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生活污水处理设计方案

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2020年4月19日
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100m3/d生活污水处理

设计方案

目 录

第一章 工程概况…………………………………………………2
第二章 设计依据、设计原则及设计范围………………………2
第三章 设计水量与水质…………………………………………4
第四章 处理工艺的选择…………………………………………5
第五章 处理工艺设施简要说明………………………………12
第六章 系统技术性能参数说明………………………………15

第一章 工程概况
该区所排放污水主要为日常生活污水，根据国家环境保护局的有关规定和相关条款，区内所排污水必须经处理达标后方可排入市政污水管道或纳入附近水域。
为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。我单位受建设方邀请，在进行初步调研，并经多项生活污水处理成功的实践经验的基础上，编制该区内生活污水设计方案，以供有关部门决策、实施。
针对该区生活区的具体污水水质的特点，本方案拟采用常规的“A/O”工艺，该处理工艺成熟实用，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主要设备采用优质钢结构，考虑到区内周边环境和卫生问题，故该生活污水处理工程决定采用全埋地式结构，上部覆土，可种植花木、草坪，进一步美化环境。

第二章 设计依据、设计原则及设计范围
（1）设计依据
1）业主提供的有关资料；
2）《污水综合排放标准》（GB8978-1996），一级排放标准；
3）室外排放设计规范（GBJ14－87）；
4）环境噪声标准（GB5096－93）；
5）低压配电设计规范GB50054-95；
6）给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范；
7）我公司所完成同类工程所取得的实际经验和实际工程参数。
（2）设计原则
1）严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规及排放标准；
2）选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；
3）本工程系环境工程，特别要注意环境保护，避免和减少二次污染。要求改进劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；
4）为了提高污水处理站管理水平，设计采用PLC全自动程序控制，减轻操作人员的劳动强度；
5）合理选用优质配件，降低能耗，提高工作效益和使用寿命，降低系统运行成本；
6）在工艺设计时，有较大的灵活性，可调性，以适应水量、水质的周期变化。采用一套（5m3/h一体化埋地式）污水处理设施，以提高系统的灵活性、可变性、适应性和先进性；
7）采用污泥前置回流硝解工艺，以降低污泥产生量；
8）因地制宜，合理布局，有效地利用空间和场地。
（3）设计范围
1）从污水处理格栅井开始到处理设备的排放口为止。
2）污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制说明等设计工作。
3）污水处理工程的钢砼工艺结构，设备的施工、安装、调试等工作。
4）污水工程的动力配线，由业主将主电引至污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责 。
5）不包括污水的收集管网及污水排出界区的外排水管网。

第三章 设计水量与水质
3.1设计水量
建设单位提供基础设计资料显示：该生活污水排放量为100m3/d。由于污水水质、水量变化相当大，设计必须考虑水质、水量的均衡措施。
污水处理站24小时自控运行，最终确定设计处理量为Qd=100m3/d，设计考虑采用一套5m3/h污水处理设备。
3.2设计水质
根据污水的水质情况，设计污水水质见下表：
项 目
指 标
进水水质
（mg/L）
排放标准
（mg/L）
BOD5
≤200
≤30
CODcr
≤400
≤100
SS
≤300
≤70
动植物油
≤30
≤10
氨氮
≤40
≤15
PH
6~9
6~9
设计出水水质达到中华人民共和国《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。

