0 前言

近年来，为保护周边水环境系统，我国投入了大量的资金建设污水处理厂，并取得了相当的成绩。工业园区每天都会产生大量的工业污水，常规的污水处理厂已经不能满足工业园区的污水处理需求，需要根据实际情况对污水处理厂进行升级改造，才能达到预期的处理效果。以某工业园区污水处理厂升级改造项目为研究实例，明确废水量、水质及排放要求，设计科学合理的工艺流程，引入臭氧氧化+改进型AO工艺，合理设置构筑物，希望对今后污水处理厂的升级改造提供一定的参考。

1 项目背景

该项目为污水处理厂一期升级改造、二期扩建工程，位于樟树进化产业基地污水处理厂内，扩建完成后可达到日处理规模3000m3/d，远期预计总规模6000m3/d，总投资约17664.57万元。二期扩建工程改进污水处理厂工艺流程，引入臭氧氧化+改良A/O工艺，通过臭氧氧化可转化难降解物质，提高废水可生化性，降低生物毒性。同时，改良A/O生化池可转化有机物，经回流后进行反硝化，达到脱氮目的。处理后的污水达到一级A标准，完全满足国家污水处理要求。

2 废水量、水质及排放要求

该污水处理厂位于化工基地内，进行升级改造项目前需确定污水废水量、水质及排放要求，为后续废水处理打下良好基础。首先需确定废水量，结合处理厂实际能力及周边化工基地污水排放需求，预估废水处理规模可达10000m3/d。

经过对污水水质进行现场调查研究，收集各项数据，确定该污水处理厂进水pH值在6～7之间，水质呈弱酸性，且含有较多的污染物：CODcr≤500mg/L；SS≤400mg/L；NH3-N≤35mg/L；磷酸盐≤8.0mg/L；Cr≤2 000mg/L。

根据国家规定制定合理的排放要求。污水处理厂遵循新修订扩充的《污水综合排放标准》二级标准，同时升级改造后，还需要增设芬顿氧化深度处理单元。污水处理厂出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，并对各类污染物含量做出明确规定：CODcr≤60mg/L；SS≤20mg/L；NH3-N≤15mg/L；磷酸盐≤1.0mg/L。

污水处理厂提标改造项目对出水水质有明确要求，结合污水实际情况，设计合理的工艺，满足污水处理厂1万m3的日处理任务。为此，项目引进了多种新型处理工艺，对整个工艺进行了优化。利用臭氧氧化原理处理难降解物质，采用A/O生化池处理有机物，同时达到脱氮的目的。一体化气浮过滤工艺可去除悬浮物，为后续的臭氧氧化提供良好的反应环境，使出水水质达到预期标准[1]。

3 流程

本项目污水处理工程改进后工艺流程见图1。

首先，污水处理厂收集的原水会先进入细筛，主要去除大颗粒、长纤维悬浮物等，可以减轻后续污水处理环节的负担。筛网是由平行杆组成的辅助设备，以一定角度置于收集池的入口处，一般保持60°至80°的倾斜角，可以实现固液分离。接下来需要配备合适的配水井，主要用于分配污水，以便下一级构筑物获得均匀的污水[2]。

调节池主要是用来调节水流量的构筑物，可以减少流量变化对污水处理厂的影响，设置在细格栅后方，污水完成固液分离后流入调节池，在池内均匀混合，为后续污水处理环节提供设计水量。

臭氧预氧化反应池可以攻击难降解基团，彻底破坏其结构，使废水的可生化性提高。同时还可以通过氧化反应转化大量的长分子物质，经降解处理后得到小分子物质，降低生物毒性。根据臭氧氧化处理工艺的特点，将此工艺用于生化预处理阶段。污水进入臭氧反应池后，会发生一系列的变化，使整体的可生化性提高。同时也会产生一些污泥物质。同时设置中间沉淀池，主要用于消化回流菌。

