西藏自治區(qū)某工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程設(shè)計(jì)實(shí)例

李火均 邢銘汕

（1.廣東開(kāi)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 引言

某工業(yè)園區(qū)位于西藏自治區(qū)拉薩市轄區(qū)，是整個(gè)西藏工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略布局的重要一環(huán)，是拉薩市工業(yè)的重要組成部分。在工業(yè)園區(qū)招商引資項(xiàng)目實(shí)施的同時(shí)，對(duì)配套的污水處理廠及管網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)，以保證項(xiàng)目在建成投入生產(chǎn)后污水處理廠能同時(shí)運(yùn)行，使區(qū)域產(chǎn)生的工業(yè)污水能及時(shí)得到處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入附近河流或回收利用。堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。污水廠近期工程主要的服務(wù)范圍為工業(yè)園區(qū)近期規(guī)劃區(qū)內(nèi)企業(yè)、園區(qū)配套居住服務(wù)區(qū)的工業(yè)廢水及生活污水，面積為267.36 hm2，遠(yuǎn)期工程主要的服務(wù)范圍為整個(gè)工業(yè)園區(qū)規(guī)劃區(qū)內(nèi)企業(yè)、園區(qū)配套居住服務(wù)區(qū)的工業(yè)廢水及生活污水，面積為658.02 hm2。

2 污水進(jìn)出水水質(zhì)及工藝流程

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) mg/L

工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

表2 工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

污水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 污水處理工藝流程

污泥處理工藝采用“污泥濃縮＋污泥調(diào)理＋高壓隔膜板框壓濾機(jī)”深度脫水工藝，具體工藝流程見(jiàn)圖2。

3 工程設(shè)計(jì)

完整的污水廠處理工藝主要有預(yù)處理工藝系統(tǒng)、生化處理工藝系統(tǒng)、污泥處理措施等［1-5］，部分工程需要根據(jù)項(xiàng)目所在地情況設(shè)計(jì)采暖通風(fēng)系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)所采用的方法各有特點(diǎn)，需結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)和自然條件，因地制宜選擇最適合的工藝。

3.1 預(yù)處理工藝系統(tǒng)

本工程預(yù)處理單元包括調(diào)節(jié)池、混凝反應(yīng)初沉池及水解酸化池。經(jīng)細(xì)格柵處理后的廢水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，廢水水質(zhì)水量在調(diào)節(jié)池內(nèi)得以均衡，以減輕沖擊負(fù)荷，提高后續(xù)處理效果。為避免懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉積，在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝有潛水?dāng)嚢铏C(jī)。

由于廢水中懸浮物含量較高，且可能含有有毒有害物質(zhì)，對(duì)厭氧微生物有毒害和限制作用，不利于生化處理，因此，為減輕后續(xù)生化系統(tǒng)的壓力，擬設(shè)置混凝反應(yīng)初沉池。

針對(duì)工業(yè)廢水中難生物降解物質(zhì)多，廢水經(jīng)自流進(jìn)入水解酸化池，通過(guò)厭氧菌、兼氧菌的作用，將廢水中的不溶性有機(jī)物水解為可溶性物質(zhì)，將大分子難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)（如有機(jī)酸類(lèi)），改善污水的可生化性，為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造條件。廢水經(jīng)水解、酸化后可生化性將大大提高［6］。

廢水經(jīng)預(yù)處理后去除了部分懸浮物和抑制微生物生長(zhǎng)的有毒有害物質(zhì)，并且把一些難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可生物降解的物質(zhì)，為后續(xù)構(gòu)筑物的處理效率提供了保證。

（1）調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)規(guī)模數(shù)量1座，土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d建成及配套。規(guī)格尺寸L×B×H＝28.5 m×22.0 m×6.5 m，有效水深6.0 m，有效容積3 750m3，停留時(shí)間18 h。配套設(shè)備：潛污泵，設(shè)備參數(shù)為Q＝105 m3/h，H＝9.5m，N＝5.5 k W，數(shù)量3臺(tái)（2用1備，變頻控制）；電動(dòng)葫蘆，設(shè)備參數(shù)為起重量1.0 t，起升高度10 m，N＝1.5 kW，數(shù)量1套；潛水?dāng)嚢铏C(jī)，設(shè)備參數(shù)為D≥1 300m m，N＝4 kW，數(shù)量3套（含起吊系統(tǒng)）。

（2）混凝反應(yīng)初沉池設(shè)計(jì)規(guī)模數(shù)量1座（2組并聯(lián)運(yùn)行），土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d建成及配套。規(guī)格尺寸L×B×H＝20.0m×12.0m×4.5m，反應(yīng)時(shí)間40m in，表面負(fù)荷0.9m3/（m2·h）。配套設(shè)備：污泥泵，設(shè)備參數(shù)為Q=45 m3/h，H=10m，N=2.2 kW，數(shù)量3臺(tái)（2用1備）；攪拌機(jī)Ⅰ，設(shè)備參數(shù)為轉(zhuǎn)速50 r/min，N=1.5 kW，數(shù)量1套；攪拌機(jī)Ⅱ，設(shè)備參數(shù)為轉(zhuǎn)速15 r/min，N=0.75 kW，數(shù)量2套。

