湖北農(nóng)村生活污水處理方案

第一章  工程概況

本公司受業(yè)主委托，本著對業(yè)主高度負責的態(tài)度，根據(jù)給排水有關(guān)設(shè)計依據(jù)，結(jié)合公司所做的污水工程經(jīng)驗，按國家相關(guān)的排放標準，對該項目做以下具體的方案設(shè)計，為用戶提供較為理想、投資省、處理效果好的工藝設(shè)備。設(shè)備采用A/O/O 生物處理新工藝，配有自控系統(tǒng)裝置，有自動切換，報警功能，無需專人管理。對污水處理設(shè)施、設(shè)備和工藝進行方案設(shè)計，以供各方?jīng)Q策和參考。

為嚴格遵守有關(guān)環(huán)境法規(guī)，保護環(huán)境，本著經(jīng)濟建設(shè)和環(huán)境保護同步進行的“三同時”原則。我單位受投資者邀請，在進行初步調(diào)研，并經(jīng)多項生活污水處理成功的實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，編制該地區(qū)污水設(shè)計方案，以供有關(guān)部門決策、實施。

針對生活污水的具體水質(zhì)的特點，本方案擬采用常規(guī)的“A/O/O生物接觸氧化”工藝，該處理工藝較為簡單，操作運行方便，日常費用低廉，出水穩(wěn)定，主要設(shè)備采用優(yōu)質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)的箱體，考慮到生活區(qū)內(nèi)周邊環(huán)境和衛(wèi)生問題，故該生活污水處理工程決定采用全埋地式結(jié)構(gòu)，上部覆土，可種植花木、草坪，進一步美化環(huán)境。

第二章  設(shè)計依據(jù)、設(shè)計原則及設(shè)計范圍

1、設(shè)計依據(jù)

1）建設(shè)單位提供的水量等基礎(chǔ)資料

2）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB 18918-2002；

3）《低壓配電裝置及線路設(shè)計規(guī)范》（GB50054-92）

4）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50062-92）

5）《室外排水設(shè)計規(guī)范》1997年修訂（GBJ14-87）

6）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ15-88）

7）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GBJ16-87）

8）《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ69-84）

9）《給水排水設(shè)計手冊》（1~11冊）

10）《水處理設(shè)備制造技術(shù)條件》JB2932-1996；

11）《水處理設(shè)備油漆、包裝技術(shù)條件》ZBJ98003-1987；

12）《水處理設(shè)備原材料入廠檢驗》ZBJ98004-1987；

13）《水污染防治設(shè)備 安全技術(shù)規(guī)范》JB8939-1999；

14）《生物接觸氧化法設(shè)計規(guī)范》CECS128：2001；

15）《工業(yè)產(chǎn)品使用說明書 總則》GB9969.1-1998；

16）國家及行業(yè)、企業(yè)其他相應規(guī)范、標準。

17）我公司所完成同類工程所取得的實際經(jīng)驗和實際工程參數(shù)

2、設(shè)計原則

1）嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行的環(huán)保技術(shù)標準、規(guī)范，遵守國家和地方環(huán)保的有關(guān)法律、法規(guī)及排放標準；

2）選用先進、合理、可靠的處理工藝，在確保處理排放達標的前提下，做到操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運行費用低；

3）本工程系環(huán)境工程，尤其要注意環(huán)境保護，避免和減少二次污染。要求改善勞動衛(wèi)生條件，貫徹安全生產(chǎn)和清潔文明生產(chǎn)的方針；

4）為了提高污水處理站管理水平，設(shè)計全自動程序控制，減輕操作人員的勞動強度；

5）合理選用優(yōu)質(zhì)配件，降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低系統(tǒng)運行成本；

6）在工藝設(shè)計時，有較大的靈活性，可調(diào)性，以適應水量、水質(zhì)的周期變化。

7）因地制宜，合理布局，有效地利用空間和場地。

3、設(shè)計范圍

1）從污水處理格柵井開始到處理設(shè)備的排放口為止。

2）污水工程的工藝流程，工藝設(shè)備選型，工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)布置，電氣控制說明等設(shè)計工作。

