新疆某工业园区污水处理厂设计实例

徐林

（中铁四局集团有限公司设计研究院， 合肥 230023）

1 工程概况

工业园区作为推进我国改革开放和经济发展的重要载体，一直被视为经济建设的主战场。近年来，工业园区迅速在全国各地展开布局，本项目作为园区招商引资的重要配套基础设施，需先行建设。然而，本项目服务园区内目前没有总体规划，无法确定后期入园的产业类型，同时受园区招商引资政策和外部市场条件的变化，给污水厂进水水质、水量预测带来极大的不确定性。污水厂建成后实际的原水水质、水量会与设计进水水质、水量存在明显差异。

2 污水厂进水水质特点

经建设单位介绍，园区定位为综合性工业基地，拟分为6大产业发展版块：纺织产业园、化工产业园、智能制造产业园、广东飞地产业园、小微企业孵化基地、中巴国际产业园。园区近期计划入园的主导产业为农副产品加工及纺织服装、无印染及化工产业。污水处理厂的进水近期以农副产品加工废水为主，可生化性较好；远期以工业废水为主，含有少量的生活污水，水质特点主要按工业废水考虑，水质难以预测。

近期企业排放的废水经过企业预处理后的特点为：

1）废水中总氮含量高，达30～50 mg/L，主要为NO3-、NH4+-N；

2）根据出水水质要求，本污水处理厂工艺方案的选择，不仅要考虑具有去除COD等有机污染物的功能，还要求具有去除氨氮、总氮功能。

参照新疆喀什周边地区部分县域污水厂水质，结合实际情况，并考虑到工业园区污水水质变化特点，综合确定工业园区污水处理厂进水水质。出水水质执行GB l8918—2002中一级A标准，回用于绿化灌溉。具体进、出水水质指标见表1。

表1 设计进、出水水质mg/L

3 废水处理工艺

3.1 废水处理工艺选择

本工程为园区综合污水，污水成分复杂，出水指标要求高，需要物理法、化学法以及微生物法共同使用才能出水达标。考虑运行费用经济合理，以微生物处理法为主，辅助以物理法、化学法。按处理流程，对工艺技术方案的考虑分为：预处理、生化处理和深度处理[1]。

3.1.1 预处理

工业废水的特点是水质和水量均有较大的波动，若没有对水质、水量的调节，会对后续的处理构筑物造成冲击，使后续的处理措施达不到应有的效果，根据工业废水的特点以及国内大量工业废水处理经验，需要设置格栅、调节池及事故池。

针对园区近期农副产品加工业、棉纺加工业等污水水质特点，本设计首先考虑设置混凝初沉池，去除水质细小SS等，并通过撇渣器进行隔油。

总体预处理：格栅→平流沉淀池→调节池。

3.1.2 生化处理

本项目园区内的污水主要是工业废水，由于各企业对废水进行了预处理，废水中含有一些难降解的有机污染物。在生化处理前设置水解酸化池，使难降解有机污染物水解为易生化的小分子有机污染物，提高BOD5/COD比，能有效地在后续的生化中去除COD。对于本工程，设计单位认为园区污水厂远期的进水水质尚存在一定的不确定性。为降低工程投资和运行费用，调节池后衔接生化工艺，本工程暂不考虑水解酸化处理，但出于安全的考虑，在污水厂设计中仍保留今后增加水解酸化处理的可能性。若污水厂今后投入实际运行后确实存在可生化性较差的问题，再根据实际情况制订解决方案。

从本工程的废水水质来看，主要污染物是COD、NH4+-N、TN和TP，因此所选污水生化处理工艺除了能去除有机污染物外，还需有较好的除磷脱氮功能。

生化处理为：改良型氧化沟（具有脱氮除磷功能）。

3.1.3 深度处理

经过生化处理，去除污水中大部分COD、NH4+-N、TN 和TP，但仍难以达标，还需要进行深度处理。因此，本工程可采用高密度沉淀池进一步去除污水中细小的悬浮物和有机物，经过高密度沉淀池处理后，其出水经过滤布滤池进一步过滤，去除TN、SS等指标，同时加药进一步去除TP，使磷能达标排放。

另外，考虑园区远期入园企业产业类型的不确定性，经过企业预处理后的废水水质难以精准预测，本次设计预留强化深度处理用地，为今后水质达标留有余地。如经过处理后仍难以达标，需要对污水进行改性，提高可生化性，改性后再经过深度生化处理，去除有机物、氨氮等。具体强化深度处理采用何种工艺，待园区发展到一定程度再根据具体进水水质情况决定，本次设计仅做预留。

