江西省某县工业园区主要以精细化工企业为主，其中包括医药、农药、染料等高污染的化工企业，这些企业的生产废水经过预处理后达到纳管要求排入管网，经管网收集后进入园区废水处理站进行处理。由于该工业园区的废水污染物复杂、水质波动冲击负荷大、且含有大量难降解有机物如苯酚、苯胺和硝基苯类污染物，采用一般的物理、化学、生物法去除效果并不理想，故根据该园区废水特点，提出采用UASB+A/O+Fenton氧化工艺处理该工业园区废水，使出水达到GB 8978—1996中的一级标准。
1 污水的水质水量和排放标准
该园区废水总规模为20 000 t/d。根据建设方提供的水质数据，并考虑园区企业的特殊性及对应行业的排水水量比例，污水厂进水水质的设计采取保守设计，对污水厂的进水水质设计值适当放大；同时考虑园区内各企业污水排放达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ 3082—1999）和《综合污水排放标准》（GB 8978—1996）三级标准，并借鉴省内外其他相关工业园区污水处理厂的进水水质状况，确定污水 厂的进水水质，设计进水水质见表 1。
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项目 |
COD |
BOD 5 |
pH |
SS |
总氮 |
总磷 |
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进水 |
500 |
300 |
6~9 |
400 |
30 |
3.0 |
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出水 |
100 |
20 |
6~9 |
70 |
15 |
0.5 |
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注：除 pH 外其他项目单位均为 mg/L 。 |
2 废水处理工艺
2.1 工艺流程
废水处理工艺流程见图 1。
从园区管网收集来的废水进入污水处理厂区，首先经过粗格栅拦截处理，然后通过泵房提升至细格栅。调节池末端设污水提升泵，将调节池污水提升进入UASB+A/O池。UASB+A/O池工艺是一种生物脱氮除磷工艺，其生物反应池包括UASB（厌氧池）、A（缺氧池）、O（好氧池）3个组成部分。
生化池处理出水排入二沉池，进行泥水分离后，上清液自流进入Fenton氧化池进行深度处理，进一步去除水体中的有机物，出水消毒后排放。污水处理厂的物化污泥利用板框压滤机脱水，生化污泥利用带式压滤机脱水，浓缩脱水后的污泥外运填埋处理，滤液回流至调节池进行再处理。
2.2 处理工艺说明及主要设计参数
（1）调节池。用于接纳细格栅来水，对进厂污水进行水质水量的调节，减少因企业不达标排放或事故排放导致的水质超标和水量波动。采用地下式砼结构，有效容积3 332 m3，HRT=4 h，池体根据厂区地形图设为梯形结构，占地面积 833 m2。
（2）UASB+A/O工艺系统。利用厌氧区、缺氧区和好氧区的不同功能，进行生物脱氮除磷，同时去除污水中的BOD5和COD，其中厌氧区的结构形式为UASB，采用脉冲进水方式，半地上式砼结构。总水力停留时间21.9 h，其中UASB停留时间为8.0 h，缺氧池停留时间为2 h，好氧池停留时间为11.9 h。气水比为10.7∶1，UASB设置4个脉冲罐，内径 2.05 m，缺氧池设4台功率为4 kW的水下低速潜水推流器，好氧池至缺氧池的混合液内回流比取300%。生物处理池设两座，单座池体平面尺寸 62.4 m×25.0 m，UASB池高度为8.85 m（有效深度为8.55 m），A/O池高度为5.5 m（有效深度为5 m）。
（3）二沉池。对好氧池混合液进行泥水分离，出水进入Fenton氧化池，污泥一部分回流至生物处理池，另一部分进入储泥池后脱水处理。表面负荷为0.90 m3/（m2·h），由两座直径为24.3 m的池体组成，采用中间进水周边出水辐流式沉淀池。
（4）Fenton氧化池。接纳二沉池出水，利用Fe2+与H2O2产生的羟基自由基氧化有机物，同时利用Fe（OH）3的絮凝沉淀作用去除有机物〔2〕，更彻底地将废水中的小分子有机物降解，并基本实现悬浮物质的完全去除，保证水质稳定达到排放标准。总停留时间6.4 h，其中Fenton反应池停留时间为2.7 h，沉淀停留时间为3.7 h。Fenton反应池采用曝气搅拌，絮凝反应采用机械搅拌方式，沉淀池采用平流式沉淀池。设两座Fenton处理池，每座工艺尺寸为10.2 m×65.8 m×5.0 m。
3 实际运行效果和分析
3.1 运行情况
该废水处理设施经调试后稳定运行一段时间，系统运转情况良好，设备运转正常。经该系统处理后，废水COD由500 mg/L降至90 mg/L以下，BOD5由300 mg/L降至20 mg/L以下，整体生化处理效率均达到82％以上，出水pH保持在7～8。表 2为该污水处理厂稳定运行30 d时的出水水质。
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项目 |
COD |
BOD 5 |
pH |
SS |
总氮 |
总磷 |
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数值 |
90 |
15 |
6~9 |
50 |
13 |
0.1 |
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注：除 pH 外其他项目单位均为 mg/L 。 | ||||||
3.2 运行费用分析
（1）工资福利费：全厂定员26人，平均每人按1.5万元/a计，则工资福利费为39万元/a。
（2）电费：全厂耗电量412.32 kW·h/a，单价按0.738元/（kW·h）计算，总电耗304.29万元/a。
（3）药剂费：污水处理厂消耗的药剂主要有 PAM、硫酸、液碱、硫酸亚铁和双氧水，合计药剂消耗为775.92万元/a。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
（4）水费：每人按50 L计，水费单价1.3元/t，则全年水费为2.4万元/t。
（5）污泥处置费：每年产生污泥量为9 115 t/d，按50元/t计，则污泥处置费为45.58万元/a。
可知该工程污水处理运行费用为1 167.19万元/a，折合吨水处理成本为1.95元（年运行时间按300 d计）。
4 结论及建议
针对该工业园区废水的特点，采用UASB+A/O+Fenton氧化工艺进行处理，经工程实践证明此工艺成熟，治理效果稳定。其中深度处理Fenton池是保证该工艺出水COD稳定＜90 mg/L的关键。
建议当地环保局加强对工业企业预处理水质的监督管理，以保证废水处理厂进水水质稳定，从而使处理后废水稳定达到排放标准要求。