3）污水處理工程的鋼砼工藝結(jié)構(gòu)，設(shè)備的施工、安裝、調(diào)試等工作。

4）污水工程的動力配線，由業(yè)主將主電引至污水工程的配電控制箱，配電分配箱至各電器使用點將由我公司負責。

5）不包括廢水的收集管網(wǎng)及廢水排出界區(qū)的外排水管網(wǎng)。

第三章  設(shè)計水質(zhì)水量

1、污水來源

本污水處理系統(tǒng)的污水主要來自農(nóng)村生活污水排水。

2、污水性質(zhì)

綜合生活污水。

3、污水水量

根據(jù)業(yè)主提供資料，該農(nóng)村長住人數(shù)為12000人，則每天污水處理量為1800噸，每天按照20小時運行。則本方案按一套90m³/h生活污水設(shè)計處理運行。

4、污水進水水質(zhì)（參考一般生活污水水質(zhì)）

5、設(shè)計出水水質(zhì)

污水排放標準執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級B排放標準。

第四章  處理工藝

1、污水水量與水質(zhì)情況分析

1）本項目污水來水不均勻程度較高，水質(zhì)、水量變化較大（K_Z=2.0），由于水量與水質(zhì)具有較大的不均勻性，因此必須考慮設(shè)置均質(zhì)均量的調(diào)節(jié)池。

2）本類廢水BOD/COD值約0.5，可生化性較高。

3）排放要求中對病毒指標有要求。

4）根據(jù)環(huán)保部門對污水排放的要求，本污水處理工藝除了去除有機物外還應能去除氨氮，使出水達到排放要求。

2、工藝思路

根據(jù)上述進出水水量和水質(zhì)的情況，我公司考慮污水處理工藝的選擇必須依照如下思路：

1）總體思路采用成熟可靠的A/O/O生物接觸氧化法為處理工藝，同時輔以格柵攔截、沉淀池澄清等物化處理手段；

2）首先通過格柵攔截，對污水進行預處理，目的是初步降低無機顆粒物質(zhì)的含量，提高污水的同一性和可生化性；接著由提升泵定量提升至調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)后的污水通過缺氧好氧A/O/O生物接觸氧化法，利用生物膜的作用使有機污染物首先轉(zhuǎn)化為氨氮，同時通過好氧硝化和缺氧反硝化過程既去除有機物又去除了氨氮。生化池配以新型的高密型彈性立體填料，該填料具有負荷高、施工簡易、體積小、運行穩(wěn)定可靠、管理方便、維修更換方便等優(yōu)點；生化池的出水進入二沉淀池進行固液分離，二沉淀池具有固液分離效果好、投資省、對沖擊負荷和溫度變化適應能力強、施工簡易等特點；經(jīng)該工藝處理后能確保污水經(jīng)處理后各項指標全面達標。

3）工藝流程簡捷、工程造價低、運行經(jīng)濟、便于管理。

3、污水處理技術(shù)說明

1）攔污設(shè)施

本工程原水中固體雜質(zhì)含量較高，為確保提升泵等設(shè)備正常工作和保證后續(xù)處理構(gòu)筑物正常運行，擬在處理主體工藝的前段設(shè)置攔污設(shè)施。

2）生物接觸氧化法

生物接觸氧化法屬于生物膜法，具有以下優(yōu)點和特點：

u 生物接觸氧化法生物池內(nèi)設(shè)置填料，由于填料的比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物體量都高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；

u 由于相當一部分微生物固著生長在填料表面，生物接觸氧化法可不設(shè)污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理方便；

u 由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬于完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應能力；

u 由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，當有機物容積負荷較高時，其F/M（F為有機基質(zhì)量，M為微生物量）比可以保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量可相當于或低于活性污泥法；

