陳秋萍,張萬里,程明濤

(華昕設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司,江蘇無錫 214072)

有機(jī)氮廢水主要來源于農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、橡膠及石油化工等工業(yè)的生產(chǎn)過程,且大多具有可生化性差、有毒、高氮低碳、成分復(fù)雜等特點(diǎn),其主要處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法。物理法是基于吹脫、萃取、吸附等物理原理將有機(jī)氮從水中分離的過程,主要用于高濃度有機(jī)氮的回收或末端深度處理[1-2];生化法主要原理是采用好氧、厭氧微生物,對(duì)其進(jìn)行生物降解[3-7];化學(xué)法主要是通過改變分子結(jié)構(gòu)使其碎片化,進(jìn)而分解成無害物質(zhì),主要方法有光催化氧化法、水解法及氧化法[8]。

羅昱東等[9]發(fā)現(xiàn)與常規(guī)有機(jī)氮氨化預(yù)處理技術(shù)相比,強(qiáng)化生物技術(shù)具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),有望成為難降解有機(jī)氮氨化預(yù)處理的主流工藝。馬睿莉等[10]從優(yōu)化原水碳源、合理分配碳源以及強(qiáng)化反硝化脫氮3方面綜述了高有機(jī)氮廢水改良AO工藝脫氮的研究進(jìn)展,主要方式如下:①厭氧階段可通過調(diào)控水力停留時(shí)間(HRT)等運(yùn)行參數(shù)來控制水解酸化、厭氧氨化過程,以優(yōu)化原水碳源;②運(yùn)行方式上,通過調(diào)控多段進(jìn)水點(diǎn)位置、進(jìn)水比例等合理分配原水碳源,通過調(diào)控硝化液回流方式、回流比等運(yùn)行參數(shù)來提高碳源利用率;③好氧階段可通過調(diào)控DO濃度、投加填料等實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化反應(yīng),以強(qiáng)化反硝化脫氮。目前,主要研究均集中在高濃度有機(jī)氮的去除上。針對(duì)低濃度有機(jī)氮,其處理方法主要以化學(xué)法為主。本文污水處理設(shè)施承接高濃度有機(jī)氮廢水經(jīng)處理后的排水,在大水量低濃度有機(jī)氮的去除上提出了新的思路,為后續(xù)相關(guān)研究及工程實(shí)踐提供了一定的啟示和借鑒。

1 工程背景

工業(yè)園區(qū)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體,為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的助力。作為我國的黃金水道,長江中下游分布著眾多工業(yè)園區(qū),助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),環(huán)境保護(hù)問題也隨之產(chǎn)生。隨著長江大保護(hù)戰(zhàn)略的提出和《深入打好長江保護(hù)修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)方案》的頒布實(shí)施,沿江工業(yè)園區(qū)的污染問題越來越受到重視。

長江下游某工業(yè)園區(qū)濱江而建,規(guī)劃主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新能源新材料、信息技術(shù)、現(xiàn)代物流等新興產(chǎn)業(yè)。工業(yè)園區(qū)配套集中污水處理廠,主要接納工業(yè)園區(qū)工業(yè)污水和生活污水。設(shè)計(jì)總規(guī)模為3萬m3/d,一期工程處理規(guī)模為1萬m3/d,于2012年9月建成投產(chǎn)。主體工藝為水解酸化+AAO+絮凝沉淀,出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)狀設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示,現(xiàn)狀工藝流程如圖1所示。

圖1 現(xiàn)狀污水處理工藝流程

表1 原設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)

隨著入駐企業(yè)的增多,實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)較原設(shè)計(jì)進(jìn)水有一定差異,進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大,且早期建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低,設(shè)備老化、陳舊,實(shí)際出水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)狀處理規(guī)模和處理工藝已不能滿足園區(qū)發(fā)展的需要。

針對(duì)上述狀況和長江大保護(hù)戰(zhàn)略的要求,結(jié)合城鎮(zhèn)污水專項(xiàng)規(guī)劃,擬在現(xiàn)狀污水處理廠毗鄰建設(shè)2萬m3/d工業(yè)污水處理廠,專門收集處理園區(qū)內(nèi)工業(yè)廢水?，F(xiàn)狀污水處理廠只接收?qǐng)@區(qū)生活污水,以保證現(xiàn)狀污水處理廠的正常運(yùn)行。

