某工业园区污水厂提标改造工程设计实例

朱明岩

(南京大学环境规划设计研究院股份公司，江苏 南京 210093)

江苏某工业园区污水处理厂于2011年建成运行，已建污水处理厂设计规模为2500m3/d，主要处理经过园区内企业内部预处理并达到接管标准后所排放的化工废水，以及少量生活污水。其出水指标执行江苏省《化学工业主要污染物排放标准》(DB32/939-2006)的一级标准。

随着我国环保力度的加强，越来越多的省、市、区将污染减排与地表水环境质量改善的抓手聚焦到更严格的综合污水处理厂排水标准上来[1]。依据《省政府办公厅关于印发江苏省化工园区(集中区)环境治理工程实施意见的通知》(苏政办发〔2019〕15号)，接纳化工废水的集中式污水处理厂出水主要污染物COD、氨氮、总氮、总磷排放浓度不得高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准；其他污染物排放浓度不得高于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。污水处理厂提标升级改造工程既有利于工业园区开发与环境保护协调发展，同时又可以改善工业园区水环境、治理水污染，也是坚持可持续性发展的重要内容[2]。鉴于此，本文在广泛收集资料综合分析及多次讨论的基础上对江苏省某工业园区污水处理厂进行提标改造设计。

1 已建污水厂情况

1.1 概况

目前园区污水处理厂设计规模为2500m3/d，实际进水量约为1500m3/d，主要处理园区内企业所排放的工业废水及少量的生活污水，接管标准采用《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表1中标准，表中未列出的其他污染物进水水质参照《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4中的三级标准，出水执行省《化学工业主要污染物排放标准》(DB32/939-2006)的一级标准。污水处理厂主体处理工艺为“调节池+斜板沉淀+A/O+二沉+芬顿+混凝沉淀+消毒”，工艺流程如图1.1-1所示：

图1.1-1 现状污水处理厂工艺流程图

工业园区企业的污水经“一企一管”分别进入进水池各个水槽中，汇总自流经格栅槽后进入调节池调节水质水量，调节池出水通过进水提升泵进入斜板沉淀池进行混凝沉淀处理，沉淀出水进入水解池，水解池出水再进入现有的A/O生化系统，在A/O生化系统内进行好氧生化作用，降解去除污水中的有机物及氨氮，A/O池出水进入二沉池去除污水中的悬浮物，出水进入中间水池(若出水达标可超越排放)，通过芬顿进水泵输送至芬顿流体化床，芬顿流体化床出水再进入混凝沉淀池，沉淀池出水经计量渠进入外排泵房达标排放。

1.2 运行情况

根据已建污水处理厂2018年监测数据，其主要进水水质详见表1.2-1，主要出水水质详见表1.2-2。由表1.2-1和表1.2-2分析可知，目前实际进水指标远远低于设计进水指标，出水污染物指标都满足现有标准。

表1.2-1 污水厂进水水质情况表(2018.01～2018.11)

表1.2-2 污水厂出水水质情况表(2018.01～2018.11)

1.3 现状存在的问题

(1)虽然目前厂区进水方式为“一企一管”方式，每家企业都有单独的进水池，但是只有九家企业安装了出水在线监测设施，无法确定其余企业出水是否达标。

(2)根据原水水质检测情况，确定进水总氮在100mg/L以上，目前污水厂对总氮指标无出水要求，目前生化池设计无法负荷较高的进水总氮，但是升级改造后要求总氮出水指标达到一级A标准。

(3)因为原污水处理厂出水指标不高，芬顿运行费用高，在出水达标的情况下厂区不投加芬顿。提标升级后污水出水标准达到一级A，为保证出水达标，提高污水可生化性，前端必须投加芬顿进行预处理。

(4)根据2018年水厂进出水指标，发现平均氨氮由10.75mg/L降到3.54mg/L，氨氮处理效果不佳，污水处理厂提标后，现有工艺远远无法满足一级A的出水标准，所以对现有污水处理厂提标升级势在必行。

2 提标改造方案

2.1 进水水质

依据苏政办发〔2019〕15号文，化工废水污染物接管浓度不得高于国家行业排放标准中的间接排放标准限值；暂未公布国家行业标准或行业标准未规定间接排放的，接管浓度不得高于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准限值。该标准未对进水TN、NH3-N、含盐量做出要求，但是出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准中对这三个指标有所要求。为保障出水水质稳定达标，TN、NH3-N、含盐量等指标明确接管标准。

