某工业企业新型一体化污水处理设备的设计分析

吴勇，黄耀平，王斌

摘 要：近年来，随着我国工业事业的快速发展，使得水资源污染和水质恶化的情况较为突出。为了更好地适应绿色金融下对绿色信贷的控制，作为能耗高和污染高的企业，必须加强新型节能环保设备的研究。文章以污水处理设备为研究对象，结合某企业的实践，在论述国内外污水处理现状的基础上，提出加强新型一体化污水处理设备设计的几点思路与对策，以更好地促进其在污水处理中的应用。

关键词：新型一体化；污水处理设备；分析

中图分类号：X703.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0103-02

Abstract： In recent years， with the rapid development of industrial undertakings in China， the pollution of water resources and the deterioration of water quality are more prominent. In order to better adapt to the control of green credit under the green finance， as the enterprises with high energy consumption and high pollution， it is necessary to strengthen the research of new energy saving and environmental protection equipment. This paper takes the sewage treatment equipment as the research object， combines the practice of a certain enterprise， and on the basis of discussing the domestic and foreign sewage treatment present situation， puts forward some ideas and countermeasures to strengthen the design of the new integrated sewage treatment equipment， in order to better promote its application in sewage treatment.

Keywords： new integration； sewage treatment equipment； analysis

近年来，随着绿色信贷政策在我国的逐渐推广和实施，使得很多能耗大和污染大的工业企业在获取信贷支持上的难度正在不断加大。工业企业要想在这样的环境下实现升级转型，势必需要得到金融机构的信贷支持，而这就需要加强现有污水处理设备的改进和优化，才能更好地朝着绿色、低碳、环保的方向发展。以下笔者结合自身浅见，就此展开分析。

1 基于一体化污水处理设备分析国内外现状概述

1.1 国外一体化污水处理设备现状概述

近年来，全球对污水处理的重视程度提升到前所未有的高度。所以国内外在一体化污水处理设备方面的研究也在不断加大。例如美国、德国、英国、日本等很多发达国家在一体化污水处理设备上加大了投入力度，使得这些国家在污水处理技术上处于全球领先地位。例如德国PDG公司开发的膜过滤系统的污水处理设备，不仅具有反渗透功能，而且还具有微滤功能与超滤功能，能有效地对水中的颗粒物进行处理，在电力、电子和饮料以及酿造等行业得到了广泛的应用。

1.2 国内一体化污水处理设备现状概述

一是在城市污水处理设备方面，由于国家对污水治理的要求不断加大，使得城市生活污水处理方面研发了诸多一体化污水处理设备。例如目前在很多高档生活小区中广泛应用的一体化污水处理设备，主要是在悬浮填料与潜水曝气技术，使得COD去除率高达80%，有效避免了噪音给周边环境带来的影响，且安装时具有较强的便利性和维护的简便性。而除此之外，在部分小区中还采用了一体化、地埋式的生活污水处理系统，主要是在A/0生化工艺的支持下，利用生物降解污水沉降与氧化消毒等技术，对生活污水进行处理，不仅占地少，而且结构十分紧凑，并将其全部埋在地下，运行中有着较强的经济性、抗冲击浓度和较高的处理效率。

二是在工业污水处理方面。由于其不仅成分多，且有着复杂的成分与较高的COD浓度，而其毒害性较强，可生化性较差，为避免其给环境带来破坏和污染，就需要强化处理，尤其是應加强一体化污水处理设备的研究。目前我国的工业用的一体化污水处理设备的执行标准主要是《城镇污水处理厂污染物浓度排放标准》GB18918-2002。常见的工艺有A/O工艺、SBR工艺、CASS工艺、MBR工艺，应用领域主要是在水解酸化、接触氧化、杂质沉淀、消毒处理、污泥好氧消化等。

2 案例分析

某工业企业生产的污水在利用物化生物法处理的基础上，其能满足国家综合污水的一级排放标准。而自2015年之后，由于该企业开设了几条新生产线，这些新增的生产线每天产生2300吨的污水排放量。而实际要求是维持原有的水平，所以需要对污水实施深度处理，才能满足回收利用的有关指标要求（具体详见表1），同时还能促进污水排量的减少，提升水资源的利用率。因而研发设计了新型一体化污水处理设备。

3 设计要点分析

3.1 工艺流程的分析

为了满足实际需要，在本次改造中，首先对污水处理优化后的技术流程进行了明确。具体详见图1。

3.2 设计方案的分析

通过图1不难看出，主要是在新增生产线之后，为满足不增加污水排放量的目标，在原有的生物处理系统的基础上添加了一体化污水处理设备。主要是通过深度处理部分污水，既能将污水排量降低，又给企业的生产提供回用水。但是该设计思路下确定的新型一体化污水处理设备，因为每个部分的机构不同和分布局势不同，所以在对该设备布局时，需要结合其布局结构进行针对性的确定，主要是立式与卧式两种结构。