2 新建工程工藝的分析與確定

2.1 現(xiàn)狀進(jìn)出水水質(zhì)及存在問題分析

分析了2019年—2020年兩年實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)(表2),并將現(xiàn)狀運(yùn)營狀況及存在問題總結(jié)如下。

表2 2019年—2020年污水處理廠實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)

(1)作為工業(yè)園區(qū)綜合污水處理廠,缺少必要的水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)工段,實(shí)際來水水質(zhì)水量波動(dòng)大,生化段沖擊負(fù)荷較大,影響生化處理效果。上游企業(yè)排水通過市政管網(wǎng)接入廠內(nèi),缺乏必要的監(jiān)管手段,無法準(zhǔn)確掌握進(jìn)水水量與水質(zhì)情況。

(2)水解酸化池HRT偏短(僅有5 h),難以達(dá)到水解的效果。進(jìn)水中的大分子難降解有機(jī)物得不到開環(huán)斷鏈,進(jìn)入AAO池后生物降解難度大,直接導(dǎo)致出水CODCr難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

(3)深度處理僅有絮凝沉淀,無法對(duì)難降解有機(jī)物和TN進(jìn)一步處理,出水達(dá)標(biāo)壓力大。

2.2 園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)廢水水質(zhì)特性分析

經(jīng)過20多年的發(fā)展,園區(qū)內(nèi)現(xiàn)已聚集了70多家企業(yè),主要涉及機(jī)械加工制造、新材料生產(chǎn)、合成革、印染、化工等行業(yè)。對(duì)園區(qū)企業(yè)進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),其中8家企業(yè)排水量為9 154 m3/d,約占本次設(shè)計(jì)規(guī)模的46%。各企業(yè)的主要產(chǎn)品、主要原輔料、環(huán)評(píng)水量、處理工藝、實(shí)際排水水質(zhì)經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)如表3所示。8家企業(yè)排水經(jīng)廠內(nèi)預(yù)處理后,出水CODCr、TN濃度已較低,CODCr、氨氮、TN、TP加權(quán)平均質(zhì)量濃度為259.09、10.07、16.71、0.83 mg/L,但由于部分企業(yè)原料中使用了二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等有機(jī)氮污染物,進(jìn)一步處理難度大。本項(xiàng)目廢水中有機(jī)氮(MDI、DMF)主要來自合成樹脂、聚氨酯(PU)合成革及織物涂層的生產(chǎn)過程,經(jīng)企業(yè)內(nèi)部預(yù)處理后,尾水中的有機(jī)氮濃度較低,可生化性差。根據(jù)DMF分子式(CH3)2NHCHO及MDI分子式C15H10N2O2可知,其既是有機(jī)物的來源也是有機(jī)氮的來源。因此,工藝須有針對(duì)性,保證出水CODCr和TN的達(dá)標(biāo)。

表3 園區(qū)企業(yè)情況調(diào)查結(jié)果

2.3 新建工程重難點(diǎn)分析

根據(jù)上述分析,本工程需重點(diǎn)考慮有機(jī)物和有機(jī)氮的去除,同時(shí)需保證污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行。新建工程工藝應(yīng)達(dá)到以下要求:

1)工程上應(yīng)有均化水質(zhì)水量的措施,以應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量的波動(dòng),并能對(duì)來水進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè),以及時(shí)掌握水質(zhì)水量的變化情況;

2)預(yù)處理和生化段應(yīng)具有針對(duì)性,并能協(xié)同進(jìn)行難降解有機(jī)物和有機(jī)氮的去除,以改善主體生化單元處理效果;

3)設(shè)置深度處理單元,增強(qiáng)整體工藝流程處理效果的穩(wěn)定性,此外,在當(dāng)下排放標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格的背景下,工藝的選擇應(yīng)具有一定的前瞻性。

