徐林

（中鐵四局集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院，合肥230023）

1 工程概況

2015 年4 月2 日，國(guó)務(wù)院發(fā)布關(guān)于印發(fā)水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知，要求集中治理工業(yè)集聚區(qū)水污染。強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、出口加工區(qū)等工業(yè)集聚區(qū)污染治理。集聚區(qū)內(nèi)工業(yè)廢水必須經(jīng)預(yù)處理達(dá)到集中處理要求，方可進(jìn)入污水集中處理設(shè)施。新建、升級(jí)工業(yè)集聚區(qū)應(yīng)同步規(guī)劃、建設(shè)污水、垃圾集中處理等污染治理設(shè)施。目前，下塘工業(yè)園已有企業(yè)126 家（含意向入駐企業(yè)），亟須解決園區(qū)污水處理問(wèn)題。

本項(xiàng)目在考慮工程分期合理性及規(guī)劃前瞻性的基礎(chǔ)上，最終確定園區(qū)污水處理系統(tǒng)總規(guī)模為3×104m3/d；同時(shí)考慮現(xiàn)狀園區(qū)處于起步階段，區(qū)內(nèi)企業(yè)進(jìn)駐數(shù)量較少，本次設(shè)計(jì)采用分期逐步實(shí)施的形式建設(shè)污水處理廠，后期根據(jù)企業(yè)進(jìn)駐情況逐步增加污水處理廠規(guī)模；本期設(shè)計(jì)規(guī)模為1×104m3/d。廠區(qū)鳥(niǎo)瞰效果圖如圖1 所示。

圖1 廠區(qū)鳥(niǎo)瞰效果圖

2 污水廠進(jìn)出水水質(zhì)

考慮園區(qū)在建和擬建企業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)，并參考其他類似工業(yè)園區(qū)廢水水質(zhì)，綜合考慮相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，確定污水處理廠近期設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)（見(jiàn)表1）。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)mg/L

根據(jù)環(huán)評(píng)要求，污水廠出水水質(zhì)執(zhí)行DB34/2710—2016《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》，具體見(jiàn)表1 所示。污水廠尾水輸送至左店鄉(xiāng)生物質(zhì)電廠。

3 處理工藝

3.1 廢水處理工藝

本工程為園區(qū)綜合污水，污水成分復(fù)雜，出水指標(biāo)要求高，需要物理法、化學(xué)法以及微生物法共同使用才能出水達(dá)標(biāo)，考慮運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，以微生物處理法為主，輔助于物理法、化學(xué)法。按處理流程，對(duì)工藝技術(shù)方案的考慮分為：預(yù)處理、生化處理和深度處理[1]。

3.1.1 預(yù)處理

工業(yè)廢水的特點(diǎn)是水質(zhì)和水量均有較大的波動(dòng)，結(jié)合國(guó)內(nèi)大量工業(yè)廢水處理經(jīng)驗(yàn)，需要設(shè)置格柵、調(diào)節(jié)池及事故池。針對(duì)園區(qū)電子工業(yè)、鋁加工業(yè)等污水水質(zhì)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)考慮首先設(shè)置混凝初沉池，去除水質(zhì)細(xì)小SS，金屬離子等，并通過(guò)撇渣器進(jìn)行隔油。

總體預(yù)處理：格柵→平流沉淀池→調(diào)節(jié)池。

3.1.2 生化處理

本工程處理的污水主要是工業(yè)廢水，由于各企業(yè)對(duì)廢水進(jìn)行了預(yù)處理，廢水中含有一些難降解的有機(jī)污染物。在生化處理前設(shè)置水解酸化池，使難降解有機(jī)污染物水解為易生化的小分子有機(jī)污染物，提高可生化性B/C 比，能有效地在后續(xù)的生化中去除COD。

從本工程的廢水水質(zhì)來(lái)看，主要污染物是COD、NH3-N、TN 和P，因此，所選污水生化處理工藝除了能去除有機(jī)污染物外，還需有較好的除磷脫氮功能。兩段AO 一體化工藝將除碳、脫氮、除磷甚至沉淀等多個(gè)單元設(shè)置成一個(gè)組合單元，有效節(jié)省了占地面積，縮短了工藝流程，使得傳統(tǒng)流程中不同單元能夠有機(jī)組合，并充分利用一次提升勢(shì)能完成了污水在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的輸送，降低了污水提升的能耗，減少了土建及管道投資，并且也大大縮短了巡檢路線，便于運(yùn)營(yíng)管理[2]。