深度处理为：高密度沉淀池→滤布滤池→消毒。

3.2 污泥处理工艺

污泥处置，首先需要的就是减容、降低含水率。本工程采用目前应用广泛、成熟的“高压板框压滤机脱水”工艺，使污泥含水率降到60%，最终进行卫生填埋。

3.3 工艺流程

污水处理厂工艺流程如图1所示。

图1 污水处理工艺流程图

4 主要构筑物及设备

4.1 初沉池（含调节池、事故池）

为节约用地，该构筑物集成了初沉池、调节池和事故池。初沉池尺寸为56.8 m×12.9 m×4 m，超高为1 m，表面负荷为3.1 m3（/m2·h），水力停留时间为1.8 h，分2格，近期两格1用1备，远期两格同时使用。调节池和事故池尺寸均为51.2 m×13.8 m×5.2 m，超高为1.3 m，水力停留时间为5.5 h。为均质水质和避免细小颗粒沉积，在调节池和事故池内各设4台立式搅拌器，单台桨叶直径2 800 mm，转速1 500 r/min，功率7.5 kW。

4.2 改良型氧化沟

主体生化处理采用能够生物脱氮除磷的底曝氧化沟工艺，整个池体主要由厌氧区、缺氧区和好氧区组成[2]。改良型氧化沟分2座，单座尺寸为56.48 m×27.15 m×5.5 m，超高为0.8 m，水力停留时间为21.1 h（其中，厌氧区2.0 h，缺氧区4.9 h，好氧区14.2 h），污泥质量分数为3.5 g/L，污泥负荷为 0.06 kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥龄为 20 d，污泥回流比为100%。采用鼓风曝气，由鼓风机房内3台罗茨鼓风机提供，2用1备，单台风量55 m3/min，风压68.8 kPa，功率110 kW。

4.3 高密度沉淀池

高密度沉淀池平面尺寸为16.5m×14m，超高为0.6 m，其中混合池的水力停留时间为2 min，絮凝池的水力停留时间为10 min，沉淀池内水在斜管区的上升流速为13.02 m/h。聚合氯化铝（PAC）固体投加量为30 mg/L，次氯酸钠投加量为0.5～1.0 mg/L。

4.4 消毒接触池

消毒接触池尺寸为15.5m×14.2m×4.85m，超高为0.75 m，消毒接触时间为50 min。尾水通过泵提升进现状蓄水池，潜污泵近期设2台（1用1备），远期增加1台，单台泵流量625 m3/h，扬程11 m，功率37 kW。

4.5 加氯加药间

加氯加药间为框架结构，平面尺寸为25 m×12.4 m，建筑高度8.1 m。设计PAC投加量30 mg/L，投氯量15 mg/L，聚丙烯酰胺（PAM）制备量1.5 kg/h。

4.6 污泥浓缩池

二沉池的剩余污泥和高密度沉淀池的化学污泥泵入污泥浓缩池进行完全混合、重力浓缩[3]。污泥浓缩池尺寸为φ10 m×4 m，超高为0.5 m。设中心传动污泥浓缩机1台，功率为0.75 kW；设污泥泵2台（1用1备），流量为90 m3/h，扬程8 m，功率4 kW。

4.7 高压板框压滤脱水机

污泥经浓缩、调理后，通过高压板框压滤脱水后的泥饼进行卫生填埋。设2台高压板框压滤脱水机，单片滤板尺寸1 250 mm×1 250 mm×78 mm，单台共35片，功率为5.5 kW+0.4 kW。压滤脱水后污泥含水率约为60%。

5 结语

本工程的实施对改善当地生态环境和投资环境具有重要意义，对促进社会经济可持续发展，有效缓解当地水资源匮乏，缓解区域水环境污染，改善区域水域水质起到非常重要的作用。同时，园区近远期水质变化的不确定性极大，为避免过度建设，造成不必要的投资浪费，为远期技术改造做了充足的预留。建设过程中有以下几点需注意：

1）在处理单元做出预留时，需结合总图布置在合适的位置预留出充足的用地，避免后期出现用地不足的问题。

2）合理划分好污水处理厂运维的边界条件，避免因进水水质超标而导致出水水质不达标问题。政府在引入重污染企业时，需同步做好污水厂的技术改造。

3）园区入园企业污水排放严格执行相应行业标准，任何单位、企业排放水质不得高于该标准。