深圳市光明區(qū)高濃度污水凈化站工程設(shè)計(jì)研究

李火均，邢銘汕

(1.廣東開源環(huán)境科技有限公司，廣東 東莞 532000；2. 廣東省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)，廣東 汕頭 515064)

1 項(xiàng)目概況

光明水質(zhì)凈化廠位于光明新區(qū)境內(nèi)，龍大高速以西，公常路以南，河堤路、茅洲河以東，木墩河水接入茅洲河處，已批用地面積15.7 hm2，實(shí)際用地面積為14.45 hm2(不包括民眾學(xué)校)，其中木墩河以北為一期用地范圍，以南為二期用地范圍。污水廠服務(wù)范圍主要為新湖街道、光明街道、鳳凰街道及玉塘街道部分區(qū)域，服務(wù)面積約58.7 km2。本工程是對(duì)深圳市光明區(qū)工業(yè)廢水綜合治理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，是解決光明區(qū)水環(huán)境污染難題、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效措施，對(duì)改善茅洲河水系水環(huán)境質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)污染減排目標(biāo)十分關(guān)鍵，對(duì)促進(jìn)地區(qū)健康、可持續(xù)發(fā)展尤為重要。

2 污水進(jìn)、出水水質(zhì)及工藝流程

根據(jù)廢水類型以及廢水特性分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研取樣分析檢測(cè)結(jié)果，本項(xiàng)目各分類廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)見表1和表2。污水、污泥處理工藝流程詳見圖1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

3 工程工藝介紹

3.1 預(yù)處理工藝

根據(jù)污染物特性，將收集的廢水根據(jù)其性質(zhì)分別設(shè)置不同的調(diào)節(jié)池存放，設(shè)計(jì)有三大廢水，分別為：一般清洗廢水、研磨打磨廢水、高濃度清洗廢水，三大廢水考慮到行業(yè)性質(zhì)差異及部分特征污染物分別存放在不同的調(diào)節(jié)池。

3.1.1 一般清洗廢水(300 m3/d)

高氟廢水(20 m3/d)：玻璃蝕刻清洗廢水。經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后投加鈣鹽、鐵鹽對(duì)氟化物進(jìn)行混凝沉淀處理，設(shè)置1套除氟混凝設(shè)備；高磷廢水(150 m3/d)：玻璃清洗廢水和五金及設(shè)備清洗廢水。經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后投加鈣鹽、鐵鹽對(duì)磷酸鹽進(jìn)行混凝沉淀處理，設(shè)置1套混凝沉淀設(shè)備。

圖1 污水、污泥處理工藝流程

含油及表面活性劑廢水(130 m3/d)：機(jī)械設(shè)備清洗廢水和塑料及織物類清洗廢水、食品加工、肉類加工廢水。調(diào)節(jié)pH值后投加鐵鹽進(jìn)行混凝沉淀處理，設(shè)置1套隔油沉淀設(shè)備；氣浮處理裝置(400 m3/d)：廢水混合后再經(jīng)過氣浮處理，去除部分油脂及表面活性劑，設(shè)置1套溶氣氣浮處理裝置。

3.1.2 切割研磨廢水(100 m3/d)

高SS廢水(100 m3/d)：陶瓷、五金研磨和玻璃切割研磨廢水。調(diào)節(jié)pH值后投加鐵鹽進(jìn)行混凝沉淀處理，設(shè)置1套混凝沉淀設(shè)備；氣浮處理裝置(400 m3/d，與一般清洗廢水共用)：廢水混合后進(jìn)行氣浮處理，去除部分油脂及表面活性劑。

3.1.3 高濃度清洗廢水(100 m3/d)

高有機(jī)物濃度廢水(100 m3/d)：印刷清洗廢水、水性漆廢水及其他高濃度有機(jī)廢水。首先，調(diào)節(jié)pH值至3～5，使廢水酸析沉淀，之后經(jīng)芬頓高級(jí)氧化處理后去除大部分難降解有機(jī)物，最終出水進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池。設(shè)置1套酸析沉淀設(shè)備，1套溶氣氣浮設(shè)備，1套芬頓高級(jí)氧化設(shè)備。

