浅谈化工污水处理设计

本次处理污水Q≤400m3/h，日处理量≤9600m3/d，进出水指标如下：

1、进水指标如下：

序号	污染物或项目名称	设计值
1	水量	≤9600（m3/d）
2	SCODcr	≤4000（mg/L）
3	总氮	≤ 900（mg/L）
4	有机氮	≤300（mg/L）
5	NH3-N	≤ 100（mg/L）
6	NO2-N	≤ 200（mg/L）
7	温度	30~38℃
8	SS	≤ 200（mg/L）
9	总磷	≤ 2（mg/L）
10	电导率	≤10ms/cm

2、出水水质指标列表如下：

序号	污染物或项目名称	设计值（mg/L）	保证值（mg/L）
1	CODcr	≤ 350	≤ 300
2	总氮	≤ 50	≤ 50
3	NH3-N	≤ 30	≤ 30
4	pH	6-9	6-9
5	SS	≤ 200	≤ 200
6	总磷	≤ 2	≤ 2

3、基本处理流程

调节池→脱氮塔→斜板沉淀池→二级AO池→二沉池→排放池。

1）调节池

各路污水在调节池进行混合，为缓冲波动情况，调节池有效容积12000方。

为使后续生化反应顺利进行，在调节池投加生化反应所需要的营养物质，包括氯化钙和磷酸氢二钠。同时控制PH值，投加必要的碳源（废醇、醋酸钠或葡萄糖等）。

调节池配备连续运转的搅拌器，保证均匀混合及防止固形物沉淀。

2）脱氮塔

废水在脱氮反应器内发生的生物过程为反硝化和部分厌氧氨氧化反应，通过生物处理将NO₃-N、NO₂-N和部分NH₄-N转化为N₂，从高空溢出。出水则进入后端斜板沉淀池。

高效脱氮过程在厌氧环境中进行，复杂有机物在厌氧过程中会被细菌胞外酶分解为小分子，部分有机氮会被转化为氨氮形式存在，复杂碳链会分解为易被微生物利用的碳源存在，从而使得原水中的碳源被充分利用，减少好氧系统反硝化过程碳源的加入。

高效脱氮过程去除全部硝态氮和亚硝态氮，去除部分氨氮和有机氮，为后端好氧系统减轻负荷压力，增加好氧系统的抗冲击能力。

该项目设置2台高效脱氮反应器，圆形罐体，反应器尺寸D×H=18×24m，单台有效容积约为5852m3。相当污水停留时间29个小时以上。

经调节后，废水由3台进水泵（2用1备）分别泵入两台高效脱氮反应器进行处理。高效脱氮反应器的供料流量由电磁流量计连续监测和记录，并由电磁流量计和控制阀来自动控制。

循环泵为高效脱氮反应器提供外部循环。循环泵为低剪切力泵，每台反应器对应1台，反应器循环泵出水的温度和pH值实时检测。

单台塔配备污水循环泵一用一备，流量700t/h，循环泵出水设换热器，以保证出水水温不超过40度，塔内设置填料及淋水分布设施，塔顶有DN50的进气管及排气管。塔底下部进水，塔顶上部出水，整个塔因为顶部设有通气管，属于平时与大气接通的常压罐，进气管DN50为检修吹扫使用。底部进水管DN600于罐外分14支DN150进入，14支DN80接出（冲洗水管口），循环泵进水从上部4*DN250污水循环口、4*DN150污泥循环口汇集DN500，再与进水DN200汇集到进水总管DN600。塔底部14根DN150布水管均布，塔上部4根DN250污水循环集水管均布、4根DN150污泥循环管位于塔赤道，4*250＋4*150共计8根管作为塔顶部出水层三相分离模块，出水管中心位于距离塔顶3.2m处。

