工业园区化工废水处理工程实例
工业园区废水因进水来源广泛、水质复杂不稳定，且进水中含有大量难降解、致突变、致畸变、致癌的有机物及有毒物质，可生化性较差[1-2]，且可能含有无机酸、碱类等刺激性、腐蚀性的物质。仅靠单一的生化处理工艺很难将废水中难降解有机物及重金属离子去除，导致出水不达标[3]。经研究，采用“物化处理+生化处理+Fenton氧化+BAF”组合工艺对工业园区废水进行处理，能有效提高废水中CODCr、BOD5等污染物的去除率[4-5]。现以江西某工业园区污水厂项目为例，对该工艺作详细介绍。
1 项目概况
本项目位于江西某化工园区，项目来水主要为园区内各企业生产产生的化工废水及生活污水。园区废水产生量为 3188 t/d，废水中含有大量的苯和苯胺难降解物质及铅，锌，硒，矿物油等有害的物质，废水可生化性低。本工程设计污水处理能力为 5000m³/d。污水处理厂进水水质见表 1。
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经处理后，污水厂处理出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级标准的 B 标准排放要求。污水处理厂出水排放标准见表 2。
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2 工艺流程
本项目采用“物化处理+生化处理+Fenton 氧化+BAF”组合工艺对工业园区废水进行处理，具体工艺流程如图 1 所示。
园区内的生产废水和生活污水先进入粗格栅提升泵房，经粗格栅去除一些漂浮物，再提升至细格栅沉砂池，沉砂池采用旋流式，可有效地去除附着在砂粒表面的有机物。除砂后的污水进入反应沉淀池，调至碱性，加 PAC、PAM 混凝沉淀去除悬浮固体和重金属离子。反应沉淀池后的废水自流入水解酸化池，在此作废水缓冲的同时进行将废水中的大分子物质进行分解，提高废水可生化性，便于后续生化系统处理。
水解酸化出水进入缺氧池，利用缺氧环境进行硝化和反硝化作用处理污染物。缺氧池出水进入好氧池。好氧池中活性污泥，在鼓风机曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并被存活在活性污泥上的微生物群体所分解。经过微生物的降解、硝化、反硝化等一系列复杂的微生物作用从而使废水得到净化。
好氧池出水进入二沉池，沉淀池进一步降低出水中的有机物和 SS，在沉淀池中进行泥水分离。二沉池出水进入 Fenton 氧化反应池，调节 pH 至酸性条件下通过加入双氧水和硫酸亚铁，使难处理的有机物质断链分解，提高可生化性。Fenton 处理后的出水先进行 pH 调节，再通过加 PAM 进行混凝沉淀，去除悬浮固体。
混凝后出水进入中间水池，由 BAF 提升泵提升至曝气生物滤池，进一步对污水中的有机物进行好氧生物降解。曝气生物滤池出水利用二氧化氯进行消毒，以满足回用排放标准。
考虑园区产生的废水水量水质不稳定，故污水站设置 1 座事故池，用于暂存突发事故排水。再通过事故池潜水泵提升到反应沉淀池，与其他废水混合后一同进入后续处理部分。生化污泥和物化污泥进入污泥池，再经带式一体化压滤机压滤后将泥饼外运处置。污泥池的上清液和压滤液回流至粗格栅提升泵房。
3 主要构筑物及设备设计参数
3.1 粗格栅提升泵房(1 座)
污水来自污水总管，有可能含有部分漂浮物，首先经过粗格栅可以去除大的漂浮物，以保证污水提升系统的正常运行，再由提升泵提升至旋流沉砂池。粗格栅提升泵房单座设计流量 7500m³/d，外形尺寸为 15.5 m×6.0 m×8.4 m，其中格栅渠外形尺寸为5.5 m×0.8 m×5.9 m，调节池外形尺寸为 10.0 m×6.0 m×8.4 m，停留时间为 0.5 h，钢筋混凝土结构。
内设回转式机械格栅 2 台，格栅宽度 600 mm，格栅间隙 10mm，格栅倾角 75°；闸门 4 台；启闭机 4 台；无轴螺旋输送机 1台；潜水提升泵 3 台，流量 160 m³/h，扬程 15 m，两用一备，带自耦装置；电动葫芦 1 台；电磁流量计 1 台；超声波液位计 1 台，范围 0~10 m。
3.2 细格栅旋流沉砂池(1 座)
废水通过细格栅渠去除细小的漂浮物，通过细格栅渠分离出小的栅渣经无轴螺旋输送机至渣槽，然后集中外运处置。旋流沉砂池进行砂水分离，砂集中至砂槽，然后外运处置。细格栅旋流沉砂池设计流量 7500 m³/d，外形尺寸为 18.9 m×9.6 m×5.0 m，其中格栅渠外形尺寸为 7.0 m×3.0 m×2.0 m，旋流沉砂池(2 座)外形尺寸为 Φ18.3 m×5.0 m，有效容积为 635 m³，停留时间为 4 h，钢筋混凝土结构。