生化處理為：水解→兩段AO 一體化工藝

3.1.3 深度處理

經(jīng)過(guò)生化處理，去除污水中大部分COD、NH3-N、TN 和P，但難以達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行深度處理。在生化處理中易降解的有機(jī)污染物已經(jīng)被降解了，剩下的為難降解的污染物，若直接進(jìn)行過(guò)濾，難以使出水達(dá)標(biāo)，需要對(duì)污水進(jìn)行改性，提高可生化性，采用臭氧氧化改性，打斷污水中長(zhǎng)鏈、雜環(huán)鏈，使剩余難降解大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到庑》肿佑袡C(jī)物。因此，本工程采用深度絮凝沉淀池進(jìn)一步去除污水中細(xì)小的懸浮物和有機(jī)物，再采用臭氧氧化改性，改性后污水需要進(jìn)行深度生化處理，去除有機(jī)物、氨氮等。經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池處理后，其出水經(jīng)過(guò)反硝化深床濾池進(jìn)一步過(guò)濾，去除TN、SS 等，同時(shí)加藥進(jìn)一步去除TP，使磷能達(dá)標(biāo)排放。

深度處理為：深度絮凝沉淀池→臭氧氧化→曝氣生物濾池→反硝化深床濾池→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(yīng)用廣泛、成熟的“高壓板框壓濾機(jī)脫水”工藝，使污泥含水率降到60%，最終進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

3.3 工藝流程

污水處理廠工藝流程如圖2 所示。

圖2 污水處理工藝流程圖

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)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54 m×11.7 m×4.8 m，超高為0.8 m，分兩格，近期兩格一用一備，遠(yuǎn)期兩格同時(shí)使用，近期表面負(fù)荷為2.3 m3/（m2·h），水力停留時(shí)間為2.0 h，遠(yuǎn)期表面負(fù)荷為3.1 m3/（m2·h），水力停留時(shí)間為1.7 h。調(diào)節(jié)池尺寸為51.2 m×13.8 m×8.3 m，超高為1.1 m，水力停留時(shí)間約11 h。事故池尺寸為51.2 m×13.4 m×8.3 m，超高為1.1 m，水力停留時(shí)間約10 h。事故池遠(yuǎn)期僅作為調(diào)節(jié)池使用，遠(yuǎn)期調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間約7.5 h。為均質(zhì)水質(zhì)和避免細(xì)小顆粒沉積，在調(diào)節(jié)池和事故池內(nèi)各設(shè)4 臺(tái)立式攪拌器，單臺(tái)槳葉直徑2 800 mm，轉(zhuǎn)速1 500r/min，功率7.5 kW。

4.2 水解酸化池

水解酸化池尺寸為42.8 m×20.7 m×8.2 m，超高為0.7 m，分兩組，總水力停留時(shí)間約13 h。每組完全混合區(qū)容積約1 890 m3，水力停留時(shí)間約9 h；接觸區(qū)容積約830 m3，停留時(shí)間約4 h。污泥回流比取120%，剩余污泥按照進(jìn)水量5%考慮，出水堰口負(fù)荷為2.4 L/（s·m）。

4.3 兩段AO 一體化池

兩段AO 一體化池是生化池、二沉池、污泥回流系統(tǒng)合建的池型，其中生化池采用兩段AO 工藝，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：總水力停留時(shí)間為19.82 h（其中一段缺氧區(qū)5.02 h，一段好氧區(qū)11.64 h，二段缺氧區(qū)2.32 h，二段好氧區(qū)0.84 h）；污泥濃度（MLSS）為3 500 mg/L，污泥負(fù)荷為0.05 kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥齡約29 d，最大污泥回流比R外=100%，硝化液回流比R內(nèi)=200%～300%，供氧方式為管式曝氣，二沉池表面負(fù)荷q=0.55 m3/（m2·h）。

構(gòu)筑物尺寸：一級(jí)缺氧池有效尺寸20.0 m×9.5 m×5.5 m，有效容積1 045.00 m3，共兩座；一級(jí)好氧池有效尺寸42.0 m×10.5 m×5.5 m，有效容積2 425.50 m3，共兩座；二級(jí)缺氧池有效尺寸8.3 m×10.6 m×5.5 m，有效容積483.89 m3，共兩座；二級(jí)好氧池有效尺寸3.0 m×10.6 m×5.5 m，有效容積174.90 m3，共兩座；二沉池為矩形周進(jìn)周出式二沉池，有效尺寸35.8 m×10.6 m×5.3 m，共兩座；污泥濃縮回流井有效尺寸4.3 m×1.6 m×5.9 m，有效容積40.59 m3，共兩座。