塔底部0.8m及1.3m处有污泥进口DN150两处，与上部4*DN150污泥管形成循环流动。

同时，经斜板沉淀池收集的污泥也会泵送至高效脱氮反应器进水母管并进入反应器，以防止污泥的流失。

在高效脱氮反应器不同的高度分别设置了取样口用于运行时取样分析。

高效脱氮反应器出水自流进入后续的斜板沉淀池。

3）斜板沉淀池

两台高效脱氮反应器分别出水自流进入两套斜板沉淀池，斜板沉淀池内部采用标准ASTRASEPARATOR?沉淀模块。高效脱氮反应器出水在沉淀模块内进行泥水分离。

斜板沉淀池底部设置有污泥斗，用于收集高效脱氮反应器出水中残留的污泥，并通过泵输送至脱氮反应器内，以确保整个脱氮系统内系统合适的污泥浓度。

两套斜板沉淀池出水分别自流进入后续的好氧处理单元。

4）二级AO池

好氧处理的主要目的是将可生物降解的COD转化为CO₂和H₂O以及将废水中的有机氮全部释放为氨氮形式，在好氧系统发生的整个生物反应可用下式描述：

COD O₂ →CO₂  H₂O  新好氧污泥

有机氮 O₂→ NH₄-N H₂O

同时，在好氧条件下，通过细菌的作用，将释放出来的氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，其反应可用下式描述：

NH₄   2O₂?→ NO₃^?  H₂O 2H

实质上这就是一个氧化净化过程。如上式所示，部分有机物将用于新菌体污泥的合成，这部分污泥将作为剩余污泥排出。 有机氮经过两步转化为硝态氮存在。

为使有机污染物顺利转化，这里必须将两个参数控制得当。一是维持好氧池中足够的溶解氧浓度为提供微生物充足的氧，通常溶氧浓度在1~3mg/l。二是好氧池中维持足够的活性污泥浓度以进行生物转化，污泥浓度通常维持在 3~5gTSS/l。

氨氮在曝气池中被氧化为硝态氮，混合液经回流管线回流至缺氧池，在缺氧池中发生反硝化作用。反硝化过程可以用下式描述：

2 NO₃? 10 e^?  12 H  → N₂  6 H₂O

一级缺氧池分两条线每条线有效容积约4800m³，缺氧池内设置搅拌机，使废水和污泥充分混合，并防止污泥沉淀。一级缺氧池出水流入一级好氧池。污水停留时间24小时。

一级好氧池东西两条线每条线有效容积约为6000m³，好氧池设计曝气水深12米，采用微孔曝气器进行曝气，一级好氧池末端安装有溶氧仪来监测废水中的溶解氧。污水停留时间30小时。

一级好氧池末端设计回流泵回流至一级缺氧池，进一步脱氮处理。一级好氧池出水流入二级A池或者在满足排放要求时，直接进入二沉池。

为进一步满足废水的脱氮要求，设置二级A/O系统，二级缺氧池东西两条线每条线有效容积约1920m³，缺氧池内设置搅拌机，使废水和污泥充分混合，并防止污泥沉淀。二级缺氧池出水流入二级好氧池。污水停留时间9.6小时。

二级好氧池东西两条线每条线有效容积约为2880m³，好氧池设计曝气水深12米，采用微孔曝气器进行曝气，末端安装有溶氧仪来监测废水中的溶解氧。污水停留时间14.4小时。

二级好氧池末端设计回流泵回流至二级缺氧池，进一步脱氮处理。二级好氧池出水流入二沉池。

在东西两条处理线的一级好氧池和二级好氧池内安装有管式微孔曝气器，单管能力为8Nm³/h/个，空气通过螺杆鼓风机供给至管式曝气器，然后通过曝气器均匀分配至水中。

一级好氧池鼓风机的供气量为55Nm³/min，单条线1用，两条线共2用1备；二级好氧池鼓风机的供气量为35Nm³/min，单条线1台，两条线共2台，由其一台一级好氧池鼓风机提供备用。

5）二沉池

每条线配备1座二沉池，直径22米，好氧池出水在二沉池中通过重力沉降将污泥与处理后的出水分离。

二沉池出水有两个去向：

一是经过处理达到出水标准后，由出水提升泵送至老区一期出水池进行排放。

二是为了减少废水处理过程中，废水所含有害物质对于微生物的影响，部分二沉池出水将出水回流泵回流至高效脱氮反应器进水母管并进入反应器对有害物质进行稀释，缓解其影响。

若二沉池出水未能达到出水标准要求，可由出水提升泵送至调节池继续处理，直至达到标准。

二沉池内装有刮泥机将沉淀下来的污泥排出，排出来的污泥有两个去向：

一是依靠回流污泥泵回流至一级缺氧池前端以保证缺氧池/好氧池内污泥浓度。

二是剩余污泥定量排放至污泥处理系统。