某汽车零部件园区废水站改造工程实例

摘 要：【目的】以某汽车零部件园区废水站为例，通过加强车间排水管控和改造废水处理站，解决排水COD、悬浮物高，氨氮、总磷不稳定，超标风险大等问题。【方法】从沉淀池结构设计、布水方式、砂滤池结构、来水情况等多方面对排水浑浊、COD、悬浮物、氨氮、总磷较高的问题进行了详细分析。【结果】改造完成后，排水COD降低了81.50%，悬浮物降低89.69%，氨氮降低62.35%，总磷降低28.51%，大大降低排放风险，确保了达标排放。【结论】可以将斜管沉淀池从平流进水改为竖流中心筒进水，使沉淀池布水均匀；将沉淀池承托斜管的矩形横梁顶部改为梯形，使斜管排泥更加顺畅；增加带反冲洗的砂滤罐，降低酸碱含磷废水出水悬浮物；加强车间监督、严格控制废水站内进水污染物浓度等多项措施提升废水处理效果。

关键词：改造；布水；沉淀池；中心筒；斜管

中图分类号：X734.2 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）15-0110-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.15.024

Example of the Waste Water Station Renovation Project of an Automobile Parts Park

HE Enyun AO Lixin TIAN Pan XIA Jianghong LUO Zhikang

（Southwest Ordnance Chongqing Environmental Protection Research Institute Co.， Ltd.， Chongqing 400042，China）

Abstract： [Purposes] Taking the waste water station of an automobile parts park as an example， by strengthening the drainage pipe control of the workshop and reforming the waste water treatment station， the problems of high COD and suspended solids， unstable ammonia nitrogen and total phosphorus， and high risk of exceeding the standard are solved. [Methods] The problems of turbidity of drainage， high COD， suspended solids， ammonia nitrogen and total phosphorus were analyzed in detail from the aspects of sedimentation tank structure design， water distribution mode， sand filter structure and water inflow. [Findings] After the completion of the transformation， COD， suspended matter， ammonia nitrogen and total phosphorus were reduced by 81.50%， 89.69%， 62.35% and 28.51%， which greatly reduced the discharge risk and ensure that the drainage is up to standard. [Conclusions] The inclined tube sedimentation tank can be changed from the horizontal flow into the vertical flow into the central cylinder， so that the sedimentation tank water distribution is uniform; the top of the rectangular crossbeam of the inclined pipe supported by the sedimentation tank is changed to a trapezoid， so that the sludge discharge of the inclined pipe is smoother; it is suggested to increase the sand filter tank with backwashing to reduce the suspended solids in the effluent of acid-base phosphorus-containing wastewater; measures like strengthening the supervision of the workshop and strictly controlling the concentration of pollutants in the wastewater station should be taken to improve the water treatment effect.

Keywords： renovation; water distribution; sedimentation tank; central cylinder; inclined tube

0 引言

斜管沉淀池利用层流原理，提高了沉淀池的处理能力，缩短了颗粒沉降距离和沉淀时间，增加了沉淀池的沉淀面积，提高了处理效率，具有去除率高、停留时间短、占地面积小等优点，应用广泛。但在废水站运行中，斜管沉淀池也存在一些弊端，如平流进水的长方形斜管沉淀池存在处理负荷分配不均，前面污泥负荷重，斜管易被污泥堵塞甚至在顶部沉积，斜管被压缩变形，污泥易发酵，沉淀池水面会有气泡冒出并且伴随大片的浮渣飘起，使出水夹带大量的颗粒物，造成水质恶化［1］。本研究以某汽车零部件园区废水站为例，从斜管沉淀池结构布水设计、斜管承托横梁设计，砂滤池结构，园区排水状况等多方面分析其水质恶化的原因，根据废水处理工程设计相关规范结合现场实际，通过对废水站沉淀池、砂滤池等装置进行改造，加强园区管理等措施解决排水悬浮物、COD高，氨氮、总磷不稳定等问题。

1 工程概况

1.1 废水站进出水水质

某汽车零部件产业园，主要生产减震器，变速器、汽车电控系统等。生产过程主要产生三类废水，即乳化液废水、含漆废水、酸碱含磷废水。设计处理能力为乳化液废水5 m3/h、含漆废水15 m3/h、酸碱含磷废水45 m3/h。年实际产生废水总量约15万m3，其中酸碱含磷废水约10万t/年，园区共用一个工业废水处理站。主要污染因子为COD、氨氮、总磷、悬浮物、pH，酸碱含磷废水进站浓度要求为COD≤500 mg/L、2≤pH≤12、总磷≤300 mg/L、氨氮≤45 mg/L，该废水站执行《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T 31962—2015），主要污染因子及排放限值见表1。