第四章 处理工艺的选择
4.1污水水量与水质情况分析
1、本项目污水来水不均匀程度较高，水质、水量变化较大（KZ=1.8），由于水量与水质具有较大的不均匀性，因此必须考虑设置均质均量的调节池。
2、本类废水BOD/COD值约0.5，可生化性较高。
3、排放要求中对病毒指标有要求。
4、根据环保部门对污水排放的要求，本污水处理工艺除了去除有机物外还应能去除氨氮，使出水达到排放要求。
4.2选择思路
根据上述进出水水量和水质的情况，我方考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路：
1、总体思路采用成熟可靠的A/O（生物接触氧化）法为处理工艺，同时辅以格栅拦截、沉淀池澄清、消毒剂消毒等物化处理手段；
2、首先经过格栅拦截，对污水进行预处理，目的是初步降低无机颗粒物质的含量，提高污水的同一性和可生化性；接着经过缺氧好氧A/O（生物接触氧化）法，利用生物膜的作用使有机污染物首先转化为氨氮，同时经过好氧硝化和缺氧反硝化过程既去除有机物又去除了氨氮。生化池配以新型的高密型弹性立体填料，该填料具有负荷高、施工简易、体积小、运行稳定可靠、管理方便、维修更换方便等优点；生化池的出水进入沉淀池进行固液分离，沉淀池具有固液分离效果好、投资省、对冲击负荷和温度变化适应能力强、施工简易等特点；沉淀池出水进入消毒池进行消毒处理，能确保污水经处理后各项指标全面达标。
3、工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。
4.3污水处理技术比选
1）拦污设施
本工程原水中固体杂质含量较高，为确保提升泵等设备正常工作和保证后续处理构筑物正常运行，拟在处理主体工艺的前段设置拦污设施。
2）生物处理
一般的污水处理站一般采用以下几种生物处理方法。
★ 生物接触氧化法
生物接触氧化法属于生物膜法，具有以下优点和特点：
u 生物接触氧化法生物池内设置填料，由于填料的比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；
u 由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法可不设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便；
u 由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；
u 由于生物接触氧化池内生物固体量多，当有机物容积负荷较高时，其F/M（F为有机基质量，M为微生物量）比能够保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法；
u 因装载填料，生物接触氧化池单位制造成本略高，一般适用于中小型（Qd≤2500m3/d）污水处理站。
★ 常规活性污泥法
活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。活性污泥处理系统有效运行的基本条件和特点是：
u 废水中应有足够的可溶性易降解物质，作为微生物生理活动必须的营养物，一般活性污泥法必须定期投加按一定配比的营养物质，这样增加了运行费用和管理难度；
u 混合液必须含有足够的溶解氧，活性污泥池长有好氧原生动物，氧的需求量较大；
u 活性污泥在池内应呈悬浮状态，能充分与水接触和混合；
u 活性污泥连续回流，及时排除剩余污泥，使混合液保持一定的活性污泥浓度；
u 活性污泥生长周期长，对温度、水质和水量的骤变适应能力差；
u 对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度以内；
u 活性污泥法处理负荷较低，造成设施的体积增大，土建投资也相应增加。
正因为有以上的必要条件和特点，因此活性污泥法运行管理比较专业。另外活性污泥法易产生污泥膨胀，处理负荷较低，不易控制管理，故近年来在中小型污水处理站中的使用越来越少。