本项目采用改良型A/O生化池，污水进入生化池后，有机物可转化为二氧化碳和水，同时回流混合液也可发生反硝化反应，达到脱氮的目的，降低水中的氮氧化物。改良型A/O工艺仍采用原池型，系统固体停留时间在50d~100d内，甚至可以生长更长时间，系统处理的微生物较多，污泥产率较低。A/O改良池与缺氧池、好氧池共建，中间合理设置挡板装置，可以较好地改造曝气池，根据实际处理需要，适当增加曝气池容积，可有效降低有机负荷。与原A/O工艺相比，改良型A/O工艺对曝气强度要求更高，可实现85%以上的去除率。 为此，在生化处理段设置A/O池[3]。

污水经生化处理后，进入二沉池，进行污泥与污水的分离，在此过程中，也能去除一定量的SS和COD。二沉池主要起沉淀期的作用，经过曝气搅拌后，活性污泥在重力作用下会逐渐沉降到池底，上清液在池子的上部。污泥沉淀基本处于静止状态，不会受到外界的扰动，能很快沉降下来，沉淀效率比较高。A/O工艺运行过程中，污水先进入缺氧池、好氧池，处理后再进入二沉池，产生一部分污泥物质。

污水进入二沉池后，可实现污泥与清水分离，出水将进入中水池，并在池内暂存一段时间，等待后续污水的深度处理。结合实际出水需求，提供稳定、持续的进水，保证污水处理工艺正常运行，避免受到出水量影响[4]。

臭氧催化氧化反应池主要采用臭氧+催化剂技术，使臭氧与有机物充分反应，提供固相催化效率。在污水环境中，臭氧催化剂会激发羟基自由基，在强氧化环境下化学键断裂，易降解的有机物逐渐被氧化成二氧化碳和水资源，达到COD排放标准。

4 主要结构及参数设计

4.1 细筛管及配水井

细格栅及配水井结构型式为地下钢筋混凝土矩形水池，设计参数：设计水量1085m3/h，外形尺寸为12.9m×3.7m×2.35m。主要设备包括2块宽1.6m、长505m、格栅间隙1mm的机械细格栅、2个集渣斗、4个尺寸为600mm×600mm的铸铁铜闸门、3个尺寸为1200mm×300mm的出水堰。

4.2 调节罐

调节池结构型式为地下钢筋混凝土矩形池，设计参数如下：1）设计水量：835m3/h。2）停留时间：12h。3）有效容积：10000m3。4）有效水深：5.5m。5）外形尺寸：50m×36m×6.0m。主要设备为4台双曲面搅拌机和3台调节池提升泵（2用1备）。双曲面搅拌机桨叶转速20r/min～30r/min，叶轮直径2800mm，电机功率11kW；调节池提升泵为卧式离心泵，流量415m3/h，扬程11m，功率22kW。

4.3 臭氧反应及A/O槽

4.3.1臭氧反应罐

臭氧反应池为半地下钢混矩形池，设计参数如下：1）设计水量：835m/h。2）停留时间：1.2h。3）有效容积：1030m3。4）总容积：1108 m3。5）外形尺寸：53m×3m×7m。主要设备为臭氧发生器，共设φ200直径钛板曝气器90只，服务面积1.13m2，氧利用率为30%。

4.3.2 A/O池

A/O池为半地下式钢筋混凝土矩形池，设计参数为：1）设计水量：835m2/h。2）MLSS：3500mg/L。3）停留时间：26.4h。4）尺寸：53m×65m×7m。主要设备有4台双曲线搅拌机、24台潜水流发生器、4台沼气回流泵、1660台管式微孔曝气机、3台鼓风机。

4.4 二沉池

二沉池结构型式为半地下钢筋混凝土圆形池，设计参数为：1）设计水量：420m3/h。2）表面负荷：0.68m3/m2·h。3）有效容积：2250 m3。4）总容积：2480m3。5）外形尺寸：φ28 m×4 m。主要设备3台：1）全桥周边传动刮泥机2台。设备参数：池体尺寸φ28 m×4 m。周边直线尺寸2m/min～3m/min。电机功率2×1.1kW。2）污泥回流泵3台（2用1备）。设备参数：Q=415 m3/h；H=3m；N=7.5 kW。3）剩余污泥泵3台（2用1备）。 设备参数：Q=50m3/h;H=15m;N=5.5kW。

