700m3/d农村连片整治生活污水处理工程初步设计方案

　　随着农村经济的发展，农村地区生活水平不断提高，农村生活污水引起的面源污染问题也日益严重。而面源污染是造成湖泊富营养化重要原因之一，

　　根据《中华人民共和国环境保护法》规定“防止环境污染，保护人民健康，促进经济发展”的原则、国务院(98)253号令《建设项目环境保护设计规定》及有关法规的规定，需对生活污水或生产废水进行有效治理或综合利用。

　　在当地领导的高度重视下，以及当地主管部门的关心支持下，为有效解决农村区域性突出环境问题、改善农村环境质量，提升农村环境管理能力而开展的农村环境污染防治设施建设和综合性污染治理。决定进一步完善三废治理设施，更好的对生产及生活中排放的污水进行治理，使其达到排放标准后排放。

　　受业主的委托，由山东拓源环保科技有限公司，对该项目污水处理工程进行初步方案设计，并编制本技术报告。

　　1.2设计依据

　　1.2.1业主提供的废水有关资料

　　1.2.2《污水综合排放标准》 GB8978-1996，执行一级排放标准

　　1.2.3《建筑结构设计标准》 GB50009-2001

　　1.2.4《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003

　　1.2.5《室外排水设计规范》 GBJ14-87

　　1.2.6《医院污水处理设计规范》CECS07：2004

　　1.2.7《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 GB50062-92

　　1.2.8《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》 CJJ31-89

　　1.2.9同类型厂家污水治理的成功经验

　　1.3设计原则

　　1.3.1根据业主提供的规划要求，遵守有关的法律法规、标准规范，编制本工程技术方案;

　　1.3.2选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程，尽可能减少基建投资和运行费用，节省占地，降低能耗;

　　1.3.3积极稳妥的利用先进技术和设备，确保污水处理的效果。在设计中关键工艺段采用自动化仪表，提高自动控制及管理水平;

　　1.3.4妥善处理和处置处理过程产生的栅渣、污泥等，避免产生二次污染。

　　1.4工程设计范围

　　工程范围包括工艺、结构、电气、机械、通风、仪表、自控、建筑等主要专业的设计说明、主要图纸、工程投资估算、运行费用说明、设备清单等技术文件。本工程不包括站区以外的废水收集管道系统，绿化设施等方面的设计。其它与本工程有关联的建设设计视业主要求另行确定。

　　二、废水处理设计条件

　　2.1设计规模的确定

　　根据业主提供的资料，废水处理设施的进水水量如下：

　　生活污水 700m3/d左右

　　本工程设计规模按700m3/d废水处理工程设计。

　　2.2设计进水水质的确定

　　根据业主提供的资料，废水处理工程平均进水水质指标如下：

　　CODCr: 250mg/L

　　BOD5: 120mg/L

　　SS: 100mg/L

　　NH3-N: 30mg/L

　　粪大肠杆菌: 1.6×108个/L

　　pH: 7～8

　　注：以上为混合污水数据，水质水量资料需经业主确认后方可用于最终工程设计。

　　2.3污水处理系统的排放标准

　　根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的规定，执行一级排放标准，设计工程污水处理出水水质指标为：

　　CODCr: <100mg/L

　　BOD5: <20mg/L

　　SS: <70mg/L

　　NH3-N: <15mg/L

　　动植物油： <10mg/l

　　粪大肠杆菌: <500个/L

　　pH: 6～9

　　2.4废水处理站位置的规定

　　业主公司环保设施用地合理布局。

　　2.5排水出路

　　废水处理后的出水,将直接排入附近水域，部分回用于生活杂用水。

　　2.6污泥出路

　　废水处理系统只有少量污泥产生，一般每年清污一至二次。采用吸粪车抽吸外运填埋处理。

　　三、废水处理站工艺方案

　　3.1废水的水质特性

　　3.1.1废水的来源

　　生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。主要含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类

