1.工程概況
本公司受業(yè)主委托，本著對業(yè)主高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，根據(jù)給排水有關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合公司所做的污水工程經(jīng)驗(yàn)，按國家相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，對該項(xiàng)目做以下具體的方案設(shè)計(jì)，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(bào)警功能，無需專人管理。對污水處理設(shè)施、設(shè)備和工藝進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以供各方?jīng)Q策和參考。
為嚴(yán)格遵守有關(guān)環(huán)境法規(guī)，保護(hù)環(huán)境，本著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行的“三同時(shí)”原則。我單位受投資者邀請，在進(jìn)行初步調(diào)研，并經(jīng)多項(xiàng)生活污水處理成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編制該地區(qū)污水設(shè)計(jì)方案，以供有關(guān)部門決策、實(shí)施。
針對生活污水的具體水質(zhì)的特點(diǎn)，本方案擬采用常規(guī)的“A/O/O生物接觸氧化+MBR+消毒”工藝，該處理工藝較為簡單，操作運(yùn)行方便，日常費(fèi)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(jìn)一步美化環(huán)境。
2.設(shè)計(jì)特點(diǎn)、依據(jù)和范圍
本設(shè)計(jì)采用國家環(huán)保總局生活污水處理技術(shù)指南中推薦的接觸氧化法，主要處理單元包括調(diào)節(jié)池、接觸氧化池等，從理論講，能夠有效地去除CODcr、BOD5、懸浮物SS，并在降解有機(jī)物的的同時(shí)能有效地進(jìn)行脫氮。確保出水達(dá)標(biāo)排放。從實(shí)踐上講，我公司做過大量生活污水處理項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)，積累了較多的工程經(jīng)驗(yàn)，此工藝完全能夠滿足現(xiàn)行的生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
在對設(shè)備的選型上，為減少操作人員投資成本，選擇了較高水平的自動化設(shè)備。內(nèi)容包括水位的自動控制。所選設(shè)備的工作原理及主要參數(shù)，都是目前國內(nèi)同行業(yè)中具有代表性和比較先進(jìn)的。
2.2設(shè)計(jì)原則和依據(jù)
嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)政策和法規(guī)，采用先進(jìn)、成熟、可靠的處理工藝，有效地去除COD、BOD、SS和氨氮等污染物，確保出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
充分考慮污水處理系統(tǒng)配套的減震、降噪、除臭等措施，以防止對環(huán)境的二次污染。
污水處理以生化處理為主，輔以物化處理，在平面布局上使用可靠，布置緊湊，占地面積小，工程投資少，建設(shè)周期短。布置緊湊合理，充分利用空間，針對冬季低溫處理效果不利的氣候條件及節(jié)省占地協(xié)調(diào)環(huán)境景觀的原則，池體采用全地埋式。
方案設(shè)計(jì)應(yīng)選擇最佳工藝路線和成熟的工藝，保證運(yùn)行穩(wěn)定可靠，治理效果好，投資省，占地少，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡單。
選用國內(nèi)先進(jìn)、可靠、高效，運(yùn)行管理方便，維修簡便的排水專用設(shè)備和控制系統(tǒng)。
本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照以下以及未列入的國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。所采用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范均為最新版本，所依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范優(yōu)于但不限于以下標(biāo)準(zhǔn)。
2）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918-2002；
3）《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054-92）
4）《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50062-92）
5）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》1997年修訂（GBJ14-87）
6）《建筑給水排水設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》（GBJ69-84）
9）《給水排水設(shè)計(jì)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(yàn)》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(jì)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(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。
17）我公司所完成同類工程所取得的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際工程參數(shù)
2.3 設(shè)計(jì)范圍
