方食堂污水处理方案.docx
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方食堂污水处理方案
100T/D污水处理工程
设计草案
天津凯德润环保科技
二零一八年三月
一、工程概况
100方每天的食堂污水，处理后达到《生活污水排放标准》一级A标准。
二、设计标准及规范
《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）
《污水再生利用工程设计规范》（GB/T50335-2002）
《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87）
《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）
《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89）
《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
膜生物反应器相关技术规程
三、设计原则
采用技术先进，运行可靠，操作管理简单，适用于当地区的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。
采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程投资和运行费用。
平面布置和工程设计时，布局力求合理、通畅尽量节省占地。
污水处理设施应尽量使操作运行与维护管理简单方便。
为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件。
采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。
尽量减少废水提升高度和提升次数，以节约能源。
四、设计范围
本设计主要对污水处理工艺流程、处理构筑物及相关设备进行设计。
五、设计条件
5.1进水水量、水质
根据食堂污水的经验数据，进水水质按下表设计。
Q=100t/d
表1：
进水水质
单位：
mg/L
污染物
化学需氧量（CODCr）
生化需氧量（BOD5）
氨氮（NH3-N）
悬浮物（SS）
pH
排放浓度mg/L
400
200
30
250
6-9
5.2.、出水水量、水质
表2：
出水水质
单位：
mg/L
污染物
化学需氧量（CODCr）
生化需氧量（BOD5）
氨氮（NH3-N）
悬浮物（SS）
pH
排放浓度mg/L
50
10
5（8）
10
6-9
六、工艺流程及说明
6.1工艺流程图
此工艺流程仅做参考,以实际构筑物为准。
进水
6.2工艺流程说明
污水先隔油池，去掉污水中的油污，再经格栅进入调节池调节水量、均化水质后通过污水提升泵进入缺氧池，利用缺氧微生物的降解能力将污水中较难分解的有机高分子污染物分解成较易分解的有机低分子污染物，同时通过将MBR膜池泥水混合物回流至缺氧池，依靠原水中的含碳有机物利用缺氧微生物的反硝化作用将氮氨转化为氮气。
缺氧池内混合液自流至MBR池，利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和水，并利用好氧微生物的聚磷作用将磷从污水中分离出来，再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离，从而达到去除有机物、实现脱氮除磷的目的。
6.3技术（设备）特点
MBR膜生物反应器（Membranebioreactor,MBR）是将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物反应系统。
它以浸没式膜组件替代传统活性污泥法中的二沉池实现泥水分离。
该系统具有处理能力强、固液分离效率高、出水水质好、占地空间小、运行管理简单等特点。
由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。
MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点。
经过缺氧池进行脱氮反硝化后的污水进入膜生物反应池。
进入膜池的污水经硝化细菌的硝化作用实现脱氮作用，同时好氧微生物通过内源呼吸对有机物进行氧化分解而达到降低COD的目的。
浸没安装在膜生物反应池中的MBR帘式膜装置对泥水混合液进行过滤处理，进一步去除SS、油、大肠杆菌等。
膜生物反应池运行稳定，清洗周期长，产水能耗低，不需投加混凝剂，助凝剂等化学药剂，降低了运行成本。
膜生物反应池内污泥浓度高，耐冲击性能好，占地面积小，出水水质良好。
（1）膜结构
图3：
膜结构图