1.2 废水处理工艺

采用酸碱含磷废水采用氯化钙除磷+混凝沉淀+ 过滤的方法处理。酸碱含磷废水通过园区管网进入废水处理站格栅池，去除水中大体积杂质，然后进入隔油池去除表面浮油，随后进入调节池。调节池容积较大，废水在调节池内均匀混合，通过提升泵将废水从调节池提升到pH调节池，加酸或碱调节pH至10左右后进入除磷池，在除磷池加入氯化钙，氯化钙与磷酸盐生成羟基磷酸钙等沉淀物［2］，再依次进入混凝池、絮凝池，分别加入聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）让产生的羟基磷酸钙和其他悬浮物充分混凝、絮凝反应后进入斜管沉淀池［3-4］，污泥通过斜管沉淀池底部排泥泵排出，上清液溢流进入砂滤池，滤液进入pH回调池，加硫酸将pH调到6～9后进入酸碱含磷废水清水池，最终排放。该废水处理站安装了COD、氨氮、总磷自动在线监测，采样泵从排放渠取样，每2 h检测一次。

2 工艺设计问题探讨

2.1 沉淀池布水不均、出水浑浊

因斜管沉淀池较大、底部分为四个污泥斗排泥，为前二后二分布。采用平流进水，左、右、后三面出水堰出水，斜管承重横梁下沿与泥斗上沿之间的区域为有效布水区，一般不低于50 cm，而此斜管沉淀池有效布水区高度仅为10 cm，造成从絮凝池来的泥水混合物从布水区跨过污泥斗上沿进入沉淀池后半部分较困难，进而造成前面两个污泥斗上方斜管水力负荷过重，沉淀效果不佳，出水浑浊。而跨过前两个污泥斗后进入后两个污泥斗区域的泥水混合物大大减少，后端污泥斗上方斜管水力负荷过小，没有充分发挥其截流沉降功能，造成沉淀池总体排水浑浊，悬浮物高。

2.2 砂滤池未设计反冲洗、无过滤效果

沉淀池出水自流进入砂滤池，根据现场勘查情况及设计资料，该砂滤池的设计过滤水头仅为0.2 m，砂滤池内杂质较多，砂滤池堵塞，进水无法正常通过滤料。该砂滤池也未设置反冲洗系统，运行时间越长积累的杂质越多，运行一段时间后，不仅不能起到过滤悬浮物的效果，反而会将存积的杂质带出，造成排水浑浊。2023年9月1日至10日在线监测记录的总排口COD、悬浮物浓度如图1所示。由图1可知，其平均值达到108.55 mg/L，9月5日达到151.91 mg/L，虽距离排放标准400 mg/L仍有较大距离，但排水浑浊观感差，有较大提升空间，且经常存在被污染源在线监测采样泵吸进监测设备中，造成在线监测设备故障和污染因子超标的情况。

2.3 沉淀池横梁过宽、污泥存积发酵上浮

沉淀池横梁过宽，超过30 cm，而斜管孔径仅5 cm，横梁水平面积过大，有效沉淀面积减少，截留效率降低，横梁顶部区域斜管沉淀污泥无法及时排出，造成斜管内及斜管上面污泥堆积，因酸碱含磷废水污泥中含有表面活性剂、油质等有机物，斜管中部分污泥长期排不出去，污泥发生厌氧反应，发酵发黑产甲烷等挥发性气体造成污泥膨胀上浮［5-6］，因发酵污泥疏松多孔，比表面积很大，吸附了大量的氨氮、有机物等杂质［7-9］，污泥发酵后蓬松上浮，在水中散开，污泥中吸附的磷和氨氮等杂质，氨氮释放到沉淀池废水中，造成排水总磷、氨氮明显升高， 2023年9月1日至10日在线监测记录的总排口氨氮、总磷浓度如图2所示。由图2可知，总排口COD氨氮长期处于4 mg/L以下，9月5日沉淀池翻泥严重，总磷、氨氮明显升高，总磷超过排放标准8 mg/L，9月6日将斜管排空，用高压水枪对斜管沉淀池进行彻底清洗，氨氮、总磷浓度才逐渐恢复正常。

2.4 园区混排、排水COD有超标风险

废水站涉及多家工厂来水，部分工厂车间老旧，跑冒滴漏严重，管网混杂，未严格按照园区要求分类排放废水，存在废水混排的情况，造成酸碱含磷废水进站COD浓度高，超过设计要求500 mg/L。因酸碱含磷废水处理系统无生化处理工艺，无法有效降解水中的有机物，对COD的去除能力十分有限，当来水COD含量过高时，排水就会出现超标情况。由图1可以看出，总排口排水COD长期处于400 mg/L左右，总排口连续10天COD每天最大值的平均值为420.4 3mg/L，达到排放标准500 mg/L，在9月6日甚至出现了总排口COD超排放标准的情况，存在较大排放风险。

3 解决方案及改造措施

3.1 沉淀池改为竖流进水、布水更均匀

将现废水处理系统平流进水改为竖流式中心筒进水（如图3所示），每个污泥斗中心正上方安装一个中心筒，中心筒为直径为450 mm的圆形不锈钢筒［10］，系统设计流量为45 m3/h，其他指标计算为式（1）。

