楊思文

（廣州開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化管理中心 廣東省廣州市 510510）

預(yù)處理+CASS+高效沉淀池+超濾在污水工程中的探討

楊思文

（廣州開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化管理中心 廣東省廣州市 510510）

針對廣州某工業(yè)園區(qū)污廢水水質(zhì)的特點，提出預(yù)處理+CASS+高效沉淀池+超濾+組合工藝對污水進行常規(guī)及深度處理。工程規(guī)模為3.6萬m3/d，出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水標準。通過對整體組合工藝設(shè)計分析，總結(jié)了該工藝特點以及工程設(shè)計方面的經(jīng)驗。

預(yù)處理；CASS；超濾；高效沉淀

工程概況

該水質(zhì)凈化廠為廣州某工業(yè)園區(qū)項目的配套設(shè)施。本廢水處理工程廢水總量為約3.6萬m3/d。工業(yè)園的廢水先經(jīng)廠區(qū)內(nèi)污水處理站預(yù)處理后，再進入本項目水質(zhì)凈化廠處理。

工業(yè)園內(nèi)實行雨污分流，雨水采用重力排水系統(tǒng)，就近排入市政雨水管。生產(chǎn)廢水排污管道分類，分為含氟廢水、含H2O2廢水、酸堿廢水、含氮有機廢水和有機廢水，生產(chǎn)廢水總量約為34，920m3/d，生活污水720m3/d，廢水排放總量35，640m3/d。所有廢水在廠內(nèi)污水處理站分類處理，達到廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）三級標準以及氨氮、磷酸鹽、氟化物達到《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》（CJ3082-1999）后，排入該項目水質(zhì)凈化廠進一步處理。進入水質(zhì)凈化廠后，采用預(yù)處理+CASS+高效沉淀池+超濾+組合工藝對污水進行常規(guī)及深度處理，出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水標準。

1 設(shè)計水質(zhì)及工藝流程

1.1 設(shè)計進出水水質(zhì)

該項目水質(zhì)凈化廠進水主要是工業(yè)園區(qū)經(jīng)處理后達標排放的工業(yè)廢水和人員生活用水，設(shè)計進出水水質(zhì)如表1。

表1 設(shè)計進、出水水質(zhì)

1.2 工藝流程確定

根據(jù)對本工程進、出水水質(zhì)的分析，本工程處理工藝選擇過程中，需重點考慮以下因素：

（1）根據(jù)已有污水處理廠經(jīng)驗，由于來水中工業(yè)廢水成分較高，處理工藝中應(yīng)考慮工廠內(nèi)事故排放時，對深度處理廠的負荷沖擊。

（2）本工程中需進一步降低進水中的氟類及銅等重金屬離子的含量。

（3）本工程的進水中含有大量工業(yè)廢水成分，并且這部分工業(yè)廢水已經(jīng)在廠內(nèi)進行過生化處理，廢水中殘留有機物的生化性差，降解難度大，需考慮對這部分難降解物質(zhì)的處理措施。

（4）本工程氮、磷含量偏高，正常的二級生化處理工藝，難以有效去除多余的氮、磷。需考慮對氮、磷的深度處理工藝。

綜上所述，處理工藝既要滿足脫氮除磷的要求，又要滿足處理部分氟離子和難降解有機物的要求。

本工程采用預(yù)處理+CASS+高效沉淀池+超濾工藝組合進行污水處理。

圖1 工藝流程圖

2 預(yù)處理工藝

2.1 事故調(diào)節(jié)池

預(yù)處理工藝主要解決園區(qū)工廠事故排放對該項目水質(zhì)凈化廠的負荷沖擊問題以及降低污水中的氟類以及重金屬離子濃度的問題。根據(jù)現(xiàn)有污水處理廠的處理經(jīng)驗，納污范圍內(nèi)某些企業(yè)廠內(nèi)污水處理設(shè)施出現(xiàn)故障時，會造成超標排放的情況，使市政水質(zhì)凈化廠的運行出現(xiàn)問題，嚴重時不能達標排放。為了解決這個問題，在有條件的情況下，需在水質(zhì)凈化廠建設(shè)事故調(diào)節(jié)池，對超標污水進行臨時儲存，并考慮通過加藥等方式進行預(yù)處理調(diào)節(jié)。