内设回转式机械格栅 2 台，格栅宽度 700 mm，格栅间隙 3mm，格栅倾角 75°；闸门 6 台；启闭机 6 台；无轴螺旋输送机 1台；吸砂泵 2 台，流量 28 m³/h，扬程 10 m，一用一备；除砂机 2台；砂水分离器 1 台，流量 16 L/s。
3.3 反应沉淀池(2 座)
在反应池中加片碱调节 pH，在沉淀池中通过投加 PAC，PAM絮凝沉淀去除水中小粒径的悬浮固体和重金属离子。反应沉淀池单座设计流量 3750 m³/d，反应池尺寸为 6.0 m×2.0 m×4.2 m，沉淀池尺寸为 30.0 m×6.0 m×4.2 m，表面负荷为 1.03 m³/㎡·h，钢筋混凝土结构。
内设桁车式刮泥机 2 台，宽度 8 m；污泥泵 2 台，流量 30 m³/h，扬程 12 m，一用一备；桨叶式搅拌机 4 台；浸入式在线 pH 计 2台。
3.4 节池(1 座)
废水在调节池内调节水质水量。调节池单座设计流量 5000m³/d，外形尺寸为 20.0 m×12.0 m×5.0 m，有效水深 4.5 m，有效容积 1080 m³，停留时间 5.2 h，钢筋混凝土结构。
内设潜水提升泵 3 台，流量 105 m³/h，扬程 15 m，两用一备，带自耦装置；超声波液位计 1 台，范围 0~6 m；桨叶式搅拌机 1台；浸入式在线 pH 计 1 台。
3.5 冲水解酸化池(2 座)
脉冲水解酸化池收集反应沉淀池后的出水，调节水质，提高废水的可生化性。脉冲水解酸化池单座设计流量 2500 m³/d，外形尺寸为 21.0 m×10.0 m×6.0 m，有效水深 5.3 m，有效容积 1113 m³，停留时间 9.3 h，钢筋混凝土结构。
内设脉冲布水器 2 套，布水管 2 套。
3.6 缺氧池(2 座)
利用缺氧环境培养适宜好氧和兼氧微生物处理污染物。缺氧池单座设计流量 2500 m³/d，外形尺寸为 10.0 m×10.0 m×6.0 m，有效水深 5.0 m，有效容积 500 m³，停留时间 4.2 h，钢筋混凝土结构。
内设潜水搅拌机 2 台。
3.7 好氧池(2 座)
在鼓风曝气的作用下，悬浮在水中的微生物能有效地分解废水中的有机物，同时能将污水中各种形态氮氧化成硝态氮。生物膜和悬浮在水中的微生物在鼓风曝气的作用下能有效地分解废水中的有机物，同时能将废水中各种形态氮氧化成硝态氮。好氧池单座设计流量 2500 m³/d，外形尺寸为 28.0 m×10.0 m×6.0 m，有效水深 4.7 m，有效容积 1316 m³，停留时间 11.6 h，钢筋混凝土结构。
内设混合液回流泵 3 台，流量 300 m3/h，扬程 6 m，两用一备；可提式微孔曝气管 560 套，规格 67×1000，曝气量 2.0~12.0 m³/h个，服务面积 0.5~1.5 ㎡/个，氧气利用率 20 %~30 %，气泡平均直径 1~3 mm；DO 仪 2 台，测量范围 0~20 mg/L；曝气管网两套。
3.8 二沉池(2 座)
废水在沉淀池中沉淀去除悬浮物，对生化系统出水进行泥水分离；污泥部分回流至好氧池、缺氧池，剩余污泥则输送至污泥池。二沉池单座设计流量 2500 m³/d，二沉池外形尺寸为 Φ13.0m×5.0 m，配水污泥泵池(1 座)外形尺寸为 8.0 m×6.0 m×5.0 m，表面负荷 0.86 m³/㎡·h，有效水深 4.5 m，有效容积 597 m³，钢筋混凝土结构。
内设半桥式刮泥机 2 台，长度 13 m；污泥泵 3 台，流量 105m³/h，扬程 12 m，两用一备，带自耦装置；超声波液位计 1 台，范围 0~6 m。
3.9 Fenton 氧化反应池(2 座)
利用双氧水及亚铁离子在酸性条件下，氧化难降解污染物质。Fenton 氧化反应池单座设计流量 2500 m³/d，外形尺寸为 20.0m×8.0 m×5.0 m，有效水深 4.2 m，有效容积 672 m³，停留时间 6.25h，钢筋混凝土结构。
内设在线 pH 计 2 台；ORP 仪 2 台，量程±1000 mv；气搅拌系统 2 套。
3.10 混凝沉淀池(2 座)
通过加 NaOH 调节水中 pH 至中性，然后加入混凝剂 PAM，使污水中的污染物质凝聚沉淀。混凝沉淀池单座设计流量 2500m³/d，外形尺寸为 20.0 m×8.0 m×5.0 m，其中反应区域尺寸为 18.0m×8.0 m×5.0 m，沉淀区域尺寸为 8.0 m×2.0 m×5.0 m，有效水深4.0 m，表面负荷 0.89 m³/㎡·h，钢筋混凝土结构。
内设污泥泵 3 台，流量 30 m³/h，扬程 15 m，两用一备；在线 pH 计 2 台；气搅拌系统 2 套。
3.11 中间水池(1 座)
暂存混凝沉淀池出水，将其提升至 BAF 池。中间水池单座设计流量 5000 m³/d，外形尺寸为 8.0 m×6.2 m×5.0 m，有效水深 4.5m，有效容积 223.2 m³，停留时间 0.89 h，钢筋混凝土结构。
