山东某危废处置中心废水处理站建设规模为 750 m3/d，采用分质处理，主要处理工艺采用“物化 + 生化 + 膜系统”，膜系统产生的浓水进入蒸发结晶系统，废水处理出水达到 GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中工艺与产品用水指标后全部回用不外排。文章主要介绍该工程工艺设计的相关参数及设备选型，以期为同类项目的建设提供借鉴和参考。
关键词：
危险废物；废水处理；MBR；蒸发系统
0 引言
根据国内外危险废物综合处置场的运行实践，危险废物主要采用的处理工艺有：物理 / 化学处理、稳定化 / 固化处理、焚烧处理、安全填埋处理。由于危险废物种类繁多、处理工艺流程多样化，因此危废处置中心产生的废水具有水量变化大、污染物成分复杂的特点，且含有大量铬、铅、汞、铜、锌等重金属离子，处理难度较大。目前国内典型的危废处置场污水处理工艺包括“物化 + 生化 + 过滤”组合工艺，生化部分采用的主要工艺有 A2O、MBR等，处理效果良好，处理后均能满足《城市污水再生利用工业用水水质》标准，可进行再生利用。本文以某危险废物处置中心的废水处理工程为例，从废水水质、处理工艺和单体构筑物设计等方面进行了分析和探讨，以期为同类项目的建设提供借鉴和参考。
1 工程概况
1.1 项目概况
危废处置中心分两期建设，废水处理设施为一、二期共用，在危废处置中心一期建设时一次性建成。
由于生产废水水质较复杂，且水质波动较大，初期雨水发生在项目所在地频率低，故考虑将生产废水和初期雨水分置处理。生活污水则作为碳源补充在生产废水生化系统中，以改善生产废水的可生化性。
1.2 设计规模
通过水量平衡计算，本项目主要废水水量如表 1所示，废水处理站预测水量为 719.49 m3/d，废水处理站设计规模确定为 750 m3/d。
1.3 废水水质
一期废水来源主要为焚烧车间碱液循环排污水、暂存库废水、预处理车间废水、车间地面冲洗水、生活污水及厂区受污染的初期雨水。二期废水来源新增物化车间废水，物化车间废水为经过处理后的外收废液。本项目的生产废水、初期雨水和生活污水主要含重金属、SS、BOD5 和 CODCr。根据本工程特点，并结合我公司国内外同类工程经验，废水处理站废水设计水质如表 2 所示。
1.4 设计处理
要求废水处理出水达到 GB/T 19923—2005 中工艺与产品用水指标后全部回用不外排。其中一类污染物执行 GB 8978—1996。
2 废水处理工艺流程
由于生产废水水质、生活污水和初期雨水水质不同，因此采用不同的污水处理系统。
生产废水：除了重金属超标外，其有机物浓度较高，需生化处理，因此生产废水采用“物化处理 + 生化处理 + 反渗透系统”工艺。
生活污水：主要污染物为有机物，且生化性较好，将其作为碳源加入生产废水处理系统中，采用生化处理工艺。反渗透产生的浓缩液进入蒸发系统，蒸发冷凝水与反渗透产水回用于生产。蒸发残渣外委填埋处理。
初期雨水：主要是重金属、油脂、有机物及SS超标，初期雨水采用“物化处理 (沉淀池) + 强氧化 + 过滤 + 膜系统”工艺；若经物化强氧化处理后初期雨水 CODcr 仍较高，可进入生产废水生化系统处理和过滤后，再进入膜系统。废水处理工艺流程如图 1 所示。
浓水部分工艺流程如图 2 所示。
3 主要设计参数与设备选型
废水处理站设计处理能力确定为 750 m3/d。其中生产废水物化处理能力 540 m3/d，生化处理处理能力 550 m3/d，初期雨水物化处理能力 180 m3/d，超滤系统的处理能力 180 m3/d。反渗透系统的处理能力500 m3/d，蒸发系统处理能力 60 m3/d。
(1) 生产废水调节池及提升泵。设生产废水调节池一座，钢筋砼结构，设计尺寸 11 m×5 m×5 m，有效水深 4.5 m，停留时间 12.1 h。提升泵选用 WQ20-10-2.2 型潜水污水泵 2 台 (一用一备)，Q=22 m3/h， H=10 m，N=2.2 kW。
(2) 污染区初期雨水收集池。设污染区雨水收集池1座，钢筋砼结构，设计尺寸33.6 m×20 m×4.5 m，有效水深 3 m。V 有 效 =2 016 m3(其中含初期雨水1 260 m3+ 消防事故水 756 m3)，提升泵选用 WQ10-15-1.5 型潜水污水泵 2 台 (一用一备)，Q=10 m3/h， H=15 m，N=1.5 kW。
(3) 废水物化处理系统一 (供生产废水用)。处理能力：540 m3/d =22.5 m3/h；包括：加酸反应池、氧化反应池、加碱反应池、DTCR 反应池、絮凝反应池和斜板沉淀池。
①加酸反应池。设加酸反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深 2.2 m，配ZJ-700 型搅拌机 1 台，转速 85 r/min，功率 N=3.0 kW。
②氧化反应池。设氧化反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深 2.2 m，配 ZJ-700 型搅拌机 1 台，转速 85 r/min，功率 N=3.0 kW。
