江西某工业园区废水的深度处理

摘要：江西某工业园污水处理厂处理规模为5000 m³/d，工业废水成分较复杂，水质可生化性较差， COD、SS、氨氮及总氮超标，二级处理后污水无法达到一级B标排放。在现有的处理工艺基础上，增加AR(混合反应池)+CBC(侧向流高效沉淀池)+MDF(多功能深床滤池)工艺等智能模块化水处理标准件产品进行废水深度处理，实际出水COD、SS、总氮达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，且氨氮、总氮的去除效果≥40%(深度处理部分)。该项目具有建设周期短(总工期30天)、投资成本低、占地面积少、工艺停留时间短(55min)和运行成本低(约0.28元/吨水)的优势。

关键词：工业园区;污水处理厂;深度处理

中图分类号：TU992 文献标识码：C

Advanced Treatment of Wastewater from an Industrial Park in Jiangxi Province

WU Bo, YE Chang-ming

(Shenzhen Qingquan Water Industry Co. Ltd., Shenzhen 518116, China)

Abstract: The wastewater composition was relatively complex and the biodegradability was poor in an industrial park wastewater treatment plant with a treatment capacity of 5000 m3/d in Jiangxi Province. The effluent COD, SS, ammonia nitrogen and total nitrogen exceeded the first level B of the disge standard after secondary treatment. Based on the existing treatment process, intelligent modular water treatment standard produets such as anaerobic reactor( AR), lateral flow high efficiency coagulation, flocculation and clarification( CBC), multi-function deep bed filter(MDF ), were used for advanced treatment of wastewater. The effluent COD, SS and total nitrogen could reach the first level A criteria specified in the Disge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant(GB 18918-2002), and the removal rate of ammonia nitrogen and total nitrogen was more than 40% in the advanced treatment section. The project completed with some outstanding acteristics, such as short construction period(30 days of total project duration), low investment cost and less land occupation, short retention time (55 min) and low operating cost (about 0.28 yuan/m3)

Key words: industrial park; sewage treatment plant; advanced treatment

1 项目概况

工业园区的污水量以及污水种类与日俱增，而污水处理设备滞后，导致工业生产与环境保护严重失衡[1]。随着国家对于工业污水排放要求的不断提高，对工业园区废水进行深度处理变得十分迫切。

江西某工业园区污水处理厂于2014年投产使用，设计规模为5000m³/d。随着入驻园区企业的增加，工业废水的处理难度不断加大，原有处理工艺已无法满足达标排放的要求。为了响应国家环保政策，保证工业园区的正常运营，运营方和业主一致要求对整个工业园区污水处理厂进行改造，在原有一级处理的基础上增加深度处理，使得出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准，即COD<60mg/L，SS<20mg/L。

2 废水水质

该污水处理厂以处理园区的工业废水为主，设计规模为5000 m3/d。原工艺流程：调节池→混凝沉淀池→水解酸化池→氧化沟→二沉池→排放。废水成分复杂，经过前端二级处理后，COD≤100mg/L，SS≤30 mg/L。工艺改造后，COD≤60mg/L，SS≤20 mg/L。

3 深度处理设计

3.1 设计思路

针对污水处理厂现存的问题，比较了不同工艺在占地、投资、运营管理等方面的优劣势，在满足出水要求的前提下，最终采用一级AR(混合反应池)+管式混合+二级AR(混合反应池)+CBC(侧向流高效沉淀池)+MDF(多功能深床滤池)工艺进行污水的深度处理。

3.2 工艺说明

在一级AR反应池进水端投加纳米复合材料一，通过反应池内快速搅拌作用，实现与污水的接触反应，充分吸附COD、氨氮、总氮;出水经管道混合器将纳米复合材料二与废水快速混合，再与纳米复合材料三于二级AR反应池内慢速搅拌，在此反应池内形成较大矾花，最终在CFC沉淀池模块中实现高效、快速的沉降，将大部分的COD、氨氮、总氮与SS去除。MDF多功能深床滤池对SS及残留纳米材料进一步去除，确保水质达标排放。

采用两处回流，将CFC沉淀下的絮体进入到分流器分离，将分离的部分纳米材料回流至混合器的出水端，将分离的另一部分纳米复合材料污泥混合液回流至一级AR反应池进水端，并采用排泥泵对部分污泥进行连续排泥。

