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摘要：江西省某工业园区污水处理厂原设计规模为5000m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B 标准。改扩建工程设计综合考虑进出水水质特征、现有工艺和场地条件、工程投资和运行管理等因素，采用“O3/H2O2高级氧化+生物技术”组合深度处理工艺。详细介绍了处理工艺、各单元设计参数和设计特点，可供参考。
关键词： 工业园区;废水处理改扩建;深度处理;高级氧化;组合工艺
Abstract： The original design scale of sewage treatment plant of an industrial park in Jiangxi Province is 5000m3/d， and the effluent is subject to grade level1 B standard in The Discharge Standard of Pollutants from Urban Sewage Treatment Plant （GB18918-2002）. In the design of the reconstruction and expansion project， the combined advanced treatment process of “O3/H2O2 advanced oxidation + biotechnology” is adopted， considering the water quality characteristics of inlet and outlet water， existing process and site conditions， project investment and operation management. The processing technology， design parameters and design characteristics of each unit are introduced in detail for reference.
Key words： industrial park; Waste water treatment renovation and expansion; Advanced processing; Advanced oxidation; Combination process
工业园区的废水具有来源广泛、水质复杂、可生化性差、硬度高、难降解组分多等特点，采用常规的二级处理工艺难以满足现行排放标准的要求，需进行深度处理，常用的深度处理技术有4种：混凝、吸附、高级氧化和膜工艺[1]。高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes，AOPs）是通过化学反应产生羟基自由基（·OH），并利用·OH 的强氧化性对有机污染物进行处理的一种处理技术，具有反应快、处理效率高、不会产生大量待处理污泥，二次污染小等特点[2]而受到广泛关注。经过高级氧化过程后，废水的可生化性往往在一定程度上有所提高。
本文以江西省某工业园区污水处理厂提标扩建工程为例，探讨“O3/H2O2高级氧化+生物技术”组合深度处理工艺的应用，以充分发挥各工艺的优势，降低投资运行成本，为同类污水处理工程设计提供参考。
1 工程概况
江西省某工业园区原有污水处理厂建厂时间为2015年10月， 主体采用改良AAO工艺，设计规模5000m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B 标准，主要处理企业排放的工业废水和生活污水。近年来，由于工业园区排水不规律且水质不稳定，污水厂难以稳定运行;且随着园区工业企业的入驻和发展，环保要求的不断提高，现有污水处理设施已不能满足处理要求，亟需进行提标扩建改造，扩建至10000m3/d，并整体提标至一级 A 排放标准。
2 工艺设计
2.1 设计规模
該工业园总用地面积7km2。采用综合用水量指标折算污水量，得近期（2025年）污水处理量为7225 m3/d，远期（2035年）为9720m3/d。结合现场实际调研及当地环保局提供资料，同时考虑现场用地面积有限且已无额外规划用地，不具备远期分期建设的条件等因素，该污水厂改扩建设计规模定为10000m3/d。
2.2 设计进出水水质
设计进水水质以工业园企业实际监测数据为重要依据，并参考同类型工业园排水水质资料。污水厂出水排入附近河流，根据环保部门要求，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级标准的A标准。
2.3 处理工艺
针对污水厂进水水质、水量不稳定、硬度高、可生化性低等特点，改扩建污水处理工艺设计在充分利用现有工艺段的前提下，补充了预处理、主体处理工艺和深度处理工艺，并采用多处池体组合型式（水解酸化+调节池组合、AAO+二沉池组合、中间水池+臭氧接触池+曝气滤池组合），提高厂区土地利用率，具体工艺流程图如图1。
