1、第 43 卷第 2 期2023年 2 月Vol.43 No.2Feb.，2023 工业水处理Industrial Water TreatmentDOI：10.19965/ki.iwt.2022-0294167河南某县产业集聚区污水处理工艺设计及效果朱勍 1，田敏敏 2，赵同谦 3，肖春艳 3，陈睿 2（1.同济大学，上海 200092；2.北京中外建建筑设计有限公司上海分公司，上海 200030；3.河南理工大学，河南焦作 454003）摘要 河南某县产业集聚区污水处理厂收集该区生产废水及部分城区生活污水，进水以有机类工业废水为主，占比在 70%以上，且进水水质波动大、氮磷等污染物浓度高。污水
2、处理厂设计近期规模 2万 m3/d，远期规模 4万m3/d。针对进水特点，生化段设计采用改良 A2O+MBR 工艺，并设置双缺氧池及两级硝化液回流以强化脱氮除磷。出水指标执行 地表水环境质量标准（GB 38382002）类标准，其中出水 TN 参考 河南省辖海河流域水污染物排放标准（DB 41/7772013），TN15 mg/L。冬季低温期 3 个月的运行结果表明，该污水处理厂运行稳定，出水COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为 94.26%、98.77%、87.76%、95.19%，出水水质全部优于设计出水标准，该工艺对水质冲击有较好的承受能力。本工程运营成本为 1.47元/m3。关
3、键词 改良 A2O+MBR工艺；产业集聚区；工业废水处理中图分类号 X703 文献标识码 B 文章编号 1005-829X（2023）02-0167-05Wastewater treatment process design and performance of an industrial cluster in a county of Henan provinceZHU Qing1，TIAN Minmin2，ZHAO Tongqian3，XIAO Chunyan3，CHEN Rui2（1.Tongji University，Shanghai 200092，China；2.Beijing CCI
4、 Architectural Design Co.，Ltd.，Shanghai Subsidiary，Shanghai 200030，China；3.Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454003，China）Abstract：The wastewater treatment plant（WWTP）in the industrial cluster area of a county in Henan province collected the industrial production wastewater in the cluster area an
5、d part of domestic sewage of the county.The influent proportion of industrial wastewater was over 70%，and the influent quality fluctuated greatly and had high concentration of nitrogen and phosphorus.The WWTP s short term design capacity was 20 000 m3/d，and long term capacity was 40 000 m3/d.Accordi
6、ng to the characteristics of influent，the WWTP adopted modified A2O+MBR process，which had double anoxic tanks and two-stage nitrification reflux to strengthen nitrogen and phosphorus removal.The effluent should meet the requirement of class of Environmental Quality Standards for Surface Water（GB 383
7、82002）.The effluent TN shall refer to the Discharge Standard of Water Pollutants in the Haihe River Basin of Henan（DB 41/7772013）（TN15 mg/L）.The WWTP effluent data during three months in the winter showed that the WWTP operated stably，and effluent COD、NH3-N、TN and TP removal rates were 94.26%，98.77%
8、，87.76%and 95.19%respectively，and were all better than the designed standards.This process of WWTP had good anti-shock load capacity of influent quality.The project s operating cost was 1.47 yuan/m3.Key words：modified A2O+MBR process；industrial clusters；industrial wastewater treatment河南某县产业集聚区主导产业为生