（3）水解酸化池設(shè)計(jì)規(guī)模數(shù)量1座（2組并聯(lián)運(yùn)行），土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d建成及配套，池內(nèi)設(shè)置潛水推流器及組合填料。配水方式為管路及進(jìn)水孔洞配水，經(jīng)過(guò)潛水推流器作用，污水處于推流完全混合態(tài)。規(guī)格尺寸L×B×H=40.0m×16.0m×6.5m，有效水深6.0 m，有效容積3 840 m3，停留時(shí)間18 h。配套設(shè)備：潛水推流器，設(shè)備參數(shù)為D≥1.2m，N=3 kW，數(shù)量4套（含起吊系統(tǒng)）；組合填料，設(shè)備參數(shù)為φ160mm×H3 000mm，間距200mm，數(shù)量為615m3（配套填料支架）。

3.2 生化處理工藝系統(tǒng)

本工程二級(jí)處理的主體工藝采用兩級(jí)A/O生物池工藝，該工藝兼具生物脫氮除磷功能，提高污泥負(fù)荷，通過(guò)保證氧化溝多樣的污泥生長(zhǎng)狀態(tài)和良好的污泥濃度梯度，可有效提高生物降解效率，增加生物除磷功效，減少后續(xù)工序的化學(xué)除磷的加藥量，減少能耗。

經(jīng)兩級(jí)A/O生物池處理后廢水自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行沉淀，二沉池的污泥通過(guò)污泥泵回流至水解酸化池及A/O生物池以保證池內(nèi)的污泥濃度及滿足除磷需要，少部分剩余污泥排至污泥濃縮池。

（1）兩級(jí)A/O生物池設(shè)計(jì)規(guī)模土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d建成及配套，規(guī)格尺寸L×B×H=40.0 m×29.0 m×6.8 m，有效水深6.0 m，有效容積6 960 m3，總停留時(shí)間34 h（其中缺氧池12 h，好氧池22 h），數(shù)量1座，污泥濃度MLSS=4 000mg/L，污泥齡SRT=15 d，氣水比15∶1（海拔修正后為20∶1），硝化液回流比200%～400%，污泥回流比50%～100%。配套設(shè)備：缺氧池潛水?dāng)嚢铏C(jī)，設(shè)備參數(shù)為N=4 kW，數(shù)量4套（含提升系統(tǒng)）；硝化液回流泵，設(shè)備參數(shù)為Q=420m3/h，H=1.2m，N=4 kW，數(shù)量3臺(tái)（2用1備，含提升系統(tǒng)，變頻控制）；微孔曝氣器，設(shè)備參數(shù)為氧利用率20%～30%，單個(gè)曝氣器1～3m3空氣/h，數(shù)量為2 085套。

（2）二沉池及污泥回流泵房設(shè)計(jì)規(guī)模中進(jìn)周出輻流式二沉池土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d建成及配套。二沉池規(guī)格尺寸：φ20.0m×4.5m，二沉池有效水深4.0m，表面負(fù)荷0.66m3/（m2·h），污泥回流泵房規(guī)格尺寸：5.0 m×2.0 m×4.5 m，數(shù)量1座（二沉池、污泥回流泵房各1座）。配套設(shè)備：污泥回流泵，設(shè)備參數(shù)為Q=210m3/h，H=4 m，N=4 kW，數(shù)量2臺(tái)（1用1備，變頻控制）；剩余污泥泵，設(shè)備參數(shù)為Q=20m3/h，H=8 m，N=1.1 kW，數(shù)量2臺(tái)（1用1備）；周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)，設(shè)備參數(shù)為φ20m，V=1.8m/min，N=0.55 kW，數(shù)量1臺(tái)；套筒閥，設(shè)備參數(shù)為φ400，數(shù)量1臺(tái)（含手動(dòng)啟閉機(jī)）。

3.3 深度處理工藝系統(tǒng)

經(jīng)二沉池出水的大部分有機(jī)物、TN、NH3-N已被生物降解，生化指標(biāo)如CODCr，BOD5，NH3-N，TN指標(biāo)已滿足排放和回用要求，但SS及TP仍無(wú)法穩(wěn)定達(dá)到排放要求，因此必須配套“沉淀＋過(guò)濾”的方法使SS滿足排放要求。本設(shè)計(jì)深度處理采用“混凝沉淀＋活性砂濾池”。