本污水处理厂针对特定的硝基苯、挥发酚、苯胺类无有效处理措施[3]，并根据对接管范围内四家大水量企业水质的调研，结合盐城市颁布的《关于调整滨海经济开发区沿海工业园、盐城市陈家港化学工业园污水处理厂接管标准的通知》，针对硝基苯、挥发酚、苯胺类在《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准限值上提出更高的接管标准，具体见下表2.1-1。

表2.1-1 提标升级污水处理厂进水指标(单位：mg/L，pH无量纲)

2.2 出水标准

依据苏政办发〔2019〕15号文，接纳化工废水的集中式污水处理厂主要污染物COD、氨氮、总氮、总磷排放浓度不得高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准；其他污染物排放浓度不得高于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，因此确定本项目出水标准如下表2.2-1所示：

表2.2-1 提标升级污水处理厂出水指标(单位：mg/L，pH无量纲)

2.3 工艺流程

污水处理改造工艺的选择应根据现有工艺状况、原水水质、出水要求、污水厂的规模以及当地温度、工程地质、电价等因素作综合考虑。本工程是在现有污水处理厂基础上的改造，在方案的选择上，应将着眼点放在污水处理厂的现有实际状况，结合水质水量和改造要求，侧重现有构筑物及设施设备的有效利用[4]。

工业废水污染物成分复杂且具有部分毒性，污染物浓度呈上升趋势，处理达标比较困难。综合考虑原水水质特点、实际运行经验以及现场条件，确定本次改造工程工艺流程如下图2.3-1所示：

图2.3-1 本次改造工程工艺流程图

污水由园区排水管网收集，汇流进入进水池，进水池出水首先流经格栅、截留大尺寸固体悬浮物后进入调节池，在调节池中进行中和、均化水质。若来水超标，则超标的污水先进入事故池，再通过水泵小流量打入调节池以减少系统的冲击负荷。调节池出水由泵提升进入斜板沉淀池进一步截留悬浮物，斜板沉淀池出水进入芬顿反应单元，出水进入水解池，水解池作用是利用池内兼氧、缺氧菌将大分子有机物水解为小分子有机物，从而提高污水的可生化性[5-6]，水解酸化出水进入两级A/O系统进行二级生物处理，后经二沉池出水进入三沉池进一步去除水中的SS及磷，然后污水经过滤布滤池去除水中SS后进入活性炭吸附及再生系统，再进入消毒池去除水中的细菌，最后进入外排及回用泵房压力排放至渠西河。

格栅的固体截留物粉碎后外运，进行卫生填埋处置。斜板沉淀池、水解池、A/O生化池、滤布滤池排出的污泥送污泥脱水系统，经低温干化脱水生成干泥饼(含水率40%)，干泥饼外运委托第三方处理。

2.4 主要建、构筑物及设计参数

本次污水处理厂经提标改造后，新增及利旧建、构筑物主要设计参数如下表2.4-1所示：

表2.4-1 本次改造工程建、构筑物主要设计参数一览表

2.5 运行成本

本次改造工程平均单位水量总成本16.98元/m3，单位水量经营成本16.03元/m3，其中污泥处置成本3.33元/m3，固定资产基本折旧费成本0.88元/m3，污水处理收费(含税价)21.27元/m3。

2.6 工程投资估算

本次改造工程总投资2426.47万元，其中工程费用1840.16万元，工程建设其他费用358.12万元，基本预备费109.91万元，建设期利息0.00万元，流动资金118.27万元。

3 结论

(1)本次提标改造工程的实施，使园区范围内水环境进一步得到改善，尽管污水治理工程并不直接产生经济效益，但污水厂的建设可显著优化区域内投资环境，有利于区域经济的可持续发展。

(2)本次提标改造工程设计规模为2500m3/d，污水处理工艺为“进水+调节+斜板沉淀+芬顿氧化+水解酸化+两级A/O生化+二沉池+三沉池+滤布滤池+活性炭吸附及再生+消毒池+尾水提升”，污水处理厂出水主要污染物COD、氨氮、总氮、总磷排放浓度执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。