3.2 生化處理工藝

通過了預(yù)處理后，廢水中的懸浮物、LAS、浮油及有機(jī)物污染均得到了較大的去除，污染物程度大幅降低，預(yù)處理后的廢水全部匯集在綜合調(diào)節(jié)池，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用水解酸化+缺氧+好氧工藝處理，設(shè)計(jì)水解酸化停留時(shí)間16.2 h，缺氧池停留時(shí)間8.6 h，好氧停留時(shí)間24.5 h。水解酸化的主要作用是將水解大分子難降解污染物水解成小分子物質(zhì)，以助于后續(xù)的生物降解，缺氧池中反硝化細(xì)菌利用有機(jī)物，將硝化液中硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馔瓿擅摰?，好氧主要作用是為了去除有機(jī)物及氮磷等污染物。經(jīng)過處理后的污水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入清水池。

3.3 深度處理工藝

經(jīng)過預(yù)處理及初步生化處理后的工業(yè)廢水，接入現(xiàn)有光明水質(zhì)凈化廠二期工程后經(jīng)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)然后再進(jìn)入光明水質(zhì)凈化廠二期生化處理系統(tǒng)的生化處理系統(tǒng)，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)后達(dá)標(biāo)排放。因此，本項(xiàng)目深度處理技術(shù)路線即為現(xiàn)有光明水質(zhì)凈化廠二期工業(yè)廢水預(yù)處理及生化處理系統(tǒng)。

3.4 除臭系統(tǒng)

收集各類廢水調(diào)節(jié)池、綜合調(diào)節(jié)池、污泥濃縮池、水解酸化池、缺氧池、污泥脫水間等產(chǎn)生的臭氣，通過生物除臭設(shè)備進(jìn)行除臭處理。設(shè)計(jì)參數(shù)：①換風(fēng)次數(shù)：水池2次/h，污泥脫水間、一體化設(shè)備預(yù)處理間換風(fēng)次數(shù)6次/h；②生物除臭塔：L×B×H=7 m×5 m×3 m，Q=10000 m3/h，1套；③除臭風(fēng)機(jī)：10000 m3/h，P=2000 Pa，P=18.5 kW，1臺(tái)；④循環(huán)水泵：Q=25 m3/h，H=20 m，P=3 kW，2臺(tái)(1用1備)；⑤補(bǔ)充水泵：Q=25 m3/h，H=20 m，P=3 kW，1臺(tái)；⑥補(bǔ)充水箱：V=4 m3，φ為1.8m，H=2.2 m；生物除臭系統(tǒng)風(fēng)管材質(zhì)采用PP管。

3.5 生化系統(tǒng)去除率分析

生化系統(tǒng)(500 m3/d)去除率分析結(jié)果見表3。

4 主要設(shè)備及工藝設(shè)計(jì)

4.1 主要設(shè)備

4.1.1 玻璃蝕刻清洗廢水預(yù)處理設(shè)備

一體化除氟設(shè)備1套，處理能力2 m3/h，總功率2.6 kW，尺寸L×B×H=5.4 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區(qū)表面負(fù)荷0.6 m3/(m2·h)，槳葉式攪拌機(jī)n=50 r/min，P=0.75 kW，2臺(tái)(混凝區(qū))，槳葉式攪拌機(jī)n=30 r/min，P=0.55 kW，2臺(tái)(絮凝區(qū))，防腐：玻璃鋼防腐(三布五涂)。

表3 生化系統(tǒng)去除率分析

4.1.2 玻璃高磷清洗廢水、五金電子清洗廢水預(yù)處理設(shè)備

一體化除磷沉淀設(shè)備1套，處理能力15 m3/h，總功率6.6 kW，尺寸L×B×H=9.05 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區(qū)表面負(fù)荷：0.8 m3/(m2·h)，槳葉式攪拌機(jī)n=50 r/min，P=2.2 kW，2臺(tái)(混凝區(qū))，槳葉式攪拌機(jī)n=30 r/min，P=1.1 kW，2臺(tái)(絮凝區(qū))，防腐：玻璃鋼防腐(三布五涂)。

4.1.3 塑料及織物類清洗廢水、機(jī)械設(shè)備清洗廢水、食品加工、肉類加工廢水預(yù)處理設(shè)備

一體化隔油沉淀設(shè)備1套，處理能力13 m3/h，尺寸L×B×H=7.05 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區(qū)表面負(fù)荷1.3 m3/(m2·h)，防腐：內(nèi)防腐：環(huán)氧煤瀝青2層；外防腐：防銹底漆1層，面漆2層。

