关于安顺生活污水的工艺选择

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1 概述

生活污水，主要是冲厕污水和洗涤污水。每人每日排出的生活污水量为80-100L，其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭。

本项目污水中的有机污染物为生活污水，因为为消除污染，保护环境，拟建一整套污水处理设施，污水经处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A要求。污水处理形式采用A/O+MBR一体化安顺污水处理设备。

受业主委托，我公司在仔细分析该污水水质后，在总结和参考以往生活废水处理工程的经验基础上，编制《60m3/d安顺污水处理设备设计方案》，供有关专家审查和业主选用。

2 设计依据、原则及范围

2.1 设计依据

1）设备的设计、制造、安装标准

(1) 建设单位提供的污水水质、水量等基础资料

(2) 《室外排水设计规范》(GB 60014-2006)

(3) 《给水排水工程结构设计规范》（GB60069-2002）

(4) 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB60141-2008）

(5) 《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）

(6) 《给排水工程概预算与经济评价手册》

(7) 《建筑结构荷载规范》（GB 60009-2012）

(8) 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）

(9) 《建筑地基基础设计规范》（GB60007-2011）

(10)《水处理设备技术条件》（JB2932-1999）

(11) 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）

 (12) 《中华人民共和国水污染防治法》

(13) 《中华人民共和国环境保护法》

2.2 设计原则

2.2.1 设计思路

在污水处理系统的设计中，本着技术先进适用、工艺措施针对性强、系统可靠稳定、运行易开易停，一次性投资与日常运行费用综合最省、最大限度的减少场地占用面积及最大限度的使用原有处理设施的原则，通过对目前国内外同类生活污水处理技术的综合分析，特别是相同工程的实际经验以确定处理工艺。

2.2.2 设计原则

（1）从企业角度出发，密切联系实际情况进行设计；

（2）采用成熟的工艺技术，保证处理效果稳定可靠；

（3）在保证达标排放的前提下，尽量减少建设投资；

（4）努力作到全系统操作简单，便于管理，最大限度减少运行费用；

（5）优化工程结构，尽量减少占地面积；

（6）设计中严格执行国家的有关法律、规定，标准和规范。

2.3 设计范围

本方案设计范围为污水处理设备的全部处理工艺设计，包括设备选型、安装等直接设备和本项目设备的设计、调试、培训等间接工程；但不包括外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程，也暂不考虑污水处理站的通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。

3 设计水质水量

3.1污水处理规模

本项目所处理的污水为生活污水，污水中主要污染物为BOD5、CODCr、SS、氨氮、粪大肠菌群数等。本项目设计污水处理规模60m3/d。

3.2 设计进水水质

因未对实际污水水质相关指标进行现场检验，设计时废水原水水质参照工程经验数值，指标如下：

原水水质情况一览表

污染项目 废水量 CODcr BOD5 SS 氨氮 PH

浓度mg/L 60m3/d 300 180 160 30 6.5-8.5

3.3 排放标准

根据项目要求处理出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，具体指标为：

序号         项目            单 位         一级A标准

1         化学需氧量（COD）         mg/L 50

2         生化需氧量（BOD5）  mg/L 10

3         悬浮物（SS）                 mg/L 10

4         动植物油                         mg/L 1

5         总氮（以N计）                 mg/L 15

6         氨氮（以N计）                 mg/L 5（8）

7         总磷（以P计）                 mg/L 0.5

8         pH — 6~9

9         粪大肠菌群数 个/L         103

4 处理工艺选择及说明

4.1 工艺选择

4.1.1污水的特点

本项目污水的特点是：

①来水不均匀程度较高，水质、水量变化较大（KZ=2.0），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0.6，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。

