某危廢處置中心廢水處理站工程設計

王睿，閆東杰(北京云水浩瑞環境科技有限公司，北京 100195)

0 引言

根據國內外危險廢物綜合處置場的運行實踐，危險廢物主要采用的處理工藝有：物理/化學處理、穩定化/固化處理、焚燒處理、安全填埋處理[1]。由于危險廢物種類繁多、處理工藝流程多樣化，因此危廢處置中心產生的廢水具有水量變化大、污染物成分復雜的特點，且含有大量鉻、鉛、汞、銅、鋅等重金屬離子，處理難度較大[2]。目前國內典型的危廢處置場污水處理工藝包括“物化+生化+過濾”組合工藝[3]，生化部分采用的主要工藝有A2O、MBR[4]等，處理效果良好，處理后均能滿足《城市污水再生利用工業用水水質》標準，可進行再生利用。本文以某危險廢物處置中心的廢水處理工程為例，從廢水水質、處理工藝和單體構筑物設計等方面進行了分析和探討，以期為同類項目的建設提供借鑒和參考。

1 工程概述

1.1 項目概況

危廢處置中心分兩期建設，廢水處理設施為一、二期共用，在危廢處置中心一期建設時一次性建成。由于生產廢水水質較復雜，且水質波動較大，初期雨水發生在項目所在地頻率低，故考慮將生產廢水和初期雨水分置處理。生活污水則作為碳源補充在生產廢水生化系統中，以改善生產廢水的可生化性。

1.2 設計規模

通過水量平衡計算，本項目主要廢水水量如表1所示，廢水處理站預測水量為719.49 m3/d，廢水處理站設計規模確定為750 m3/d。

表1 主要廢水產生量一覽表

1.3 廢水水質

一期廢水來源主要為焚燒車間堿液循環排污水、暫存庫廢水、預處理車間廢水、車間地面沖洗水、生活污水及廠區受污染的初期雨水。二期廢水來源新增物化車間廢水，物化車間廢水為經過處理后的外收廢液。本項目的生產廢水、初期雨水和生活污水主要含重金屬、SS、BOD5和CODCr。根據本工程特點，并結合我公司國內外同類工程經驗，廢水處理站廢水設計水質如表2所示。

表2 廢水水質一覽表

1.4 設計處理要求

廢水處理出水達到GB/T 19923—2005中工藝與產品用水指標后全部回用不外排。其中一類污染物執行GB 8978—1996。

2 廢水處理工藝流程

由于生產廢水水質、生活污水和初期雨水水質不同，因此采用不同的污水處理系統。

生產廢水：除了重金屬超標外，其有機物濃度較高，需生化處理，因此生產廢水采用“物化處理+生化處理+反滲透系統”工藝。

生活污水：主要污染物為有機物，且生化性較好，將其作為碳源加入生產廢水處理系統中，采用生化處理工藝。反滲透產生的濃縮液進入蒸發系統，蒸發冷凝水與反滲透產水回用于生產。蒸發殘渣外委填埋處理。

初期雨水：主要是重金屬、油脂、有機物及SS超標，初期雨水采用“物化處理(沉淀池) +強氧化+過濾+膜系統”工藝；若經物化強氧化處理后初期雨水CODcr仍較高，可進入生產廢水生化系統處理和過濾后，再進入膜系統。

廢水處理工藝流程如圖1所示，濃水部分工藝流程如圖2所示。

圖1 廢水處理工藝流程圖

圖2 反滲透濃水蒸發工藝流程圖

3 主要設計參數與設備選型

廢水處理站設計處理能力確定為750 m3/d。其中生產廢水物化處理能力540 m3/d，生化處理處理能力550 m3/d，初期雨水物化處理能力180 m3/d，超濾系統的處理能力180 m3/d。反滲透系統的處理能力500 m3/d，蒸發系統處理能力60 m3/d。

(1)生產廢水調節池及提升泵。設生產廢水調節池一座，鋼筋砼結構，設計尺寸11 m×5 m×5 m，有效水深4.5 m，停留時間12.1 h。提升泵選用WQ20-10-2.2型潛水 污水泵2臺(一用一備)，Q=22 m3/h，H=10 m，N=2.2 kW。

(2)污染區初期雨水收集池。設污染區雨水收集池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸33.6 m×20 m×4.5 m， 有 效 水 深3 m。V有效=2 016 m3(其 中 含 初 期 雨 水 1 260 m3+消防事故水756 m3)，提升泵選用WQ10-15-1.5型潛水污水 泵2臺(一用一備)，Q=10 m3/h，H=15 m，N=1.5 kW。

