某经济开发区污水处理厂工程设计

2022-11-17林达程平平赵询霞

工业用水与废水 2022年5期

林达，程平平，赵询霞

（湖南博世科环保科技有限公司，长沙 410005）

某经济开发区目前入驻各类企业30 多家，包括造纸厂、食品加工厂、新材料厂、饲料厂及学校等，园区大部污水来自造纸厂、食品加工厂及学校，其中以造纸厂污水占比最大，约为30%。造纸厂污水经企业内部污水站预处理（采用厌氧-好氧工艺）满足纳管标准后专管排入园区污水处理厂，其他企业污水根据区域分布经片区集中管道送入园区污水处理厂。园区污水处理厂现状出水执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B 标准。随着入驻企业的增多，现状污水处理厂处理规模与排放标准均已不能满足实际要求。本次改扩建工程采用水解酸化-AAO-高效沉淀-臭氧催化氧化-BAF 工艺，污水处理厂出水满足GB 18918—2002 一级A 标准后排放。本文介绍了改扩建工程的主要设计内容及运行效果。

1 设计水量水质

某经济开发区污水处理厂现状处理规模为0.5×104m3／d，本次新增规模为0.5×104m3／d，污水处理厂总设计规模达到1.0×104m3／d。

通过分析相关企业排水水质数据，结果表明造纸厂污水中ρ（COD）≤350 mg／L， NH3-N、 TN、TP 浓度均较低；食品厂污水中ρ（TN）≤60 mg／L，ρ（NH3-N）≤50 mg／L， ρ（COD）≈100 mg／L。本项目处理的难点在于去除造纸厂排放污水中的COD，减轻其对污水处理厂运行效果的影响，此类COD主要为少量的酚类、酯类等化合物［1］。结合园区综合排水实际情况［2］，最终确定污水处理厂设计进水水质，出水标准执行GB 18918—2002 一级A 标准。污水处理厂设计进出水水质如表1 所示。

表1 设计进出水水质Tab. 1 Design influent and effluent water quality

2 污水处理工艺流程

2.1 处理工艺选择

工业园区的污水水质主要取决于入驻企业的产品、原材料及生产工艺。常规的造纸污水深度处理多采用芬顿工艺［3］，而芬顿工艺药剂投加过程的操作强度大，且会产生较多的化学污泥。现状污水处理厂排放满足一级B 标准，未设置深度处理段。在污水处理厂运行过程中，当上游造纸厂排水出现波动时，污水处理厂进水水质也随之波动，影响系统正常运行。参考工业园区污水处理厂常用工艺［4-6］，本项目采用水解酸化-AAO-高效沉淀池-臭氧催化氧化-BAF 工艺处理园区综合污水。

2.2 处理工艺流程

考虑到工业企业排水中含有难降解有机物，在预处理后段增加水解酸化池，将难生物降解的大分子物质先转化为易于降解的小分子物质，降低后续AAO 生化池的运行负荷； AAO 生化池去除大部分可降解的有机物、 NH3-N 及TN 等，出水经高效沉淀池去除剩余TP 及大部分SS 后进入臭氧催化氧化池，在臭氧催化氧化作用下，污水中难降解有机物的部分环或长链断裂，使大分子物质变成小分子物质，再通过BAF 将剩余有机物去除；最后出水经纤维转盘滤池去除剩余SS，出水经接触消毒池后达标外排。污水处理厂工艺流程见图1。

图1 污水处理厂工艺流程Fig. 1 Process flow of wastewater treatment plant

3 主要构筑物及设计参数

（1）中／细格栅及旋流沉砂池。设计规模为1.0×104m3／d，设4 台回转式格栅，渠宽700 mm，栅条间隙10 mm 与5 mm 各2 台，旋流沉砂器2套，直径为2.13 m；罗茨风机2 台， Q ＝1.71 m3／min， H ＝3.92 m， N ＝2.2 kW；砂水分离器1 台。

（2）调节池。设计规模为1.0×104m3／d，有效容积为3 200 m3，平面尺寸为24.6 m×21.1 m，有效水深为6.2 m，停留时间为7.68 h。设3 台潜水提升泵，单台Q ＝230 m3／h， H ＝20 m， N ＝37 kW。

（3）水解酸化池。设计规模为1.0×104m3／d，分2 格，配套2 台直径2 200 mm 的脉冲式布水器，单格有效容积为1 340 m3，单格平面尺寸为21.1m×9.1 m，有效水深为7.0 m，上升流速为1.08 m／h，停留时间为6.4 h。

（4） AAO 生化池。新建生化池1 座，设计规模为0.5×104m3／d，有效容积为3 000 m3，平面尺寸为31.0 m×16.4 m，有效水深为5.9 m，厌氧区水力停留时间为1.9 h，缺氧区水力停留时间为4.1 h，好氧区水力停留时间为8.4 h，总水力停留时间为14.4 h。设计污泥浓度为4 000 mg／L，污泥负荷为0.104 kg［BOD5］／（kg［MLVSS］·d），溶解氧质量浓度为2 mg／L，混合液内回流比为200%，污泥回流比为100%。配置2 台沉水内回流泵，单台Q ＝420 m3／h， N ＝4.5 kW。