本工程中，從嚴格保證出水效果的角度考慮，當(dāng)污水處理廠污水不能達標排放時，設(shè)置有一個廢水回收池，且停留時間不小于3h。

2.2 機械絮凝池+斜板沉淀池

本工程中，絮凝池主要完成對氟離子、大部分磷和部分可能超標的金屬離子的去除，其作用機理是反應(yīng)沉淀，與給水工程中藥劑與源水中膠體物質(zhì)反應(yīng)形成絮體的機理有所區(qū)別。污水中，加藥后，其生成顆粒物質(zhì)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，易形成沉淀。通過加藥，形成化學(xué)反應(yīng)以及化學(xué)沉淀，去除污水中的氟離子、Cu等金屬離子。

本工程主要需側(cè)重考慮的問題是，采用效率較高，占地小，能抗擊沖擊負荷的工藝。機械反應(yīng)絮凝池，具有反應(yīng)迅速、抗沖擊能力強、占地小等優(yōu)點。斜板沉淀池與平流沉淀池相比，具有占地小，效率高的特點。

2.3 預(yù)處理工藝路線的確定

針對于本工程規(guī)模較大，污染物經(jīng)過廠內(nèi)廢水處理后，濃度已經(jīng)大大降低等特點，固采用常規(guī)的機械混凝+斜板沉淀工藝進行預(yù)處理，同時設(shè)置事故調(diào)節(jié)池兼做廢水回收池。

污水經(jīng)工業(yè)園區(qū)內(nèi)的污水處理站處理后進入廢水深度處理廠處理，在進入常規(guī)二級處理工藝前，廢水深度處理廠通過強化物化處理，大幅度去除磷、銅和氟化物，采用投加石灰及聚合氯化鋁的方式進行混凝反應(yīng)，再輔以高分子絮凝劑以形成大的膠體后流入沉淀池進行沉淀分離。

確保氟化物在進入二級常規(guī)生化處理前濃度達到1.05mg/L、銅離子達到0.7mg/L以下，達到地表水Ⅳ類標準。

TP濃度達到4.0～5.0mg/L左右，滿足后續(xù)生化反應(yīng)對磷的要求，由不會因為濃度高而影響脫氮等反應(yīng)的效果。

3 常規(guī)處理工藝

CASS工藝：

可實現(xiàn)除磷脫氮功能，流程較簡潔，可穩(wěn)定達到一級B標準排放，整體效果穩(wěn)定，運行管理簡單，可根據(jù)進水水質(zhì)調(diào)整充氧量或運行周期，運轉(zhuǎn)靈活性較大。在統(tǒng)一反應(yīng)池中完全混合反應(yīng)，實現(xiàn)生化反應(yīng)及沉淀，占地較小。從整個工藝流程看，雖然需設(shè)置高效沉淀池才能達到一級A標準，但整體占地仍是最小的，同時處理效果最穩(wěn)定。在能耗方面，CASS池回流量較小，充氧效率較高，能耗低。

4 深度處理工藝

由于本工程要求的出水水質(zhì)中COD含量非常低，而且本工程進水中COD多為大分子難降解有機物，因此，應(yīng)在預(yù)處理+常規(guī)處理的基礎(chǔ)上，仍要考慮以進一步降低COD為目的的深度處理工藝，確保出水水質(zhì)合格。

根據(jù)國內(nèi)外同類型廢水處理廠運行經(jīng)驗，工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)企業(yè)排放的尾水中總氮濃度偏高，主要是廠內(nèi)生產(chǎn)工藝中有硝酸酸洗工藝，出水中含有大量硝酸根離子。而國家相關(guān)企業(yè)污水排放標準中，均未對TN指標有明確要求，所以本工程進水水質(zhì)中TN指標偏高，而氨氮指標較低。為確保工程出水水質(zhì)，本工程考慮了降低總氮，特別是硝酸鹽的措施。