采用A/O/O生物處理工藝是近幾年來國內(nèi)外環(huán)保工作者用以解決污水脫氮的主要方法，該方法具有如下特點：

u 利用系統(tǒng)中培養(yǎng)的硝化菌及脫氮菌，同時達到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的，與經(jīng)普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統(tǒng)相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地面積少。

u A/O/O生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較一般生物處理系統(tǒng)少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。

u A/O/O生物法較一般生物處理系統(tǒng)相比耐沖擊負荷高，運行穩(wěn)定。

u A/O/O生物處理系統(tǒng)因?qū)?/span>NO₂-N轉(zhuǎn)化成N₂，因此不會出現(xiàn)硝化過程中產(chǎn)生NO₂-N的積累，而1mg/ NO₂-N會引起1.14mgCOD值，因此只硝化時，雖然氨氮濃度可能達標，但COD濃度卻往往超標嚴重。采用A/O/O生物處理系統(tǒng)不僅能解決有機污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標小于15mg/l。總之，經(jīng)過本工藝流程，出水的各項指標均能達到《污水綜合排放標準》GB8978-96。

3）污水處理工藝流程

本污水主要工藝過程設(shè)計如下：污水通過機械格柵攔污后的污水直接進入調(diào)節(jié)池，設(shè)置調(diào)節(jié)池的目的調(diào)節(jié)污水的水量和水質(zhì)，為防止懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉淀。

本工程污水中有機成份較高，BOD₅/CODcr=0.5，可生化性較好，因此采用生物處理方法大幅度降低污水中有機物含量是最經(jīng)濟的。由于污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現(xiàn)出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標，因此污水處理采用缺氧好氧A/O/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為A級池和O級池兩部分。調(diào)節(jié)池內(nèi)污水采用污水提升泵提升至A級生化池，進行生化處理。在A級池內(nèi)，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO₂^--N、NO₃^--N轉(zhuǎn)化為N₂，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質(zhì)。所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續(xù)O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，最終消除氮的富營養(yǎng)化污染。經(jīng)過A級池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于完全的情況下，硝化作用能順利進行，特設(shè)置O級生化池。

A級池出水自流進入O級池，O級生化池的處理依靠自養(yǎng)型細菌（硝化菌）完成，它們利用有機物分解產(chǎn)生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為NO₂^--N、NO₃^--N。O級池出水一部分進入沉淀池進行沉淀，另一部分回流至A級池進行內(nèi)循環(huán)，以達到反硝化的目的。在A級和O級生化池中均安裝有填料，整個生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在A級池內(nèi)溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O級生化池內(nèi)溶解氧控制在3mg/l以上，氣水比15:1。

O級生化池一部分出水回流進入A級池，；一部分流入豎流式沉淀池，進行固液分離。

沉淀池沉淀下來的污泥由氣提裝置，一部分提升至A級池，進行內(nèi)循環(huán)；一部分提升至污泥池；污泥池內(nèi)的污泥定期采用糞車外運作農(nóng)肥處理。

通常小型的污水處理站污泥處理有兩種方法：一是污泥濃縮機械脫水處理；二是污泥干化處理。考慮污泥濃縮機械脫水處理業(yè)主投資大，而污泥濃縮干化處理對周圍衛(wèi)生有影響。由于本工藝中設(shè)有污泥消化系統(tǒng)，產(chǎn)生污泥量極少，為此，本工程產(chǎn)生的污泥只作簡單的濃縮處理后，由人工每年清理外運作農(nóng)肥。

第五章  處理工藝設(shè)施簡要說明

● 格柵井（砼）

格柵井設(shè)置于調(diào)節(jié)池內(nèi)污水源頭進水一端，設(shè)計考慮節(jié)約用地和投資。

格柵井內(nèi)設(shè)置人工格柵，通過人工格柵攔截去除生活污水中較大的懸浮物固體、紙屑，保護水泵及后續(xù)管路系統(tǒng)不被堵塞。并在格柵井上設(shè)置蓋板，防凍。

● 調(diào)節(jié)池

在整個處理系統(tǒng)中設(shè)置了污水調(diào)節(jié)池。通過調(diào)節(jié)池設(shè)置，能充分平衡水質(zhì)、水量，使污水能比較均勻進入后續(xù)處理單元，提高整個系統(tǒng)的抗沖擊性能減少處理單元的設(shè)計規(guī)模。有利于降低運行成本和水質(zhì)波動帶來的影響。在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置空氣攪拌裝置,防止發(fā)生沉淀現(xiàn)象,同時可以起到水質(zhì)均衡的作用。設(shè)置液位自動控制裝置，水泵將根據(jù)液位自動開啟。