9、物基材料、食品加工、纺织服装、机电装备制造，分为工业生产区、现代化仓储物流区、居住生活服务区三大功能区。近年来，随着县城产业集聚区的快速发展，原有污水处理厂（处理县区生活污水与产业集聚区产生的废水）已无法满足集聚区内废水处理任务，因此该县规划建设一座新的污水处理厂（近期规模2 万 m3/d，远期规模 4 万 m3/d），对产业集聚区超负荷的废水进行处理。产业集聚区产生的废水属于有机废水，常采用开放科学（资源服务）标识码（OSID）：工程实例工业水处理 2023-02，43（2）168A2O、氧化沟、SBR、生物接触氧化法及 MBR 等工艺处理。MBR 工艺采用膜分离技术代替传统二沉池实现泥水分
10、离，具有出水水质好、有机剩余污泥排放量少与抗冲击负荷能力强等优势。改良 A2O工艺进一步改善了 A2O工艺中聚磷菌与反硝化菌的碳源竞争、硝化菌与反硝化菌及聚磷菌之间的污泥龄矛盾、回流硝酸盐抑制磷的释放等问题1，更适用于我国污水处理厂进水碳源普遍不足的现状。改良 A2O+MBR 工艺具有 2 种工艺的优势，在我国污水处理厂提标改造中发挥了积极作用2-4。本项目在分析了产业集聚区废水特点的基础上，经过工艺比选，决定采用改良 A2O+MBR 组合工艺并评价了其对产业集聚区废水的处理效果，以期为同行提供借鉴。1 水质分析产业集聚区内设置独立的污水收集管网，将废水单独输送至该污水处理厂。根据产业集聚区入
11、驻企业类型及居民区人口调查，并结合废水取样结果，得出进水水质特征。1.1进水水质特点1.1.1工业废水占比大2020 年该县产业集聚区污水处理厂服务范围内常住人口 3.9万，人口自然增长率和机械增长率之和为 0.8%，预测 2030 年产业集聚区人口约 8.42 万。根据 室外给水设计标准（GB 500132018），居民平均综合生活用水量指标为 70150 L/d，结合该县产业集聚区特点，并参考其他类似城区综合生活用水量指标，本项目单位人口综合生活用水量指标取130 L/d，计算近远期生活污水量。产业集聚区产业以食品加工为主，机电、服装为辅，2016年企业污水排放总量为 11 660 m3/
12、d，取年增长率为 6%，计算近远期工业废水量。计算结果见表 1。由表 1可知，产业集聚区近、远期工业废水量占总水量的比例分别为 74.4%与 70.7%，均高于 70%，产业集聚区污水处理厂进水主要为工业废水。1.1.2水质、水量波动大由于产业集聚区多以食品生产加工企业为主，产能和产量根据原料供应及产品销售淡旺季有所改变，导致污水处理厂进水水质、水量波动大，易对生化系统造成冲击。1.1.3进水浓度高、营养比例失衡该县产业集聚区食品加工企业占大多数，覆盖豆乳、酿造、肉品、饮料、果蔬和生鲜等，这些产品在生产加工过程中洗涤、浸泡、烫煮和设备清洗等操作会产生大量高浓度有机废水5；生产原料各异导致废水成
13、分复杂，主要含有蛋白质、脂肪、磷及大量悬浮物6-7。对集聚区产生的废水取样检测，发现废水中 COD、TN、TP 均较高，同时营养比例失衡；TN、TP相对偏高，可能存在生物脱氮除磷碳源不足的问题。1.2设计进出水水质根据对该县产业集聚区内工业区废水量、生活区污水量、水质特征的调查及预测，设计产业集聚区污水处理厂近期规模为 2 万 m3/d，出水指标需达到地表水环境质量标准（GB 38382002）中类水质标准，其中出水 TN 参考 河南省辖海河流域水污染物排放标准（DB 41/7772013），TN15 mg/L。设计进出水水质见表 2。2 工艺设计2.1工艺设计方案经过工艺比选，预处理采用粗格
14、栅+提升泵房、细格栅+旋流沉砂池及调节池 3个工艺组合池；生物及深度处理采用改良 A2O+MBR组合工艺；出水采用次氯酸钠消毒；污泥脱水采用污泥压滤泵+污泥池+压滤机，用污泥泵将暂存在 A2O+MBR组合池内的污泥抽至污泥池，经重力浓缩后进入压滤脱水设备中进行脱水，工艺流程见图 1。2.2工艺设计特点（1）针对进水浓度高、成分复杂及水质水量波动大的问题，采用改良 A2O+MBR 工艺，利用膜的高效表 1项目近远期水量Table 1 Project wastewater quantity of short and long term项目生活污水量/（m3d-1）工业废水量/（m3d-1）总水量/
15、（m3d-1）2020年（近期）5 07014 72019 7902030年（远期）10 94626 36237 308表 2设计进出水水质Table 2 Design influent and effluent quality指标进水出水COD/（mgL-1）25070030NH3-N/（mgL-1）20801.5TN/（mgL-1）3010015TP/（mgL-1）280.3SS/（mgL-1）20035010169工业水处理 2023-02，43（2）朱勍，等：河南某县产业集聚区污水处理工艺设计及效果截留作用使生化段维持较高的污泥浓度，提高生化系统的抗冲击负荷能力和对污染物的去除能力。（
16、2）针对进水 TN 高的情况，首先采用 MBR 膜分离系统，维持好氧池内较长的污泥龄，富集硝化细菌，提高硝化效率。对于反硝化部分，设置双缺氧池（缺氧池 1、缺氧池 2），缺氧池 1优先利用污水中的碳源进行反硝化，缺氧池 2强化内源反硝化，可节约碳源投加量并强化缺氧池的生物脱氮功能。2个缺氧池均设置了备用碳源投加装置，缺氧池 1 的碳源投加点前置，缺氧池 2的碳源投加点后置，必要时在缺氧池内投加碳源，保证 TN达标排放。碳源投加量根据 2个缺氧池各自的出水 COD 与 NO3-N 浓度调整，保 证 缺 氧 池 2 出 水 口 NO3-N 质 量 浓 度 低 于1.5 mg/L8，且 COD不高于缺氧池 2进水口。（3）针对进水 TP 高的情况，以强化生物除磷为主，化学除磷为辅。设置膜池到缺氧池 1、缺氧池 1到厌氧池的硝化液回流。相比从膜池或沉淀池直接回流至厌氧池的设计，经过缺氧池 1的缓冲，一方面减少了溶解氧对厌氧环境的冲击，另一方面避免了过多硝酸盐进入厌氧池抑制聚磷菌释磷，可强化生物厌氧释磷。3 主要构筑物及参数（1）粗格栅池。粗格栅池土建按远期规模建设，池内设机械格栅机 2 套（近