内设潜水提升泵 3 台，流量 135 m³/h，扬程 12 m，两用一备，带自耦装置；超声波液位计 1 台，范围 0~6 m。
3.12 BAF 池(8 座)
曝气生物滤池采用上向流曝气生物滤池，是将二沉池出水中的碳化有机物进行好氧生物降解，并将 TKN 部分转化为硝态氮。
它包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等。BAF 池设计流量 5000 m3/d，单座设计流量 625m³/d，
外形尺寸为 4.0 m×4.0 m×6.0 m，有效水深 5.5 m，有效容积 88 m³，钢筋混凝土结构。滤速为 1.6 m³/㎡·h，气水联合反冲洗形式，反冲洗气量为 5.34 m³/min，反冲洗水量为 320m³/h。
内设反冲洗水泵 3 台，流量 160 m³/h，扬程 15 m，两用一备；陶粒滤料 320 m³，规格为 Ф3-5 mm；滤板 128 块，规格为 980mm×980 mm×100 mm；长柄滤头 4608 个，每平方米 40 个；生物滤池专用曝气器 6400 个，进水电动阀 8 套；进气电动阀 8 套；出水电动阀 8 套；反洗进水电动阀 16 套；反洗进气电动阀 8 套；布气系统 8 套；布水系统 8 套。
3.13 集水池(1 座)
集水池可暂存 BAF 反洗水。集水池设计流量 160 m³/d，外形尺寸为 8.0 m×6.2 m×5.0 m，有效水深 4.5 m，有效容积 223.2 m³，停留时间 1.2 h，钢筋混凝土结构。
内设潜水提升泵 2 台，流量 33 m³/h，扬程 9 m，一用一备，带自耦装置；超声波液位计 1 台，范围 0~6 m。
3.14 清水池、消毒池(1 座)
给 BAF 提供反洗用水，设置消毒区域。清水池、消毒池设计流量 5000 m³/d，清水池外形尺寸为 8.0 m×5.4 m×5.0 m，消毒池外形尺寸为 8.0 m×5.4 m×5.0 m，有效水深 4.5 m，钢筋混凝土结构。
内设超声波液位计 1 台，范围 0~6 m；超声波流量计 1 台，规格 5000 m³/d；COD 在线监测一套，测量范围 0~1000 mg/L。
3.15 事故池(1 座)
针对废水水量水质不稳定设置事故池，应对突发事故。事故池设计流量 5000 m³/d，外形尺寸为 20.0 m×20.0 m×5.0 m，有效水深 4.5 m，有效容积 1800 m³，停留时间 8.6 h，钢筋混凝土结构。
内设潜水提升泵 2 台，流量 62.4 m³/h，扬程 12 m，一用一备，带自耦装置；超声波液位计 1 台，范围 0~6 m。
3.16 污泥池(1 座)
收集二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥，调节污泥的泥质。污泥池设计流量 5000 m³/d，外形尺寸为 9.0 m×9.0 m×5.0 m，有效水深 4.5 m，有效容积 364.5 m³ ，钢筋混凝土结构。
3.17 压滤机房、堆泥棚(1 座)
放置带式脱水机，螺杆泵以及加药设备，压滤脱水后的污泥外运，滤液回流至调节池。压滤机房外形尺寸为 15.0 m×9.0 m，堆泥棚外形尺寸为 15.0 m×9.0 m，框架结构。
内设带式脱水机 2 台，处理量 45 m³/h，一用一备，带自耦装置；污泥螺杆泵 2 台，流量 45 m³ /h，扬程 0.3 Mpa，一用一备；
PAM 阳离子加药系统 1 套，包括加药泵 2 台、加药桶 2 个、搅拌机 2 台；管道混合器 2 套；皮带输送机 2 台，带宽 500 mm；清洗水泵 2 台，流量 13.5 m³/h，扬程 0.5 Mpa，一用一备；空压机 2台，流量 0.36 m³/h，扬程 0.7 Mpa，一用一备；轴流风机 2 台。
4 运行成本分析
运行费用主要包括电费及药剂费。设计水量为 5000 m³/d，装机总功率 539.69 kw，运行功率 350.71 kw，可得出一天耗电量为6429.64 kw，电费 0.8 元/kwh，功率因子取 0.6，算出电费 3086.23元 /d ，药剂费 5414.35 元 /d ；得出吨水运行费用(3086.23+5414.35)/5000=1.7 元/m³。
5 结论
使用“物化处理+生化处理+Fenton 氧化+BAF”组合工艺处理工业园区化工废水，出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级标准的 B 标准排放要求，且运行费用低，吨水运行费用仅为 1.70 元，有较高的经济可行性，值得推广。
参考文献
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