(3)廢水物化處理系統一(供生產廢水用)。處理能力：540 m3/d =22.5 m3/h；包括：加酸反應池、氧化反應池、加堿反應池、DTCR反應池、絮凝反應池和斜板沉淀池。

①加酸反應池。設加酸反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機1臺，轉速85 r/min，功率N=3.0 kW。

②氧化反應池。設氧化反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機1臺，轉速85 r/min，功率N=3.0 kW。

③斜管沉淀池一。設斜管沉淀池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸8 m×2.5 m×5.0 m，表面負荷1 m3/(m2·h)，斜管長L=1 000(傾角60°)，沉淀時間120 min。

④加堿反應池。設加堿反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機1臺，轉速85 r/min，功率N=3.0 kW。

⑤ DTCR反應池。設DTCR反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配ZJ-700型攪拌機1臺，轉速85 r/min，功率N=3.0 kW。

⑥絮凝反應池。絮凝反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.5 m×2.5 m×2.8 m，有效水深2.3 m，配絮凝攪拌機1臺，外緣線速度0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。

⑦斜管沉淀池二。設斜管沉淀池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸8 m×2.5 m×5.0 m，表面負荷1 m3/(m2·h)，斜管長L=1 000(傾角60°)，沉淀時間120 min。

(4)廢水物化處理系統二(供初期雨水用)。處理能力：180 m3/d =7.5 m3/h；包括：加堿反應池、DTCR反應池、絮凝反應池和斜板沉淀池。

①加堿反應池。設加堿反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m，配ZJ-700型攪拌機1臺，轉速85 r/min，功率N=3.0 kW。

②DTCR反應池。設DTCR反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m，配ZJ-700型攪拌機1臺，轉速85 r/min，功率N=3.0 kW。

③絮凝反應池。設絮凝反應池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m，配絮凝攪拌機1臺，外緣線速度0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。

④斜管沉淀池。設斜管沉淀池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸5.0 m×2.0 m×5.0 m，表面負荷0.75 m3/(m2·h)，斜管長L=1 000(傾角60°)，沉淀時間120 min。

(5)均質池。設均質池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸5.0 m×2.5 m×5.0 m，有效水深3.8 m。提升泵選用CDL20-3型超濾進水泵2臺(一用一備)，Q=22.5 m3/h，H=28 m，N=4.0 kW。

(6)生化處理系統。處理能力：550 m3/d =22.9 m3/h；包括：厭氧池、缺氧池、好氧池、混凝沉淀池及MBR池。

①厭氧池。厭氧池2座合建，鋼筋砼結構，每座設計尺寸14.0 m×7.0 m×5.0 m，有效水深4.3 m，總有效容積842.8 m3，水力停留時間36.8 h。

②缺氧池。缺氧池2座合建，鋼筋砼結構，每座設計尺寸7.0 m×7.0 m×5.0 m，有效水深4.2 m，總有效容積411.6 m3，水力停留時間18 h。每池配QJB2.2/6-260/3-980/C/S型潛水攪拌機1臺，葉片轉速980 r/min，葉片直徑260 mm，電機功率N=2.2 kW。設缺氧池回流泵2臺，Q=23 m3/h，H=12.5 m，N=3 kW。

③好氧池。好氧池2座合建，鋼筋砼結構，每座設計尺寸16 m×7.0 m×5.0 m，有效水深4.1 m，總有效容積910.2 m3，水力停留時間40 h。設好氧池回流 泵2臺，Q=50 m3/h，H=15 m，N=7.5 kW。容 積 負荷0.5 kgBOD5/(m3·d)，采用立體彈性填料，填料總容積555 m3，配羅茨鼓風機3臺，兩用一備，每臺Q= 8.09 m/min，H=53.9 kPa，N=15 kW。汽水比46∶1。

④混凝沉淀池。設加酸反應池2座，鋼筋砼結構，設計尺寸2 m×2 m×2.3 m，有效水深1.8 m，配絮凝攪拌機1臺，外緣線速度0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。

設斜管沉淀池2座，鋼筋砼結構，設計尺寸5.0 m× 2 m×5.0 m，表面負荷1 m3/(m2·h)，斜管長L=1 000 (傾角60°)，沉淀時間120 min。

⑤MBR反應池。選用MBR膜生物反應池2座，鋼筋砼結構，每座設計尺寸：L×B×H=7 000 mm× 4 000 mm×5 000 mm，有效水深3.5 m，停留時間8.6 h；供氣量18 m3/min；平板膜設計膜通量10 L/(m2·h)，總膜面積2 100 m2，配抽吸泵2臺，(1用1備)Q=24 m3/h，H=10 m，N=4 kW。配回流泵1臺Q=20 m3/h，H=10 m，N=3 kW。