现状生化池1 座，设计规模为0.5×104m3／d，有效容积为3 400 m3，平面尺寸为31.3 m×18.4 m，有效水深为5.9 m，厌氧区水力停留时间为1.84 h，缺氧区水力停留时间为4.1 h，好氧区水力停留时间为10.36 h，总水力停留时间为16.3 h。混合液内回流比为300%，污泥回流比为100%。配置2 台沉水内回流泵，单台Q ＝720 m3／h， N ＝5 kW。

新旧2 座生化池均采用管式曝气器，厌氧区均配置2 台直径320 mm 高速潜水搅拌器，缺氧区配置2 台直径620 mm 高速潜水搅拌器，好氧区配置2 台直径2 500 mm 低速推流器。新增3 台曝气风机为2 座生化池供氧，单台Q ＝25 m3／min， P ＝70 kPa， N ＝37 kW。

（5）二沉池。新增平流式沉淀池1 座，设计规模为0.5×104m3／d，平面尺寸为31.0 m × 10.0 m，有效水深为4.60 m，表面负荷为0.67 m3／（m2·h），水平流速为1.26 mm／s，出水堰水力负荷为1.65 L／（m·s）。配1 台桁架式刮吸泥机； 2 台污泥回流泵，单台Q ＝210 m3／h， H ＝10 m， N ＝11 kW； 2 台剩余污泥泵，单台Q ＝20 m3／h， H ＝14 m， N ＝1.5 kW。

现状平流式沉淀池1 座，设计规模为0.5×104m3／d，平面尺寸为31.3 m × 10.0 m，有效水深为4.60 m，表面负荷为0.67 m3／（m2·h），水平流速为1.26 mm／s，出水堰水力负荷为1.65 L／（m·s）。配1台桁架式刮吸泥机； 3 台污泥回流泵，单台Q ＝110 m3／h， H ＝10 m， N ＝5.5 kW； 2 台剩余污泥泵，单台Q ＝30 m3／h， H ＝12 m， N ＝1.5 kW。

（6）高效沉淀池。设计规模为1.0×104m3／d，采用2 组高效沉淀池，水力停留时间约89.3 min。单组混合区平面尺寸为1.35 m×1.35 m，有效水深为3.4 m，水力停留时间为1.8 min；单组絮凝区平面尺寸为3.0 m×3.0 m，有效水深为6.4 m，水力停留时间为16.6 min；单组过渡区平面尺寸为6.0 m×0.8 m，有效水深为6.2 m，水力停留时间为8.6 min；单组沉淀区平面尺寸为6.0 m×6.0 m，有效水深为6.0 m，水力停留时间为62.3 min；单组斜管区面积为18.9 m2，斜管区表面负荷为11 m3／（m2·h）。每组各配套1 台直径为800 mm 混合搅拌器， 1 台直径为1 100 mm 絮凝搅拌器及1 台直径为6 000 mm 污泥浓缩机。泵房内设置5 台污泥螺杆泵， 2 台内循环泵， 2 台污泥泵， 1 台公共备用，单台流量Q ＝8 m3／h， H ＝60 m， N ＝4.0 kW，设计污泥循环回流系数为0.04。

（7）臭氧催化氧化池。设计规模为1.0 × 104m3／d，臭氧投加量为25 mg／L，总水力停留时间为65.6 min，平面尺寸为13.1 m×6.0 m，有效水深为5.8 m，内部装填36 m3以Al2O3为载体负载Mn、Fe、 Ce、 Zn 等金属活性成分的臭氧催化剂。设置2 台空气源臭氧发生器，单台臭氧产量为6 kg／h。

（8） BAF。设计规模为1.0 × 104m3／d，分4格，单格平面尺寸9.0×4.0 m，有效水深为6.2 m，填料高度为3.5 m，正常滤速为2.89 m／h，强制滤速为3.86 m／h。设置曝气风机2 台，单台Q ＝12 m3／min， P ＝70 kPa， N ＝22 kW；反洗风机3 台， 2用1 备，单台Q ＝15.44 m3／min， H ＝70 kPa， N ＝37 kW；反冲洗水泵3 台， 2 用1 备，单台Q ＝380 m3／h， H ＝10 m， N ＝18.5 kW。

（9）纤维转盘滤池。设计规模为1.0×104m3／d，分2 组，每组设6 个直径2 000 mm 的过滤盘片，设2 台清洗水泵。

（10）接触消毒池。现状接触消毒池，有效容积为216 m3，平面尺寸为10.0 m × 5.4 m，有效水深为4.0 m，水力停留时间为31.1 min，设计次氯酸钠投加量为15 mg／L，液体贮存量按7 d 考虑。

（11）污泥脱水系统。设计新增2 台叠螺式污泥脱水机替换旧脱水机，单台处理能力为150 kg［干泥］／h，利用现状直径7 000 mm 污泥浓缩池1座。经脱水的污泥含水率为80%，贮存在储泥间后，定期由污泥车外运处置。

（12）除臭系统。每组生化池设置1 套全过程除臭系统，安装于缺氧池进水侧，污泥回流量为3%～8%。