新疆某工業(yè)園區(qū)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(yè)園區(qū)作為推進我國改革開放和經(jīng)濟發(fā)展的重要載體，一直被視為經(jīng)濟建設的主戰(zhàn)場。近年來，工業(yè)園區(qū)迅速在全國各地展開布局，本項目作為園區(qū)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(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，同時受園區(qū)招商引資政策和外部市場條件的變化，給污水廠進水水質(zhì)、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(zhì)、水量會與設計進水水質(zhì)、水量存在明顯差異。

2 污水廠進水水質(zhì)特點

經(jīng)建設單位介紹，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、中巴國際產(chǎn)業(yè)園。園區(qū)近期計劃入園的主導產(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)。污水處理廠的進水近期以農(nóng)副產(chǎn)品加工廢水為主，可生化性較好；遠期以工業(yè)廢水為主，含有少量的生活污水，水質(zhì)特點主要按工業(yè)廢水考慮，水質(zhì)難以預測。

近期企業(yè)排放的廢水經(jīng)過企業(yè)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(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)合實際情況，并考慮到工業(yè)園區(qū)污水水質(zhì)變化特點，綜合確定工業(yè)園區(qū)污水處理廠進水水質(zhì)。出水水質(zhì)執(zhí)行GB l8918—2002中一級A標準，回用于綠化灌溉。具體進、出水水質(zhì)指標見表1。

表1 設計進、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(jīng)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(shù)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(yè)廢水的特點是水質(zhì)和水量均有較大的波動，若沒有對水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)，會對后續(xù)的處理構(gòu)筑物造成沖擊，使后續(xù)的處理措施達不到應有的效果，根據(jù)工業(yè)廢水的特點以及國內(nèi)大量工業(yè)廢水處理經(jīng)驗，需要設置格柵、調(diào)節(jié)池及事故池。

針對園區(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，本設計首先考慮設置混凝初沉池，去除水質(zhì)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(diào)節(jié)池。

3.1.2 生化處理

本項目園區(qū)內(nèi)的污水主要是工業(yè)廢水，由于各企業(yè)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(xù)的生化中去除COD。對于本工程，設計單位認為園區(qū)污水廠遠期的進水水質(zhì)尚存在一定的不確定性。為降低工程投資和運行費用，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(jù)實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(jīng)過高密度沉淀池處理后，其出水經(jīng)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(qū)遠期入園企業(yè)產(chǎn)業(yè)類型的不確定性，經(jīng)過企業(yè)預處理后的廢水水質(zhì)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(zhì)達標留有余地。如經(jīng)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(jīng)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(qū)發(fā)展到一定程度再根據(jù)具體進水水質(zhì)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(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(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，水力停留時間為5.5 h。為均質(zhì)水質(zhì)和避免細小顆粒沉積，在調(diào)節(jié)池和事故池內(nèi)各設4臺立式攪拌器，單臺槳葉直徑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)量分數(shù)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(nèi)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(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，消毒接觸時間為50 min。尾水通過泵提升進現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(jīng)濃縮、調(diào)理后，通過高壓板框壓濾脫水后的泥餅進行衛(wèi)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(jié)語

本工程的實施對改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和投資環(huán)境具有重要意義，對促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，有效緩解當?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，園區(qū)近遠期水質(zhì)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(shù)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(jié)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(xiàn)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(zhì)超標而導致出水水質(zhì)不達標問題。政府在引入重污染企業(yè)時，需同步做好污水廠的技術(shù)改造。

3）園區(qū)入園企業(yè)污水排放嚴格執(zhí)行相應行業(yè)標準，任何單位、企業(yè)排放水質(zhì)不得高于該標準。