★ SBR法
SBR法是近年发展起来的一种较为先进的活性污泥处理法，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀，撇除上清液，成为一个周期，周而复始。SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，但SBR法为间隙运行，需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，造成控制较为复杂。为了保证溢流率，SBR法对滗水器设备制造要求高，制作时必须精益求精，否则极易造成最终出水水质不达标。国内当前还没有质量较好的滗水设备，进口设备采购麻烦，且价格昂贵，同时今后维修费用也高。SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定以便控制排出多余污泥量，当前国内浓度仪质量不过关，造成污泥排放控制较困难。
SBR池溢流率低（一般不超过40%），设施体积较大，造成土建投资较高。
由于存在较高的技术性问题，活性污泥池和SBR池一般只能露天设置，这样局部影响环境美感（埋地设置时土建投资将大大增加）。接触氧化工艺各池体可采用埋地设置，设备上方可设置道路或绿化带，总体布置美观大方。
综上所述，本工程生物处理拟采用A/O（生物接触氧化）法。
采用A/O生物处理工艺是近几年来国内外环保工作者用以解决污水脱氮的主要方法，该方法具有如下特点：
u 利用系统中培养的硝化菌及脱氮菌，同时达到去除污水中含碳有机物及氨氮的目的，与经普通活性污泥法处理后再增加脱氮三级处理系统相比，基建投资省、运行费用低、电耗低、占地面积少。
u A/O生物处理系统产生的剩余污泥量较一般生物处理系统少，而且污泥沉降性能好，易于脱水。
u A/O生物法较一般生物处理系统相比耐冲击负荷高，运行稳定。
u A/O生物处理系统因将NO2-N转化成N2，因此不会出现硝化过程中产生NO2-N的积累，而1mg/ NO2-N会引起1.14mgCOD值，因此只硝化时，虽然氨氮浓度可能达标，但COD浓度却往往超标严重。采用A/O生物处理系统不但能解决有机污染，而且还能解决氮和磷的污染，使氨氮的出水指标小于15mg/l。总之，经过本工艺流程，出水的各项指标均能达到环保部门规定的水污染一级排放标准。
4.4推荐方案
1）污水处理工艺流程
经过上述工艺比较，本污水主要工艺过程设计如下：汇集后的生活污水经过一道格栅，去除水中较大的悬浮物、漂浮物和带状物，自流进入调节池，设置调节池的目的是调节污水的水量和水质，为防止悬浮物在调节池内沉淀，在调节池底布有穿孔曝气管，采用间隙曝气。调节池出水由提升泵进入A级生化池（缺氧池）和O级生化池（好氧池）进行生化处理。本工程污水中有机成份较高，BOD5/CODcr=0.5，可生化性很好，因此采用生物处理方法大幅度降低污水中有机物含量是最经济的。由于污水中氨氮及有机物含量较高，特别是有机氮，在生物降解有机物时，有机氮会以氨氮形式表现出来，氨氮也是一个重要的污染控制指标，因此污水处理采用缺氧好氧A/O生物接触氧化工艺，即生化池需分为A级池和O级池两部分。在A级池内，由于污水中有机物浓度较高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中有机氮转化为氨氮，同时利用有机碳源作为电子供体，将NO2--N、NO3--N转化为N2，而且还利用部分有机碳源和氨氮合成新的细胞物质。因此A级池不但具有一定的有机物去除功能，减轻后续O级生化池的有机负荷，以利于硝化作用进行，而且依靠污水中的高浓度有机物，完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染。经过A级池的生化作用，污水中仍有一定量的有机物和较高的氮氨存在，为使有机物进一步氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺利进行，特设置O级生化池，O级生化池的处理依靠自养型细菌（硝化菌）完成，它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源，将污水中的氨氮转化为NO2--N、NO3--N。在A级和O级生化池中均安装有填料，整个生化处理过程依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的。在A级池内溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O级生化池内溶解氧控制在2mg/l以上。O级池出水一部分回流至调节池进行内循环，以达到反硝化的目的，另一部分进入沉淀池进行沉淀，进行固液分离。分离后的出水进入消毒池，消毒处理后的出水达标排放。
沉淀池沉淀下来的污泥由我公司引进日本技术生产的当前国内最先进的脉冲气提装置，一部分提升至A级池，进行内循环，一部分提升至污泥池。污泥池内浓缩后的污泥消毒后外运或填埋处理。
2）工艺流程图如下

风 机
经处理后的餐饮污水

调

节

池
格

栅

井
A级生物池
O级生物池
二

沉

池
消

毒

池

泵
生活污水 外排

污泥回流

杂物定期清运
污泥池
上清液回流 剩余污泥定期抽吸外排

注：餐厅含油污水必须先经隔油池处理后（油≤30mg/L），才能进入污水处理系统。

3）污泥处理工艺
一般小型的污水处理站污泥处理有两种方法：一是污泥浓缩机械脱水处理；二是污泥干化处理。考虑污泥浓缩机械脱水处理业主投资大，而污泥浓缩干化处理对周围卫生有影响。由于本工艺中设有污泥消化系统，产生污泥量极少，为此，本工程产生的污泥进入污泥浓缩池只作简单的浓缩处理后，由人工每年清理外运处理即可。