2.4 新建工程重點(diǎn)污染物去除工藝的選擇

由上述分析可知,本工程最大的達(dá)標(biāo)壓力來自CODCr和TN,以脫氮和降解有機(jī)物為主的AO工藝對(duì)此契合度較高。根據(jù)微生物的特性,單一菌種的純種微生物對(duì)污染物的去除率相對(duì)較高[11]。常規(guī)AO工藝的好氧缺氧由于回流的存在無法完全分開,不利于不同微生物菌群的繁殖生長。因此,本工程設(shè)置2座生化池,將好氧段、缺氧段分別設(shè)置,并分別投加專性菌種,以增加微生物對(duì)有機(jī)氮毒性的耐受性。同時(shí)各自獨(dú)立回流,盡可能保證菌種的單一性,提高其對(duì)CODCr、TN的去除能力,并將缺氧段后置,充分利用好氧段經(jīng)曝氣硝化后的硝酸鹽進(jìn)行反硝化。根據(jù)前期接管企業(yè)的調(diào)查,各企業(yè)污水在企業(yè)內(nèi)部大部分采用了延時(shí)生化處理工藝或高級(jí)氧化工藝,以針對(duì)性地去除有機(jī)物和有機(jī)氮,導(dǎo)致接入末端污水處理廠的廢水可生化性極差,BOD5/CODCr基本在0.2以下。因此,擬在生化池前段設(shè)置水解池,利用缺氧環(huán)境對(duì)有機(jī)氮進(jìn)行氨化,將部分難降解的污染物水解,為后續(xù)主體生化工藝創(chuàng)造良好的進(jìn)水條件。

經(jīng)生化處理后污水中殘留有機(jī)物的去除方法主要有高級(jí)氧化和活性炭吸附等方法。高級(jí)氧化是利用具有強(qiáng)氧化能力的·OH將大分子難降解有機(jī)物氧化成小分子物質(zhì)。根據(jù)·OH的產(chǎn)生方式,主要分為臭氧催化高級(jí)氧化和Fenton高級(jí)氧化。Fenton試劑氧化能力強(qiáng)且對(duì)有機(jī)物是無差別氧化,而臭氧催化氧化的出水效果主要受限制于催化劑種類和臭氧投加量,故高級(jí)氧化方案采用Fenton氧化[12-13]。在高級(jí)氧化之后,為保障出水CODCr的穩(wěn)定達(dá)標(biāo),設(shè)置活性炭吸附裝置。通過物理吸附進(jìn)一步去除殘留的CODCr。作為出水保障工藝,必要時(shí)可超越,以降低成本。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)

新建工業(yè)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬m3/d。出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量》(GB 3838—2002)“準(zhǔn)Ⅳ類”標(biāo)準(zhǔn)(TN≤12 mg/L)。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表4所示。

表4 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

3.2 工藝流程

根據(jù)前述分析,形成工藝流程如下:調(diào)節(jié)池/事故池+水解池/好氧池及好氧沉淀池+缺氧池及沉淀池+Fenton氧化池+加載澄清系統(tǒng)+濾布濾池+活性炭吸附+紫外消毒工藝,污泥處理采用超聲波破壁+生物調(diào)質(zhì)+壓濾脫水工藝。工藝流程如圖2所示。

注:PAC為聚合氯化鋁;PAM為聚丙烯酰胺。

3.3 總平面布置

根據(jù)上述工藝流程,結(jié)合工程實(shí)際用地條件,總平面布置如圖3所示。

圖3 污水處理廠總平面布置

1)調(diào)節(jié)池及事故池、固廢倉庫、脫水機(jī)房、壓濾液提升池、除臭系統(tǒng)分布于廠區(qū)北側(cè),遠(yuǎn)離現(xiàn)狀廠區(qū)辦公區(qū),且布置集中,有利于進(jìn)行除臭。

2)Fenton氧化池、加載澄清系統(tǒng)、濾布濾池、活性炭提升池、活性炭吸附脫附系統(tǒng)、反沖洗水池、加藥間布置于廠區(qū)西側(cè)、現(xiàn)狀廠區(qū)南側(cè),有利于與現(xiàn)狀廠區(qū)銜接溝通,形成一個(gè)整體。

3)水解池/好氧池及好氧沉淀池、缺氧池及沉淀池位于廠區(qū)東部,藥劑儲(chǔ)罐區(qū)、鼓風(fēng)機(jī)房位于廠區(qū)中部,靠近生化處理區(qū),可有效減少全廠藥劑管線與風(fēng)管及電纜的長度,降低運(yùn)行成本。

4)管理用房位于廠區(qū)南側(cè)。各區(qū)域四周均設(shè)置環(huán)形道路溝通,交通便利,且滿足消防要求。

3.4 單體工藝設(shè)計(jì)

