓板框壓濾脫水機，單片濾板尺寸1 250 mm×1 250 mm×78 mm，單臺共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 結語

本工程的實施對改善當地生態環境和投資環境具有重要意義，對促進社會經濟可持續發展，有效緩解當地水資源匱乏，緩解區域水環境污染，改善區域水域水質起到非常重要的作用。同時，園區近遠期水質變化的不確定性極大，為避免過度建設，造成不必要的投資浪費，為遠期技術改造做了充足的預留。建設過程中有以下幾點需注意：

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

2）合理劃分好污水處理廠運維的邊界條件，避免因進水水質超標而導致出水水質不達標問題。政府在引入重污染企業時，需同步做好污水廠的技術改造。

3）園區入園企業污水排放嚴格執行相應行業標準，任何單位、企業排放水質不得高于該標準。