农副产品加工园区污水处理厂处理效果分析

于季红，冷兵

（1.沈阳市水务事务服务与行政执法中心，沈阳 110000；2.中核（沈阳）水务有限公司，沈阳 110164）

随着人民生活水平的快速提高，农副产品加工业已经发展成为国民经济的支柱产业和保障民生的基础性产业[1]。农副产品加工行业原料多样，生产计划受季节因素影响显著，导致废水水质复杂，水量波动大，已被《水污染防治行动计划》列入专项整治的十大重点行业。

企业预处理后的工业废水依托污水处理厂进行集中处理，是化解环境污染风险、提升污染管控水平的有效措施。本文以某农副产品加工园区污水处理厂为研究对象，介绍其工艺流程，并分析其处理效果，以期为同类型污水处理厂的设计及运行提供参考。

1 工程概况

沈阳某经济开发区成立于2002 年，规划面积96.6km2，现已形成乳品加工、粮油加工、畜禽加工、果蔬（饮料）加工、玉米深加工等五大主导产业，有力带动了沈阳经济社会发展[2]。

为配套园区发展，该园区投资超过1.4 亿元新建了园区污水处理厂，设计规模为5×104t/d，于2012 年运行投产。该厂汇水面积为10.5km2，主要受纳园内企业排放的工业废水及区域内的生活污水，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准，具体进、出水水质见下表。

设计进、出水水质

2 工艺流程及设计参数

2.1 工艺流程

污水处理厂二级处理单元采用传统A2/O 工艺，二级出水采用“高密度沉淀池+微过滤”作为深度处理工艺，最后经过消毒后排入蒲河。剩余污泥经过脱水后含水率可降至80%以下，最终外运处理。污水处理厂工艺流程如图1 所示。

2.2 主要设备及构筑物

（1）粗格栅及提升泵房。新建粗格栅间1 座，平面尺寸为10.5m×10.5m，设计回转式格栅3 台。粗格栅栅条间隙20mm，设计过栅流速0.8m/s，用于截留污水中粗大的漂浮物或悬浮物，如纤维、木屑、塑料制品等。

图1 废水处理工艺流程

新建污水提升泵房1 座，泵房内集水池平面尺寸为13.0m×5.5m，集水池用于均衡污水的水质水量。集水池内设计提升泵5 台，其中大泵4 台（3 用1 备），单台流量为820m3/h；小泵1 台，流量为420m3/h。

（2）细格栅间。新建细格栅间1 座，平面尺寸为15.0m×7.5m。设计回转式格栅3 台，细格栅栅条间隙为5.0mm，设计过栅流速0.8m/s，用于截留毛发、木屑等较小的悬浮物或漂浮物，保护后续管道和设备。

（3）旋流沉砂池。新建旋流沉砂池2 座，用于去除污水中密度较大的无机颗粒物。沉砂池体直径为3.3m，设计水力表面负荷为168m3/（m2·h）。

（4）A2/O 池。新建A2/O 池2 座，用于去除污水中的CODCr、BOD5、NH3-N、TN 和TP 等污染物。单座A2/O 池尺寸为90.25m×33.5m×7.2m。A2/O 池设计污泥负荷为0.07kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥龄21d，水力停留时间为17.0h，其中厌氧区、缺氧区和好氧区水力停留时间依次为1.5h、5.0h 和10.5h。

厌氧区内安装伞形双曲面立式搅拌机4 套，缺氧区内安装潜水推流搅拌器4 套，使活性污泥与污水充分混合。好氧区采用管式曝气器进行曝气，配套悬浮离心鼓风机3 台（2 用1 备），单台鼓风机风量为180m3/min。设计内回流泵3 台（2 用1 备），单台流量为1100m3/h。

（5）二沉池。新建二沉池2 座，用于泥水分离。二沉池为周边进水、周边出水，池体直径为38m，设计表面负荷1.27m3/（m2·h）。

（6）高密度沉淀池。新建高密度沉淀池2 座，用于进一步去除污水中的TP 和SS。每座高密度沉淀池的平面尺寸为27.2m×12.4m。絮凝剂选用FeCl3，设计平均投加量为30mg/L，最大投加量为60mg/L。

（7）微过滤设备。新安装法国法捷斯R200 Ⅱ型、R300 Ⅱ型精密过滤器各1 台，用于去除出水中的SS。R200 Ⅱ型过滤器处理能力为27 600m3/d，R300 Ⅱ型过滤器处理能力为41 400m3/d，过滤孔径为20μm。