3 主要构筑物设计
3.1格栅旋流沉砂池
格栅去除污水中的漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、处理构筑物配水设施等，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行，旋流沉砂池用去去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒。设计参数：旋流沉砂池，水利停留时间139s，旋流尘砂区体积4.7m?，平均表面负荷116.9m?/㎡.h，最大187.2m?/㎡.h。
3.2预处理组合池
调节水量水质，保证后续处理单元正常运行，同时避免短时间内大量浓度极高的有机污水对生化系统造成冲击。水解酸化池将大分子物质转化为小分子物质，将环状结构转化为链状结构，进一步提高污水的B/C比，增加污水的可生化性，为后续的生化处理创造良好的条件。设计参数：①组合池尺寸：L×B×H=22.10m×25.60m×10.00m。②调节池：停留时间6.0h，有效水深7.7m，有效容积2500m3。③水解酸化池：停留时间6.0h，有效水深7.0m，有效容积2500 m3;上升速度1.09m?/m.h，容积负荷1.96kgCODcr/m?.d，采用脉冲配水器配水。 3.3組合式AAO池
AAO池主要功能为去除污水中BOD5、CODCr、N及P等污染物，为污水厂的主体工艺。AAO出水进入二沉池，对经过AAO生化处理后的污水进行泥水分离。二沉池出泥一部分经过剩余污泥泵排入污泥浓缩池，一部分经过污泥回流泵回流至AAO池的厌氧区。采用组合式AAO池，设置2座，单座设计规模为5000m3/d。设计参数：①AAO池采用钢砼结构，平面尺寸：32.20m×29.60m×8.10m，污泥负荷0.07kg BOD5/（kgMLSS·d），总氮负荷0. 023kg TN/（kgMLSS·d），污泥浓度4000 mg/L，泥龄15d，硝化液回流比，200%，污泥回流泵100%，总停留时间：16.2h。②二沉池为平流沉淀池，平面尺寸31.0m×10.0m，有效水深3.1m，污泥层高度1.5m，停留时间4.6h，表面负荷0.69 m3/（m2·h）。
3.4中间水池
抬升二沉池出水液位，保证后续工段水头。本池体与臭氧接触池、曝气生物滤池为组合池体，设计规模为10000m?/h，设计尺寸：L×B×H=3.00m×6.00m×6.90m，有效水深4.95m，有效容积满足最大泵流量10min抽水流量。提升泵设计参数：2用1备，Q=250m?/h，H=11m，N=15kW。
3.5高效沉淀池
对生化处理后污水中超标的污染物，特别是SS和TP进行进一步处理，使污水处理厂达标排放。设计参数：尺寸L×B×H=15.40m×11.40m×7.40m，表面负荷q=10.0 m3/（m2·h），斜管区上升流速为2.78mm/s，混合池反应时间90s，混合池控制G值为400s-1，絮凝池反应时间12min，絮凝池控制G值为200s-1，增加斜管沉淀池冲洗装置，采用DN40的自来水冲洗管结合高压水枪冲洗。
3.6臭氧接触池
将污水中大分子物质氧化为小分子物质，将环状结构转化为链状结构，提高污水的B/C比，去除生化过程中不能去除的COD，增加污水的可生化性，为后续工艺提高去除效率。本设计选用O3/H2O2组合方式主要优势，一能保证不弱于其他臭氧组合形式的氧化能力[3]，二来能避免进水硬度对臭氧接触反应的影响。设计参数：尺寸L×B×H=17.40m×7.00m×7.20m，共分三段，末端设置气水分离段。总停留时间1h[4]，臭氧投加率24mg/L，H2O2投加量为臭氧质量比12.5%，H2O2投加型式为多点喷射器投加，COD去除率可达30%[5]。
3.7 曝气生物滤池
本池体与臭氧接触池为组合池体，具有去除COD、BOD、脱氮、去除AOX（有害物质）的作用。设计参数：尺寸L×B×H=24.40m×15.40m×6.60m，分4格，并设有清水池及清洗废水缓冲池，有效填料深度为3.50m，滤池面积133.92m2，硝化容积负荷0.48kgNH3-N/（m3.d），正常滤速2.89m?/㎡h，强制滤速3.858m?/㎡h，空气冲洗强度12L/m2.s，水洗强度6L/m2.s，空塔停留时间72.6min，反清洗时间设计为18min。
3.8纤维转盘滤池
通过过滤精度为小于10微米的滤布，将疏水性污染物质进行截留过滤，降低出水SS和COD。设计参数：尺寸L×B×H=7.80m×7.90m×3.60m，共2格。平均滤速5.63m?/㎡h。
3.9臭氧制备间
制备臭氧，用于臭氧接触池。设计参数：尺寸L×B×H=10.24m×10.24m×9.50m。内部安置两套空气源臭氧设备，设计量为6kg/h。
3.10加药间