　　3.1.2废水水质主要特点：

　　(1)可生化性好：污水中污染物的B：C比值为0.54:1，具备直接生物降解的条件。

　　(2)污水的水质、水量时有变化：一日内有数次排放高峰期，且有机污染物浓液和稀液的排放比不一致，故要求污水处理系统具有较高的调节适应水量、水质变化的能力。

　　3.2废水处理工艺方案的选择原则

　　采用生物降解有机物的技术工艺，在充分考虑提高生化效率的同时，降低能耗，减少生化污泥的产生。工序后端采用浅层沉淀净化和消毒技术，以达到污水处理净化的目的。

　　采用先进可靠的系统工艺，降低系统的维护工作量，以保证系统污水处理长期正常运行。

　　对系统工艺的主要设备实施自动化控制，以保证处理系统的操作程序化控制。

　　污水处理系统投入正常运行后，只需耗用少量电能，可大大减少业主在污水处理的各项费用。

　　充分考虑污水水质、水量的波动性，设计污水处理系统具备水质、水量很大程度的适应性和处理效果的稳定性，在污水的水质变化，水量变化的波动程度在适当范围内，污水处理系统同样能确保达标排放。

　　3.3污水处理工艺的确定

　　3.3.1污水的集水、调节预处理工艺

　　来自各单元下水道的废水，每日分数次高峰期，水质、水量时有变化，所以设计工艺充分考虑污水水量、水质的波动性。

　　3.3.2缺氧生物反应技术工艺

　　采用变速升流式缺氧水解生物降解有机污染物技术，废水通过缺氧生物降解，达到硝化与反硝化有机物和有机污泥的目标，废水的厌氧水解生化不用药剂，耗电极少，可大幅度减少运行费用，也为后端好氧生化提供有利条件。

　　3.3.3 生物接触氧化技术工艺

　　采用生物接触氧化法降解有机污染物的技术工艺，污水通过生物降解，有机污染物得到进一步去除。为了提高处理效果，工程在调试挂膜时期，在生物好氧状态下生化降解，完成调试挂膜后，亦可在间歇式生物自养状态下生化降解有机污染物，达到净化水质的目的。

　　3.3.4竖流沉淀技术工艺

　　采用浅层沉淀技术工艺，深度净化水质，确保该污水处理后达标排放。

　　3.3.5消毒技术工艺

　　二氧化氯对微生物的灭活机理原则上与一般氧化剂类消毒剂相同，也是首先进入微生物体内，然后破坏微生物体内的酸和蛋白质以达到灭活微生物的目的;但二氧化氯的消毒机理也有其独特之处。首先二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，特别是在低浓度时更突出，因此它比一般的消毒剂(如液氯)更易进入微生物体内，亦即同等条件下它对微生物的灭活机会增加;其次，二氧化氯的共轭结构及其独特的电子转移机制导致它具有较强的氧化能力，其理论氧化能力是自由氯的2.63倍;最后，二氧化氯主要通过两种机理灭活微生物，一是二氧化氯与微生物体内的生物分子反应，二是二氧化氯影响微生物的生理机能。

　　在第一种灭活机理中，二氧化氯直接与细胞内巯基丙氨酸、色氨酸、酪氨酸反应，但另有研究表明，二氧化氯能与脊髓灰质炎病毒的RNA反应并影响RNA的合成。此外，二氧化氯还能破坏微生物体内的葡萄糖氧化酶，使其不能参加氧化还原活动并导致细胞的代谢机能发生障碍。总之，二氧化氯通过这种机理，氧化、破坏微生物蛋白质中的部分氨基酸，从而通过快速地抑制微生物体内蛋白质的合成来破坏微生物，最终导致微生物的灭活和死亡。

　　在第二种灭活机理中，二氧化氯是破坏微生物的外部细胞膜。最近的文献报道，二氧化氯明显改变了微生物外部细胞的蛋白质和油脂，从而增大了细胞膜的渗透性。

　　3.3.6污泥硝化与反硝化的技术工艺

　　工艺设计采用硝化与反硝化的技术工艺，剩余有机污泥提升至前端反硝化系统进行反硝化，使剩余有机污泥减少1/2。

　　3.4废水处理工艺流程描述

　　3.4.1废水处理系统工艺流程方框图

　　3.4.2工艺流程简述

　　3.4.2.1预处理

　　废水含渣量较高，经过格栅井、隔除杂物质后，自流入调节池，调节水量均衡水质，同时利用废水在池内停留时间，促使废水中的有机物能发生水解反应，提高废水可生化性，同时去除一部分污染物。并在兼氧池内设搅拌，定期搅拌，防止沉淀。

