西藏自治区某工业园区污水处理厂工程设计实例

李火均 邢铭汕

（1.广东开源环境科技有限公司，广东东莞 532000；2.广东省地质局第二地质大队，广东汕头 515064）

1 引言

某工业园区位于西藏自治区拉萨市辖区，是整个西藏工业发展战略布局的重要一环，是拉萨市工业的重要组成部分。在工业园区招商引资项目实施的同时，对配套的污水处理厂及管网进行建设，以保证项目在建成投入生产后污水处理厂能同时运行，使区域产生的工业污水能及时得到处理，达到排放标准后排入附近河流或回收利用。坚持经济建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展，实现环境效益、社会效益和经济效益的有机统一。污水厂近期工程主要的服务范围为工业园区近期规划区内企业、园区配套居住服务区的工业废水及生活污水，面积为267.36 hm2，远期工程主要的服务范围为整个工业园区规划区内企业、园区配套居住服务区的工业废水及生活污水，面积为658.02 hm2。

2 污水进出水水质及工艺流程

设计出水水质执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。工程设计进水水质见表1。

表1 工程设计进水水质 mg/L

工程设计出水水质见表2。

表2 工程设计出水水质

污水处理工艺流程见图1。

图1 污水处理工艺流程

污泥处理工艺采用“污泥浓缩＋污泥调理＋高压隔膜板框压滤机”深度脱水工艺，具体工艺流程见图2。

3 工程设计

完整的污水厂处理工艺主要有预处理工艺系统、生化处理工艺系统、污泥处理措施等［1-5］，部分工程需要根据项目所在地情况设计采暖通风系统。每个系统所采用的方法各有特点，需结合项目实际进出水水质和自然条件，因地制宜选择最适合的工艺。

3.1 预处理工艺系统

本工程预处理单元包括调节池、混凝反应初沉池及水解酸化池。经细格栅处理后的废水自流进入调节池，废水水质水量在调节池内得以均衡，以减轻冲击负荷，提高后续处理效果。为避免悬浮物在调节池内沉积，在调节池内安装有潜水搅拌机。

由于废水中悬浮物含量较高，且可能含有有毒有害物质，对厌氧微生物有毒害和限制作用，不利于生化处理，因此，为减轻后续生化系统的压力，拟设置混凝反应初沉池。

针对工业废水中难生物降解物质多，废水经自流进入水解酸化池，通过厌氧菌、兼氧菌的作用，将废水中的不溶性有机物水解为可溶性物质，将大分子难生物降解的物质转化为易于生物降解的物质（如有机酸类），改善污水的可生化性，为后续的好氧生物处理创造条件。废水经水解、酸化后可生化性将大大提高［6］。

废水经预处理后去除了部分悬浮物和抑制微生物生长的有毒有害物质，并且把一些难生物降解的物质转化为可生物降解的物质，为后续构筑物的处理效率提供了保证。

（1）调节池设计规模数量1座，土建及设备规模按近期0.5万m3/d建成及配套。规格尺寸L×B×H＝28.5 m×22.0 m×6.5 m，有效水深6.0 m，有效容积3 750m3，停留时间18 h。配套设备：潜污泵，设备参数为Q＝105 m3/h，H＝9.5m，N＝5.5 k W，数量3台（2用1备，变频控制）；电动葫芦，设备参数为起重量1.0 t，起升高度10 m，N＝1.5 kW，数量1套；潜水搅拌机，设备参数为D≥1 300m m，N＝4 kW，数量3套（含起吊系统）。

（2）混凝反应初沉池设计规模数量1座（2组并联运行），土建及设备规模按近期0.5万m3/d建成及配套。规格尺寸L×B×H＝20.0m×12.0m×4.5m，反应时间40m in，表面负荷0.9m3/（m2·h）。配套设备：污泥泵，设备参数为Q=45 m3/h，H=10m，N=2.2 kW，数量3台（2用1备）；搅拌机Ⅰ，设备参数为转速50 r/min，N=1.5 kW，数量1套；搅拌机Ⅱ，设备参数为转速15 r/min，N=0.75 kW，数量2套。

（3）水解酸化池设计规模数量1座（2组并联运行），土建及设备规模按近期0.5万m3/d建成及配套，池内设置潜水推流器及组合填料。配水方式为管路及进水孔洞配水，经过潜水推流器作用，污水处于推流完全混合态。规格尺寸L×B×H=40.0m×16.0m×6.5m，有效水深6.0 m，有效容积3 840 m3，停留时间18 h。配套设备：潜水推流器，设备参数为D≥1.2m，N=3 kW，数量4套（含起吊系统）；组合填料，设备参数为φ160mm×H3 000mm，间距200mm，数量为615m3（配套填料支架）。