总之，该污水中不仅含有有机污染物，而且含有大量的病原微生物，因此在污水处理工艺中既要考虑消毒灭菌的卫生指标，也应兼顾COD、BOD等环保指标。

4.1.2工艺比选

污水处理站一般采用以下几种生物处理方法：

①A/O工艺

A/O工艺是以活性污泥作为生物载体，通过风机供氧曝气的作用使污水达到充氧的目的。A池内设机械搅拌，从O池的回流液回流至A池，在A进行反硝化反应，将大部分硝酸盐氮还原成氮气，并通过搅拌使氮气从废水中溢出，达到去除氨氮的目的；A池出水至O池，O池内设鼓风曝气，去除大部分有机污染物，并将进水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮；可以根据废水的需要，调整O段池中的活性污泥浓度，通过活性污泥中的菌胶团，吸附、氧化并分解废水中的有机物；有机物、氨氮去除率高。然而，由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；同时，若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。

②水解酸化+SBR组合工艺

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法为间歇运行，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。国内目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。

③接触氧化法

生物接触氧化法是传统的生化处理方法，生物填料为固定床上的半软性填料。利用半软性填料作为微生物的附着载体。生物均匀分布在生物填料上，这样就避免了微生物分布不均的现象，同时，生物附着在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。其特点主要有：

?容积负荷高，耐冲击负荷能力强；

?具有膜法的优点，剩余污泥量少；

?具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；

?能分解其它生物处理难分解的物质；

?容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。

④MBR工艺

在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）,是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。

出水水质优质稳定

?由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 ，出水水质优于《城市污水再生利用、城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）中绿化标准标准，可以直接作为非饮用市政杂用水进行安全回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

?剩余污泥产量少

由于该工艺可以在高容积负荷、污泥内循环下运行，在处理污水的同时也消化了污泥，也叫做污水、污泥综合处理工艺。再加之MBR膜池内膜的截留，一次剩余污泥产量很低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。

?占地面积小，不受设置场合限制 

?生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省； 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成立装式、浅装式。

?可去除氨氮及难降解有机物 

?由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

?操作管理方便，易于实现自动控制

? 该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

?易于从传统工艺进行改造 

?该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。在国家排污指标不断提级的情况下，在原有污水处理站进行提量、提级的改造中，尤能显示出MBR的优越性，它改造方便，不需扩大用地面积。

?MBR膜工艺缺点：

?1、膜的价格比较高，膜污染问题没有得到彻底解决；

?2、更换周期短，运行维护成本高；

?3为了控制膜污染，采用底部曝气方式来抖动膜丝，增加曝气强度，能耗高；

?4、MBR工艺的运行受外界影响的因素多；

?5、MBR工艺产生的剩余污泥难处理。

综上所述，为确保水质达标，各工艺优点相结合，综合考虑，拟采用“（A/O+MBR法）”

4.1.3消毒方法比选

消毒是生活污水处理中的重要环节，其目的是杀灭废水中的各种病原微生物。污水消毒所选用的消毒剂尽量安全可靠，操作简单，费用低，效率高，要结合当地条件选用。

生活污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。本项目采用投加次氯酸钠消毒

4.1.4工艺选择

本着投资少、效益高，优先采用适合我国国情的高端使用技术的原则，根据目前国内同类生活污水处理技术的现状，在综合考察各种废水治理技术的基础上，结合本项目的实际，拟采用“格栅+调节池+厌氧池+缺氧池+生物接触氧化+MBR+二氧化氯消毒”工艺进行污水处理，MBR几乎不需要排泥，通过回流即可维持永久性运行。具体流程为：污水经格栅去除其中较大的杂质和漂浮物，再经调节池调节水量水质后进入厌氧池中，经过厌氧池处理一部分有机污染物后，污水进入缺氧池，去除大分子有机物，同时提高污水可生化性。在缺氧池进行反硝化，通过硝化液的回流，去除污水中的总氮，并提高氨氮的去除率。缺氧池出水进入接触氧化池，内设填料，增加污水与好氧微生物的接触面积，使污水中的有机物等大幅降低。经好氧处理后的污水自流进入MBR池，MBR膜池内置污泥回流，通过曝气维持污泥活性，进一步去除有机物，并过滤澄清水质。MBR膜池的水通过自吸泵提升至消毒池，经次氯酸钠消毒后清水达标排放。清水池的水可以对MBR膜进行反冲洗，具体工艺流程图如下：

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