設(shè)備選用：一級(jí)缺氧池潛水推流攪拌器葉片直徑2 200 mm，葉片轉(zhuǎn)速30 r/min，功率2.2 kW，單池設(shè)2 臺(tái)，共計(jì)4 臺(tái)；一級(jí)好氧池設(shè)管式微孔曝氣系統(tǒng)，單池設(shè)1 套，共計(jì)2 套；二級(jí)缺氧池潛水?dāng)嚢杵魅~片直徑400 mm，葉片轉(zhuǎn)速740 r/min，功率2.2 kW，單池設(shè)2 臺(tái)，共計(jì)4 臺(tái)；二級(jí)好氧池設(shè)管式微孔曝氣系統(tǒng)，單池設(shè)1 套，共計(jì)2 套；二沉池掛吸泥機(jī)跨度10.6 m，軌距10.9 m，行走功率2×0.55 kW，排泥泵流量2×100 m3/h，揚(yáng)程4 m，功率2×4.0 kW，可變頻，單池設(shè)1 套，共計(jì)2 套；污泥濃縮回流井中剩余污泥泵流量20 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率1.1 kW，單池設(shè)2 臺(tái)，共計(jì)4 臺(tái)。曝氣采用鼓風(fēng)曝氣，氣水比取10∶1，由鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)3 臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供，2 用1 備，單臺(tái)風(fēng)量35 m3/min，風(fēng)壓75 kPa，功率75 kW。

4.4 深度絮凝沉淀池

深度絮凝沉淀池由機(jī)械混合、篩板絮凝池、水平管高效沉淀池組成。絮凝工藝采用篩板絮凝池，分兩組設(shè)計(jì)，在廊道中布置篩板裝置，篩板上下交錯(cuò)開(kāi)孔，通過(guò)開(kāi)孔大小控制絮凝反應(yīng)強(qiáng)度，單組絮凝池設(shè)計(jì)15 格（其中12 格尺寸為1 200 mm×1 250 mm×4 900 mm，2 格尺寸為1 200 mm×1 500 mm×4 900 mm，1 格尺寸為1 200 mm×2 000 mm×4 900 mm），反應(yīng)時(shí)間為26.2 min。沉淀工藝采用水平管高效沉淀池，與絮凝池合建，水平管沉淀分離裝置截面負(fù)荷為27.7 m3/（m2·h），單組有效尺寸為6.0 m×5.0 m×4.15 m，共兩組?；炷齽┎捎镁酆下然X（PAC），PAC 設(shè)計(jì)平均投加量為30 mg/L，配置濃度按10%計(jì)。

4.5 臭氧接觸池

臭氧接觸池尺寸為16.9 m×8.4 m×8.0 m，超高為1.0 m，臭氧設(shè)計(jì)投加量約26 mg/L，分3 點(diǎn)投加，投加比例為2∶1∶1，臭氧接觸池停留時(shí)間約為60 min，緩沖釋放池停留時(shí)間約為60 min。

4.6 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池為上向流曝氣生物濾池，濾池功能為碳氧化及硝化。曝氣生物濾池共分4 格，每格有效尺寸為7.0 m×6.0 m×7.4 m，超高為0.6 m。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：水力負(fù)荷為2.48 m3/（m2·h）；COD 容積負(fù)荷0.62 kg COD/（m3濾料·d）；單池反沖洗水強(qiáng)度約6.0 L/（m2·s），反沖洗氣強(qiáng)度約15 L/（m2·s），曝氣氣水比約3.1；采用氣-水聯(lián)合反沖洗，依次按氣洗、氣-水聯(lián)合洗、清水漂洗進(jìn)行，氣洗時(shí)間約3～5 min，氣-水聯(lián)合洗時(shí)間約4～6 min，清水漂洗時(shí)間約8～10 min，反沖洗周期一天一次；空床水力停留時(shí)間為82 min。

4.7 反硝化深床濾池

反硝化深床濾池共分3 格，每格有效尺寸為8.64 m×3.66 m×5.4 m，超高為1.04 m。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：水力負(fù)荷4.39 m/h，水反沖洗強(qiáng)度15 m/h、氣反沖洗強(qiáng)度90 m/h。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程的建設(shè)對(duì)保護(hù)下塘鎮(zhèn)及長(zhǎng)豐縣的水環(huán)境，提高城市整體形象，保障城市的科學(xué)快速發(fā)展有著重要的積極影響。建設(shè)過(guò)程中以下幾點(diǎn)需注意：

1）嚴(yán)格監(jiān)控重金屬、氨氮、總氮等超標(biāo)的工業(yè)污水排入下水道。

2）考慮到廢水預(yù)測(cè)的不確定因素，將來(lái)所有企業(yè)的工業(yè)廢水納入污水廠均應(yīng)進(jìn)行分析論證方可接入。對(duì)已建成的企業(yè)或廢水量水質(zhì)能夠確定的企業(yè)，經(jīng)過(guò)綜合水質(zhì)水量分析后若污水廠可以受納其廢水的，即使水質(zhì)指標(biāo)超過(guò)接入要求的也可以不受上述限制，盡可能為企業(yè)減少運(yùn)行成本。

3）根據(jù)工業(yè)園進(jìn)水水質(zhì)，從工業(yè)廢水分類收集，分質(zhì)預(yù)處理的角度出發(fā)，建議將各企業(yè)廢水單獨(dú)收集，單獨(dú)壓力輸送至污水廠。