3.2 生化处理工艺系统

本工程二级处理的主体工艺采用两级A/O生物池工艺，该工艺兼具生物脱氮除磷功能，提高污泥负荷，通过保证氧化沟多样的污泥生长状态和良好的污泥浓度梯度，可有效提高生物降解效率，增加生物除磷功效，减少后续工序的化学除磷的加药量，减少能耗。

经两级A/O生物池处理后废水自流进入二沉池进行沉淀，二沉池的污泥通过污泥泵回流至水解酸化池及A/O生物池以保证池内的污泥浓度及满足除磷需要，少部分剩余污泥排至污泥浓缩池。

（1）两级A/O生物池设计规模土建及设备规模按近期0.5万m3/d建成及配套，规格尺寸L×B×H=40.0 m×29.0 m×6.8 m，有效水深6.0 m，有效容积6 960 m3，总停留时间34 h（其中缺氧池12 h，好氧池22 h），数量1座，污泥浓度MLSS=4 000mg/L，污泥龄SRT=15 d，气水比15∶1（海拔修正后为20∶1），硝化液回流比200%～400%，污泥回流比50%～100%。配套设备：缺氧池潜水搅拌机，设备参数为N=4 kW，数量4套（含提升系统）；硝化液回流泵，设备参数为Q=420m3/h，H=1.2m，N=4 kW，数量3台（2用1备，含提升系统，变频控制）；微孔曝气器，设备参数为氧利用率20%～30%，单个曝气器1～3m3空气/h，数量为2 085套。

（2）二沉池及污泥回流泵房设计规模中进周出辐流式二沉池土建及设备规模按近期0.5万m3/d建成及配套。二沉池规格尺寸：φ20.0m×4.5m，二沉池有效水深4.0m，表面负荷0.66m3/（m2·h），污泥回流泵房规格尺寸：5.0 m×2.0 m×4.5 m，数量1座（二沉池、污泥回流泵房各1座）。配套设备：污泥回流泵，设备参数为Q=210m3/h，H=4 m，N=4 kW，数量2台（1用1备，变频控制）；剩余污泥泵，设备参数为Q=20m3/h，H=8 m，N=1.1 kW，数量2台（1用1备）；周边传动刮吸泥机，设备参数为φ20m，V=1.8m/min，N=0.55 kW，数量1台；套筒阀，设备参数为φ400，数量1台（含手动启闭机）。

3.3 深度处理工艺系统

经二沉池出水的大部分有机物、TN、NH3-N已被生物降解，生化指标如CODCr，BOD5，NH3-N，TN指标已满足排放和回用要求，但SS及TP仍无法稳定达到排放要求，因此必须配套“沉淀＋过滤”的方法使SS满足排放要求。本设计深度处理采用“混凝沉淀＋活性砂滤池”。

经滤池过滤后自流进入消毒池，考虑回用水管网须有持续消毒效果，因此采用一次性投资较低、占地面积小、杀菌效率高、安全、二次污染较小、运行管理简单的次氯酸钠消毒法，经次氯酸钠消毒后的清水即可达标排放及回用。

（1）混凝沉淀池集机械混合、絮凝、澄清和高效混合于一身，本设计加设蜂窝斜管可以更有效地去除水中的SS和TP及部分有机物。混凝沉淀池土建及设备规模按近期0.5万m3/d建成及配套，混凝反应时间40min，沉淀池表面负荷0.8m3/（m2·h），沉淀池尺寸L×B×H=15.0m×15.0m×4.5 m，数量1座（2组并联运行）。配套设备：快速搅拌机，设备参数为N=1.5 kW，数量1台；慢速搅拌机，设备参数为N=0.75 kW，数量2台；污泥泵，数量2台（1用1备），设备参数为Q=45m3/h，H=10m，N=2.2 kW。

（2）活性砂滤池土建规模按1.0万m3/d建成，与混凝沉淀池合建，设备规模按近期0.5万m3/d配套。总尺寸L×B×H=15.0 m×5.0 m×5.7 m，单组尺寸L×B×H=5.0 m×5.0 m×5.7 m，数量1座分2组，1组分4格，有效水深5.2 m，有效过滤面积25 m2，滤速8.35 m/h，水头损失＜1.0m，活性砂粒径1.2～2.0mm，滤层高度：自布水器底面至顶部共2.0 m，单个装置洗砂最大空气消耗量0.15m3/min，单个装置洗砂排水量0.4～0.7 L/s。配套设备：提升泵，设备参数为Q=105m3/h，H=4m，N=4 kW，数量3台（2用1备，变频），成套设备4套；活性砂，规格1.2～2.0 mm，数量50 m3；压缩空气系统，与污泥脱水系统共用。

（3）接触消毒池和回用水池设计规模土建及设备规模均按1.0万m3/d建设及配套，预留回用水泵位置，尺寸L×B×H=10.0 m×6.0 m×4.0 m，有效水深3.5m，停留时间1 h，数量1座，有效容积208m3。配套设备：次氯酸钠储罐，设备参数为V=15 m3，材质PE，数量2台；次氯酸钠加药计量泵，设备参数为Q=0～120 L/h，N=0.25 kW，计量泵2台（1用1备）。