4.5 中级池

中水箱结构型式为半地下钢筋混凝土矩形水箱，设计参数如下：1）设计水量：420 m3/h。2）（2）有效容积：90m3/h。3）总容积：105m3。4）外形尺寸：6m×5m×3.5m。主要设备为3台中水箱提升泵，均为卧式离心泵，设备参数：Q=415m3/s；H=7 m；N=15 kW。

4.6 综合气浮和过滤系统

V型滤池是气浮过滤一体化系统中的重要设备，结构型式为半地下钢筋混凝土矩形池，设计参数有6个：1）平均设计水量：0.0575m3/s。2）设计滤速：8m/h。3）过滤面积：30m2。4）结构尺寸：10m×3.0m×4.7m。5）反冲洗水强度：5L/m2·s。6）反冲洗气强度：15L/m2·s。

主要设备有方闸4座、反冲洗泵3台、反冲洗风机3台。

4.7臭氧催化氧化反应罐

臭氧催化氧化反应池结构型式为地上钢筋混凝土矩形池，设计参数为：1）设计水量：1250m3/h。2）池数：6个。3）单池水量：240m3/h。4）气速：1.5m。5）上升速度：6m/h。6）外形尺寸：6.3m×6.3m×8m（单池）。主要设备包括规格为3mm～5mm的多相催化剂、规格为8mm～32mm的催化剂颗粒垫、2台反冲洗风机、2台循环水泵、3台一级出水至催化反应塔提升泵（2用1备）。

5 运行结果

5.1污水处理效果

考虑到樟树盐化工业基地污水处理厂水质复杂，本项目采用调节池+臭氧预氧化+改良AO+二沉池+高效沉淀池+V型滤池+臭氧催化氧化作为处理工艺，投入运行后，运行效果十分明显，具体运行结果为：出水氨氮浓度

5.2 综合效益

由于采用了改进后的A/O工艺，降低了运行费用，有效控制了投资成本，提高了经济效益。采用改进后的工艺进行污水处理，可以较好地避免污染问题，且该工艺具有环保节能的特点，环保效益也得到了提高[5]。

六，结论

在工业园区污水处理厂升级改造过程中，最大的亮点是应用了臭氧氧化+A/O工艺，可有效处理难降解有机物。结合污水处理要求设置了大量构筑物，包括细格栅、调节池、A/O池、二沉池、臭氧催化氧化反应池等。这些构筑物在污​​水处理工艺路线上合理设置，预处理段采用臭氧氧化预处理工艺，生化处理段采用改进的A/O工艺，深度处理段采用氧化催化氧化工艺。由于臭氧消毒灭菌效果好，能快速消灭细菌和病原体，因此无需设置额外的消毒工序。通过一系列的设计修改，最终成功制定了护理工艺路线，出水水质完全达到了预期目标，满足了国家污水排放标准。

参考

[1] 刘强. 五级AO+MBBR工艺在污水处理厂升级改造中的应用[J]. 中国给水排水, 2019, 35(16): 53-57.

[2]王恒成.工业园区污水处理厂改造工艺臭氧氧化实验[J].广东化工，2019,46(23):91-96。

[3]刘巨波.深度处理技术在山东某污水处理厂提标改造项目中的应用[J].净水技术，2019,38(7):33-37,77。

[4] 董阳, 王德金, 余波. 北京碧水全地埋式污水处理厂多级AO工艺升级改造[J]. 中国给水排水, 2018, 34(2): 59-62.

[5]刘强.改进型AAO+深度处理工艺在乡镇污水处理厂工艺设计中的应用[J].科技信息,2018,16(36):77-78.