[Q=πD24*4*v=45 m3/h] （1）

式中：D为中心筒内径、v为中心筒流速。经计算v=19.66 mm/s 满足《废水污染控制技术手册》中竖流沉淀池中心筒流速不大于30 mm/s的要求。桶长3 000 mm，桶底部安装反射板，将沉淀池与沉淀进水缓冲槽中间的隔墙开孔，用300 mm管道直接将絮凝池出水接至沉淀池，用200 mm支管将水引至各中心筒上方，各支管末端安装一个闸阀以调节各中心筒进水量均匀，解决沉淀池负荷前端重后端轻的问题［10］。

3.2 横梁顶部梯形找坡、避免斜管排泥不畅

在沉淀池混凝土横梁上用混凝土做梯形找坡［11］，梯形上底约5 cm，梯形找坡上面铺钢筋网承托斜管，将斜管安装在梯形顶部的钢筋网上，斜管内的截留污泥通过梯形斜面滑入污泥斗，避免其在污泥斜管内长期堵塞发酵。

3.3 加强车间监督、确保废水站进水达标

3.3.1 园区工厂管网改造、严格分类收集排水。由园区管理单位牵头，组织废水站、园区各工厂代表组成废水混排排查整改小组，对园区各工厂车间及园区收集管网进行详细调查，对跑冒滴漏、收集管网布置不合理影响废水收集的提出整改方案，并下达整改通知书，限期整改［12］。

3.3.2 建立高浓度排水监督处罚机制。建立园区车间废水排放监督机制［13］，对园区内超浓度排放的企业，增收超浓度排污费。对于确因生产需要，倒槽等原因需要排放较高浓度的酸碱含磷废水进入废水站，工厂提前报备，经废水站人员到车间核实处理量和浓度，废水站做好接收准备后再排放到废水站。

在废水站酸碱含磷废水进口安装COD在线监测仪器，每2 h自动检测一次，出现COD超过500 mg/L，自动发出警报，废水站和园区管理单位立即对各工厂汇入主管道的酸碱含磷废水支管进行采样化验、留样，找出高COD酸碱含磷废水的来源，为增收超浓度排污费提供依据。

3.4 酸碱含磷废水进入生化系统、进一步去除COD

因酸碱含磷废水调节池位置较高，在酸碱含磷废水清水池安装三通及旁路系统，并安装切换阀门，将清水池的酸碱含磷废水通过旁路连接到综合池，加强酸碱含磷废水清水池COD检测。当检测的清水池COD低于400 mg/L（排放标准的80%），直接从清水池排放到总排口，当检测到COD高于400 mg/L，打开进综合池的切换阀，将酸碱含磷废水转入综合池，与预处理后的含漆废水、乳化液废水混合后提升进入生化系统水解酸化池、再进入好氧池进一步降解COD、氨氮，确保达标排放，改造后工艺流程如图4所示。

4 改造效果

斜管沉淀池改为中心筒进水后，沉淀池布水均匀，解决了沉淀池负荷前重后轻的问题，溢流堰出水明显改善。通过新建砂滤罐过滤后，排水悬浮物大大减少，出水清澈见底。沉淀池横梁改造后，斜管污泥排放顺畅，不再出现斜管堵塞，污泥发酵上浮的情况。

园区对工厂车间管网进行监督整改，对园区实行监督排放以后，废水站来水分类情况明显好转，酸碱含磷废水进废水站COD长期处在300 mg/L以下，因车间倒槽等高浓度酸碱含磷废水集中排放时，工厂提前告知废水站，废水站提前做好水量、水质调配，将酸碱含磷废水排放阀门切换到综合池，将处理后的酸碱含磷废水转入生化系统后，COD大大降低。

整改完成后，总磷、氨氮、COD、悬浮物均稳定达标排放。2023年10月11日至20日每天在线监测记录的排放COD和悬浮物数据每日最大值如图5所示。COD的平均值为77.37 mg/L，与改造前418.27 mg/L相比明显降低，降低率为81.50%，悬浮物的平均值为11.00 mg/L与改造前106.72 mg/L相比降低89.69%，氨氮总磷也有大幅度降低，氨氮降低62.35%，总磷降低28.51%。

5 结论

本研究通过对某汽车零部件园区废水设施进行改造，结论如下。设置多个泥斗且串联布置的斜管沉淀池，不宜采用平流进水，宜采用中心筒竖流进水，避免沉降负荷不均；斜管沉淀池斜管底部横梁在满足力学要求的前提下顶面尽可能窄，设计成梯形，减少斜管排泥阻力，防止污泥堵塞斜管；砂滤池必须设置反冲洗装置，否则会越来越堵塞，且运行一段时间后就起不到过滤悬浮物的作用。加强园区排水管控、工厂废水分类收集排放到废水站，是废水站高效运行、达标排放的必要条件，当酸碱含磷废水来水COD、氨氮浓度较高时，将其引入生化处理系统进一步处理，是确保达标排放的有效措施。

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