某工業(yè)園區(qū)污水廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)實(shí)例

朱明巖

(南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份公司，江蘇 南京 210093)

江蘇某工業(yè)園區(qū)污水處理廠于2011年建成運(yùn)行，已建污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2500m3/d，主要處理經(jīng)過園區(qū)內(nèi)企業(yè)內(nèi)部預(yù)處理并達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)后所排放的化工廢水，以及少量生活污水。其出水指標(biāo)執(zhí)行江蘇省《化學(xué)工業(yè)主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB32/939-2006)的一級標(biāo)準(zhǔn)。

隨著我國環(huán)保力度的加強(qiáng)，越來越多的省、市、區(qū)將污染減排與地表水環(huán)境質(zhì)量改善的抓手聚焦到更嚴(yán)格的綜合污水處理廠排水標(biāo)準(zhǔn)上來[1]。依據(jù)《省政府辦公廳關(guān)于印發(fā)江蘇省化工園區(qū)(集中區(qū))環(huán)境治理工程實(shí)施意見的通知》(蘇政辦發(fā)〔2019〕15號)，接納化工廢水的集中式污水處理廠出水主要污染物COD、氨氮、總氮、總磷排放濃度不得高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)；其他污染物排放濃度不得高于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠提標(biāo)升級改造工程既有利于工業(yè)園區(qū)開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，同時(shí)又可以改善工業(yè)園區(qū)水環(huán)境、治理水污染，也是堅(jiān)持可持續(xù)性發(fā)展的重要內(nèi)容[2]。鑒于此，本文在廣泛收集資料綜合分析及多次討論的基礎(chǔ)上對江蘇省某工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造設(shè)計(jì)。

1 已建污水廠情況

1.1 概況

目前園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2500m3/d，實(shí)際進(jìn)水量約為1500m3/d，主要處理園區(qū)內(nèi)企業(yè)所排放的工業(yè)廢水及少量的生活污水，接管標(biāo)準(zhǔn)采用《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表1中標(biāo)準(zhǔn)，表中未列出的其他污染物進(jìn)水水質(zhì)參照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表4中的三級標(biāo)準(zhǔn)，出水執(zhí)行省《化學(xué)工業(yè)主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB32/939-2006)的一級標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠主體處理工藝為“調(diào)節(jié)池+斜板沉淀+A/O+二沉+芬頓+混凝沉淀+消毒”，工藝流程如圖1.1-1所示：

圖1.1-1 現(xiàn)狀污水處理廠工藝流程圖

工業(yè)園區(qū)企業(yè)的污水經(jīng)“一企一管”分別進(jìn)入進(jìn)水池各個水槽中，匯總自流經(jīng)格柵槽后進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池出水通過進(jìn)水提升泵進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行混凝沉淀處理，沉淀出水進(jìn)入水解池，水解池出水再進(jìn)入現(xiàn)有的A/O生化系統(tǒng)，在A/O生化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行好氧生化作用，降解去除污水中的有機(jī)物及氨氮，A/O池出水進(jìn)入二沉池去除污水中的懸浮物，出水進(jìn)入中間水池(若出水達(dá)標(biāo)可超越排放)，通過芬頓進(jìn)水泵輸送至芬頓流體化床，芬頓流體化床出水再進(jìn)入混凝沉淀池，沉淀池出水經(jīng)計(jì)量渠進(jìn)入外排泵房達(dá)標(biāo)排放。

1.2 運(yùn)行情況

根據(jù)已建污水處理廠2018年監(jiān)測數(shù)據(jù)，其主要進(jìn)水水質(zhì)詳見表1.2-1，主要出水水質(zhì)詳見表1.2-2。由表1.2-1和表1.2-2分析可知，目前實(shí)際進(jìn)水指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)，出水污染物指標(biāo)都滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。

表1.2-1 污水廠進(jìn)水水質(zhì)情況表(2018.01～2018.11)

表1.2-2 污水廠出水水質(zhì)情況表(2018.01～2018.11)

1.3 現(xiàn)狀存在的問題

(1)雖然目前廠區(qū)進(jìn)水方式為“一企一管”方式，每家企業(yè)都有單獨(dú)的進(jìn)水池，但是只有九家企業(yè)安裝了出水在線監(jiān)測設(shè)施，無法確定其余企業(yè)出水是否達(dá)標(biāo)。

(2)根據(jù)原水水質(zhì)檢測情況，確定進(jìn)水總氮在100mg/L以上，目前污水廠對總氮指標(biāo)無出水要求，目前生化池設(shè)計(jì)無法負(fù)荷較高的進(jìn)水總氮，但是升級改造后要求總氮出水指標(biāo)達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。

(3)因?yàn)樵鬯幚韽S出水指標(biāo)不高，芬頓運(yùn)行費(fèi)用高，在出水達(dá)標(biāo)的情況下廠區(qū)不投加芬頓。提標(biāo)升級后污水出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級A，為保證出水達(dá)標(biāo)，提高污水可生化性，前端必須投加芬頓進(jìn)行預(yù)處理。

(4)根據(jù)2018年水廠進(jìn)出水指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)平均氨氮由10.75mg/L降到3.54mg/L，氨氮處理效果不佳，污水處理廠提標(biāo)后，現(xiàn)有工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足一級A的出水標(biāo)準(zhǔn)，所以對現(xiàn)有污水處理廠提標(biāo)升級勢在必行。

2 提標(biāo)改造方案

2.1 進(jìn)水水質(zhì)