③斜管沉淀池一。设斜管沉淀池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸8 m×2.5 m×5.0 m，表面负荷1 m3/(m2·h)，斜管长 L=1 000(倾角 60°)，沉淀时间 120 min。
④加碱反应池。设加碱反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深 2.2 m，配ZJ-700 型搅拌机 1 台，转速 85 r/min，功率 N=3.0 kW。 ⑤ DTCR 反 应 池。设 DTCR 反应池 1 座，钢 筋砼结构，设计尺寸 2.5 m×2.5 m×2.7 m，有效水深2.2 m，配 ZJ-700 型搅拌机 1 台，转速 85 r/min，功率N=3.0 kW。
⑥絮凝反应池。絮凝反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2.5 m×2.5 m×2.8 m，有效水深 2.3 m，配絮凝搅拌机 1 台，外缘线速度 0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。
⑦斜管沉淀池二。设斜管沉淀池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 8 m×2.5 m×5.0 m，表面负荷 1 m3/(m2·h)，斜管长 L=1 000(倾角 60°)，沉淀时间 120 min。
(4) 废水物化处理系统二 (供初期雨水用)。处理能力：180 m3/d =7.5 m3/h；包括：加碱反应池、DTCR反应池、絮凝反应池和斜板沉淀池。
①加碱反应池。设加碱反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深 1.7 m，ZJ-700 型搅拌机 1 台，转速 85 r/min，功率 N=3.0 kW。 ② DTCR 反应池。设 DTCR 反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深1.7 m， 配 ZJ-700 型搅拌机 1 台，转速 85 r/min，功率 N=3.0 kW。
③絮凝反应池。设絮凝反应池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2.0 m×2.0 m×2.0 m，有效水深 1.7 m，配絮凝搅拌机 1 台，外缘线速度 0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。
④斜管沉淀池。设斜管沉淀池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 5.0 m×2.0 m×5.0 m，表面负荷 0.75 m3/(m2·h)，斜管长 L=1 000(倾角 60°)，沉淀时间 120 min。
(5) 均质池。设均质池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 5.0 m×2.5 m×5.0 m，有效水深 3.8 m。提升泵选用CDL20-3 型超滤进水泵 2 台 (一用一备)，Q=22.5 m3/h， H=28 m，N=4.0 kW。
(6)生化处理系统。处理能力：550 m3/d =22.9 m3/h；包括：厌氧池、缺氧池、好氧池、混凝沉淀池及 MBR 池。
①厌氧池。厌氧池 2 座合建，钢筋砼结构，每座设计尺寸 14.0 m×7.0 m×5.0 m，有效水深 4.3 m，总有效容积 842.8 m3，水力停留时间 36.8 h。
②缺氧池。缺氧池 2 座合建，钢筋砼结构，每座设计尺寸 7.0 m×7.0 m×5.0 m，有效水深 4.2 m，总有效容积 411.6 m3，水力停留时间 18 h。每池配 QJB2.2/6-260/3-980/C/S 型潜水搅拌机 1 台，叶片转速 980 r/min，叶片直径 260 mm，电机功率 N=2.2 kW。设缺氧池回流泵 2 台，Q=23 m3/h，H=12.5 m，N=3 kW。
③好氧池。好氧池 2 座合建，钢筋砼结构，每座设计尺寸 16 m×7.0 m×5.0 m，有效水深 4.1 m，总有效容积 910.2 m3，水力停留时间 40 h。设好氧池回流 泵 2 台，Q=50 m3/h，H=15 m，N=7.5 kW。容 积 负荷 0.5 kgBOD5/(m3·d)，采用立体弹性填料，填料总容积 555 m3，配罗茨鼓风机 3 台，两用一备，每台 Q=8.09 m/min，H=53.9 kPa，N=15 kW。汽水比 46∶1。
④混凝沉淀池。设加酸反应池 2 座，钢筋砼结构，设计尺寸 2 m×2 m×2.3 m，有效水深 1.8 m，配絮凝搅拌机 1 台，外缘线速度 0.7～0.8 m/s，N=0.55 kW。
