唐山市某工业园区污水处理工程设计与运行

王 姣，朱长虹

（河北能源职业技术学院，河北 唐山 063000）

工业园区是一个承受高密度经济活动和高强度资源消耗的特定区域，其污水排放对周边水环境造成了严重污染[1]。特别是以化工产业为主的工业园区，其排放的综合废水具有以下特点：①毒性大；②可生化性差；③特征有机污染物复杂多变；④冲击负荷严重，极易导致出水不达标[2]。化工园区的废水处理一般为园区内企业处理后再排入末端集中式污水处理工程处理，园区污水处理工艺的设计和优化尤为重要[3,4]。

唐山市某工业园区以化工产业为主，主要企业共有5家，涵盖煤化工、氟化工和精细化工。目前园区内各企业均建有污水处理设施，对各自产生的污水进行生化处理及深度处理。

一、设计进出水水质

园区内现有企业生产废水量约为7500m3/d，结合园区整体发展规划，新增排水量预计2000m3/d，故本项目生产废水规划总计9500m3/d。

根据园区内各企业生产废水水质情况，以各企业排水水质指标正常值中的最大值为基准确定园区污水厂设计进水指标，其中氨氮、总氮、总磷、氟化物和全盐量依据各企业排水水质整体情况给予考虑。园区污水处理工程出水执行《城镇污水处理厂污水排放标准》一级A标准（GB18918-2002），园区污水处理工程设计进出水指标如表1所示。

表1 园区污水处理工程设计进出水水质

二、处理工艺

针对企业生产工艺及现有设施处理情况，本项目废水水质特点如下：⑴废水水质波动大，污染物成分复杂。⑵各企业废水经生化等工艺处理后COD浓度约为100-300mg/L，绝大部分为难降解有机物。⑶废水中含悬浮物，色度高，氨氮超标。根据上述特点，确定处理工艺流程如图1所示。

图1 污水处理工艺流程图

各企业生产废水经各自管道提升进入园区污水处理工程，分别进入单独的收集池，调节pH值，停留至少6h以上，收集池出水均自流进入生产废水调节池。调节池提供大于12h停留时间，其主要作用是调节水量并均化水质。调节池出水由泵提升进入生化单元，降解有机污染物的同时实现脱氮除磷。生化出水自流进入高密度沉淀池，通过向污水中加入PAC及PAM使悬浮固体结成絮凝体，并通过沉淀去除。高密度沉淀池出水进入V型滤池，通过物理截流实现悬浮物和水体的充分分离，滤池出水进入中间水池。通过提升泵将中间水池的出水自上而下送入并联的臭氧催化氧化池，臭氧发生器产生的臭氧进入催化氧化池底部，池顶少量臭氧尾气通过尾气破坏器分解。臭氧催化氧化池出水进入氧化稳定池，释放催化氧化过程的残余臭氧，为下一步强化生物处理单元提供稳定供水。氧化稳定池出水进入BAF装置，进一步强化去除COD和氨氮，出水通过活性炭吸附后进入膜处理单元进行脱盐，出水进入清水池，经监测合格后回用或达标外排。

利用清水池水作为反洗水对臭氧催化氧化池、V型滤池、BAF及活性炭吸附罐进行反冲，反冲排水经反冲洗缓冲池收集后，提升进入调节池。膜处理单元的浓水通过MVR装置后，蒸出液排入清水池，浓缩液回流至调节池，废盐委外处置。

三、主体装置

1、收集调节单元

本单元对各企业产生的废水进行分别收集，并对流量、pH值、电导率等水质参数进行实施监测，经调节pH值后送入调节池均化水质水量。

⑴生产废水收集池

设置生产废水收集池5座（一企一池），总有效容积3000m3，池体结构为半地下式有盖砼方形池，设计停留时间＞6h。

⑵生产废水调节池

设置生产废水调节池1座，有效容积6000m3，池体结构为半地下式砼方形池，设计停留时间＞12h。

2、生物处理单元

生物处理单元采用水解酸化+A/O工艺，同时补加碳源并强化硝化，可以同步去除COD、BOD5、氨氮和总氮。

⑴生化池

设置生化池2座，均为半地下式砼方形池。总有效池容为5250m3，总停留时间24h，其中水解酸化有效池容850m3，停留时间4h，缺氧区有效池容2620m3，停留时间12h，好氧区有效池容1780m3，停留时间8h，有效水深6m。

