假如建一座固废循环经济产业园污水厂，如何做工艺设计

02水量设计

该固体废物污水处理厂位于某高浓度综合型废水预处理厂站，其用途主要是负责园区内部的生活废物焚烧发电厂以及厨余垃圾处理厂、污泥处理厂等地区形成的高浓度综合废水。

依照相关文件以及焚烧厂、污泥厂和餐厨厂对进排水水质的要求标准，针对不超过该污水处理厂设计进水水质的污水（其水量大致为 610.1m3/d）会通过机械粉碎格栅，由其处理之后再传输至污水处理厂的外排泵站内提升排出。对该污水处理厂设计进水水质的污水予以预处理（焚烧厂渗滤液等约590t/d，除此以外的废水约 88.9t/d，餐厨厂污水约399.7 t/d，污泥处理厂约27.1 t/d，总共约1105.7 t/d)。在该设计中，允许的最高进水水量约1798.1 t/d，需要予以生物处理的污水水量约1105.7t/d。

基于此，该项目的总量设定为2100 t/d，污水处理总量设定为1350 t/d，其中焚烧厂渗滤液（包括冲洗废水）、餐厨沼液（包括部分污泥厂高浓度废水）以及其他进入外排放泵后提升排出（泵房集水池进口处设机械粉碎格栅处理）的低浓度废水的处理总量分别设定800t/d、550t/d 及 950m3/d。

03水质设计

3.1 设计进水水质

依照我国相同属性的渗滤液以及餐厨沼液水质、该地区生活垃圾特定指标予以科学设计进水水质，详细参数见表1所示内容。

表 1 进水水质设计参数

3.2 设计出水水质

依照相关标准要求对该污水厂的出水水质予以设计，详细参数见表 2 所示内容。

表 2 出水水质设计参数 mg/L

04工艺设计

因我国焚烧厂垃圾渗滤液中含有的污染物质具备复杂多变、水量水质活性强、有机污染物和悬浮污染物浓度较高、NH3-N浓度较高等特性，所以渗滤液的设计如图 1 所示，其展示的为全面具体的污水厂处理工艺设计流程。

图 1 污水处理厂工艺设计步骤示意

因餐厨厌氧消化沼液内存在的有机污染物和悬浮物具备浓度高、NH3-N浓度高、油脂含量高、盐分高等特性，其设计的详细工艺步骤见图 1 所示内容。上述工 艺设计步骤对污染物的去除效果见表 3。

表 3 工艺设计步骤污染物去除效果参数

05构筑物设计参数

5.1 预处理系统

设计建造了污水处理厂中的合建式预处理场所，其地上建筑内配备了格栅机、气浮装置、PAC 以及 PAM 加药装置、配电装置，地下位置配备了渗滤液调节装置、餐厨沼液调节设备、气浮浮渣和提升泵场所。该建筑的设计尺寸分别是：预处理场所为 40.2m×2 8.9m；提升泵场所为地下式建筑，其尺寸为 9.5 m×6.0 m；2 个渗滤液调节装置尺寸分别是31.0m×26.2 m×6.5m（装置 1）和11.0 m×8.0 m×6.5m（装置 2）；餐厨沼液调节装置尺寸是11.0 m×8.0 m×6.5 m；气浮浮渣装置尺寸是 8.0 m×4.0 m×6.5 m。

关键设备装置的设计参数：该处理厂配备了一套渠箱螺旋格栅机，其具备的污水处理数量高于 55m3/h，栅隙为1.0 mm，N=2.2 kW，且该套装装置还具备冲洗系统,同时拥有压榨性能。此外，还配备了 4 套气浮机，每套 Q=20～3 0 m3/h，N=4.0 6kW，且该装置还自带溶气罐、回流泵以及刮渣机等。还需要设计配置以及 PAM 制备和投加设备、调节装置内的潜水搅拌器、渗滤液提升装置、餐厨液提升以及浮渣提升装置。

5.2 厌氧处理系统设计

5.2.1 厌氧处理系统工艺设计参数

第一、需要设计 4 座厌氧反应器，并将其作用模式更改为并联运作，每座 Qd =210 m3/d，进水需氧量为60000 mg/L，同时对厌氧处理系统中的需氧量去除率予以设计，使其不低于 81%，且容积符合是11kgCOD/（m3 ·d），每座厌氧反应器的有效容积是1400m3，在此基础上再设计每座反应器尺寸为 9.5 m×23 m，以及有效液位是22m。最高循环比是 6∶1，上升流速是 2.6 m/h。

第二、沼气生产率需要设计在 0.34～0.4 1m3/kg COD范围内，以及沼气产量在12000 ～13 000m3/d(480.0～5 3 5.5 m3/h)范围内。