4.1.4 陶瓷研磨切割廢水、金屬研磨切割廢水、玻璃切割研磨廢水預(yù)處理設(shè)備

一體化混凝設(shè)備1套，處理能力10 m3/h，總功率1.30 kW，尺寸L×B×H=7.4 m×2.5 m×3.3 m，沉淀區(qū)表面負(fù)荷：0.7 m3/(m2·h)，槳葉式攪拌機(jī)n=50 r/min，P=0.75 kW，1臺(tái)(混凝區(qū))，槳葉式攪拌機(jī)n=30 r/min，P=0.55 kW，1臺(tái)(絮凝區(qū))，防腐：內(nèi)防腐：環(huán)氧煤瀝青2層；外防腐：防銹底漆1層，面漆2層。

4.1.5 印刷清洗廢水、水性漆、其他高濃度廢水預(yù)處理設(shè)備

一體化酸析+芬頓氧化設(shè)備1套，處理能力10 m3/h，尺寸：L×B×H=9.1 m×2.5 m×3.3 m，調(diào)酸區(qū)停留時(shí)間25 min，催化劑混合區(qū)停留時(shí)間10 min，氧化反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間3 h，中和區(qū)停留時(shí)間13 min，絮凝區(qū)停留時(shí)間19 min，鐵泥回流沉淀區(qū)表面負(fù)荷2.0 m3/(m2·h)，中和沉淀區(qū)0.7 m3/(m2·h)，總功率：7.6 kW。

材質(zhì)：玻璃鋼防腐(三布五涂)，配套主要設(shè)備：槳葉式攪拌機(jī)n=50 r/min，P=2.2 kW，1臺(tái)(調(diào)酸池)，槳葉材質(zhì)SS316L，槳葉式攪拌機(jī)n=50 r/min，P=0.75 kW，1臺(tái)(催化劑混合區(qū))，槳葉材質(zhì)SS316L，槳葉式攪拌機(jī)n=50 r/min，P=2.2 kW，2臺(tái)(氧化反應(yīng)區(qū))，槳葉材質(zhì)SS316L。

4.1.6 一般清洗廢水及陶瓷、金屬、玻璃切割(300+100 m3/d)氣浮設(shè)備

一體化溶氣氣浮設(shè)備1套，處理能力40 m3/h，總功率7.8 kW，尺寸L×B×H=7.0 m×2.1 m×2.2 m，溶氣水量：8～13 m3/h，配套空壓機(jī)、溶氣泵、攪拌機(jī)、刮渣機(jī)等設(shè)備，防腐：內(nèi)防腐：環(huán)氧煤瀝青2層，外防腐：防銹底漆1層，面漆2層。

4.2 工藝設(shè)計(jì)

4.2.1 中間調(diào)節(jié)池

對(duì)各類預(yù)處理后的廢水進(jìn)行均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為鋼砼結(jié)構(gòu)(三布五涂玻璃鋼防腐)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=11.25 m×4.95 m×3.5 m，有效容積168.75 m3，水力停留時(shí)間8 h，附屬主要設(shè)備：調(diào)節(jié)池提升泵：Q=40 m3/h，H=15.1 m，P=3.0 kW，2臺(tái)，1用1備，配套空氣攪拌系統(tǒng)。

4.2.2 綜合調(diào)節(jié)池

對(duì)各類預(yù)處理后的廢水進(jìn)行均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)，保障后續(xù)生化處理系統(tǒng)穩(wěn)定進(jìn)行。為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=23.25 m×4.95 m×3.50 m，有效容積345.26 m3，水力停留時(shí)間16.60 h，附屬主要設(shè)備：調(diào)節(jié)池提升泵：Q=20 m3/h，H=9 m，P=1.1 kW，2臺(tái)，1用1備，配套空氣攪拌系統(tǒng)；

4.2.3 水解酸化池

將難降解的污染物水解成容易生化降解的小分子污染物，提高污染物的可生化性，有助于后續(xù)好氧生化降解，為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=11.25 m×6.0 m×5.5 m，單座有效容積：337.5 m3，水力停留時(shí)間16 h，附屬主要設(shè)備：潛水?dāng)嚢杵鳎篜=4.5 kW，2臺(tái)，主材SS304，組合填料Φ150×3000 mm，170 m3，含填料支架。