就立式结构来看，主要包含了三个部分：一是混合絮凝区（锥台体）；二是沉淀区（扇形锥台体）；三是变速过滤区（扇形锥台体）。其工艺原理是：污水→进水管→配水区→混合区→分隔板混合→絮凝区→集水管→斜板沉淀区→集水槽→变速过滤区（多孔介质）→出水管。其优势就在于水力特性好，且死角少，具有较好的处理效果。

就卧式结构来看，主要包含了五个部分：一是絮凝池；二是沉淀池；三是中间池；四是过滤池；五是反冲洗。其工艺原理是：污水→进水管→絮凝池→搅拌→中间池→斜管沉淀池→过滤池→排除。而在反冲洗方面，主要是将进水管关闭的基础上，反冲洗水在过滤池中冲洗，再由泥管排出污泥。其优势就在兼具立式结构的优势，还能以立方体的方式呈现在我们面前，这就为各部分的加工处理带来方便，且降低了对厂房高度和泵的要求。

但需要注意的是，因为其构成的诸多不同，在对其进行分类时，需要针对性的确定。比如以絮凝区内搅拌机构不同，就可以将絮凝池分成机械、水力、增加颗粒三种。而若结合絮凝机械布置方式时，又能将其有水平和垂直之分。所以在本设计中，不管是立式还是卧式，二者均有着自身的优势与不足。最终确定以卧式结构进行设计。

3.3 具体设计要点分析

3.3.1 搅拌机构的设计要点分析。本次设计中，在搅拌机构方面，主要是利用机械絮凝池。其通过电机轴驱动叶片使污水在运动中絮凝，属于垂直轴式与旋转运动相结合的方式，并利用无级变速电机，既能有效调节转速，还能平稳的运行。具体工艺参数由于涉及商业机密在此省略，下同。

3.3.2 沉淀池的设计要点分析。沉淀池是处理污水的主要装置之一。在本工程设计中，A沉淀池为异向流斜管沉淀池，并在沉淀区引入斜管之后，就能有效的将表面负荷降低，设计的最大流量是每小时60吨，总变化系数为1.45，斜管长1m，颗粒有效速度为每秒0.4mm，清水上升的速度为每秒3mm。而B沉淀池采用的是生流式异向流斜管沉淀池，并采用型号为D35的聚丙烯管，其水平倾角是60°。为达到集成设备的目的，本工程采用的清水区面积宽度是2.5m，沉淀池的长度是5.3m，并结合导管端的积泥与絮流带来的影响，将过渡区的斜管长度设置为200mm，而斜管的总长度是1000mm。并利用穿孔管进行排泥，一般需要将其横向布置。但是由于本次设计属于二次深度处理，所以污泥量不大，故决定采取纵向布置，采用DN200的穿孔排泥管，长度为5.6m，比沉淀池的长度稍长即可。

3.3.3 过滤池与中间池的设计要点。一是在对过滤池设计时，因沉淀池全天候工作，所以每次冲洗6分钟之后，需要停留一定的时间，故设计过滤池的高度为3.2m。二是在设计中间池时，为确保每个部分得到有效的集成，这样形成的设备才能形状规则，通过以上沉淀池与絮凝池设计尺寸，将中间池尺寸确定为2.5×1.5m。

3.3.4 辅助装置的设计要点。一是在选取管道混合器时，所选的混合设备应结合混凝剂的品种，确保药剂和水的混合更加充分和急剧，通常混合时间在10到30秒之间。常见的有水力与机械两种混合方式。其中，前者简单，但难以满足流量变化。而后者则能针对性的进行调节，能有效适应不同的流量变化。混合方式主要是结合处理工艺的布置、水量、水质、投入的药剂品种与数量和维修条件等而确定。二是在选取在线浊度时，因深度处理水必须回用才能满足排放总量不变的需求，而回用水在水质上较高，因而在做好水处理的基础上，还要检测水质，并与其处理标准进行对比，同时反馈比较量，对絮凝剂添加量与污水输入量进行控制，有效促进其处理效果更加稳定。所以，一般在一体化污水处理设备的出水管道中安装在线浊度仪对其排出水质进行实时监控，并选取两套在線浊度仪，分别在A、B一体化处理设备中安装。

3.4 设计总结

本次设计主要是基于絮凝、沉淀、过滤的思路深度处理工业污水，并通过实际运行，其处理效果满足污水排放与回用水的标准。由于该企业的污水性质较为复杂，在设备中还设置了氧化沟模块，提升了设备柔性。

4 结束语

综上所述，在进行新型一体化污水处理设备时，首先必须明确设计目标，并结合实际需要，切实掌握设计要点，才能更好地确保污水处理成效，提升工业企业的防污控污能力。

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