工程概況

產業(yè)園位于廣東珠江三角洲某鄉(xiāng)鎮(zhèn)，始建于2003年，陸續(xù)入駐了膠粘、調味品食品、木業(yè)、紡織、造紙等行業(yè)70余家工業(yè)企業(yè)，面積約2.5km²。產業(yè)園建成有裝配式臨時污水處理設施一座，規(guī)模為3 000 m³/d，執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標排放標準。采用“預處理-納管”模式收集污水，污水經臨時設施處理后，尾水就近排入A河道。因設施處理能力不足、抗沖擊能力差、出水難以穩(wěn)定達標等問題，影響到A河道的斷面水質考核，受到上級生態(tài)環(huán)境部門督辦，要求限期整改。為長遠解決園區(qū)污水處理問題，并替代臨時處理設施，需新建綜合污水處理廠，以切實改善區(qū)域水環(huán)境質量。

工程設計

2.1 水量設計

該產業(yè)園的混合污水來源于工業(yè)生產廢水及生活污水，其中生產廢水占比為75%~85%。生產廢水設計水量根據環(huán)評文件、現(xiàn)狀調研和企業(yè)間隙性排水特點等確定；生活污水排放量則按照現(xiàn)狀用量，并結合規(guī)劃人口數(shù)量、人均綜合用水量預測等進行測算。園區(qū)企業(yè)廢水排放量波動較大，現(xiàn)狀為3 800~5 600m³/d，近期擬入園企業(yè)排放總量為1 800m³/d，生活污水預測量為800~1 200m³/d，結合廠區(qū)用地情況，確定設計規(guī)模為1萬m³/d。

2.2 水質設計

污水處理廠設計進水水質基于現(xiàn)狀監(jiān)測，并結合擬入園企業(yè)排水特質、排水標準等，經分析、預測確定。根據園區(qū)規(guī)劃，企業(yè)優(yōu)先執(zhí)行對應行業(yè)的間接排放標準，無對應行業(yè)排放標準的則執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)中的三級標準和《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》(GB/T 31962-2015) 中A級標準。園區(qū)企業(yè)產業(yè)類型分布廣泛，各企業(yè)排放尾水的水質差異大，臨時處理設施集水井（混合廢水）監(jiān)測顯示，廢水的COD、SS、TN濃度值相對較高，BOD5、NH3-N濃度值相對較低，并具有水質波動大、可生化性差、營養(yǎng)不均衡等特點。根據《廣東省水污染防治行動計劃實施方案》（粵府［2015］131號）的要求，綜合污水處理出水標準執(zhí)行GB 18918-2002一級A標準及廣東省《水污染物排放限值》（DB 44/26-2001）第二時段一級標準的較嚴值。現(xiàn)狀水質及設計進出水水質指標如表1所示。

表1 設計進出水水質

注：括號外數(shù)值為水溫>12 ℃時的控制指標，括號內數(shù)值為水溫≤12 ℃時的控制指標。

2.3 項目要點分析和策略

根據進水特點和排放要求，工程設計的重點是COD、SS和TN的去除及達標排放，具體要點和對策如下：

（1）園區(qū)混合污水BOD5/COD（B/C）= 0.26<0.3，屬難生化處理范圍，其中易物化、易生物降解的污染物大多已在企業(yè)內通過預處理去除，混合污水的可生化性較差且難溶、難降解有機物較多。采取的對策主要有：① 一級生化階段采用水解酸化池，將其中難生物降解的有機物轉變?yōu)橐咨�物降解的有機物，以提高污水的可生物降解性能；② 二級生化段（主體工藝）采用適應性強的AAO工藝，并適當延長污泥停留時間和維持合理的污泥濃度；③ 深度處理采用物化并輔以生化措施，強化對二級處理后難降解成分的進一步氧化分解。

（2）園區(qū)混合污水BOD5 濃度較低，BOD5/TN（C/N）≈3.0，略低于常規(guī)脫氮工藝所需的碳氮比大于3.0要求。為應對因水質波動可能出現(xiàn)的碳源不足以及加強脫氮效率，應在工藝優(yōu)化、參數(shù)調控和碳源補充等方面強化，應對策略有：①適當延長污泥泥齡（SRT）以及減少排泥量，合理利用內生碳源；②適當提高混合液回流比，嚴格控制厭氧和缺氧段溶解氧（DO）濃度等參數(shù)，提高生物脫氮性能；③設置碳源投加設施，必要時外加補充碳源。

（3）常規(guī)二級處理工藝無法保證出水BOD5、SS和TP達標，需增加深度處理設施，進一步降解難降解有機物和深度脫氮。對應策略是綜合提升深度處理效能：①采用高效沉淀池-纖維轉盤濾池深度處理組合，并輔以化學除磷；②增加臭氧接觸氧化-BAF工藝段。臭氧接觸氧化池對廢水中大分子、溶解性有機物進行氧化降解和脫色，BAF可進一步降低COD、BOD5、SS、TP和氮污染物濃度，提高處理達標保證率。其中臭氧段可根據實際水質情況進行超越，以節(jié)約成本。