加药间与臭氧制备间为组合建筑。满足组合AAO池、高效沉淀池等工艺段加药需求。设计参数：尺寸L×B×H=9.50m×6.70m×8.20m，高效沉淀池混凝剂采用10%含量的PAC进行投加，进水TP设计为3mg/L，出水总磷为0.3mg/L，PAC的计算投加量为38.8L/h，加药泵设计流量为50 L/h，H2O2采用30%液体成品药剂进行投加，投加量为3mg/L，加药泵设计流量为10L/h。
3.11 全过程除臭工艺设计
臭气主要产生的部位为：进水泵房、调节池、水解酸化池、污泥浓缩池和污泥脱水间。全过程除臭由除臭菌培养系统和除臭菌投加系统，通过除臭菌的投加，除臭污泥可以回流到格栅渠，对整个全过程系统进行除臭。同时，污泥浓缩池和污泥脱水间也会因除臭污泥的存在起到除臭效果。工艺参数设计：微生物培养箱2个，单个培养箱尺寸φ950×2000mm，除臭设施在厌氧段投加培养。
4 结论
1、本污水处理厂改扩建成后，预计每年COD减排1095.0t/a，BOD5减排328.5t/a，NH3-N减排91.25t/a，TN减排91.2t/a ，TP减排16.4t/a，具有较好的环境效益。
2、该提标改造工程中，在充分利用现有工艺段的前提下，采用贴合及延续原有工艺段的预处理、深度处理工艺，从而节省了建设及运营成本，单位污水处理成本0.86元/m?。
3、深度处理工艺采用双氧水+臭氧组合工艺，具有>30%的COD去除效果及良好抗硬度影响，能减少某企业高硬度排水冲击，保证深度处理高效稳定运行。
4、“双氧水+臭氧”组合工艺，双氧水与臭氧质量比可根据水质不同进行灵活配合，从而保证高效去除率，本工程双氧水/臭氧为12.5%，0.035元/m?双氧水药剂费用即可保障出水达标。
5、本工程采用了多处池体组合型式，水解酸化+调节池组合、AAO+二沉池组合、中间水池+臭氧接触池+曝气滤池组合，大大的提高了厂区土地利用率，节省管道附属工程及征地等费用。
参考文献
[1]傅利，郗家福，安莹，周振.工业园区废水深度处理技术研究现状[J].工业水处理，2021，41（06）：149-155.
[2]许潮江，许江军，潘杰，陈勋贤.高级氧化技术处理工业园区废水的研究及应用[J].广东化工，2021，48（08）：171-173.
[3]张光明，张盼月，张信芳. 水处理高级氧化技术，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.9：9-35.
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.室外给水设计标准[M]，北京：中国计划出版社，2019.7：76-80.
[5]徐军，涂勇，武倩，张耀辉，唐敏，李军，陈勇.臭氧、臭氧/双氧水催化氧化深度处理化工废水[A].工业水处理，2017.4：62-65.
作者简介：程平平 （1986-）男 江西上饶人 本科 主要从事市政给排水、工业废水处理设计工作
通讯作者：袁斯文（1991-）女 湖南郴州人 硕士研究生 主要从事水处理、生态湿地设计工作
关键词： 工业园区;废水处理改扩建;深度处理;高级氧化;组合工艺
Abstract： The original design scale of sewage treatment plant of an industrial park in Jiangxi Province is 5000m3/d， and the effluent is subject to grade level1 B standard in The Discharge Standard of Pollutants from Urban Sewage Treatment Plant （GB18918-2002）. In the design of the reconstruction and expansion project， the combined advanced treatment process of “O3/H2O2 advanced oxidation + biotechnology” is adopted， considering the water quality characteristics of inlet and outlet water， existing process and site conditions， project investment and operation management. The processing technology， design parameters and design characteristics of each unit are introduced in detail for reference.
Key words： industrial park; Waste water treatment renovation and expansion; Advanced processing; Advanced oxidation; Combination process