（8）紫外消毒池。新建紫外消毒渠2 条，每条消毒渠安装紫外消毒模块1 套，每套功率为22.6kW。设计紫外消毒剂量为24～30mJ/cm2，用于杀灭出水中的病原微生物。

（9）污泥缓冲池。新建污泥缓冲池1 座，用于混合均化来自二沉池和高密度沉淀池的剩余污泥。污泥缓冲池体直径12.0m，有效水深3.5m。

（10）污泥脱水间。原有污泥脱水间1 座，采用框架结构，尺寸为38.1m×22.0m×9.2m。新安装离心浓缩脱水机2 台，单台处理能力为50～60m3/h。剩余污泥经脱水后含水率可降至80%，实现污泥的减量化。

3 运行效果分析

污水处理厂自建成运行以来，系统进水量为4.13×104～4.54×104m3/d，运行逐步稳定，处理效果良好。2019 年10 月～2020 年9 月的监测结果显示，出水各项指标均能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的一级A 标准。

COD的处理效果如图2所示。2019年10月～2020年9 月，COD 的平均进水浓度为100.9mg/L，95%的运行天数内实际进水浓度低于140mg/L，明显低于设计进水浓度要求。主要原因是工业园区内重点排污企业治污减排意识较强，排水污染物浓度远低于相关排放标准。以沈阳某食品有限公司为例，该企业设计排水量为6000m3/d，主要出水指标执行《辽宁省污水综合排放标准》（DB 21/1627—2008）中表2 的相关标准，而该企业实际排水中CODCr、NH3-N 指标优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级A 标准[3]。

污水处理厂出水COD 平均浓度为20.0mg/L，平均去除率为73.3%。由于实际进水COD 浓度偏低，实际污泥有机负荷不足设计值的1/3，故系统对COD 具有稳定良好的处理效果。

污水处理厂对NH3-N 的去除效果如图3 所示。氨氮的平均进水浓度为12.53mg/L，出水平均浓度为0.40mg/L，平均去除率为96.5%。低温对活性污泥中硝化细菌的活性有抑制作用[4]，因此冬季NH3-N 去除效果易出现下降。对2019 年11 月～2020 年3 月进、出水水质进行统计分析，在此期间，系统的氨氮平均进水浓度为11.9mg/L，平均出水浓度为0.36mg/L，冬季氨氮的处理情况与全年平均水平基本一致。分析结果说明系统的氨氮处理效果未受到温度波动的影响。

如图4 所示，进水TN 最大浓度为60.5mg/L，平均浓度为21.0mg/L，有94%的运行天数进水COD/TN值小于7.0，属于典型的低碳氮比废水。为了减少外加碳源的使用，在实际运行中操作人员将A2/O 池好氧区末端的溶解氧控制在0.5mg/L 以下。该操作既降低了运行成本，也减少了回流液中的溶解液对反硝化过程的干扰[5]。出水TN 最大浓度为14.1mg/L，平均浓度为6.6mg/L，能够稳定达标。系统运行的内回流比为200%，理论上总氮最大去除率为66.7%，实际平均去除率为65.8%，显示系统生物脱氮效果良好。

图2 COD 浓度变化及去除率

图3 NH3-N 浓度变化及去除率

图4 TN 浓度变化及去除率

图5 TP 浓度变化及去除率

污水中TP通过生物除磷和化学除磷的组合工艺共同去除。由图5 可知，进水TP 平均浓度为2.37mg/L，出水TP 平均浓度仅为0.15mg/L。对出水TP 浓度进行统计分析可知，98%的运行天数出水TP 浓度小于0.3mg/L，能够满足地表水IV 类水质要求。

4 技术经济指标

经测算，污水处理厂的处理成本为0.75 元/m3，其中电费0.31 元/m3、药剂费0.11 元/m3、污泥处置费0.08 元/m3、人工费0.06 元/m3、维修费0.19 元/m3，以上未考虑折旧费和摊销费等。

5 结语

针对农副食品加工园区企业废水的水质特点，采用“A2/O+高密度沉淀池+微过滤”组合工艺进行处理。运行结果显示，该组合工艺运行稳定，在低温、低碳氮比条件下仍然能够获得良好的脱氮除磷效果，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准，运行费用为0.75 元/m3，具有良好的环境、经济效益。