3.4.1 調(diào)節(jié)池及事故池

新建調(diào)節(jié)池及事故池1座(分2格),分別作為調(diào)節(jié)池及事故池使用,必要時(shí)可全部作為事故池使用。污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)均化水質(zhì)水量,保證后續(xù)處理筑物的穩(wěn)定運(yùn)行。企業(yè)進(jìn)水采用一企一管方式,每根管道上均安裝水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表。來水異常情況下,進(jìn)入事故池暫存處理,保證污水處理廠的運(yùn)行安全?？傮w尺寸為68.8 m×29.2 m,有效水深為3.8 m。調(diào)節(jié)池有效容積為4 349.6 m3,事故池有效容積為3 420 m3。調(diào)節(jié)池及事故池均采用空氣攪拌系統(tǒng),攪拌強(qiáng)度為2.2 m3/(m2·h)。調(diào)節(jié)池提升泵共5臺(tái)(4用1備,變頻),單臺(tái)流量Q=200 m3/h,揚(yáng)程H=20 m,功率N=18.5 kW。事故池提升泵共3臺(tái)(2用1備,變頻),單臺(tái)Q=100 m3/h,H=20 m,N=11 kW。

3.4.2 水解池/好氧池及好氧沉淀池

水解池利用缺氧微生物對(duì)廢水中的難降解污染物進(jìn)行一定程度的水解,適當(dāng)提高廢水的可生化性。同時(shí)利用進(jìn)水中剩余的有機(jī)物進(jìn)行反硝化,實(shí)現(xiàn)TN的去除。好氧池采用活性污泥工藝,并投加專性菌種以加強(qiáng)對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的去除。生物處理后的混合液在沉淀池中進(jìn)行固液分離,降低出水SS。為節(jié)約占地,將水解池/好氧池及好氧沉淀池合建。水解池共分8格,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配水方式,進(jìn)水流量通過流量計(jì)及變頻泵控制,保證每格均勻配水及污泥層的穩(wěn)定。水解池出水自流進(jìn)入好氧池,在好氧池內(nèi)部前端設(shè)置緩沖區(qū),根據(jù)進(jìn)水情況調(diào)整該區(qū)域?yàn)槿毖鯀^(qū)或者好氧區(qū)。污泥回流比為60%～100%?？傮w尺寸為73.9 m×62.7 m,水解池HRT為7.08 h,好氧池HRT為12.56 h,其中選擇區(qū)HRT為2.51 h。沉淀池采用周進(jìn)周出輻流式二沉池,直徑為24 m[平均時(shí)表面負(fù)荷為0.92 m3/(m2·h)]。主要設(shè)備配置如下:潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)(N=2.2 kW);污泥回流泵4臺(tái)(2用2備),單臺(tái)Q=270 m3/h,H=20 m,N=11 kW;旋流布水器8套。

3.4.3 缺氧池及沉淀池

為進(jìn)一步降低好氧池出水TN,設(shè)置后置缺氧池及沉淀池1座,利用化能異養(yǎng)微生物在外加碳源條件下進(jìn)行反硝化。污泥回流比為60%～100%?？傮w尺寸為62.5 m×48.6 m,缺氧池HRT為7.2 h。沉淀池采用周進(jìn)周出輻流式二沉池,直徑為24 m,平均時(shí)表面負(fù)荷0.92 m3/(m2·h)。主要設(shè)備配置如下:潛水?dāng)嚢杵?4臺(tái),N=2.2 kW;污泥回流泵4臺(tái),2用2備,單臺(tái)Q=270 m3/h,H=20 m,N=11 kW;中間提升泵共5臺(tái),4用1備,變頻控制,單臺(tái)Q=200 m3/h,H=20 m,N=18.5 kW。

3.4.4 Fenton反應(yīng)池

現(xiàn)如今大片區(qū)域的火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)，依舊是世界各國火災(zāi)科學(xué)家的研發(fā)的課題之一。尤其是在一片很寬闊的地方上出現(xiàn)許多障礙物的時(shí)候，火災(zāi)在發(fā)生的時(shí)候產(chǎn)生的產(chǎn)物會(huì)因?yàn)榭臻g的高度或者濕度而發(fā)生改變，而傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測(cè)器如感溫檢測(cè)器、感煙檢測(cè)器、感光火災(zāi)探測(cè)器，它們只有當(dāng)火災(zāi)的險(xiǎn)情達(dá)到某種界限時(shí)，才會(huì)對(duì)森林出現(xiàn)的火災(zāi)災(zāi)情做出及時(shí)有效的預(yù)警。在大片區(qū)域等復(fù)雜的環(huán)境情況下，傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測(cè)器很難在這種環(huán)境下做出及時(shí)有效的響應(yīng)，所以現(xiàn)有的火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)存在著許多的不足與缺陷。而圖像監(jiān)控技術(shù)能夠在人們疲勞的時(shí)候進(jìn)行全天候的監(jiān)控某一區(qū)域，通過視頻圖像可以及時(shí)并精確地向人們發(fā)出火災(zāi)預(yù)警[1]。