本工程設(shè)計(jì)范圍為自格柵池開始，至清水池后排放至檢查口處的污水處理站內(nèi)設(shè)備、管路系統(tǒng)及電控、設(shè)備安裝調(diào)試等內(nèi)容。
3.設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)
3.1 設(shè)計(jì)水量
根據(jù)甲方對處理水量的要求，污水處理量為：30m3/d，每小時(shí)處理量為1.5立方。
3.2 進(jìn)水水質(zhì)
根據(jù)業(yè)主提供污水水質(zhì)檢測結(jié)果，水質(zhì)指標(biāo)如下：
COD: 400mg/L
BOD5: 350mg/L
SS: 300mg/L
糞大腸菌群數(shù)： 1.0×106個(gè)/L
3.3 出水水質(zhì)
排水水質(zhì)應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，主要指標(biāo)如下：
CODcr ≤50mg/L
BOD5 ≤10mg/L
SS ≤10mg/L
氨氮 ≤5mg/L
總大腸菌群 ≤1000個(gè)/L
pH： 6～9
4.工藝方案設(shè)計(jì)
4.1 處理工藝的選擇
根據(jù)以上污水的進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)要求，我們采用目前較為成熟可靠、實(shí)用的缺氧、好氧（采用A/O系統(tǒng)）生化工藝技術(shù)加膜處理，使其達(dá)到處理效率高、出水水質(zhì)好、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。是目前較為成熟的生活污水處理工藝，能有效地確保污水達(dá)標(biāo)排放。
依據(jù)GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)要求，對COD、BOD、SS等指標(biāo)要求較高，并根據(jù)原水的水質(zhì)特點(diǎn)，為了保證排放的要求，本方案采用厭氧+生物接觸氧化+沉淀工藝。利用生物接觸氧化處理使有機(jī)物得到有效處理，后面使用MBR膜工藝處理，確保出水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。
污水采用好氧生物處理，一方面是降低水中的污染物濃度，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。生物處理工藝具有處理效率高；運(yùn)行費(fèi)用低；產(chǎn)泥量少，不產(chǎn)生二次污染。生物處理工藝主要有活性污泥法、生物接觸氧化法、膜生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池和簡易生化處理等。上述五種工藝的特點(diǎn)、適用范圍與投資水平見下表。
不同生物處理工藝的綜合比較
工藝類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 基建投資 |
活性污泥法 | 對不同性質(zhì)的污水適應(yīng)性強(qiáng)。 | 運(yùn)行穩(wěn)定性差，易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想 | 較低 |
生物接觸氧化工藝 | 抗沖擊負(fù)荷能力高，運(yùn)行穩(wěn)定；容積負(fù)荷高，占地面積??；污泥產(chǎn)量低；無需污泥回流，運(yùn)行管理簡單。 | 少部分脫落生物膜造成出水中的懸浮固體濃度稍高。 | 中 |
膜-生物反應(yīng)器 | 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，有效去除SS和病原體；占地面積?。皇Ｓ辔勰喈a(chǎn)量低甚至無。 | 氣水比高，膜需進(jìn)行反洗，能耗及運(yùn)行費(fèi)用高。 | 高 |
曝氣生物濾池 | 出水水質(zhì)好；運(yùn)行可靠性高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；無污泥膨脹問題； 容積負(fù)荷高且省去二沉池和污泥回流，占地面積小。 | 需反沖洗，運(yùn)行方式比較復(fù)雜； 反沖水量較大。 | 較高 |
簡易生化處理工藝 | 造價(jià)低，動力消耗低，管理簡單。 | 出水COD、BOD等理化指標(biāo)不能保證達(dá)標(biāo)。 | 低 |
由上表比較可以看出，生物接觸氧化法適合貴單位水質(zhì)的具體情況，故本次設(shè)計(jì)采用接觸氧化法作為好氧生物處理的主導(dǎo)工藝。
生物接觸氧化工藝的原理
污水經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量后，進(jìn)入生物接觸氧化池。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法和生物濾池之間的生物膜法工藝。
生物接觸氧化法在池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。因此，它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點(diǎn)。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過人工曝氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨水流出池外。
生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)
1、由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池的生物生物固體量，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；
2、由于相當(dāng)一部分微生物固著生長的填料表面，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便；
3、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬完全混合型，因此，生物接觸池對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；