經(jīng)濾池過(guò)濾后自流進(jìn)入消毒池，考慮回用水管網(wǎng)須有持續(xù)消毒效果，因此采用一次性投資較低、占地面積小、殺菌效率高、安全、二次污染較小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單的次氯酸鈉消毒法，經(jīng)次氯酸鈉消毒后的清水即可達(dá)標(biāo)排放及回用。

（1）混凝沉淀池集機(jī)械混合、絮凝、澄清和高效混合于一身，本設(shè)計(jì)加設(shè)蜂窩斜管可以更有效地去除水中的SS和TP及部分有機(jī)物?；炷恋沓赝两霸O(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d建成及配套，混凝反應(yīng)時(shí)間40min，沉淀池表面負(fù)荷0.8m3/（m2·h），沉淀池尺寸L×B×H=15.0m×15.0m×4.5 m，數(shù)量1座（2組并聯(lián)運(yùn)行）。配套設(shè)備：快速攪拌機(jī)，設(shè)備參數(shù)為N=1.5 kW，數(shù)量1臺(tái)；慢速攪拌機(jī)，設(shè)備參數(shù)為N=0.75 kW，數(shù)量2臺(tái)；污泥泵，數(shù)量2臺(tái)（1用1備），設(shè)備參數(shù)為Q=45m3/h，H=10m，N=2.2 kW。

（2）活性砂濾池土建規(guī)模按1.0萬(wàn)m3/d建成，與混凝沉淀池合建，設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬(wàn)m3/d配套?？偝叽鏛×B×H=15.0 m×5.0 m×5.7 m，單組尺寸L×B×H=5.0 m×5.0 m×5.7 m，數(shù)量1座分2組，1組分4格，有效水深5.2 m，有效過(guò)濾面積25 m2，濾速8.35 m/h，水頭損失＜1.0m，活性砂粒徑1.2～2.0mm，濾層高度：自布水器底面至頂部共2.0 m，單個(gè)裝置洗砂最大空氣消耗量0.15m3/min，單個(gè)裝置洗砂排水量0.4～0.7 L/s。配套設(shè)備：提升泵，設(shè)備參數(shù)為Q=105m3/h，H=4m，N=4 kW，數(shù)量3臺(tái)（2用1備，變頻），成套設(shè)備4套；活性砂，規(guī)格1.2～2.0 mm，數(shù)量50 m3；壓縮空氣系統(tǒng)，與污泥脫水系統(tǒng)共用。

（3）接觸消毒池和回用水池設(shè)計(jì)規(guī)模土建及設(shè)備規(guī)模均按1.0萬(wàn)m3/d建設(shè)及配套，預(yù)留回用水泵位置，尺寸L×B×H=10.0 m×6.0 m×4.0 m，有效水深3.5m，停留時(shí)間1 h，數(shù)量1座，有效容積208m3。配套設(shè)備：次氯酸鈉儲(chǔ)罐，設(shè)備參數(shù)為V=15 m3，材質(zhì)PE，數(shù)量2臺(tái)；次氯酸鈉加藥計(jì)量泵，設(shè)備參數(shù)為Q=0～120 L/h，N=0.25 kW，計(jì)量泵2臺(tái)（1用1備）。

3.4 污泥處理措施

3.4.1 污泥濃縮池

污泥濃縮池規(guī)模按1.0萬(wàn)m3/d建成，預(yù)留1.0萬(wàn)m3/d位置，數(shù)量1座，設(shè)計(jì)進(jìn)泥含水率99.6%，設(shè)計(jì)出泥含水率98%，污泥固體負(fù)荷40.0 kg/（m2·d），濃縮池直徑Φ10m，有效水深4m，停留時(shí)間12 h。

3.4.2 污泥調(diào)理池

污泥調(diào)理池土建按遠(yuǎn)期2.0萬(wàn)m3/d一次建成，設(shè)備按近期0.5萬(wàn)m3/d配套，數(shù)量2座，單座尺寸L×B×H=4.0m×4.0 m×4.5 m。配套設(shè)備：槳葉式調(diào)理攪拌機(jī)，數(shù)量1臺(tái)，設(shè)備參數(shù)為D=1 500mm，r=50 r/min，N=11 kW；石灰料倉(cāng)，數(shù)量1套，設(shè)備參數(shù)為N=4 kW，容量30 t，含支撐架、閘板閥、料位計(jì)、避雷裝置等；傾斜螺旋給料機(jī)，數(shù)量1套，設(shè)備參數(shù)φ200 mm，傾角α=20°，L=6.5 m，N=5.5 kW；雙向螺旋輸送機(jī)，數(shù)量1套，設(shè)備參數(shù)為φ200mm，傾角α=0°，L=4.0m，N=2.2 kW。