對(duì)生化出水中殘留的難降解有機(jī)物,采用Fenton高級(jí)氧化工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行處理。通過投加Fenton藥劑,經(jīng)過調(diào)酸、投加催化劑及氧化劑后,在池內(nèi)完成氧化反應(yīng),降低出水CODCr含量。氧化池末端進(jìn)行pH回調(diào)至中性后出水,氧化池內(nèi)輔以空氣攪拌。Fenton反應(yīng)池總體尺寸為28.1 m×19.4 m,有效水深為5.5 m,HRT為3.6 h。主要設(shè)備配置如下:混合攪拌器4臺(tái),N=5.5 kW;空氣攪拌系統(tǒng)1套,攪拌強(qiáng)度為2.2 m3/(m2·h)。

3.4.5 加載澄清系統(tǒng)

Fenton反應(yīng)池出水進(jìn)入加載澄清系統(tǒng)進(jìn)行固液分離,為提高分離效率,節(jié)約用地,縮短工期,加載澄清系統(tǒng)采用成套設(shè)備,將化學(xué)混凝、機(jī)械攪拌、加載沉淀、斜管分離等有利于固液分離的技術(shù)進(jìn)行高度集成。加載澄清系統(tǒng)共設(shè)置2套,單套處理能力為1.0萬m3/d。混合區(qū)、絮凝區(qū)HRT分別為1.6、3.1 min,沉淀區(qū)表面負(fù)荷為28 m3/(m2·h)。主要設(shè)備配置如下:單套設(shè)備中混凝反應(yīng)攪拌器2臺(tái),N=1.1 kW;絮凝反應(yīng)攪拌器2臺(tái),單臺(tái)N=2.2 kW;刮泥機(jī)2臺(tái),單臺(tái)直徑為3.2 m,N=0.22 kW;污泥回流泵(轉(zhuǎn)子泵)4臺(tái),2用2備,單臺(tái)Q=25 m3/h,H=15 m,N=5.5 kW。

3.4.6 濾布濾池

為保證出水SS及后續(xù)活性炭吸附進(jìn)水條件,設(shè)置濾布濾池1座。采用定向有序排列的過濾纖維材料,實(shí)現(xiàn)反粒度過濾,保證出水水質(zhì);清洗過程采用移動(dòng)現(xiàn)狀掃描式反沖洗,清洗過程和過濾過程同時(shí)進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)連續(xù)過濾?？傮w尺寸為12.3 m×5.7 m,過濾面積為100 m2,總裝機(jī)功率為22 kW。主要組成部分包括纖維濾片、集水干管、移動(dòng)吸泥系統(tǒng)、排泥槽等。

3.4.7 活性炭吸附及再生系統(tǒng)

濾布濾池出水進(jìn)入活性炭吸附進(jìn)水池,通過提升泵進(jìn)入活性炭吸附塔,利用顆粒活性炭的吸附作用進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物,保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。當(dāng)Fenton系統(tǒng)出水水質(zhì)較好時(shí),可超越活性炭吸附系統(tǒng)?；钚蕴课剿账佑|時(shí)間為60 min,采用12個(gè)吸附塔并聯(lián)使用,吸附容量為0.2 kg CODCr/(kg活性炭),設(shè)計(jì)吸附周期為30 d?；钚蕴吭偕到y(tǒng)采用高溫蒸汽熱再生,再生能力為20 t/d(含水率為50%),再生段設(shè)計(jì)溫度為1 000 ℃,采用天然氣為能源。主要設(shè)備包括活性炭吸附塔12臺(tái),單塔規(guī)格為φ3.5 m×12 m,有效容積為100 m3,活性炭裝填量為50 t;廢炭儲(chǔ)槽2臺(tái),單臺(tái)尺寸為φ2.8 m×12.9 m;新炭儲(chǔ)槽2臺(tái),單臺(tái)尺寸為φ2.8 m×12.9 m;廢炭吹送槽2臺(tái),單臺(tái)尺寸為φ2.0 m×3.5 m;新炭吹送槽2臺(tái),單臺(tái)尺寸為φ2.0 m×3.5 m?；钚蕴吭偕商籽b置1套(含再生尾氣凈化裝置、余熱利用系統(tǒng)),再生能力為20 t/d?；钚蕴窟M(jìn)水池平面尺寸為19 m×9.4 m,有效水深為4.5 m,進(jìn)水提升泵5臺(tái),4用1備,變頻,單臺(tái)Q=200 m3/h,H=50 m,N=55 kW。