工业园区的废水具有来源广泛、水质复杂、可生化性差、硬度高、难降解组分多等特点，采用常规的二级处理工艺难以满足现行排放标准的要求，需进行深度处理，常用的深度处理技术有4种：混凝、吸附、高级氧化和膜工艺[1]。高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes，AOPs）是通过化学反应产生羟基自由基（·OH），并利用·OH 的强氧化性对有机污染物进行处理的一种处理技术，具有反应快、处理效率高、不会产生大量待处理污泥，二次污染小等特点[2]而受到广泛关注。经过高级氧化过程后，废水的可生化性往往在一定程度上有所提高。
本文以江西省某工业园区污水处理厂提标扩建工程为例，探讨“O3/H2O2高级氧化+生物技术”组合深度处理工艺的应用，以充分发挥各工艺的优势，降低投资运行成本，为同类污水处理工程设计提供参考。
1 工程概况
江西省某工业园区原有污水处理厂建厂时间为2015年10月， 主体采用改良AAO工艺，设计规模5000m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B 标准，主要处理企业排放的工业废水和生活污水。近年来，由于工业园区排水不规律且水质不稳定，污水厂难以稳定运行;且随着园区工业企业的入驻和发展，环保要求的不断提高，现有污水处理设施已不能满足处理要求，亟需进行提标扩建改造，扩建至10000m3/d，并整体提标至一级 A 排放标准。
2 工艺设计
2.1 设计规模
該工业园总用地面积7km2。采用综合用水量指标折算污水量，得近期（2025年）污水处理量为7225 m3/d，远期（2035年）为9720m3/d。结合现场实际调研及当地环保局提供资料，同时考虑现场用地面积有限且已无额外规划用地，不具备远期分期建设的条件等因素，该污水厂改扩建设计规模定为10000m3/d。
2.2 设计进出水水质
设计进水水质以工业园企业实际监测数据为重要依据，并参考同类型工业园排水水质资料。污水厂出水排入附近河流，根据环保部门要求，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级标准的A标准。
2.3 处理工艺
针对污水厂进水水质、水量不稳定、硬度高、可生化性低等特点，改扩建污水处理工艺设计在充分利用现有工艺段的前提下，补充了预处理、主体处理工艺和深度处理工艺，并采用多处池体组合型式（水解酸化+调节池组合、AAO+二沉池组合、中间水池+臭氧接触池+曝气滤池组合），提高厂区土地利用率，具体工艺流程图如图1。
3 主要构筑物设计
3.1格栅旋流沉砂池
格栅去除污水中的漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、处理构筑物配水设施等，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行，旋流沉砂池用去去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒。设计参数：旋流沉砂池，水利停留时间139s，旋流尘砂区体积4.7m?，平均表面负荷116.9m?/㎡.h，最大187.2m?/㎡.h。
3.2预处理组合池
调节水量水质，保证后续处理单元正常运行，同时避免短时间内大量浓度极高的有机污水对生化系统造成冲击。水解酸化池将大分子物质转化为小分子物质，将环状结构转化为链状结构，进一步提高污水的B/C比，增加污水的可生化性，为后续的生化处理创造良好的条件。设计参数：①组合池尺寸：L×B×H=22.10m×25.60m×10.00m。②调节池：停留时间6.0h，有效水深7.7m，有效容积2500m3。③水解酸化池：停留时间6.0h，有效水深7.0m，有效容积2500 m3;上升速度1.09m?/m.h，容积负荷1.96kgCODcr/m?.d，采用脉冲配水器配水。 3.3組合式AAO池
AAO池主要功能为去除污水中BOD5、CODCr、N及P等污染物，为污水厂的主体工艺。AAO出水进入二沉池，对经过AAO生化处理后的污水进行泥水分离。二沉池出泥一部分经过剩余污泥泵排入污泥浓缩池，一部分经过污泥回流泵回流至AAO池的厌氧区。采用组合式AAO池，设置2座，单座设计规模为5000m3/d。设计参数：①AAO池采用钢砼结构，平面尺寸：32.20m×29.60m×8.10m，污泥负荷0.07kg BOD5/（kgMLSS·d），总氮负荷0. 023kg TN/（kgMLSS·d），污泥浓度4000 mg/L，泥龄15d，硝化液回流比，200%，污泥回流泵100%，总停留时间：16.2h。②二沉池为平流沉淀池，平面尺寸31.0m×10.0m，有效水深3.1m，污泥层高度1.5m，停留时间4.6h，表面负荷0.69 m3/（m2·h）。
3.4中间水池
抬升二沉池出水液位，保证后续工段水头。本池体与臭氧接触池、曝气生物滤池为组合池体，设计规模为10000m?/h，设计尺寸：L×B×H=3.00m×6.00m×6.90m，有效水深4.95m，有效容积满足最大泵流量10min抽水流量。提升泵设计参数：2用1备，Q=250m?/h，H=11m，N=15kW。
3.5高效沉淀池
