化工园区污水处理工程设计简介

化工园区污水处理工程设计简介

摘要：某化工园区污水处理工程设计处理规模3万m3/d，所收集处理的污水主要为化工园区工业废水及周边城镇生活污水。污水处理厂采用“预处理+水解酸化+改良型卡鲁塞尔氧化沟+高密度沉淀池+连续流动床过滤+臭氧接触氧化”处理工艺，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。文章中主要介绍了污水处理厂设计进、出水水质、污水处理厂工艺选择以及工程主要设计参数，为类似化工园区污水处理工程设计提供参考。

关键词：化工废水；水解酸化；改良型卡鲁塞尔氧化沟；臭氧接触氧化

某化工园区位于河南省东北部，濮阳市东侧，本污水处理工程服务区域主要为两个化工园区和临近的一个城镇三个区域，其中两个化工园区相邻，位于濮阳市和范县之间的过渡地带，临近城镇位于化工园区的南侧。由于靠近中原油田，两个化工园区的工业类型均以精细化工、玻璃制品、电光源、石油化工为主，临近城镇主要为居住区。本工程拟收集两个工业园区工业废水和临近城镇生活污水混合后处理，不但可以充分服务周围居民和企业，而且可以改善工业废水可生化性，减少污水处理工程的运行费用。

1 设计进、出水水质

1.1设计进水水质

根据污水量预测，确定工业废水量约占总污水量的90%（其中精细化工、石油化工类工业废水约占46%，造纸工业废水约占26%，其它各类型工业废水约占18%），生活污水量约占10%。根据园区规划环评资料以及工业企业项目环评批复，确定造纸工业废水执行《制浆造纸废水污染物排放标准》（GB3544-2001），石油化工、精细化工及其它类型企业废水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的三级标准，生活污水水质根据《室外排水设计规范》确定，根据各类型企业废水量和生活污水量所占总污水量比例以及污废水的执行标准情况，进行加权平均，并结合石油化工、精细化工废水可生化性低的实际情况，最终确定本工程设计进水水质，如下表所示：

1.2设计出水水质

本污水处理厂出水排入厂区北部的河道，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，设计出水水质如下

2 污水处理工艺流程

2.1二级生化处理工艺

本工程进水中主要以工业污水为主。原水可生化性一般，因此需设计水解酸化工艺提高污水的可生化性。本工程二级生化处理单元采用“水解酸化+改良型卡鲁塞尔氧化沟”工艺。

水解酸化池可将原污水中大分子以及难生物降解物质被水解为小分子的有机物，如有机酸、醇等，缩短了后续好氧生物处理的水力停留时间，提高了处理效率，降低了溶解氧的需求量。相对其它厌氧反应，水解酸化适应条件更为宽松，水解酸化相比混合厌氧消化系统产气量可以忽略不计。由于微生物种群的差异，水解酸化—好氧处理工艺中的水解酸化段的最终产物为溶解性有机物，各种形态的有机酸和醇，以及二氧化碳，个别情况下，有极少量的甲烷。

改良型卡鲁塞尔氧化沟，是在普通卡鲁塞尔氧化沟前增加预反硝化区，由于其特殊的预反硝化区的设计，在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合；剩余部分包括好氧和缺氧区，用于进行同时硝化反硝化，也用于磷的富集吸收。沟内的表曝机，实现沟内水体的推流、混合和充氧。系统的供氧量可以通过控制沟内表曝机运行台数的多少进行调节，另外从节能的角度考虑，每座沟中还装有一定数量的推进器用于保证混合液具有一定的流速，以防止污泥在进水有机物含量低的情况下发生沉淀。

在改良型卡鲁塞尔氧化沟池中，混合液流经曝气好氧环境后，氨态氮发生硝化反应，转化为硝酸盐氮。随着水流在沟道中的流动，混合液逐渐进入缺氧状态。部分处于缺氧状态并富含硝酸盐的混合液通过沟道一侧的狭窄通道进入缺氧池（前反硝化区）。在缺氧池中，缺氧状态的混合液与污水原水混合，原水中富含的BOD作为碳源，驱动反硝化反应过程。在此过程中，硝酸盐氧化部分BOD，同时自身被还原，生成氮气散逸于空气中。

氧化沟好氧与缺氧段的控制是由自动控制系统控制，由溶解氧测定仪控制表面曝气机的运行、停止及调速来实现的。

改良型卡鲁塞尔氧化沟除具有一般氧化沟的优点：流程简单、抗冲击负荷能

力强、出水水质稳定和易于维护管理。其独特之处还在于：

①出水水质好，除磷脱氮效果好，运行稳定，耐冲击负荷；

②工艺简单，管理方便；

③污泥稳定，剩余量少；

④自动化要求程度相对较低。

2.2三级深度处理工艺

本工程三级深度处理单元拟采用“高效沉淀池+连续流动床过滤+臭氧接触氧化”工艺。

高密度沉淀池工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。主要基于四个机理：独特的一体化反应区设计、反应区到沉淀区较低的流速变化、沉淀区到反应区的污泥循环和采用斜管沉淀布置。反应池分为两个部分：快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。快速混凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央，在圆筒中间安装一个叶轮，该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能。矾花慢速地从预沉池进入到澄清池，这样可避免矾花破碎，并产生涡旋，使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：上层为再循环污泥的浓缩，下层是产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。

连续流动床过滤集絮凝、沉淀、过滤为一体，兼有絮凝和过滤的作用，连续流动床过滤基于逆流原理，原水自进水管进入，通过位于设备底部的布水器均匀布水进入过滤，逆流过滤，经过滤后的清水由过滤顶部溢流出水。截流污染物的脏砂从设备的锥形底部被空气提升泵运送到顶部的洗砂器，经紊流作用和机械作用使污染物从活性砂中分离出来，杂质通过清洗水口排出，净砂返回砂床。

连续流动床过滤工艺具有如下优缺点：

①由于循环使污泥和水之间的接触时间较长，从而使药耗量低于其他沉淀装置，与常规三段式工艺相比，可节省30%~40%的化学药剂；

②无需反冲洗水泵、风机及阀门等，系统简化，装机功率小，易管理维护、系统简化；

③模块化结构，结构紧凑，节约用地、易于改扩建。