　　3.4.2.2生物处理

　　◇缺氧反应器

　　污水由泵提升至缺氧反应器，整个缺氧反应器呈缺氧状态，有机负荷高，缺氧反应器缺氧池内填充填料，进行水解、产酸等反应，转化难降解物质，降低污泥量，有利于后期工艺，同时进行反硝化反应，使经过转化的氨氮进一步转化为N2，有效去除回流混合液中经过转化的氨氮。

　　◇生物好氧池

　　由于生活污水具有良好的可生化性，且BOD/COD =0.48，所以这里采用鼓风机曝气式的生物接触法作为主要污水处理工艺。附着微生物生长和繁殖，池内采用独特的微孔曝气系统，确保曝气系统不堵塞。在工艺参数上，我们选择可靠的容积负荷及反应时间、，既可耐水质水量冲击，又可保证出水水质稳定。好氧的生物氧化处理工艺同时产生硝化反应，使污水中氨氮转化为硝酸盐。

　　3.4.2.3后处理

　　◇沉淀池

　　生物氧化池出水中含有剩余的生化污泥，必须进行泥水分离。在沉淀池前投加PAM可加强沉淀效果，保证出水SS达标，同时可适应以后更高的污水零排放标准。池底的污泥泵入污泥池，上清液达标排放。

　　◇污泥池

　　在污泥池内增加穿孔管曝气和消毒，进行曝气，可使微生物进行内源呼吸，极大地减少剩余污泥量和异味。沉淀池排出的污泥在污泥池经消化和压滤后，由槽车定期外运，这种污泥为危险废弃物，外运后应作无害化处理。

　　3.4.3废水处理工艺流程描述

　　A)粗细格栅

　　用于截留废水中的固形污物

　　B)集水调节池

　　来自农村居住区的生活污水，每日分数次量高峰期，水质，水量时有变化，对生物处理系统正常发挥其净化功能不利，甚至还可以遭到破坏。同样对于物化处理系统，水量和水质波动越大，过程参数难以控制，处理效果越不稳定;反之，波动越稳定。所以设计工艺充分考虑废水水量、水质的波动性，以提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化，防止高浓度有毒物质进入生物处理系统。

　　C)缺氧池

　　污水在缺氧池内通过水解、酸化反应，将污水中的有机固体及不易生物降解的有机物分解为小分子溶解性有机物，以保证后续调节池不累积於泥和有效保证潜污泵不堵塞、卡死等，大大延长潜污泵的使用寿命，缩短处理时间，提高去除效率。

　　D)生物接触氧化池

　　污水经水解预处理后，由泵提升进入接触生化池，进行好氧或自氧形式的生物降解，设计生化池为二级。设计一级和二级为交替间歇供氧，设计用风机2台，间歇工作，气水比15:1。

　　E)二沉池

　　污水通过缺氧、好氧生化处理后自流至二沉池，进行泥水分离，沉淀的活性污泥回流至水解酸化池进行反硝化。

　　F)消毒池

　　主要利用物理或化学的方法杀灭回用水中的病原微生物，以防止其对人类及畜禽的健康产生危害和对生态环境造成污染。

　　3.5污水处理工艺效果预测

　　注：计量单位：PH：值，色度：倍数，CODCr、BOD5、NH3-N、动植物油、SS：mg/L，粪大肠杆菌:个/L。进水水质计污水混合后的平均值。

　　3.6工艺特点

　　综合上述内容，本方案所设计的污水处理系统有如下特点：

　　l 污水处理系统具有较高的可靠性，出水水质可确保达标排放;

　　l 占地面积小，污水处理系统简单实用，自动化程序控制、运行管理和操作方便，污水处理系统具备较强的抗冲击负荷能力;

　　l 污水处理系统，耗电量少，用药量少，剩余污泥产生量少，大量减少业主在污水处理上的运行费用;

　　l 处理系统采用先进的工艺和先进控制技术，自动化程度高，可以有效降低污水处理系统的日常维护费用;

　　l 污水处理工艺构筑物构造简单，污水处理工程投资省，运行费用低;

　　l 对周围环境无不良影响，选用电机噪声低，能保证处理系统满足对噪声的有关标准。