3.4.3 污泥脫水機(jī)房

污泥脫水機(jī)房土建規(guī)模按遠(yuǎn)期2.0萬(wàn)m3/d建設(shè)，設(shè)備按近期0.5萬(wàn)m3/d配套，污泥脫水機(jī)房平面尺寸為L(zhǎng)×B×H=27.0m×9.0 m×10.0m。污泥深度脫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)平均處理量近期為2 500 kgDS/d，出泥含水率≤60%，則每天外運(yùn)泥量為6.25 t。配套設(shè)備：高壓隔膜板框壓濾機(jī)，數(shù)量1臺(tái)，設(shè)備參數(shù)為過(guò)濾工作壓力0.5～0.6 M P a，腔室容積2.54 m3，濾板1 250 mm×1 250 mm，進(jìn)泥含水率98%，出泥含水率60%以下，N=14.1 kW；進(jìn)料泥漿泵，數(shù)量2臺(tái)（1用1備），設(shè)備參數(shù)為Q=24m3/h，H=1.5 MPa，N=11 kW；清洗水立式多級(jí)離心泵，數(shù)量2臺(tái)（1用1備），設(shè)備參數(shù)為Q=8～12 m3/h，H=180～200 m，N=15 kW；壓榨水立式多級(jí)離心泵，數(shù)量2臺(tái)（1用1備），設(shè)備參數(shù)Q=10～30 m3/h，H=100～150 m，N=11 kW；壓榨、水洗水箱，數(shù)量2臺(tái)（各1個(gè)），設(shè)備參數(shù)為V=6m3；壓縮空氣系統(tǒng)，數(shù)量1套（含1個(gè)氣罐、1臺(tái)空壓機(jī)），設(shè)備參數(shù)為Q=5 m3/min，壓力0.8 MPa，P=30 kW；電動(dòng)污泥料斗，數(shù)量1臺(tái)，設(shè)備參數(shù)為V=10m3，N=4 kW；雙軌道行車(chē)，數(shù)量1套，設(shè)備參數(shù)為N=3.85 kW。

3.5 除臭設(shè)計(jì)

本工程臭氣主要來(lái)源于粗格柵及污水提升泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、調(diào)節(jié)池、混凝反應(yīng)初沉池、水解酸化池、污泥濃縮池、污泥調(diào)理池及污泥脫水機(jī)房等，主要污染物是硫化氫，且濃度一般較高。各處理單元采取分散收集、加蓋密封、集中處理模式，經(jīng)收集的惡臭廢氣采用生物濾池除臭裝置處理達(dá)標(biāo)后通過(guò)1根15m高的排氣筒排放；污泥脫水機(jī)房采用空間霧化除臭，盡量減少臭氣散發(fā)，壓濾機(jī)及時(shí)清洗。除臭總風(fēng)量約7 743m3/h。

3.6 采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目位于西藏自治區(qū)拉薩市，該地區(qū)屬內(nèi)陸高原溫帶半干旱氣候，日照充足，空氣干燥，晝夜溫差大，降水量小、蒸發(fā)量大。水處理過(guò)程涉及各種物化反應(yīng)、生化反應(yīng)等，易產(chǎn)生各種有害氣體，在冬季氣體不易擴(kuò)散，容易對(duì)工作人員和系統(tǒng)處理設(shè)備產(chǎn)生不利影響。故水處理間、化水處理間等在設(shè)計(jì)上須考慮通風(fēng)措施。同時(shí)構(gòu)筑物、系統(tǒng)管道在冬季容易凍裂，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為了保障工業(yè)園區(qū)污水處理廠的冬季正常運(yùn)行，確保水處理的設(shè)施可以穩(wěn)定運(yùn)行，采暖系統(tǒng)的熱源為工業(yè)園區(qū)的市政采暖供熱管道統(tǒng)一供熱，熱負(fù)荷估算見(jiàn)表3。

表3 采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷估算

解決室外管道凍裂防凍保溫主要通過(guò)加設(shè)保溫措施，根據(jù)實(shí)際情況選定合適的保溫材料，不僅要保證保溫效果，還要保持材料的耐久性。保溫材料采用阻燃橡塑海綿管殼，再纏綠色壓延膜2道，確保給排水管道的保溫效果。

4 結(jié)論

西藏自治區(qū)某工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程近期（2017—2025年）規(guī)模為0.5萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期（2026—2035年）規(guī)模為2.0萬(wàn)m3/d。預(yù)處理系統(tǒng)工藝采用常規(guī)技術(shù)手段；生化系統(tǒng)處理工藝采用多級(jí)A/O生物技術(shù)手段，具生物脫氮除磷功能；深度處理系統(tǒng)采用“混凝沉淀＋活性砂濾池”方法；污泥處理工藝采用“污泥濃縮＋污泥調(diào)理＋高壓隔膜板框壓濾機(jī)”深度脫水工藝。此外，還設(shè)有接觸消毒池，應(yīng)用次氯酸鈉消毒，出水水質(zhì)可滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。