江西广昌工业园区污水处理厂工程设计实例

周婧斐

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092）

广昌工业园区坐落于县城北面，东至旴江河，南与县城相连接，工业区吸引了大批客商的投资，导致工业废水排放量急剧增加，为了园区的可持续发展，工业区污水处理厂的建设已十分迫切。广昌工业园区污水处理厂于2017-05开工建设，2018-03竣工，2018-04试运行，2018-05正式投产，其服务范围为整个广昌工业园区污水，服务面积共10.6 km2。

1 工程规模

1.1 污水量预测及设计规模

采用人均综合用水量指标法、建设用地综合用水量指标法、人均综合生活用水量指标法[1-2]三种方法，预测广昌工业园区污水处理厂污水量一期的污水量取为5 000 m3/d，二期的污水总量取为20 000 m3/d。

1.2 厂址选择

污水厂厂址位于答田溪与盱江交汇处南侧、盱江西岸，206国道东侧，厂址选择具有如下特点：①厂址西侧有206国道，交通方便，东侧邻近盱江，尾水排河较近；②厂址靠近工业园区，处理尾水便于回用，有利于污水资源化；③厂址处现状为农田，不存在拆迁问题。

2 进出水水质

2.1 进水水质

根据对本项目工业企业调查的实际情况，设计进水设计值如表1所示。考虑到污水厂生物处理系统运行的稳定性与安全性，根据广昌县环保部门要求，工业废水必须达到《污水排入城市下水道水质标准》（GJ 3082—1999）后，方可排入城市污水管网并进入污水厂[3]。

表1 进水水质设计值建议表（单位：mg/L）

2.2 污水厂出水水质

本工程出水水质标准暂定达到国家一级B标准（GB 18918—2002），出水水质主要指标如表2所示。

表2 出水水质主要指标一览表（单位：mg/L）

3 工艺流程

污水预处理工艺流程如图1所示。污水预处理主要通过粗格栅、细格栅及旋流沉砂池的拦污沉淀去除部分大颗粒污染物，通过混凝沉淀去除细小的固体污染物，之后经过水解酸化将大分子分解成小分子，提高了污水可生化性，最终进入二级生化工艺AAO反应系统。污泥通过污泥浓缩脱水一体机进行处理后，干泥运送政府指定地点进行后续处置。

4 一期主要处理构筑物及设计参数

根据本工程水量小及征地面积小的特点，主体工艺采用组合池，既减小占地面积又节省投资。

4.1 粗格栅进水泵房

粗格栅的设置，用以去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于20 mm的杂物，以保证污水提升系统正常运行，土建按远期工程进行设计，分期安装设备。一、二期共2条渠道。在每条渠的前、后位置上设置镶铜铸铁方闸门，以便检修时使用。粗格栅选择中国生产技术成熟、实际运行经验丰富、经中国众多污水处理厂运行证明运行效果好、维修维护简便的钢丝绳牵引格栅除污机，同时考虑到粗格栅的使用情况，一期设2台粗格栅（1用1备），二期2用。提升泵房土建按远期规模设计，设备分期安装。近期考虑3台水泵（1台常用，1台调峰，1台备用），远期更换大泵并增加一台泵。平均流量：5 000 m3/d=208.33 m3/h≌0.06 m3/s，变化系数Kz=2.5；设计流量为0.15 m3/s。

图1 工艺流程

4.2 细格栅及旋流沉砂池

设计流量：平均值为5 000 m3/d=208 m3/h≌0.06 m3/s，最大值为521 m3/h≌0.15 m3/s，格栅渠与沉砂池合建。

4.3 综合生化池

综合生化池包括调节事故池、混凝沉淀、水解酸化、兼氧沉淀、A2O反应、二沉等功能区。

4．3．1 调节事故区

由于工业园区内企业类型复杂，因此排放的废水性质差异很大，而且废水排放不规律，变化系数大。根据工业园区的要求，入园企业必须将生产废水预处理达到《污水排入城镇下水道标准》后才能排入园区污水管网，但是不排除园区企业事故排放的情况。为了解决以上两种问题，设计建设调节事故池一座，其中调节池2格，事故池1格，各池之间相互独立，但设有联通的措施。调节池和事故池均设置机械搅拌，以实现均衡水质的目的，同时防止悬浮物在池内沉积。防止进水中悬浮物淤积，降低集水池的水量调节能力。调节池和事故池内各设超声波液位计1套，自动控制水泵的启停。设计流量：平均值为208 m3/h；调节池时间：8.0 h；事故池时间：4.0 h。