4.2.4 缺氧池

廢水與從二沉池回流的污泥和好氧池回流的硝化液進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖莩?，達(dá)到脫氮的目的，為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=6.0 m×6.0 m×5.5 m，單座有效容積：180 m3，水力停留時(shí)間8.60 h，附屬主要設(shè)備：潛水?dāng)嚢铏C(jī)：P=2.5 kW，1臺(tái)，主材SS304。

4.2.5 好氧池

利用好氧池的好氧微生物在有游離氧(分子氧)存在的條件下，硝化、降解廢水中的有機(jī)物、氨氮和去除廢水中的部分總磷，為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=17.0 m×6.0 m×5.5 m，有效容積510 m3，水力停留時(shí)間24.5 h，溶解氧濃度2～4 mg/L，污泥濃度3000～5000 mg/L，污泥負(fù)荷為0.06～0.10 kg BOD5/(kgMLSS·d)，硝化液回流比200%，氧利用率：20%～30%，氣水比為：21∶1，附屬主要設(shè)備：硝化液回流泵：Q=60 m3/h，H=9 m，P=3.0 kW，2臺(tái)(1用1備)，微孔曝氣器：296套，Φ為192 mm，單套供氣量1～3 m3/h。

4.2.6 沉淀池

好氧池出水沉淀，泥水分離，污泥回流水解酸化池、缺氧池維持生化系統(tǒng)污泥濃度，剩余污泥輸送至污泥濃縮池，為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=10.0 m×4.0 m×5.5 m，沉淀區(qū)表面負(fù)荷：0.7 m3/(m2·h)，附屬主要設(shè)備：污泥回流泵：Q=20.0 m3/h，H=10 m，P=1.1 kW，2臺(tái)(1用1備)。

4.2.7 清水池

儲(chǔ)存出水，提升至已建的高效沉淀池，為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=4.0 m×2.5 m×4.5 m，水力停留時(shí)間：1.92 h，附屬主要設(shè)備：清水泵：Q=40.0 m3/h，H=22 m，P=5.5 kW，2臺(tái)(1用1備)。

4.2.8 生化污泥濃縮池

儲(chǔ)存一般污泥，如生化系統(tǒng)剩余污泥，為鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=4.0 m×3.25 m×4.5 m，附屬主要設(shè)備：污泥提升泵：Q=12 m3/h，H=38 m，P=3 kW，2臺(tái)(1用1備)。

4.2.9 化學(xué)污泥濃縮池1#、2#

本工程化學(xué)污泥儲(chǔ)池分兩格，化學(xué)污泥儲(chǔ)池1#儲(chǔ)存一般清洗廢水、切割研磨廢水及其預(yù)處理產(chǎn)生的物化污泥，其主要成分是廢水中懸浮物、投加的混凝、除氟藥劑等，屬于一般廢物；化學(xué)污泥儲(chǔ)池2#儲(chǔ)存高濃度廢水預(yù)處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥，這類廢水可能存在危險(xiǎn)廢物，需要運(yùn)行時(shí)檢測(cè)鑒定確認(rèn)，為鋼砼結(jié)構(gòu)(三布五涂玻璃鋼防腐)，數(shù)量2座，單座尺寸L×B×H=4.0 m×4.0 m×4.5 m，附屬主要設(shè)備：柱塞泵：Q=10 m3/h，H=11 m，P=11 kW，3臺(tái)(2用1備)。

4.2.10 浮油浮渣收集池

型式為鋼砼結(jié)構(gòu)(三布五涂玻璃鋼防腐)，數(shù)量1座，尺寸L×B×H=1.55 m×4.0 m×4.5 m，附屬主要設(shè)備：浮渣抽排泵Q=12 m3/h，H=20 m，P=1.5 kW，2臺(tái)1用1備。

5 結(jié)論

本項(xiàng)目處理總規(guī)模為500 t/d，其中一般清洗廢水300 t/d、切割研磨類廢水100 t/d、高濃度清洗廢水100 t/d。預(yù)處理階段根據(jù)不同廢水采用不同技術(shù)手段，生化階段采用水解酸化+缺氧+好氧工藝處理，深度階段采用高級(jí)沉淀+臭氧催化氧化，污泥處理工藝：近期采用“污泥重力預(yù)濃縮+機(jī)械后濃縮+板框脫水”工藝，遠(yuǎn)期預(yù)留污泥低溫干化環(huán)節(jié)。此外還設(shè)有加氯接觸池，出水水質(zhì)可滿足排放要求。