对生化处理后污水中超标的污染物，特别是SS和TP进行进一步处理，使污水处理厂达标排放。设计参数：尺寸L×B×H=15.40m×11.40m×7.40m，表面负荷q=10.0 m3/（m2·h），斜管区上升流速为2.78mm/s，混合池反应时间90s，混合池控制G值为400s-1，絮凝池反应时间12min，絮凝池控制G值为200s-1，增加斜管沉淀池冲洗装置，采用DN40的自来水冲洗管结合高压水枪冲洗。
3.6臭氧接触池
将污水中大分子物质氧化为小分子物质，将环状结构转化为链状结构，提高污水的B/C比，去除生化过程中不能去除的COD，增加污水的可生化性，为后续工艺提高去除效率。本设计选用O3/H2O2组合方式主要优势，一能保证不弱于其他臭氧组合形式的氧化能力[3]，二来能避免进水硬度对臭氧接触反应的影响。设计参数：尺寸L×B×H=17.40m×7.00m×7.20m，共分三段，末端设置气水分离段。总停留时间1h[4]，臭氧投加率24mg/L，H2O2投加量为臭氧质量比12.5%，H2O2投加型式为多点喷射器投加，COD去除率可达30%[5]。
3.7 曝气生物滤池
本池体与臭氧接触池为组合池体，具有去除COD、BOD、脱氮、去除AOX（有害物质）的作用。设计参数：尺寸L×B×H=24.40m×15.40m×6.60m，分4格，并设有清水池及清洗废水缓冲池，有效填料深度为3.50m，滤池面积133.92m2，硝化容积负荷0.48kgNH3-N/（m3.d），正常滤速2.89m?/㎡h，强制滤速3.858m?/㎡h，空气冲洗强度12L/m2.s，水洗强度6L/m2.s，空塔停留时间72.6min，反清洗时间设计为18min。
3.8纤维转盘滤池
通过过滤精度为小于10微米的滤布，将疏水性污染物质进行截留过滤，降低出水SS和COD。设计参数：尺寸L×B×H=7.80m×7.90m×3.60m，共2格。平均滤速5.63m?/㎡h。
3.9臭氧制备间
制备臭氧，用于臭氧接触池。设计参数：尺寸L×B×H=10.24m×10.24m×9.50m。内部安置两套空气源臭氧设备，设计量为6kg/h。
3.10加药间
加药间与臭氧制备间为组合建筑。满足组合AAO池、高效沉淀池等工艺段加药需求。设计参数：尺寸L×B×H=9.50m×6.70m×8.20m，高效沉淀池混凝剂采用10%含量的PAC进行投加，进水TP设计为3mg/L，出水总磷为0.3mg/L，PAC的计算投加量为38.8L/h，加药泵设计流量为50 L/h，H2O2采用30%液体成品药剂进行投加，投加量为3mg/L，加药泵设计流量为10L/h。
3.11 全过程除臭工艺设计
臭气主要产生的部位为：进水泵房、调节池、水解酸化池、污泥浓缩池和污泥脱水间。全过程除臭由除臭菌培养系统和除臭菌投加系统，通过除臭菌的投加，除臭污泥可以回流到格栅渠，对整个全过程系统进行除臭。同时，污泥浓缩池和污泥脱水间也会因除臭污泥的存在起到除臭效果。工艺参数设计：微生物培养箱2个，单个培养箱尺寸φ950×2000mm，除臭设施在厌氧段投加培养。
4 结论
1、本污水处理厂改扩建成后，预计每年COD减排1095.0t/a，BOD5减排328.5t/a，NH3-N减排91.25t/a，TN减排91.2t/a ，TP减排16.4t/a，具有较好的环境效益。
2、该提标改造工程中，在充分利用现有工艺段的前提下，采用贴合及延续原有工艺段的预处理、深度处理工艺，从而节省了建设及运营成本，单位污水处理成本0.86元/m?。
3、深度处理工艺采用双氧水+臭氧组合工艺，具有>30%的COD去除效果及良好抗硬度影响，能减少某企业高硬度排水冲击，保证深度处理高效稳定运行。
4、“双氧水+臭氧”组合工艺，双氧水与臭氧质量比可根据水质不同进行灵活配合，从而保证高效去除率，本工程双氧水/臭氧为12.5%，0.035元/m?双氧水药剂费用即可保障出水达标。
5、本工程采用了多处池体组合型式，水解酸化+调节池组合、AAO+二沉池组合、中间水池+臭氧接触池+曝气滤池组合，大大的提高了厂区土地利用率，节省管道附属工程及征地等费用。
参考文献
[1]傅利，郗家福，安莹，周振.工业园区废水深度处理技术研究现状[J].工业水处理，2021，41（06）：149-155.
[2]许潮江，许江军，潘杰，陈勋贤.高级氧化技术处理工业园区废水的研究及应用[J].广东化工，2021，48（08）：171-173.
[3]张光明，张盼月，张信芳. 水处理高级氧化技术，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.9：9-35.
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.室外给水设计标准[M]，北京：中国计划出版社，2019.7：76-80.
[5]徐军，涂勇，武倩，张耀辉，唐敏，李军，陈勇.臭氧、臭氧/双氧水催化氧化深度处理化工废水[A].工业水处理，2017.4：62-65.
作者简介：程平平 （1986-）男 江西上饶人 本科 主要从事市政给排水、工业废水处理设计工作
通讯作者：袁斯文（1991-）女 湖南郴州人 硕士研究生 主要从事水处理、生态湿地设计工作