第五章 处理工艺设施简要说明
● 格栅井（砼）
格栅井设置于调节池内污水源头进水一端，设计考虑节约用地和投资。
格栅井内设置人工格栅，经过人工格栅拦截去除生活污水中较大的悬浮物固体、纸屑，保护水泵及后续管路系统不被堵塞。采用碳钢人工格栅，格栅井尺寸为1000×600×1800mm。并在格栅井上设置盖板，防冻。
● 调节池
在整个处理系统中设置了污水调节池。经过调节池设置，能充分平衡水质、水量，使污水能比较均匀进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能减少处理单元的设计规模。有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。在调节池内设置潜水搅拌泵,防止发生沉淀现象,同时能够起到水质均衡的作用。设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。
调节池设计水力停留时间10小时，有效容积50m3，采用钢筋混凝土结构。池内设二台WQ10-8-0.75型潜水排污泵，一用一备。
● 缺氧池
由于污水中的有机成分较高，BOD5/CODcr=0.5可生化性好，因此设计采用生物膜法。
因为生活污水中有机氮含量高，在进行生物降解时会以氨氮的形式出现，因此排入水中的氨氮的指标会升高，而氨氮也是一个污染控制指标，因此在接触氧化池前加缺氧池，缺氧池可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中NO2-、NO3-还原成N2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解氨氮值。
● 接触氧化池
污水经缺氧池处理后，自流进入接触氧化池，从而进入接触氧化阶段，即进入好氧处理。
接触氧化池是一种生物膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置，经过提供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。
在设计过程中考虑接触氧化时间较长为宜，即6小时，内部设高比表面积弹性填料，填充率为70%，比表面积近600m2/m3，在设计面积负荷时也充分考虑周围环境，能确保较好的处理效率。因此设计负荷应选择比较低的值：0.83kg/m3.日。填料使用寿命在5年。气水比也同时考虑较高的值：15:1，曝气形式： PVC穿孔曝气。该装置在运行过程中永远不会出现堵塞现象，具有曝气气孔小，氧的利用率高等优点，与传统曝气形式相比，具有无可比拟的优点。
接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料，生满生物膜的填料表面经过与充氧的污水充分接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使污水得到进化。
本设计采用国际上先进的立体弹性填料，不但比表面积大，且水流特性优越。
由于大量微生物被固定在填料层表面，形成高浓度的污泥床，俗称生物膜，它具有较强的耐负荷冲击。
此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥，因而不会产生污泥膨胀，这也是此法的一大特点。
此阶段关键在于填料层的生物培养与落床，只要运行初期将此项工作做好，运行期间基本不用过问其它问题。
由于填料骨架替代了活性污泥法中的悬浮性作用，因面不需污泥回流，此举大减少了运行管理程序。
本工艺将接触氧化分为二个接触氧化池，污水依次流经接触池，亦即将接触氧化分为二级，充分利用接触氧化的工艺特点，使污水经过二级接触氧化。有机物含量依次降低，生物降解愈发彻底。
● 沉淀池
污水经过接触氧化后，夹带氧化过程中产生的少量的活性污泥及新陈代谢脱落的生物膜，以及不能进行生物降解的少量固形物，进入二沉池进行固液分离，使水得到澄清排出。沉淀池采用竖流式，总停留时间3.0小时，沉淀的污泥全部回流至污泥池作进一步消化减少剩余污泥。出水槽设计成可调液位的齿形集水槽，增加沉淀效果。
● 消毒池
按国家标准“TJ14-74”制作，有效消毒停留时间为40分钟以上。在本单元大肠杆菌和其它细菌得到最有效的杀灭，此时出水细菌个数<100个/L。本单元设置溢流排放口。
经生化后出水废水中的污染指标已基本达标，由于废水中含有细菌及病毒因子，对外排水需进行消毒处理后方可安全外排或回用。
● 污泥池
沉淀池的污泥由气提装置至污泥池，进行厌氧消化，同时采用间隙好氧混合的方法，经过消化能够减少剩余污泥量约70%以上。污泥池上清液夹带活化污泥回流至缺氧内，剩余污泥定期清理（一般一年清掏2次）。调节池、缺氧、好氧、二沉等产气均由ABS管排入高空落水管，以免造成二次污染。