（4）該工程用地緊張，土地紅線內面積僅為6 480m²，噸水占地指標為0.65 m²/(m³·d)，遠低于《城市污水處理工程項目建設標準》（建標198-2022）的指標1.55~1.95 m²/(m³·d)。在極限用地條件下實現(xiàn)全流程布置的對策是：①根據工藝流程和地塊形狀合理布置廠區(qū)平面；②優(yōu)化構筑物、池體結構，采取集約化設計，進行空間整合；③精細化布置管線，減少交叉和迂回。

2.4 工藝流程方案

經上述分析，該工程最終確定采用水解酸化-改良型AAO-高效沉淀-臭氧接觸氧化池-BAF-纖維轉盤濾池的主體工藝方案，工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程

2.5 廠區(qū)平面布置

為節(jié)約用地，同時滿足污水處理需要，該工程將水解酸化池、改良型AAO池和二沉池合建為組合池；纖維轉盤濾池、紫外消毒渠及巴氏計量槽一體化集成為出水組合池；配電房、鼓風機房、綜合設備間和污泥脫水車間等采用三層結構進行空間立體整合為綜合設備間；廠區(qū)道路采用單邊布局并設置回車道以節(jié)省占地，同時滿足消防和交通需求。

2.6 主要建（構）筑物設計

2.6.1 細格柵及旋流沉砂池

細格柵及旋流沉砂池1座，共2組，尺寸15.2m×6.0m×7.4m。采用兩套旋轉式格柵，格柵孔徑3mm，配套螺旋輸送機1臺，單臺輸送量3m³/h。旋流沉砂池配套氣提式旋流除砂機2臺，單臺處理量391.7m³/h；砂水分離器1臺，單臺處理量12~20L/s；羅茨風機2臺（1用1備），單臺流量1.75m³/min、風壓44.1 kPa。

2.6.2 調節(jié)池（事故池）

調節(jié)池具有水量調節(jié)、水質均值、事故調節(jié)或暫存污水等功能。調節(jié)池設計采用半地下結構，尺寸25m×19m×8m，總有效容積3 240m³，HRT為7.8h，配套4臺潛水攪拌器。

2.6.3 水解酸化-AAO -二沉池組合池

該工程采用改良型AAO，即AAO-AO（五段法）。相較傳統(tǒng)AAO，增設了后缺氧區(qū)和好氧區(qū)，見圖2。前厭氧-缺氧-好氧段可以實現(xiàn)除磷、脫氮以及去除有機物等目的，同時后缺氧區(qū)以前好氧區(qū)產生的硝酸鹽為電子受體，以內源呼吸有機碳為碳源，進一步實現(xiàn)反硝化強化脫氮。后好氧區(qū)則可以對產生的氮氣進行吹脫，同時增加水體溶解氧，并減少磷在后續(xù)二沉池中的釋放，強化系統(tǒng)除磷效能。

圖2 改良型AAO工藝流程

組合池設計參數(shù)如下：水解酸化-AAO -二沉池組合池1座，尺寸63.3m×26.5m×9.1m，內分2組，并聯(lián)設計；配套污泥泵站、中間提升泵房、生物除臭設施等。水解酸化池HRT為4h，水力的上升流速1.04m/h。

改良型 AAO 池容積負荷0.213 kgBOD5/（m³·d），總HRT為15.6h，其中厭氧區(qū)1.5h、前缺氧區(qū)3.5h、前好氧區(qū)9.5h、后缺氧區(qū)0.6h、后好氧區(qū)0.5h。內回流比100%~300%，污泥回流比50~100%，氣水比7.2∶1。

二沉池表面負荷1.13m³/(m²·h)，沉淀時間6.2h，出水堰上負荷1.64L/(s·m)。

2.6.4 高效沉淀池

高效沉淀池1座，共2組，尺寸15.6m×12.4m×6.5m，混合區(qū)有效水深5.95m，混合時間3.3min（峰值）；絮凝區(qū)有效水深5.85m，絮凝反應時間10.1m（峰值）；沉淀區(qū)有效水深5.80m，斜管區(qū)表面負荷為10.4m³/(m²·h)（峰值）。

2.6.5 臭氧接觸氧化池

臭氧接觸氧化池1座，共2格，尺寸26.65m×7.0m，有效水深7m，臭氧投加量8.33kg/h，臭氧接觸時間0.5h，緩沖時間1.5h。通過2臺臭氧發(fā)生器裝置制備臭氧，單臺制備能力為5kg/h，功率75 kW。

2.6.6 BAF池

BAF以顆粒濾料為微生物的載體，通過附著在濾料上的生物膜及胞外聚合物吸附截留的作用，在供氧條件下，污水中的COD被降解，氨氮則被氧化成硝態(tài)氮并分解，SS也被填料及生物膜吸附截留，從而實現(xiàn)進一步脫氮除磷和凈化。該工程選用3~5mm粒徑陶粒作為填料，具有較大的比表面積，使單位體積的濾池具有較高的生物量。該BAF池具有水力負荷高［3.5~4.6m³/(m²·h)］、容積負荷高［3.5 kgBOD5/(m³·d)］、水力停留時間短（40~70min）、抗短期沖擊負荷能力強（抗沖擊系數(shù)達2.0~3.0）等優(yōu)點，確保系統(tǒng)高效、穩(wěn)定達到處理標準。