5.2.2 核心配套装置

针对厌氧反应区的设计：需配置 4 座 CLR 内循环厌氧反应器,以及具备较强防腐和保温性质的碳钢结构，其关键构件主要有三相分离器(单座反应器均需配置 2 套)、旋流金水布水系统、气液分离水封设备(单座反应器均需配置2套，其规格尺寸为 0.9 m×1.4 m)以及脱水设备。另设厌氧循环泵8台，其Q=120m3/h，H =350kPa，N= 22kW。还需设计配置厌氧剩余污泥泵 4 台，其Q=10m3/h，H =6 5 0 kPa，N=8.5 kW。设计配置篮式过滤装置 4 套，Q=55 m3/h。管式换热器四套，其换热范围是10m2，应用的材质为 SS304。

针对沼气存储和处理区的设计：需配置一套干式双膜沼气气柜，ϕ=13.5 m，V =1000 m3 ，其应用的膜材质为聚偏氟乙烯，气体流动的压力需要控制在 0.7～1.3 MPa 范围内。另设计配置一台调压风机，1000 m3/h，2 kPa，2.2 kW。还需要设计配置3台沼气 引风设备，14.1 m3/min，35 kPa，15 kW。配置 2 座沼式干式脱硫装置，该设备并不属于标准设备。设计配置沼气燃烧火炬一套，Q=65 0m3/h，其功率是 11.5 kW，由 PLC 予以操作控制，且具备自动点火性能。

5.3 MBR 膜生物反应池

工艺参数设计：MBR 膜生物反应池中的水温设计需要控制在 25 ℃左右，以及MLSS10kg/m3 ，反硝化速率为0.07kgNO3—-N/(kgMLSS·d)，设计的反硝化率为98%，对反硝化池整体的有效容积是4300m3 ，其中针对图 1 中的一级反硝化池设计容积是3050m3 ，二级为1250m3 。对膜生物反应池中的污泥龄予以设计，取 17.6 8d，以及硝化细菌生长速率需设计在 0.0255d，需氧量的处理数量是11000.5 kgCOD/d，还需要对膜生物反应池的一级硝化池有效容积予以设计，为 6200m3 。

此外，对图 1 所示的二级反硝化池进水予以设计，NO3—-N 是165 mg/L，以及该池内的水力滞留时段（包括回流量）设计成 2h。一级硝化混合液的回流比值设计为 2 1。深度为 8m 的膜生物反应池中，其水氧利用概率是 41%，以及生化系统的共计 COD是10500.5 m3/h。该池中每天剩余的污泥数量其平均值是165 t/d，内部设计配置的超滤膜数量是 6套，且该膜的材质为聚四氟乙烯，该材质过滤通量的平均数值是 8.6 L/(m2 ·h)，以及支持的最高过滤通量是 11 L/(m2 ·h)，该膜的整体面积数值是5900m2 ,每支膜的面积是 12.2m2 。站在理论层面，该膜的设计数量为500 支，其擦洗强度在 50L/(min·支)。

对 MBR 膜生物反应器构筑物的设计：需设计配置一座一体模式的 MBR 综合性水池，该池在地面上呈现一部分，下半部分位于地下，两级 A/O 池并联3组运行（2组处理渗滤液厌氧出水，1组处理餐厨沼液）。还需要设计配置2座膜池以及酸碱冲洗池。具体的规格参数如表 4 所示内容。

表 4 MBR 组合型水池各构筑物规格参数

06效果分析

该污水处理厂在设计准备一个季度之后便开始进入试验检测环节，现阶段渗滤液进水量可以大致达到 700 t/d，餐厨沼液进水量就可以大致达到300 t/d。在试验检测环节，取详细的进出水参数以及平均数值如表5内容。根据对表 5 内容分析可知，实际的固体废物污水处理效果以及相关指标均有效满足合计标准。

表 5 试验检测环节的进、出水水质参数

07结论

（1）北京市构建的循环经济环卫产业园污水处理厂，其设计的总量为2100 t/d，污水处理总量设定在1350t/d，其中分别包含焚烧厂渗滤液(包括冲洗废水)、餐厨沼液（包括部分污泥厂高浓度废水）以及其他进入外排放泵后提升排出(泵房集水池进口处设机械粉碎格栅处理）的低浓度废水，处理总量分别设定在 800 t/d、550 t/d、950 m3/d。

（2）该污水处理厂的设计,其渗滤液应用了气浮、调剂装置、内循环厌氧反应器、两级 A/O-MBR工艺（即膜———生物反应器）。餐厨沼液的处理设计应用了气浮、调剂装置、两级 A/O-MBR 工艺。

作者简介

周辉

现就职于中城环境广东分公司，主要从事垃圾焚烧、渗滤液处理、有机垃圾处理、垃圾填埋等全过程综合咨询与监管工作。先后参与中山三大组团垃圾处理基地第三方运营监管、佛山垃圾资源化处理提质改造项目第三方监管、无锡惠联垃圾处理终端第三方监管、惠州垃圾填埋场运营维护及渗滤液处理运营服务项目、惠州仲恺高新区生态环境园区第三方监管等重大项目。

编辑：李丹