设斜管沉淀池 2 座，钢筋砼结构，设计尺寸 5.0 m×2 m×5.0 m，表面负荷 1 m3/(m2·h)，斜管长 L=1 000(倾角 60°)，沉淀时间 120 min。 ⑤ MBR 反应池。选用 MBR 膜生物反应池 2 座，钢筋砼结构，每座设计尺寸：L×B×H=7 000 mm×4 000 mm×5 000 mm，有效水深 3.5 m，停留时间 8.6 h；供气量 18 m3/min；平板膜设计膜通量 10 L/(m2·h)，总膜面积2 100 m2，配抽吸泵2台，(1用1备)Q=24 m3/h，H=10 m，N=4 kW。配回流泵1台Q=20 m3/h，H=10 m， N=3 kW。
(7) 超滤系统 (供初期雨水用)。处理能力：180 m3/d=7.5 m3/h；包括：多介质过滤器、超滤正洗水箱、超滤反洗水箱和自动投药系统。
①多介质过滤器。设 ID1500×4020 型多介质过滤器 1 台，石英砂滤层厚度 1.35 m，白煤滤层 0.5 m，运行流速4.2 m/h；配反洗水泵 1 台，Q=65 m3/h，H=20 m， N=11 kW。
②超滤装置。选用中空纤维，膜材质：PVDF(聚偏氟乙烯)，膜丝过滤形式：外压式，膜通量 (L/(m2·h))=30 L/(m2·h)，膜表面积：40 m2，取 7 支。
UF 清洗水箱 1 座，设计尺寸：ID1100×1365 mm，UF 清洗水泵 1 台，配 CDL30-20-2 型清洗泵 1 台，Q=24 m3/h，H=27 m，N=3 kW。
UF 反洗水箱 1 座，设计尺寸：ID1100×1365 mm，UF 反洗水泵 1 台，Q=8 m3/h，H=23 m，N=1.5 kW。
③自动投药系统。自动加药器 4 套，制备介质：次氯酸钠、盐酸、亚硫酸氢钠和阻垢剂，加药罐尺寸：ID450×720 mm；配套计量泵功率：16 W。
(8) 卷式 RO(反渗透) 系统 (供生产废水和生活污水用)。
①中间水箱。中间水箱 1 座，设计尺寸：ID2400×2500 mm，玻璃钢材质；配 RO 进水泵 CDL12-62 台，1 用 1 备，每台 Q=22.5 m3/h，H=47 m，N=5.5 kW。
②保安过滤器。设 10 μm 型保安过滤器 2 台，配CDL16-12 型 RO 高压泵 1 台，Q=22.5 m3/h，H=141 m， N=15 kW。
③ 反 渗 透 装 置。选 用 卷 式 抗 污 染 膜，膜 规 格：8 040，膜通量 (L/(m2·h))=10 L/(m2·h)，产水率 60%，膜表面积：32.5 m2，取 64 支，2∶1 排列。
RO 清洗水箱 1 座，设计尺寸：ID1100×1365 mm，RO 清洗水泵 1 台，配 CDL30-20-2 型清洗泵 1 台，Q=36 m3/h，H=16 m，N=3 kW。
④自动投药系统。自动加药器 4 套，制备介质：次氯酸钠、盐酸、亚硫酸氢钠和阻垢剂，加药罐尺寸：ID450×720 mm；配套计量泵功率：16 W。
(9) DTRO(碟管式反渗透) 系统。处理规模：200 t/d，产水率70%。膜规格：MFT-SRO90，膜通量(L/(m2·h))=8.5 L/(m2·h)，每支膜表面积：11.22 m2，取 90 支。
(10) 三效蒸发系统。蒸发器蒸发量：60 t/d。
(11) 回用水系统。设清水回用池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸：6.6 m×6.6 m×4.0 m(有效水深 3.5 m)。配 WQ25-30-5.5 型回用水泵 2 台，1 用 1 备，每 台Q=25 m3/h，H=30 m，N=5.5 kW。
(12) 污泥处置系统。污泥产量：16 m3/d，设污泥浓缩池 1 座，钢筋砼结构，设计尺寸 4.5 m×4.5 m×5.0 m；污泥提升泵选用 DFGG30-1 型螺杆泵 2 台，1 用 1 备，Q=5 m3/h，H=60 m，N=2.2 kW。
污泥脱水采用 XAZ30/800-UK 型厢式压滤机1 台，有效过滤面积 30 m2，配 W-1/7 型空压机 1 台，Q=1 m3/min，H=0.7 MPa，N=7.5 kW。
(13) 回用水系统。设回用水池一座，钢筋砼结构，设计尺寸 15 m×6 m×5 m，有效水深 4.5 m，停留时间12.6 h。提升泵选用 WQ20-10-2.2 型潜水污水泵 2 台 (一用一备)，Q=35 m3/h，H=30 m，N=7.5 kW。
4 车间布置
废水处理车间分为厂房和处理水池两部分。厂房平面尺寸为 60 m×30 m，层高 7 m，钢结构。内设加药间、风机房、压滤机房、膜处理车间、值班室、工具间、配电室及废水处理设备间等。
5 结语
(1) 本工程工艺设计根据来水性质的不同，将生活污水、初期雨水及生产废水进行分别收集及分质处理，不仅提高了废水处理的效率，而且节约了工程投资。
(2) 生产废水采用“两级混凝沉淀 +A2O+MBR+RO”工艺，出水达到 GB/T 19923—2005 后回用于前端生产工艺，不外排。膜系统产生的浓液进行蒸发结晶，基本实现了零排放。
原标题：某危废处置中心废水处理站工程设计
原作者：王睿，闫东杰
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