4．3．2 混凝沉淀区

由于来水水质的特性，设计考虑设置混凝沉淀池，加入酸或碱对来水pH值进行调节，来水中微量的稀土离子可与碱发生沉淀反应，将其去除；同时，加入PAC、PAM混凝剂促进混凝沉淀，保证后续生物处理工艺稳定运行。池内设pH在线监测仪2套。

设计流量：平均值为208 m3/h；混合HRT：14 min；絮凝 HRT：30 min；沉淀区表面负荷：1.8 m3/（m2·h）。

4．3．3 水解酸化及沉淀区

由于本工程污水中COD为主要污染因子，会造成经常性的水质冲击，影响后续生化处理单元的稳定运行。水解酸化单元作为生化处理单元的预处理工艺，可减轻对好氧生化单元的水质冲击，更好稳定后续好氧工艺的污泥性状，保证污水处理系统出水达标。水解酸化池采用推流式水解反应器，在推流式反应器内，利用安装的搅拌装置使反应器内实现混合，因此混合效果好，是典型的完全混合型反应器，但此类反应器由于泥水完全混合，需要增设沉淀池将处理污水与厌氧污泥分离，并将沉淀的污泥回流至水解反应器，以维持反应器内的污泥浓度，加快水解过程的进行。

设计流量：平均值为208 m3/h；水力停留时间：6 h；污泥浓度：3 500 mg/L；污泥负荷：0.45 kg CODcr/kg MLSS·d。水解沉淀停留时间：2 h；水力负荷：0.896 m3/（m2·h）。

4．3．4 AAO 反应区及二沉区

利用AAO反应池中大量繁殖的活性污泥中的微生物完成降解水中有机污染物质，达到预期的水质净化目的，有硝化和反硝化过程，具有脱氮、除磷功能。AAO池主要采用风机和盘式微孔曝气器作为主要供氧设备，盘式微孔曝气器的作用还可以保证足够混合流速。通过厌氧、缺氧和好氧池的反应，使污水中的有机物、氮、磷得到有效去除。二沉池采用平流式沉淀池，采用桁架式吸泥机排泥，带浮渣刮集装置。出水采用不锈钢出水堰（带浮渣挡板），钢砼结构。

设计流量：平均值为208 m3/h；厌氧区停留时间：1.5 h；缺氧区停留时间：4 h；好氧区停留时间：14.4 h；污泥浓度：3 500 mg/L；污泥负荷：0.14 kgBOD5/kg MLSS·d；气水比8∶1，所需气量27.78 m3/min。沉淀时间：3.6 h；水力负荷：0.67 m3/（m2·h）；水平流速：2.20 mm/s。

4．3．5 消毒区

由于生化反应出水中含有大量细菌，出水水质不能达到一级B排放标准要求大肠杆菌数控制指标，因此，在出水中加次氯酸钠消毒，杀灭大量微生物，确保出水水质。设计流量：平均值为208 m3/h；停留时间：1 h。

4.4 储泥池

储泥池用于储存浓缩混凝沉淀池和综合生化池的剩余污泥。剩余污泥流量：94.2 m3/d，含水率99.1%。

5 效益分析

经济效益：本工程建设项目总投资为2 839.57万元，其中工程费用合计2 224.96万元。单位处理成本2.80元/吨水，经营成本2.11元/吨水，收费建议按照3.35元/吨水，项目投资财务内部收益率为6.38%（税前），大于行业基准收益率5%，项目投资回收期为14.85年（税前），小于行业基准投资回收期18年，经济效益良好。

环境效益：工程建成后，COD年排放减少量约803 t，SS约减少511 t，TN约减少63.9 t，极大减少了污染物排放量，能够取得较好的经济效益。

6 结论

广昌工业园区污水处理厂自正式投产以来，已稳定运行1年左右，经了解，出水情况如下：COD为13～23 mg/L，SS为4～15 mg/L，NH3-N为0.1～0.35 mg/L，TN为1～6 mg/L，TP为0.1～0.3 mg/L，出水达到一级B标准，除SS外，其他水质指标已达到一级A标准，后续若需提标改造达到一级A标准，仅考虑SS进一步去除即可。该项目的建设满足了该地区社会经济快速、持续发展的要求，对于改善和提高城市生态环境质量，保障人民的生活与健康安全，提升城市综合实力与形象，为创建“两型”社会奠定坚实基础等方面都具有重大意义。