某经济开发区工业污水处理厂工程应用案例

孙婧

安徽华骐环保科技股份有限公司 安徽马鞍山 243061

摘要：以某经济开发区工业污水厂为例，介绍了该项目的工艺流程和设计参数等。污水处理厂近期设计规模2000m³/d，变化系数K_z=1.93，远期设计规模3000m³/d，变化系数K_z=1.84。主体工艺采用“预处理＋水解酸化池+A²/O生化池＋二沉池”，设计出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。污泥经污泥浓缩脱水机脱水后形成含水率≤80%左右的泥饼，装车外运处置。工程服务面积约500公顷，总投资为2817.57万元，单位运营成本为1.63元/吨水。

关键词：经济开发区、工业废水、污水处理、设计案例、A²/O

1、项目概况

本项目为某经济开发区污水处理厂，近期设计规模2000m³/d，变化系数K_z=1.93，远期设计规模3000m³/d，变化系数K_z=1.84。近期新建规模2000m³/d的工业废水污水处理厂1座。污水处理厂主体工艺采用“预处理＋水解酸化池+A²/O生化池＋二沉池”，设计出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。其中水解酸化池及A^2/O生化池土建及设备均按照近期（2000m³/d）规模建设，旋流沉砂池、调节池、事故池、二沉池、巴氏计量槽、储泥池等土建及设备均按照远期（3000m³/d）规模建设，其余单体及公辅设施土建按远期（3000m³/d）规模建设，设备按近期（2000m³/d）规模配置。

2、设计进、出水水质

该经济开发区处于起步阶段，居住人口较少，考虑周边已建污水处理厂的进水水质和现有园区企业水量和水质的调研情况进行水质预测，并考虑一定的设计余量。根据环境影响报告书及批复可知，出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。污水处理厂设计进、出水水质详见表1：

表1 污水处理厂设计进、出水水质（除pH值外，其它指标单位均为mg/L）

由于规划工业区内企业不同，故工业废水水质极为复杂，且含有部分对微生物有毒有害的污染物质。且目前园区处于起步阶段，引进企业类型具有很大的不确定性，目前无法准确确定特种污染因子的水质情况，为了保护城市下水道设施不受破坏，保证拟建污水处理厂的正常运行，对于表1中未列入的其他指标，工业企业必须经过预处理达到《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）中的B级标准后方可接入拟建污水处理厂，且第一类污染物须在企业车间排污口处理达标后方可入网。

3、工艺流程

本污水处理厂污水处理工艺流程图见下图1所示：

图1 污水处理厂工艺流程图

工艺流程主要简述如下：

从市政排水总管截流下来的工业废水，首先进入污水厂粗格栅及提升泵房，经粗格栅拦截水中大块漂浮物后由潜水泵提升至细格栅及旋流沉砂池，分离并去除污水中砂粒。

沉砂池出水自流进入调节池，实现工业废水的均质和均量，以保证后续工艺运行稳定，调节池的出水再进入水解酸化池，对于较难降解的工业废水进行改性处理，使大分子有机物转化为小分子有机物，打开长链烃，降难降解有机物转化为可降解有机小分子，提高污水生化性来降低后续的好氧处理的负担。经水解酸化处理后的出水进入A²/O生化池，经过A²/O生化处理后，大部分污染物被微生物降解，出水自流进入二沉池，利用污泥与水的比重的不同进行固液分离。二沉池出水再经紫外线消毒后流入市政管网。

生化过程中产生的污泥经提升，大部分回流至厌氧池，小部分作为剩余污泥，同水解酸化池中产生的剩余污泥一起排至储泥池，经污泥浓缩脱水机脱水后形成含水率≤80%左右的泥饼，装车外运处置。

为了防止发生停电和来水水质异常等突发情况，在沉砂池出水渠设置超越管，在事故时可直接排入事故池，待系统运行正常后，再小流量泵提至调节池，进入系统重新处理。

4、工艺参数

工艺参数指污水处理厂内的构（建）筑物的尺寸、参数选取以及设备选型，主要包括：粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、调节池、事故池、水解酸化池、A²/O生化池、二沉池、紫外消毒池、巴氏计量槽、污泥储池、污泥脱水车间、风机房、加药间、变电所、办公用房。其中公辅设施均按远期考虑建设，工艺处理单元具体设计流量详见表2。

表2 各工艺单位构筑物设计流量一览表

4.1 粗格栅及提升泵房

功能：粗格栅去除污水中较大的漂浮物，保证污水提升泵的正常运行；提升泵房提升污水以满足后续污水处理高程要求。

粗格栅和提升泵房合建，土建按远期设计，设备按近期购置安装。粗格栅渠道2条，单组渠宽0.7m，渠长3.95m，渠深3.8m。提升泵房为半地下式湿式泵站，平面尺寸为上底3.0m、下底7.0m、高2.0m的等腰梯形和7.0×3.0m的矩形组合池形。