3.4.8 紫外消毒系統(tǒng)

為保證出水衛(wèi)生學(xué)指標(biāo),設(shè)置紫外消毒渠1座,平面尺寸為10.5 m×1.7 m,渠內(nèi)安裝紫外線消毒模塊,共6組,單組功率為320 W。

3.4.9 加藥系統(tǒng)

為滿足Fenton系統(tǒng)藥劑及后置缺氧池碳源需求,設(shè)置藥劑罐區(qū),布置4臺(tái)藥劑儲(chǔ)罐,分別儲(chǔ)存98% H2SO4、27.5% H2O2、30% NaOH、20%醋酸鈉。每臺(tái)儲(chǔ)罐分別設(shè)置圍堰,圍堰內(nèi)容積滿足藥劑泄漏時(shí)臨時(shí)儲(chǔ)存的需要,保證廠區(qū)安全生產(chǎn)。FeSO4及PAM藥劑投加裝置另設(shè)加藥間1座。主要設(shè)備包括:4套藥劑儲(chǔ)罐,單罐容積為100 m3;藥劑卸藥泵4臺(tái)(每種藥劑1臺(tái)),單臺(tái)Q=40 m3/h,H=10 m,N=5.5 kW;藥劑加藥泵8臺(tái),每種藥劑1用1備,單臺(tái)Q=6.3 m3/h,H=20 m,N=2.2 kW;FeSO4儲(chǔ)罐1臺(tái),容積為4 m3,FeSO4投加泵3臺(tái),2用1備,單臺(tái)Q=100 L/h,H=30 m,N=0.37 kW;PAM自動(dòng)加藥裝置1套。

3.4.10 污泥處理系統(tǒng)

生化污泥采用超聲氧化破壁處理,利用28 kHz以上的超聲波在污泥中振蕩分散,將污泥菌膠團(tuán)解體和菌體細(xì)胞破壁,使得菌體中的氨基酸、蛋白質(zhì)等有機(jī)物溶出。破壁后的混合液進(jìn)入調(diào)質(zhì)池,以提高污泥的脫水性能。污泥調(diào)質(zhì)池平面尺寸為29.4 m×14.4 m,有效水深為4 m。脫水機(jī)房平面尺寸為35.5 m×14.4 m,單層框架結(jié)構(gòu)。主要設(shè)備包括:2臺(tái)板框壓濾機(jī),過濾面積為200 m2,N=15 kW;超聲波破壁系統(tǒng)2套,N=15 kW;污泥進(jìn)料泵3臺(tái)(2用1備),單臺(tái)Q=40 m3/h,H=120 m,N=37 kW;隔膜壓榨泵2臺(tái)(1用1備),單臺(tái)Q=15 m3/h,H=150 m,N=11 kW;清洗水泵2臺(tái)(1用1備),單臺(tái)Q=250 L/min,H=60 m,N=30 kW。

3.4.11 鼓風(fēng)機(jī)房及變配電間

設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)房及變配電間1座,平面尺寸為46.4 m×9 m,共安裝3臺(tái)空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)(2用1備),提供好氧池曝氣用及空氣攪拌用空氣,單臺(tái)風(fēng)機(jī)Q=201 m3/min,P=58.8 kPa,N=225 kW。

3.4.12 除臭系統(tǒng)

設(shè)置除臭系統(tǒng)1套,平面尺寸為30 m×10 m,主要收集調(diào)節(jié)池及事故池、水解池、反硝化池、污泥調(diào)質(zhì)池、脫水機(jī)房、固廢倉庫產(chǎn)生的臭氣。采用化學(xué)洗滌+生物濾池組合式除臭工藝,除臭風(fēng)量為55 000 m3/h。主要設(shè)備包括:化學(xué)洗滌塔2座,分別采用堿洗和水洗,直徑為3 m,高度為8.5 m;洗滌塔循環(huán)泵4臺(tái),2用2備,單臺(tái)Q=120 m3/h,H=25 m,N=15 kW;生物濾池1座,采用陶粒濾料,主體尺寸為24.0 m×6.0 m×3.0 m;離心風(fēng)機(jī)1臺(tái),Q=55 000 m3/h,P=3 kPa,N=75 kW。