4、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，當(dāng)有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí)，其F/M比可以保持在一定水平，污泥產(chǎn)量可相當(dāng)于或低于活性污泥法。
5、由于該系統(tǒng)日產(chǎn)生的污泥量很少，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，污水經(jīng)沉淀后，污泥接可排入污泥槽，同化糞池污泥一起定期清理。
膜生物反應(yīng)器（MBR）是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，可用于有機(jī)物含量較高的市政或工業(yè)廢水處理。雖然有氧MBR過程的技術(shù)應(yīng)用可以追溯到20世紀(jì)70年代，但是它在污水處理領(lǐng)域的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用也是在過去的10年間剛剛開始的。
MBR是高效膜分離技術(shù)與生化技術(shù)相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。它繼承了膜分離技術(shù)和生化處理技術(shù)的特點(diǎn)并強(qiáng)化了生化處理效果。
2、 與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，MBR具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)0.05微米膜過濾產(chǎn)水，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用；
(2)與傳統(tǒng)處理系統(tǒng)相比，可節(jié)省50%的土地使用面積；
(3)由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定；
(4)反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高達(dá)5000-8000毫克／升，生化效率高，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)；
(5)泥齡(SRT)長，有利于增值緩慢的硝化細(xì)菌的截流、生長和繁殖，系統(tǒng)硝化效率得以提高；
(6)反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡條件下運(yùn)行，剩余污泥排放量少；
(7)膜分離使污水中的大分子難降解成分在生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率；
(8)系統(tǒng)自動化程度高，采用正泰電子元件，可實(shí)現(xiàn)全程自動化控制；
(9)模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低廉。
4.3主要處理單元說明
污水自流進(jìn)入格柵池中，池中設(shè)置手動格柵一臺，經(jīng)格柵截流后，去除較大漂浮物和懸浮物，防止水泵堵塞，便于后續(xù)處理。
由于生活污水排水不均勻，造成污水水質(zhì)、水量波動較大。調(diào)節(jié)池將起到均和水質(zhì)、水量的作用，以保證進(jìn)入生化系統(tǒng)的水質(zhì)、水量穩(wěn)定，以利于后續(xù)生物處理過程避免受較大的沖擊負(fù)荷。
調(diào)節(jié)池污水經(jīng)潛污泵提升進(jìn)入生物處理系統(tǒng)。
作為好氧處理的預(yù)處理，可使復(fù)雜大分子有機(jī)物分解為能在好氧處理中被降解去除的簡單小分子有機(jī)物?？梢燥@著提高污水的可生化性，并對進(jìn)水水質(zhì)的沖擊性變化有較強(qiáng)的緩沖作用等。
好氧生化反應(yīng)是依靠好氧微生物分解有機(jī)污染物，使水質(zhì)得到凈化。本工程采用生物接觸氧化法，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，微生物附著在填料表面，形成生物膜，經(jīng)過充氧的污水與長滿生物膜的填料相接觸，有機(jī)污染物作為養(yǎng)料被微生物吸收分解，使水質(zhì)得到凈化。
在填料上的微生物不斷繁殖，生物膜逐漸增厚，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定厚度時(shí)，氧已難以向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散，深層好氧菌被抑制，形成厭氧層，生物膜開始脫落，老化的生物膜作為剩余污泥排出，填料上又生長出新的生物膜，如此新陳代謝使水質(zhì)不斷得到凈化。
生物接觸氧化池內(nèi)生物固著量多，水流屬于推流與完全混合相結(jié)合的流態(tài)，對水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，不會產(chǎn)生污泥膨脹，運(yùn)行管理方便，并且單位容積的生物量多，容積負(fù)荷較高。
沉淀池主要去除懸浮于污水中的可以沉淀的固體懸浮物。
污水經(jīng)過氧化池后，污染物經(jīng)過微生物的作用變成了活性污泥，部分黏附在填料上，還有部分老化污泥脫落在水中，隨出水帶入沉淀池中，沉淀池用于去除污水中的以老化生物膜為主體的懸浮物。本設(shè)計(jì)中采用斜管沉淀池，其利用淺層沉淀原理，具有沉淀效果好，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
沉淀池的剩余污泥，由氣提方式輸送至污泥干化池。
沉淀池污泥經(jīng)氣提進(jìn)入污泥池中進(jìn)行濃縮和消化，產(chǎn)生的污泥定期清掏。
4.3.7MBR膜池
采用膜-生物反應(yīng)器作為好氧處理主工藝。膜-生物反應(yīng)器工藝是近幾年發(fā)展起來的污水
處理新工藝，近年來已被逐步應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水的處理。它用膜分離系統(tǒng)代替普通
活性污泥法中的二沉池，取得可直接回用的出水水質(zhì)，特別適用于中水回用等領(lǐng)域。
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