考慮到本工程中所要求總磷的排放濃度為0.21mg/L，二級生化處理工藝難以達到這個標準，因此，在二級生化處理工藝后，仍需設(shè)置深度處理工藝，去除磷酸鹽。

本工程擬采用高效沉淀池作為后處理設(shè)施，通過強化的混凝沉淀，去除水中多余的懸浮物和磷酸鹽指標。

5 膜處理技術(shù)

本廢水深度處理廠尾水排放標準較高，高效沉淀池之后，污水只能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的A的標準，與本工程要求的《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水的排放標準相比，在COD、BOD、TN、TP等指標上，仍有差距。常規(guī)的處理工藝已很難再進一步去除水中剩余的難降解大分子有機物、N、P等指標。為保證出水水質(zhì)可達標，設(shè)計采用膜技術(shù)進行處理。

膜處理技術(shù)由于高效、實用、可調(diào)、節(jié)能和工藝簡便，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于污水回用領(lǐng)域，隨著制造工藝的提高，曾被認為是十分昂貴的膜處理技術(shù)如今變得越來越經(jīng)濟了。現(xiàn)在應(yīng)用得較多的膜處理技術(shù)有微濾、納米過濾、超濾、滲析、反滲透、電滲析等。

根據(jù)目前國內(nèi)外膜處理技術(shù)在污水處理工程中的應(yīng)用情況，微濾、超濾、納濾、反滲透超濾膜所能去除的污染物粒徑呈逐步減小的趨勢，但造價也隨之升高。因此，應(yīng)在滿足處理效果的前提下，盡量采用費用較低的膜。本次設(shè)計中考慮到本工程處理的污染物主要是高分子有機物，以及投資及運行費用。本次設(shè)計采用超濾膜的方式處理較為合適。

6 總結(jié)

（1）本工程采用以預(yù)處理+CASS+反硝化+高效沉淀池+超濾的組合工藝，該組合工藝能夠適應(yīng)進水難降解有機物含量高、總氮含量高、系統(tǒng)要求對F離子、Cu離子處理效果好等特點，具備處理效果可靠、運行模式靈活等優(yōu)點。

（2）在主體處理工藝之前設(shè)置斜板沉淀預(yù)處理工藝，斜板沉淀主要用于去除進水過量的氟離子、磷酸鹽及部分超標重金屬離子。設(shè)置事故池，增加強了整個處理工藝的抗沖擊負荷和應(yīng)對突發(fā)事故的能力。

（3）進水中TN含量較高，且根據(jù)實際，TN主要以氨氮（30～ 35%）、有機氮（50%）的形式存在，因此CASS主體工藝中，應(yīng)充分延長反應(yīng)時間，保證硝化反應(yīng)的效果。

（4）由于深度處理后的出水要求達到地表IV水體的要求，對總氮和總磷有很高的要求，在生物處理后設(shè)置高效沉淀池、超濾膜工藝，進一步去除難降解的有機物、有機氮和磷酸鹽等。

[1]給水排水設(shè)計手冊第二版（第5冊）.城鎮(zhèn)排水.

[2]石柳青.超濾在飲用水凈化和城市污水深度處理中的應(yīng)用研究[D].清華大學(xué)，2011.

[3]李亞選，贠英偉，仝致琦，劉亞超.中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠工程設(shè)計. 2007（12）.

[4]婁金生，劉金香，劉海波.化學(xué)混凝沉淀——吸附法處理含氟廢水研究[J].南華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009（04）.

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A

1673-0038（2015）24-0205-02

2015-5-11

楊思文（1986-），男，助理工程師，本科，畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)給水排水工程專業(yè)，主要從事市政污水處理設(shè)施建設(shè)及運行管理工作。