3.4 污泥处理措施

3.4.1 污泥浓缩池

污泥浓缩池规模按1.0万m3/d建成，预留1.0万m3/d位置，数量1座，设计进泥含水率99.6%，设计出泥含水率98%，污泥固体负荷40.0 kg/（m2·d），浓缩池直径Φ10m，有效水深4m，停留时间12 h。

3.4.2 污泥调理池

污泥调理池土建按远期2.0万m3/d一次建成，设备按近期0.5万m3/d配套，数量2座，单座尺寸L×B×H=4.0m×4.0 m×4.5 m。配套设备：桨叶式调理搅拌机，数量1台，设备参数为D=1 500mm，r=50 r/min，N=11 kW；石灰料仓，数量1套，设备参数为N=4 kW，容量30 t，含支撑架、闸板阀、料位计、避雷装置等；倾斜螺旋给料机，数量1套，设备参数φ200 mm，倾角α=20°，L=6.5 m，N=5.5 kW；双向螺旋输送机，数量1套，设备参数为φ200mm，倾角α=0°，L=4.0m，N=2.2 kW。

3.4.3 污泥脱水机房

污泥脱水机房土建规模按远期2.0万m3/d建设，设备按近期0.5万m3/d配套，污泥脱水机房平面尺寸为L×B×H=27.0m×9.0 m×10.0m。污泥深度脱水系统设计平均处理量近期为2 500 kgDS/d，出泥含水率≤60%，则每天外运泥量为6.25 t。配套设备：高压隔膜板框压滤机，数量1台，设备参数为过滤工作压力0.5～0.6 M P a，腔室容积2.54 m3，滤板1 250 mm×1 250 mm，进泥含水率98%，出泥含水率60%以下，N=14.1 kW；进料泥浆泵，数量2台（1用1备），设备参数为Q=24m3/h，H=1.5 MPa，N=11 kW；清洗水立式多级离心泵，数量2台（1用1备），设备参数为Q=8～12 m3/h，H=180～200 m，N=15 kW；压榨水立式多级离心泵，数量2台（1用1备），设备参数Q=10～30 m3/h，H=100～150 m，N=11 kW；压榨、水洗水箱，数量2台（各1个），设备参数为V=6m3；压缩空气系统，数量1套（含1个气罐、1台空压机），设备参数为Q=5 m3/min，压力0.8 MPa，P=30 kW；电动污泥料斗，数量1台，设备参数为V=10m3，N=4 kW；双轨道行车，数量1套，设备参数为N=3.85 kW。

3.5 除臭设计

本工程臭气主要来源于粗格栅及污水提升泵房、细格栅及曝气沉砂池、调节池、混凝反应初沉池、水解酸化池、污泥浓缩池、污泥调理池及污泥脱水机房等，主要污染物是硫化氢，且浓度一般较高。各处理单元采取分散收集、加盖密封、集中处理模式，经收集的恶臭废气采用生物滤池除臭装置处理达标后通过1根15m高的排气筒排放；污泥脱水机房采用空间雾化除臭，尽量减少臭气散发，压滤机及时清洗。除臭总风量约7 743m3/h。

3.6 采暖通风设计

项目位于西藏自治区拉萨市，该地区属内陆高原温带半干旱气候，日照充足，空气干燥，昼夜温差大，降水量小、蒸发量大。水处理过程涉及各种物化反应、生化反应等，易产生各种有害气体，在冬季气体不易扩散，容易对工作人员和系统处理设备产生不利影响。故水处理间、化水处理间等在设计上须考虑通风措施。同时构筑物、系统管道在冬季容易冻裂，影响系统的正常运行，为了保障工业园区污水处理厂的冬季正常运行，确保水处理的设施可以稳定运行，采暖系统的热源为工业园区的市政采暖供热管道统一供热，热负荷估算见表3。

表3 采暖系统热负荷估算

解决室外管道冻裂防冻保温主要通过加设保温措施，根据实际情况选定合适的保温材料，不仅要保证保温效果，还要保持材料的耐久性。保温材料采用阻燃橡塑海绵管壳，再缠绿色压延膜2道，确保给排水管道的保温效果。

4 结论

西藏自治区某工业园区污水处理厂工程近期（2017—2025年）规模为0.5万m3/d，远期（2026—2035年）规模为2.0万m3/d。预处理系统工艺采用常规技术手段；生化系统处理工艺采用多级A/O生物技术手段，具生物脱氮除磷功能；深度处理系统采用“混凝沉淀＋活性砂滤池”方法；污泥处理工艺采用“污泥浓缩＋污泥调理＋高压隔膜板框压滤机”深度脱水工艺。此外，还设有接触消毒池，应用次氯酸钠消毒，出水水质可满足排放标准要求。