⑵二沉池

二沉池采用中心进水辐流式，共两座，并联运行，池体结构采用半地下式砼圆形池，池体尺寸Φ16×5.0m，平均流量表面负荷为0.84m3/m2•h，高峰流量表面负荷为1.02m3/m2•h。

3、氧化预处理单元

二沉池出水进一步混凝沉淀处理，投加药剂进行混凝絮凝，再通过高密沉淀池及V型滤池提高悬浮物的去除效果，同时也可进一步去除色度、重金属、磷和难生化有机物，并进行软化，确保臭氧催化氧化单元进水水质满足要求。

⑴高密度沉淀池

设置高密度沉淀池2座，有效容积为950m3，池体结构为半地下式砼方形池，混凝反应时间20min，表面负荷 6.0m3/m2•h。

⑵V型滤池

设置V型滤池1座，有效容积为1800m3，池体结构为半地下式砼方形池，内部分为6格，滤速8m/h。

4、臭氧催化氧化单元

臭氧催化氧化单元是将生化处理系统的出水进一步处理，通过臭氧催化氧化反应进一步降低污水中的COD浓度，并提高废水的可生化性。

⑴臭氧催化氧化池

设置臭氧催化氧化池1座，池体结构为地下式砼方形池。有效容积600m3，分3格，单格为200m3。

⑵氧化稳定池

氧化稳定池的功能是释放并分解臭氧催化氧化出水中的臭氧，氧化稳定时间为2小时，能消除催化氧化与后生化之间的制约效应，并缓冲水量，为下一步曝气生物滤池单元提供稳定供水。氧化稳定池有效容积950m3，池体结构为半地下式有盖砼方形池，停留时间2h。

5、强化生物处理单元

采用BAF强化生化工艺进一步去除废水中残留的有机污染物及氨氮、色度，使废水达标排放。

⑴曝气生物滤池

设置1座曝气生物滤池，为半地下式砼方形池，内部分为6格，总容积4500m3，有效容积2700m3，空床时间6h。

⑵滤布滤池

设置滤布滤池1座，用于去除生物滤池出水中携带的少量悬浮物。滤池为半地下式砼结构，有效容积400m3。

6、膜处理单元

膜处理单元的作用是通过超滤及反渗透膜去除水中溶解性盐类、有机大分子、胶体、微生物等。生产废水膜处理单元设计处理水量8000m3/d，按全脱盐进行处理后与未脱盐废水混合，可以确保排水的全盐量在1000mg/L以下。

四、运行效果

园区污水处理工程经过2个月试运行，各单元处理效果如表2所示。

表2 园区污水处理工程各单元处理效果

表2试运行结果表明，园区污水经“水解酸化+A/O+高密度沉淀+V型滤池+臭氧催化氧化+BAF+活性碳吸附+膜脱盐”处理后，出水COD≤40mg/L，SS≤10mg/L，氨氮≤2mg/L，总氮≤15mg/L，总磷≤0.4mg/L，TDS≤950mg/L，均满足《城镇污水处理厂污水排放标准》一级A标准（GB18918-2002）中COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，氨氮≤5mg/L，总氮≤15mg/L，总磷≤0.5mg/L，TDS≤1000mg/L要求。

其中生物处理单元对COD、氨氮及总氮均有较好的去除效果，对COD、氨氮、总氮去除率分别可达62.5%、68.6%和60.5%，这主要是由于本项目选择硝化菌在线扩培装置对生物处理单元进行强化，有效提高了系统中硝化菌的数量和质量。

五、结论

1、针对园区工业废水特点，设计采用“水解酸化+A/O+高密度沉淀+V型滤池+臭氧催化氧化+BAF+活性碳吸附+膜脱盐”组合处理工艺，试运行出水均满足《城镇污水处理厂污水排放标准》一级A标准（GB18918-2002）。

2、利用生物处理单元去除COD、氨氮、总氮，采用高密度沉淀池及V型滤池实现总磷和悬浮物的去除，并进一步通过臭氧催化氧化单元分解和破坏难降解有机物，经BAF系统强化去除可生物降解COD和氨氮，出水通过活性炭吸附和膜脱盐进入清水池。COD、氨氮去除率均达87.5%，SS去除率达80%，总磷去除率73.3%，总氮去除率60.5%，TDS去除率82.1%。该工艺处理效果较好，同时具有经济性，可为同类园区废水处理提供一定的借鉴及参考。