具有特殊结构的导流板的最外层是以聚偏二氟乙烯（PVDF）材料制作的具有不对称结构的孔径为0.1微米的滤膜，经过滤膜过滤的清水从出水口被负压吸出或重力自流，工程中一般采用负压抽吸的方式。
（2）膜构造
图4：
膜组件结构图
（3）膜组件的曝气系统
膜组件的曝气主要有两方面的作用：
a、连续不断地曝气对膜面起冲刷作用，这样就可以最大可能的减少通过过滤作用在膜面上形成的滤饼层，尽量降低膜的污染。
b、为微生物提供足够的氧气，满足微生物新成代谢的条件。
膜组件中的曝气管路系统如下图所示
图4：
曝气管路系统图
曝气管冲洗方法：
（1）自吸泵停止运行。
（2）打开清洗用阀门V2。
通过该操作使曝气管中的污泥逆流进入V2阀控制的放空管路，同空气一起被排放。
（3）保持阀门V2开一段时间后关闭阀门V2，如果曝气稳定则曝气系统已经正常，若曝气仍然不均匀重复上面的操作。
（4）自吸泵开启重新启动MBR系统
膜组件通常采用恒流量间歇出水方式运行，这是因为连续出水会加快混合污泥在膜表面堆积，采用间歇出水方式将大大改善这种状况。
当停止抽吸时，膜周围的压差减少，以致降低为零，停止产水期间，曝气风机正常运行，堆积在膜表面的污泥在气泡和向上涌动的液流的搅动下脱落，达到清洗的效果。
使用膜生物反应器处理污水时，一般按照以下方式运行：
抽吸出水时间8分钟，空曝时间2分钟，上述抽停时间循环往复。
（6）膜的清洗
当帘式膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。
清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。
A．在线化学清洗
膜组件设置在池内的状态下，也可使药液进行清洗。
而且多组件一起运行的情况下，也可对单组件或多个组件进行在线清洗。
一般在线化学清洗周期为3~4个月。
<1>在线化学清洗药液：
碱清洗：
根据工程安装膜的数量首先确定安装清洗装置，连接清洗管路。
DF150单片膜元件计算，每片膜约需5L的0.5%次氯酸钠溶液浸泡3-5小时。
酸清洗：
按0.1%配比草酸溶液，浸泡3-5小时。
<2>在线化学清洗方法：
（a）关闭出水管阀门③，开启阀门①及阀门②，将清洗液从高位水箱由漏斗注入抽吸管道至膜元件；
（b）注入清洗液为5L/片，注满后关闭阀门②，碱洗液浸泡3～5小时即可；
（c）浸泡完毕后关闭阀门①，重新开启阀门③，开启设备正常出水。
若漏斗设置于室外，在不使用时需加盖，防止脏物跟随清洗液进入抽吸管影响正常运行。
B．物理清洗（一般不需要）
当在线化学清洗无法解决问题时，需将膜元件从组件中取出，用高压水枪冲洗膜表面。
C．离线化学清洗（一般不需要）
膜元件经过物理清洗后，再置于专用容器中，投加清洗剂，浸泡5小时，可使滤膜的过滤能力得到有效的恢复。
七、各处理单元功能及技术参数
7.1隔油池
用污水中含有少量的油污，油污在生活处理工艺中较难处理，因此污水先进入隔油池，去除水中的油污。
7.2调节池
用来收集食堂污水，同时兼作污水提升泵集水池。
该池具有调节水量、均化水质，提高整个处理系统抗冲击性能的功能。
池底采用穿孔曝气，起搅拌作用，用来均和水质，防止SS下沉池底。
（1）格栅
主要用于拦截大颗粒的固体物质及漂浮物，防止以上物质堵塞水泵叶轮及划破MBR膜池里的膜。
栅距：
5mm
（2）污水提升泵：
数量：
2台（1用1备）
（3）液位控制系统
采用浮球液位控制实现工艺的自动控制，浮球开关不含导致故障发生和波纹管、弹簧、密封等部件。
而是采用直浮子驱动开关内部磁铁，浮球开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作。
浮子悬臂角有限位设计，防止浮子垂直。
浮球液位开关是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器。
它比一般机械开关速度快、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点,一只产品可以实现多点控制。
型号：
FK型
数量：
2套
7.3水解酸化工艺
污水得水解酸化由以下三个个阶段组成：
1）水解阶段：
在水解和发酵细菌的作用下，大分子物质如碳水化合物、蛋白质与脂肪水解和发酵转化为小分子物质如单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳等，固体物质水解为可溶性物质。
2）酸化阶段：
在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。
3）产乙酸阶段：
在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。
酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