依據(jù)蘇政辦發(fā)〔2019〕15號文，化工廢水污染物接管濃度不得高于國家行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)限值；暫未公布國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定間接排放的，接管濃度不得高于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級標(biāo)準(zhǔn)限值。該標(biāo)準(zhǔn)未對進(jìn)水TN、NH3-N、含鹽量做出要求，但是出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)中對這三個指標(biāo)有所要求。為保障出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，TN、NH3-N、含鹽量等指標(biāo)明確接管標(biāo)準(zhǔn)。

本污水處理廠針對特定的硝基苯、揮發(fā)酚、苯胺類無有效處理措施[3]，并根據(jù)對接管范圍內(nèi)四家大水量企業(yè)水質(zhì)的調(diào)研，結(jié)合鹽城市頒布的《關(guān)于調(diào)整濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)沿海工業(yè)園、鹽城市陳家港化學(xué)工業(yè)園污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)的通知》，針對硝基苯、揮發(fā)酚、苯胺類在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級標(biāo)準(zhǔn)限值上提出更高的接管標(biāo)準(zhǔn)，具體見下表2.1-1。

表2.1-1 提標(biāo)升級污水處理廠進(jìn)水指標(biāo)(單位：mg/L，pH無量綱)

2.2 出水標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)蘇政辦發(fā)〔2019〕15號文，接納化工廢水的集中式污水處理廠主要污染物COD、氨氮、總氮、總磷排放濃度不得高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)；其他污染物排放濃度不得高于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)，因此確定本項(xiàng)目出水標(biāo)準(zhǔn)如下表2.2-1所示：

表2.2-1 提標(biāo)升級污水處理廠出水指標(biāo)(單位：mg/L，pH無量綱)

2.3 工藝流程

污水處理改造工藝的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有工藝狀況、原水水質(zhì)、出水要求、污水廠的規(guī)模以及當(dāng)?shù)販囟取⒐こ痰刭|(zhì)、電價(jià)等因素作綜合考慮。本工程是在現(xiàn)有污水處理廠基礎(chǔ)上的改造，在方案的選擇上，應(yīng)將著眼點(diǎn)放在污水處理廠的現(xiàn)有實(shí)際狀況，結(jié)合水質(zhì)水量和改造要求，側(cè)重現(xiàn)有構(gòu)筑物及設(shè)施設(shè)備的有效利用[4]。

工業(yè)廢水污染物成分復(fù)雜且具有部分毒性，污染物濃度呈上升趨勢，處理達(dá)標(biāo)比較困難。綜合考慮原水水質(zhì)特點(diǎn)、實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場條件，確定本次改造工程工藝流程如下圖2.3-1所示：

圖2.3-1 本次改造工程工藝流程圖

污水由園區(qū)排水管網(wǎng)收集，匯流進(jìn)入進(jìn)水池，進(jìn)水池出水首先流經(jīng)格柵、截留大尺寸固體懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行中和、均化水質(zhì)。若來水超標(biāo)，則超標(biāo)的污水先進(jìn)入事故池，再通過水泵小流量打入調(diào)節(jié)池以減少系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷。調(diào)節(jié)池出水由泵提升進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)一步截留懸浮物，斜板沉淀池出水進(jìn)入芬頓反應(yīng)單元，出水進(jìn)入水解池，水解池作用是利用池內(nèi)兼氧、缺氧菌將大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物，從而提高污水的可生化性[5-6]，水解酸化出水進(jìn)入兩級A/O系統(tǒng)進(jìn)行二級生物處理，后經(jīng)二沉池出水進(jìn)入三沉池進(jìn)一步去除水中的SS及磷，然后污水經(jīng)過濾布濾池去除水中SS后進(jìn)入活性炭吸附及再生系統(tǒng)，再進(jìn)入消毒池去除水中的細(xì)菌，最后進(jìn)入外排及回用泵房壓力排放至渠西河。

格柵的固體截留物粉碎后外運(yùn)，進(jìn)行衛(wèi)生填埋處置。斜板沉淀池、水解池、A/O生化池、濾布濾池排出的污泥送污泥脫水系統(tǒng)，經(jīng)低溫干化脫水生成干泥餅(含水率40%)，干泥餅外運(yùn)委托第三方處理。

2.4 主要建、構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

本次污水處理廠經(jīng)提標(biāo)改造后，新增及利舊建、構(gòu)筑物主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下表2.4-1所示：

表2.4-1 本次改造工程建、構(gòu)筑物主要設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表

2.5 運(yùn)行成本

本次改造工程平均單位水量總成本16.98元/m3，單位水量經(jīng)營成本16.03元/m3，其中污泥處置成本3.33元/m3，固定資產(chǎn)基本折舊費(fèi)成本0.88元/m3，污水處理收費(fèi)(含稅價(jià))21.27元/m3。

2.6 工程投資估算

本次改造工程總投資2426.47萬元，其中工程費(fèi)用1840.16萬元，工程建設(shè)其他費(fèi)用358.12萬元，基本預(yù)備費(fèi)109.91萬元，建設(shè)期利息0.00萬元，流動資金118.27萬元。

3 結(jié)論

(1)本次提標(biāo)改造工程的實(shí)施，使園區(qū)范圍內(nèi)水環(huán)境進(jìn)一步得到改善，盡管污水治理工程并不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但污水廠的建設(shè)可顯著優(yōu)化區(qū)域內(nèi)投資環(huán)境，有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

(2)本次提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)規(guī)模為2500m3/d，污水處理工藝為“進(jìn)水+調(diào)節(jié)+斜板沉淀+芬頓氧化+水解酸化+兩級A/O生化+二沉池+三沉池+濾布濾池+活性炭吸附及再生+消毒池+尾水提升”，污水處理廠出水主要污染物COD、氨氮、總氮、總磷排放濃度執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。