第六章 系统技术性能参数说明
1、调节池部分
○ 格栅井
尺 寸：1000×600×1800mm
制作形式：钢结构
抗渗等级：S6
制作要求：内外环氧煤历清防腐
布置形式：设置于调节池进水端
○ 调节池
停留时间：10h
有效容积：50m3
尺 寸：9000×2300×2500mm
有效水深：2500mm
制作形式：钢结构
抗渗等级：S6
制作要求：内外环氧煤历清防腐
池壁/池底/池顶厚度：10/10/10
基础制作：200mm素砼
内部要求：池底部倾斜5‰,提升泵安装部位制作槽口,深400mm
其它设置：设置事故旁通口,配备旁通阀;设置通气口DN150-2个
布置形式：室外地坪以下,考虑防冻层厚度
数 量：1只
○ 格 栅
格栅宽度：500mm
栅 隙：10mm
安装角度：60-70°
材 质：碳 钢
数 量：1台
○ 潜污提升泵
规格型号：W10-8-0.75
功 率：0.75kw
扬 程：8.0m
流 量：10m3/h
出口口径：50mm
数 量：2台 (一用一备)
水泵叶轮：铸铁
泵 壳：铸铁
转 轴：不锈钢
轴 承：合金钢
机械密封寿命：大于30000小时
配 套：导轨提升装置
生产厂家：上海蓝深水泵厂
○ 液位控制器
型 号：GSK-1
数 量：3个
使用位置：调节池内
生产厂家：上海蓝深水泵厂
2、地埋式污水处理部分
○ 缺氧池
停留时间：3.0h
有效容积：15m3
外形尺寸：2.2×2.5×3.0m
溶解氧含量：0.5mg/l
数 量：1台
材 质：Q235-A防腐
填料类型：弹性填料
填料体积：8.5m3
曝气型式：穿孔曝气
○ 接触氧化池
停留时间：6.0h
有效容积：30m3
外形尺寸：4.4×2.5×3.0m
气 水 比：15∶1
数 量：1台
材 质：Q235-A防腐
填料类型：弹性填料
填料体积：16m3
曝气型式：穿孔曝气
○ 接触池填料
规格型号：YTD-150
安装密度：70%
材 质：高分子聚乙烯
生产厂家：本公司
○ 填料架
材 质：填料挂筋φ12钢筋
总支撑采用6#槽钢
数 量：总数3套
生产厂家：本公司
○ 鼓风机
规格型号：HC-50IS
功 率：2.2kw
水 压：3000mm
供 气 量：1.39m3/min·台
出口口径：40mm
噪 音：78db
连接风管：无缝镀锌管/埋地ABS
数 量：2台(一用一备)
生产厂家：日本百事德
○ 沉淀池
停留时间：3.0h
有效容积：15m3
外形尺寸：2.0×2.5×3.0m
表面负荷：1.00m3/m2·h
数 量：1台
材 质：Q235-A防腐
○ 中心筒
安装形式：竖立安装
规 格：Φ400×1600
○消毒池
停留时间：按规范GBJ48-83标准停留40分钟以上设计
有效容积：5.0m3
外形尺寸：1.4×1.25×3.0m
数 量：1台
材 质：Q235-A防腐
○ 污泥池
有效容积：4.5m3
外形尺寸：1.4×1.25×3.0m
数 量：1台
材 质：Q235-A防腐