3.4.13 廠區(qū)污水提升系統(tǒng)

為收集廠區(qū)脫水機(jī)壓濾液及池體放空廢水,設(shè)置廠區(qū)污水提升井1座。平面尺寸為8.7 m×5.7 m,有效水深為3.3 m。主要設(shè)備包括:機(jī)械回轉(zhuǎn)細(xì)格柵1臺(tái),柵條間隙e=10 mm,格柵寬度B=1.0 m;潛水排污泵2臺(tái),1用1備,Q=100 m3/h,H=20 m,N=11 kW。

4 運(yùn)行效果及成本分析

本工程總投資為15 819.18萬元,直接運(yùn)行成本為3.863元/m3,于2022年9月建成投運(yùn)。經(jīng)過半年的試運(yùn)行,2023年1月—6月進(jìn)出水水質(zhì)如表7所示。

表7 2023年1月—6月實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)

由表7可知,各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量》(GB 3838—2002)“準(zhǔn)Ⅳ類”標(biāo)準(zhǔn)(TN≤12 mg/L)的要求。同時(shí)列出了有機(jī)氮的相關(guān)數(shù)據(jù),結(jié)果表明經(jīng)生化工藝后,有機(jī)氮得到較大程度的去除,再經(jīng)Fenton氧化后,有機(jī)氮基本完全被去除。生化+高級(jí)氧化的組合工藝可以有效應(yīng)對(duì)進(jìn)水中的低濃度有機(jī)氮。

2022年6月5日,江蘇省政府辦公廳印發(fā)了《省政府辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)城市污水處理能力建設(shè)全面提升污水集中收集處理率的實(shí)施意見》,提出了相關(guān)污水收集和處理的工作要求,并提出了強(qiáng)化工業(yè)廢水與生活污水分類收集、分質(zhì)處理的要求。2022年12月28日,江蘇省《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放限值》(DB 32/4440—2022)正式發(fā)布,對(duì)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提出了要求。本工程是服務(wù)于工業(yè)園區(qū)的工業(yè)污水廠,現(xiàn)狀污水廠在本工程建成投運(yùn)后只接納生活污水。同時(shí)從運(yùn)行數(shù)據(jù)可知,出水水質(zhì)亦滿足江蘇新地標(biāo)表1中A標(biāo)準(zhǔn)的要求,整體工程設(shè)計(jì)在政策的符合性和工藝前瞻性方面均較突出,對(duì)后續(xù)類似污水處理廠的建設(shè)提供了積極的借鑒作用。

5 結(jié)論及建議

(1)本工程在吸取現(xiàn)狀工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合企業(yè)出水水質(zhì)分析,采用改良型AO+Fenton氧化+加載澄清+活性炭吸附主體工藝,出水滿足“準(zhǔn)Ⅳ類”水標(biāo)準(zhǔn)要求,亦能滿足江蘇省《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放限值》(DB 32/4440—2022)表1中A標(biāo)準(zhǔn)的要求,表明主體工藝具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、穩(wěn)定性及前瞻性。

(2)對(duì)進(jìn)水含有低濃度有機(jī)氮的情況下,對(duì)AO工藝及前后銜接進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化,采用水解池對(duì)來水進(jìn)行預(yù)處理,對(duì)有機(jī)氮進(jìn)行氨化;將缺氧段后置,增加對(duì)TN的去除能力;好氧池和缺氧池分別回流,保證微生物的單一性,同時(shí)在好氧池前端增加選擇區(qū),進(jìn)一步增強(qiáng)污染物的去除能力及生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(3)新建廠區(qū)完全處理工業(yè)廢水,來水波動(dòng)性大。廠區(qū)雖已建設(shè)調(diào)節(jié)池及事故池,但仍需加強(qiáng)監(jiān)管。建議管理單位會(huì)同企業(yè)定期監(jiān)測(cè)污水系統(tǒng)水質(zhì)、水量,對(duì)排水水質(zhì)、水量做到上下游聯(lián)動(dòng),盡量避免沖擊等不利現(xiàn)象的發(fā)生,保證廠區(qū)的正常運(yùn)行。