主要设备：①机械格栅1台（远期增加1台），采用回转式格栅除污机，栅条间隙b=10mm；②渠道闸门4台，采用铸铁镶铜方闸门，400×400；③提升泵3台，（其中2台变频，远期增加1台），流量80m³/h，扬程11m，电机功率5.5kW。

4.2 细格栅及旋流沉砂池

功能：细格栅去除污水中较小的漂浮物；旋流沉砂池去除污水中砂粒或其他比较重大较大颗粒。

细格栅为钢筋混凝土结构，细格栅渠道2条，单组渠宽0.7m，渠长3.0m，渠深1.5m。旋流沉砂池φ2000mm，表面负荷q=114m³/m²·h，由于本项目水量小，采用一体化旋流沉砂池设备。

主要设备：①回转式细格栅1台（远期增加1台），栅条间隙b=5mm；②螺旋输送机1台；③铸铁镶铜方闸门4台，300×300；④旋流沉砂池一体设备1套，φ2m；⑤鼓风机2台（1用1备），单台风量为0.8m³/h，风压0.05MPa，电机功率3.0kW；⑥砂水分离器1台，φ220mm。

4.3 调节池及事故池

功能：调节池用于调节水质、水量；事故池可在事故时接纳工业废水，暂时存储。

调节池和事故池合建，土建、设备均按远期规模设计，事故池可超越。构筑物为半地下式钢筋混凝土结构，调节池设计尺寸14.0×12.0×6.5m（净尺寸，有效水深6.0m），设计停留时间HRT=8h，事故池设计尺寸10.5×12.0×6.5m（净尺寸，有效水深6.0m），设计停留时间HRT=6h。

主要设备：①排泥泵2台（1用1干备），流量100m³/h，扬程7m，电机功率4kW；②潜水搅拌机2台，叶轮φ=580mm，电机功率7.5kW；③提升泵2台（1用1备），流量50m

³/h，扬程7m，电机功率3kW。

4.4 水解酸化池配水井

功能：向2座水解酸化池均匀分配污水。

水解酸化池配水井土建按远期规模设计，设备按近期规模配置。构筑物为钢筋混凝土结构，设计尺寸2.95×3.25×4.5m。

主要设备：①铸铁镶铜圆闸门1台，DN250；②铸铁镶铜圆闸门1台，DN200。

4.5 水解酸化池

功能：在去除一部分有机物的同时，确保大分子尽可能多的降解为小分子，提高废水的可生化性。

水解酸化池土建、设备均按近期规模设计，与A²/O生化池合建。构筑物为半地下钢筋混凝土结构，设计尺寸12.8×10.0×7.2m。

主要设备：①布水器4套，流量Q=10-30m³/h，含设备本体、布水帽、布水软管，布水帽（SUS304)、布水管（PP），含流量调节器。

4.6 A²/O生化池

功能：利用微生物菌群降低和去除污水中的污染物质，特别是可生物降解的有机物质、氮，磷等，是本工程的核心构筑物（按近期规模设计）。

生化池土建、设备均按近期规模设计，与水解酸化池合建。构筑物为半地下钢筋混凝土结构，1座（分2组，每组尺寸如下）：预缺氧区尺寸2.0×3.0×6.4m，厌氧区尺寸2.0×6.7×6.4m，缺氧区尺寸3.5×10.0×6.4m，好氧区尺寸10.5×10.0×6.4m。

污泥负荷Fw=0.13kgBOD₅/KgMLSS·d，污泥浓度MLSS=3500mg/L，泥龄θc=18d，需氧量1.8kgO₂/kgBOD₅，气水比7:1，HRT预缺氧0.8h，HRT厌氧1.8h，HRT缺氧4.6h，HRT好氧13.6h， 污泥回流比R=100%，混合液回流比R=200%。

主要设备：①预缺氧池推流器2台，采用低速潜水推流器，电机功率2.2kW；②厌氧池推流器2台，采用低速潜水推流器，电机功率2.2kW；③缺氧池推流器2台，采用低速潜水推流器，电机功率5.5kW；④好氧池曝气系统1套，采用盘式微孔曝气器，膜片有效直径φ215mm；⑤内回流泵4台（2用2备），流量83.3m³/h，扬程1m，电机功率1.5kW。

4.7 二沉池配水井及污泥泵房

功能：配水井均匀配水至二沉池。污泥泵将一定数量的活性污泥回流到生化处理系统，以维持生化系统的活性污泥浓度，保证其生化反应能力，同时将生化系统产生的剩余污泥提升到污泥脱水机房。

二沉池配水井和污泥泵房合建，土建按照远期规模设计，设备按照近期规模设计。构筑物为钢筋混凝土结构，二沉池配水井设计尺寸4.0×2.85×3.2m，污泥泵房设计尺寸4.0×6.0×6.9m。