調(diào)節(jié)池設(shè)計水力停留時間8小時，采用鋼砼結(jié)構(gòu)。池內(nèi)設(shè)潛水排污泵。

● 缺氧池

由于污水中的有機成分較高，BOD₅/CODcr=0.5可生化性好，因此設(shè)計采用生物膜法。

因為生活污水中有機氮含量高，在進行生物降解時會以氨氮的形式出現(xiàn)，所以排入水中的氨氮的指標會升高，而氨氮也是一個污染控制指標，因此在接觸氧化池前加缺氧池，缺氧池可利用回流的混合液中帶入的硝酸鹽和進水中的有機物碳源進行反硝化，使進水中NO₂^-、NO₃^-還原成N₂達到脫氮作用，在去除有機物的同時降解氨氮值。

● 接觸氧化池

污水經(jīng)缺氧池處理后，自流進入接觸氧化池，從而進入接觸氧化階段，即進入好氧處理。

接觸氧化池是一種生物膜法為主，兼有活性泥的生物處理裝置，通過提供氧源，污水中的有機物被微生物所吸附、降解，使水質(zhì)得到凈化。

在設(shè)計過程中考慮接觸氧化時間較長為宜，即6小時，內(nèi)部設(shè)高比表面積彈性填料，填充率為70%，比表面積近500m²/m³，在設(shè)計面積負荷時也應充分考慮周圍環(huán)境，能確保較好的處理效率。因此設(shè)計負荷應選擇比較低的值：0.83kg/m³·日。池內(nèi)氧氣由章丘羅茨風機提供。氣水比也同時考慮較高的值：15:1，曝氣形式：微氣孔曝氣，曝氣頭考慮采用目前國際水處理較先進的膠膜曝氣頭。該裝置在運行過程中永遠不會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，具有曝氣氣孔小，氧的利用率高等優(yōu)點，與傳統(tǒng)曝氣形式相比，具有無可比擬的優(yōu)點。

接觸氧化是一種以生物膜法為主兼有活性污泥法的生物處理工藝。經(jīng)過充分充氧的污水，浸沒全部填料并以一定的速度流經(jīng)填料，生滿生物膜的填料表面經(jīng)過與充氧的污水充分接觸，使水中有機物得到吸附和降解，從而使污水得到進化。

本設(shè)計采用國際上先進的立體彈性填料，不僅比表面積大，且水流特性優(yōu)越。

由于大量微生物被固定在填料層表面，形成高濃度的污泥床，俗稱生物膜，它具有較強的耐負荷沖擊。

此種結(jié)構(gòu)由于沒有或極少量地產(chǎn)生懸浮性的活性污泥，因而不會產(chǎn)生污泥膨脹，這也是此法的一大特點。

此階段產(chǎn)關(guān)鍵在于填料層的生物培養(yǎng)與落床，只要運行初期將此項工作做好，運行期間基本不用過問其它問題。

● 沉淀池

污水經(jīng)過接觸氧化后，夾帶氧化過程中產(chǎn)生的少量的活性污泥及新陳代謝的生物膜，以及不能進行生物降解的少量固形物，進入二沉池進行固液分離。使水得到澄清排出。沉淀池采用豎流式，總停留時間2.0小時，沉淀的污泥全部回流至污泥池作進一步消化減少剩余污泥。出水槽設(shè)計成可調(diào)液位的齒形集水槽，增加沉淀效果。

● 污泥池

沉淀生物濾池的污泥定時排入污泥池，進行厭氧消化/同時采用間隙好氧混合的方法，通過消化可以減少剩余污泥量約70%以上。污泥池上清液夾帶活化污泥回流至缺氧內(nèi)，剩余污泥定期清理（一般一年清除2次）。調(diào)節(jié)池、缺氧、好氧、二沉池等產(chǎn)氣均由ABS管排入高空落水管，以免造成二次污染。