(7)超濾系統(供初期雨水用)。處理能力：180 m3/d= 7.5 m3/h；包括：多介質過濾器、超濾正洗水箱、超濾反洗水箱和自動投藥系統。

①多介質過濾器。設ID1500×4020型多介質過濾器1臺，石英砂濾層厚度1.35 m，白煤濾層0.5 m，運行流速4.2 m/h；配反洗水泵1臺，Q=65 m3/h，H=20 m，N=11 kW。

②超濾裝置。選用中空纖維，膜材質：PVDF(聚偏氟乙烯)，膜絲過濾形式：外壓式，膜通量(L/(m2·h))= 30 L/(m2·h)，膜表面積：40 m2，取7支。

UF清洗水箱1座，設計尺寸：ID1100×1365 mm，UF清 洗水泵1臺，配CDL30-20-2型 清洗泵1臺，Q=24 m3/h，H=27 m，N=3 kW。

UF反洗水箱1座，設計尺寸：ID1100×1365 mm，UF反洗水泵1臺，Q=8 m3/h，H=23 m，N=1.5 kW。

③自動投藥系統。自動加藥器4套，制備介質：次氯酸鈉、鹽酸、亞硫酸氫鈉和阻垢劑，加藥罐尺寸：ID450×720 mm；配套計量泵功率：16 W。

(8)卷式RO(反滲透)系統(供生產廢水和生活污水用)。

①中間水箱。中間水箱1座，設計尺寸：ID2400× 2500 mm，玻璃鋼材質；配RO進水泵CDL12-62臺，1用1備，每臺Q=22.5 m3/h，H=47 m，N=5.5 kW。

②保安過濾器。設10 μm型保安過濾器2臺，配CDL16-12型RO高壓泵1臺，Q=22.5 m3/h，H=141 m，N=15 kW。

③反滲透裝置。選用卷式抗污染膜，膜規格： 8 040，膜通量(L/(m2·h))=10 L/(m2·h)，產水率60%，膜表面積：32.5 m2，取64支，2∶1排列。

RO清洗水箱1座，設計尺寸：ID1100×1365 mm，RO清洗水泵1臺，配CDL30-20-2型清洗泵1臺，Q=36 m3/h，H=16 m，N=3 kW。

④自動投藥系統。自動加藥器4套，制備介質：次氯酸鈉、鹽酸、亞硫酸氫鈉和阻垢劑，加藥罐尺寸：ID 450×720 mm；配套計量泵功率：16 W。

(9) DTRO(碟管式反滲透)系統。處理規模：200 t/d， 產水率70%。膜規格：MFT-SRO90，膜通量(L/(m2·h))= 8.5 L/(m2·h)，每支膜表面積：11.22 m2，取90支。

(10)三效蒸發系統。蒸發器蒸發量：60 t/d。

(11)回用水系統。設清水回用池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸：6.6 m×6.6 m×4.0 m(有效水深3.5 m)。配WQ25-30-5.5型 回 用 水 泵2臺，1用1備，每 臺Q=25 m3/h，H=30 m，N=5.5 kW。

(12)污泥處置系統。污泥產量：16 m3/d，設污泥濃縮池1座，鋼筋砼結構，設計尺寸4.5 m×4.5 m×5.0 m；污泥提升泵選用DFGG30-1型螺桿泵2臺，1用1備，Q=5 m3/h，H=60 m，N=2.2 kW。

污泥脫水采用XAZ30/800-UK型廂式壓濾機1臺，有效過濾面積30 m2，配W-1/7型空壓機1臺，Q=1 m3/min，H=0.7 MPa，N=7.5 kW。

(13)回用水系統。設回用水池一座，鋼筋砼結構，設計尺寸15 m×6 m×5 m，有效水深4.5 m，停留時間12.6 h。提升泵選用WQ20-10-2.2型潛水污水泵2臺(一用一備)，Q=35 m3/h，H=30 m，N=7.5 kW。

4 車間布置

廢水處理車間分為廠房和處理水池兩部分。廠房平面尺寸為60 m×30 m，層高7 m，鋼結構。內設加藥間、風機房、壓濾機房、膜處理車間、值班室、工具間、配電室及廢水處理設備間等。

5 結語

(1)本工程工藝設計根據來水性質的不同，將生活污水、初期雨水及生產廢水進行分別收集及分質處理，不僅提高了廢水處理的效率，而且節約了工程投資。

(2)生產廢水采用“兩級混凝沉淀+A2O+MBR+RO”工藝，出水達到GB/T 19923—2005后回用于前端生產工藝，不外排。膜系統產生的濃液進行蒸發結晶，基本實現了零排放。