主要设备：①污泥回流泵2台（1用1备，2台变频，远期增加1台），流量83m3/h，扬程10m，电机功率5.5kW；②剩余污泥泵2台（1用1备），流量25m3/h，扬程10m，电机功率2.2kW；③出水闸门2台，采用铸铁镶铜圆闸门，DN250；④进泥闸门2台，采用铸铁镶铜圆闸门，DN200。

4.8 二沉池

功能：对生化处理后的混合液进行固液分离。

二沉池土建、设备均按远期规模设计，构筑物为钢筋混凝土结构，采用辐流式二沉池2座，单座φ=10m，H=4.5m。

主要设备：①周边传动浓缩刮泥机（半桥）2套，D=10m。

4.9 紫外消毒池

功能：紫外消毒，使类大肠杆菌群≤1000个/L。

消毒池土建按远期设计，设备按近期购置安装。构筑物为钢筋混凝土结构，池体尺寸11.5×2.1×1.6m。

主要设备：①渠道闸门1台，采用铸铁镶铜方闸门，300×600；②超越闸门，采用铸铁镶铜方闸门，300×300。

4.10 巴氏计量槽

功能：用于出水计量。

巴氏计量槽为半地下钢筋混凝土结构，土建和设备均按远期设计。池体尺寸11.5×0.8×1.6m。

主要设备：①巴氏计量槽1套，标准型4号。

4.11 储泥池

功能：对系统剩余污泥进行储存，利于污泥浓缩脱水机运行。

储泥池为钢筋混凝土结构，土建和设备均按远期设计。池体尺寸4.0×4.0×4.0m（有效深度3.0m）。

主要设备：①潜水搅拌机1台，电机功率3.2kW。

4.12 污泥脱水车间

功能：放置污泥脱水工艺设备和加药装置，将污泥脱水至含水率≤80%。。

污泥脱水车间为混凝土框架结构，土建按远期设计，设备按近期购置安装。平面尺寸15.5×8.0m。

主要设备：①带式污泥浓缩脱水一体机1台，有效带宽0.75m，处理能力4.5~7.5m³/h，电机功率0.94kW；②进泥螺杆泵2台（1用1备），流量Q=1~7m³/h，扬程H=20m，功率N=2.2kW；③清洗泵1台，流量Q=8m³/h，压力P=0.6MPa，功率N=2.2kW；④PAM絮凝剂制备设备1套，加药量500L/h，电机总功率：N=1.5kW；⑤加药泵2台（1用1备），流量Q=0.1-0.4m

³/h，扬程H=20m，功率N=0.75kW；⑥输送机2台（水平、倾斜各1台），螺旋直径260mm，水平长度L=5m，N=2.2kW，倾斜长度L=10m，N=3.0kW。

4.13 加药间

功能：投加、储存除磷药剂和补充碳源的药剂。

加药间为混凝土框架结构，土建按远期设计，设备按近期购置安装。平面尺寸6.5×8.0m。

主要设备：①PAC加药系统1套，含PE储罐（2m³）、2台加药计量泵（25L/h）、1台卸药泵及管配件；②乙酸钠加药系统1套，含PE储罐（2m³）、2台加药计量泵（25L/h）、1台卸药泵及管配件。

4.14 风机房

功能：放置好氧池曝气用的鼓风机。

风机房为混凝土框架结构，土建按远期设计，设备按近期购置安装。平面尺寸7.2×8.0m。

主要设备：①空气悬浮风机2台（1用1备），单台风量为9.7m³/min，风压0.065MPa，电机功率18.5kW。

5、投资及运营成本

本项目工程服务面积约500公顷，总投资为2817.57万元。本项目运营成本含动力费、药剂费、人工费、污泥运输费、大修维修费、在线监测设备维护费、化验费、日常管理费用及其它费用，年直接经营成本为：119.17万元，单位运营成本为1.63元/吨水。

6、结论

（1）污水处理厂，分近、远期建设，其中污水处理厂近期设计规模2000m3/d，变化系数Kz=1.93，远期设计规模3000m3/d，变化系数Kz=1.84。近期新建规模2000m³/d的工业废水污水处理厂1座。污水处理厂工程主体工艺采用“预处理＋水解酸化池+A2/O生化池＋二沉池”，设计出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，出水水质可稳定达标。污泥经浓缩脱水后（含水率≤80%），可外运处理处置。

（2）本项目总投资2817.57万元，单位运营成本为1.63元/吨水。

参考文献：

[1] GB50014-2006，《室外排水设计规范》[S].北京：中国计划出版社，2006.

[2] 潘涛，李安峰，杜兵，废水污染控制技术手册[J].北京：化学工业出版社，2013.

[3]崔玉川，刘振江，张绍怡，城市污水厂处理设施设计计算[J].北京：化学工业出版社，2011.

[4]北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册：城镇排水（第5册）[K].北京：中间建筑工业出版社，2004.