設計參數(shù)為：池體1座，尺寸29.7m×13.5m×7.45m，共4格，單格尺寸5m×6m×7m；設計濾速3.47~4.63m³/(m²·h)，反沖洗周期24~48h，反沖洗水流速18m³/(m²·h)，反沖洗氣流速75m³/(m²·h)。

2.6.7 纖維轉盤濾池、紫外消毒渠及巴氏計量槽組合池

組合1座，尺寸18.8m×9.3m×3.6m。其中，纖維轉盤濾池1套，平均濾速8.20m³/(m²·h)，最大濾速11.95m³/(m²·h)；紫外消毒設備2套，每套燈管排架16根，單套功率5.12 kW；巴氏計量槽平均過流量0.251m³/s。

2.6.8 綜合設備間

脫水車間與鼓風機房、配電房集成建設，共3層，混泥土框架結構，占地面積416m²。其中2、3層為污泥脫水車間，配套板框深度壓濾機1臺，泥餅含水率≤ 60%。首層為鼓風機房及污泥濃縮間，鼓風機房配置羅茨風機3臺（2用1備），單機風量1 500Nm³/h；污泥濃縮間配置疊螺濃縮機兩套，單套處理量25～40m³/h。

試運行效果及經濟性分析

3.1 試運行效果

工程于2023年9月中完成建設、聯(lián)機調試，10月初投入試運行，1個月后系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。試運行期間，因產業(yè)園企業(yè)受外部經濟環(huán)境、生產狀況、排污管控等因素影響，實際進水量波動較大（419.82～8895.02m³/d），平均處理量為4108.31m³/d，處理負荷率僅為41.08%；其中2024年2月份（春節(jié)假期）實際進水量最�。�419.82～3142.19m³/d），平均處理量為1741.17m³/d，負荷率僅為17.41%。同時，進水水質濃度波動也較大，其中COD值常有超過設計標準情況，但各指標的平均值、中位值較低，均未到達到設計標準。工程處理效果良好，COD、SS、TN、NH3-N、TP的平均去除率分別達到94.14%、92.02%、70.70%、96.95%和94.44%。出水水質穩(wěn)定，各指標均優(yōu)于排放限值，甚至滿足地表水準Ⅳ類標準。2023年11月至2024年4月期間，實際進出水水質如表2所示。

表2 污水處理廠實際進、出水水質及地表水Ⅳ類水質標準

3.2 經濟性分析

該工程總投資為5408.27萬元，其中建安費為4287.30萬元，二類費（不含土地征拆）為720.36萬元，折合噸水投資額為5408.27元/m³。試運營期間，噸水的運行直接成本為1.25元/m³，其中電費0.49元/m³，人工費0.22元/m³，藥費0.10元/m³，污泥處置費0.36元/m³，其他費用約0.08元/m³。

3.3 存在問題和調控建議

該工程工藝集成優(yōu)化，自動化程度高，建設投資適中，具有較好的脫氮除磷效果。采用多個階段協(xié)同處理，提高了工藝對水質波動的適應性和出水達標保證率，但由于流程較為復雜，需要高度專業(yè)的技術支持和管理。

在試運行階段，實際進水水質和處理負荷均低于設計標準。為節(jié)約成本，經調試可行后，運行時超越了臭氧工藝段，并適當降低了BAF池的曝氣量，因此工藝系統(tǒng)的實際效能有待進一步驗證和發(fā)揮。

建議下階段需關注實時監(jiān)控系統(tǒng)，對關鍵參數(shù)進行持續(xù)監(jiān)測，包括進水水質水量、出水水質、污泥濃度、生化池溶解氧濃度等，以便于及時進行工藝調整。其中，根據實際負荷和水質情況，決定是否需啟用臭氧系統(tǒng)，并精確調節(jié)進水量、臭氧供給等，以保證臭氧的有效利用；精準調控BAF池的曝氣量，確保充分的生物活性和污染物的降解效率。同時，加強對運營人員的培訓，提高對系統(tǒng)運行的理解和操作技能，進行有效運維管理。

結語

珠江三角洲某產業(yè)園混合廢水與普通市政污水存在較大差異，處理難度大。該園區(qū)綜合污水處理廠采用了水解酸化-改良型AAO-高效沉淀-臭氧接觸氧化池-BAF-纖維轉盤濾池組合工藝，其出水水質優(yōu)于排放限值，實現(xiàn)了高效的處理水平。同時，該工程實現(xiàn)了極限用地條件下的集約化布置，自動化程度高，投資適中、運行費用低，可為類似工業(yè)園污水處理項目建設提供經驗借鑒。

微信對原文有修改。原文標題：某產業(yè)園綜合污水處理廠AAO-BAF工藝設計及應用；作者：梁仁禮、謝天、胡勇有；作者單位：華南理工大學環(huán)境與能源學院、廣州市創(chuàng)景市政工程設計有限公司�？�登在《給水排水》2024年第10期。