其中AR模块属于混合反应池，内部设有导流筒和搅拌机。CFC模块是清泉公司研制的侧向流高效沉淀池，是一种最接近理想“浅层”理论的沉淀池，其采用人字形斜板侧向流进水方式，在沉淀池内形成无数个小型的沉淀池，使得废水中颗粒快速沉降，最终经泥道排至底部污泥斗。MDF多功能深床滤池属于上向流滤池技术，采用下部进水上部出水的方式进行过滤作用，滤料采用级配石英砂，可以更好的发挥整个滤床截污能力，大大提高截污量。另外，根据水质处理的要求可以将其转换为反硝化深床滤池使用，能够实现废水的反硝化脱氮功能。

3.3主要设计参数

(1)一级AR模块(反应池)

设计AR模块两座，每座反应池处理量为2500m3/d，单座尺寸为3.0m×3.0m×3.0m，设计水力停留时间为12min，导流筒直径Ф800mm，提升搅拌机2台，功率N=1.5kW，叶轮直径D=700mm，其主要功能为利用纳米复合吸附剂对水中的污染物进行去除。

(2)二级AR模块(反应池)

设计AR模块采用两座，每座反应池处理量为2500m3/d，单座尺寸为2.5m×3.0m×3.0m，设计水力停留时间为8min;导流筒直径Ф800mm;提升搅拌机2台，功率N=1.1kW，叶轮直径D=700mm。其主要功能为利用纳米复合材料混合絮凝反应对水中的污染物进行去除。

(3)CFC模块(侧向流高效沉淀池)

设计CFC模块标准件采用两座，每座处理水量为2500m3/d，单座外形尺寸为5.5m×3.0m×3.0m，设计水力停留时间为15min，人字形斜板间距60mm，水平流速为20 m/h，斜板有效长度L=5m。其主要功能为对出水中的纳米复合吸附剂进行高效沉淀。

(4)MDF模块(多功能深床滤池)

设计MDF模块标准件采用两座，每座处理水量为2500m3/d，单座外形尺寸为5.2m×3.0m×3.0m，水力负荷为7.0m/h，设计停留时间为20min;滤料厚度为1.3m，石英砂级配滤料粒径为0.8-2.0mm;垫层厚度0.3m， 卵石垫层粒径2-32mm;多功能滤管L=2900mm，共有30m2。其主要功能为对出水中的杂质物质进行截留，保证出水效果。

4 运行分析

4.1 运行效果

该园区污水处理厂经过2个月调试与系统完善后达到了设计效果，目前已经稳定运行，平均进水量5100m3/d，出水COD与SS能够达到《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，优于设计出水一级B标准。平均进、出水水质见下表1：

从表1数据可以看出，该项目经过深度处理后实际出水远低于业主要求的排放标准一级B标，其中COD、SS与总氮达到了一级A标，氨氮与总氮去除效果均大于40%，达到了设计要求。

4.2运行成本

(1)电耗

吨水电耗成本：

电耗约为0.035，电费按照0.70元/度计算，电费成本约为0.02元/吨水。

(2)药耗

药耗成本:

纳米复合材料1+纳米复合材料2+纳米复合材料3=0.26元/吨水。

(3)总运行成本

在实际运行过程中当进水COD不大于100mg/L时，深化处理后出水COD低于60mg/L，系统吨水电耗成本约为0.02元/吨，药秏成本约为0.26元/吨，运行总成本不高于0.28元/吨水;当进水COD上升到100mg/L时，通过加投纳米复合材料的方式保证处理后水质COD低于60mg/L，其运行费用有所上升。

5 结论

在进水满足设计要求的情况下，采用AR+CFC+MDF的智能模块化水处理标准件产品进行工业园区内废水处理，在总水力停留时间55min的操作条件下，出水COD和SS能够达到一级A排放标准。通过投加纳米复合材料进行吸附、沉淀与过滤等过程，污水中的氨氮与总氮去除率高达40%以上，且运行成本较低，不超过0.28元/吨水。该套组合工艺的亮点之处是采用了先进的CFC(侧向流高效沉淀池)模块，该工艺是当前最接近“浅层”理论的沉淀池，具有水力停留时间短，负荷低;在相同水力条件下，相比于传统沉淀池其固液分离的效果显著提高。

参考文献：

[1] 王香爱,张洪利,杨珊,等. 工业污水处理技术及前景[J]. 应用化工, 2017, 46(03):563.568.

WANG Xiang-ai, ZHANG Hong-li, YANG Shan, et al. Industrial wastewater treatment techniques and prospects [J] Applied Chemical Industry,2017,46(3):563-568.

[2] 苗文凭, 刘青岩. 工业园区污水处理厂的设计特点 [J]. 中国给水排水, 2016, 32(8): 44-46.

MIAO Wen-ping, LIU Qing-yan. Design acteristics of wastewater treatment plant in industrial park [J]. China Water & Wastewater, 2016, 32(8): 44-46 (in Chinese).

延伸阅读：

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