在实际的污水处理工程中，水解酸化往往作为生化处理的预处理单元。
水解酸化法的优点有：
1）抗冲击负荷能力强，能起到非常好的缓冲作用；
2）水解酸化池水力停留时间短，不会产生甲烷等有害气体；
3）建设费用较低，而且运行费用低，无电耗或只需小电耗；
4）污泥水解率高，减少脱水机运行时间，降低能耗，因此水解酸化的稳定性和经济性要远远超过其他预处理工艺。
但是水解酸化法的出水往往达不到排放标准，同样需进一步处理。
7.4生物接触氧化处理
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法和生物滤池的特点。
生物接触氧化法工艺特征：
1）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量都高于活性污泥法曝气池和生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；
2）由于相当一部分微生物附着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要设有污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；
3）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。
4）采用的悬浮球填料。
具有良好的传质效果，对有机物去除效果高，耐腐蚀，不堵塞，易于安装，易于挂膜。
5）操作简单、运行方便，易于维护管理，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇。
6）生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，对脱氮和除磷也有一定的效果。
由于采用了前置厌氧水解池，形成厌氧——好氧除磷脱氮工艺，具有一定的脱氮除磷作用。
生物脱氮过程由硝化和反硝化两步完成。
硝化是将氨氮氧化成硝酸盐，在好氧条件下完成。
反硝化是将硝酸盐还原成氮气从水中脱出，在缺氧条件（无分子氧但有硝酸盐态氧）下和具有有机物供给反硝化菌碳能源时才能完成。
因此传统的生物脱氮为硝化—反硝化工艺，在反硝化前要投加有机化学药剂，流程复杂，构筑物多。
前置反硝化脱氮技术，先将污水引入缺氧段，在其中以污水中的有机物作为碳能源，对硝酸盐进行反硝化脱氮，有机物得到初步降解；然后进入好氧段，其中有机物进一步降解和硝化。
生物除磷流程由厌氧段（无分子氧和硝酸盐态氧）、好氧段和二沉池组成。
活性污泥中的一些细菌具有在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下过量吸收磷的特点，通过排放富磷剩余污泥将磷从水中去除。
通过多年的设计、运行实践及改良，生物接触氧化法处理城市污水已表现为技术先进、高效低能、投资省、运行稳定、出水水质好的成熟工艺，是一种深度二级处理工艺。
该系统的脱氮原理：
（配备硝化液回流泵一台）
污水中的氨氮（HN3—N）95%以上是以NH4+形色存在，经鼓风曝气，首先有亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐：
（亚硝酸菌）
NH4+＋1.5O2NO2－＋2H＋＋H2O
然后再由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐：
硝酸菌
NO2＋0.5O2NO3－
总的反应为：
NH4－＋2O2NO3＋2H＋＋H2O
以上反应在好氧段内进行，在厌氧段，硝酸盐和亚硝酸盐通过兼氧微生物或厌氧微生物（如产碱杆菌、假单胞菌、无色杆菌等）进行反硝化脱氮，反消化菌利用NO3中的氧（又称为化合态氧或硝态氧），继续分解代谢有机污染物，去除BOD5，同时将NO3中的氮转化为氮气N2，这个过程可用下式表示：
反消化菌
NO3－＋有机物N2＋N2O＋OH
该系统的除磷原理：
厌氧段占优势的非丝状储磷菌把储存的聚磷酸盐进行分解，并提供能量，大量吸附水中的BOD5，并释放出正磷酸盐，使厌氧段的BOD5下降，含磷量上升。
污水进入好氧段后，好氧微生物利用氧化分解获得的能动量，大量吸收状况释放的正磷和原水中的磷，完成磷的过渡积累，从而达到去除BOD5和除磷的目的。
7.5MBR膜池
MBR膜池既实现了MBR膜支架的安装，又是传统意义上的好氧池，同时又利用MBR膜的泥水分离特性实现了泥水分离。
所以MBR膜池是本工艺的核心部分。
首先好氧微生物在氧气的作用下，以好氧池里的有机物作为碳源维持正常的生命活动，另一方面硝化菌将氨氮转化为硝态氮，为反硝化提供必要的前提条件。
膜生物反应器（MembraneBioreactor,MBR）是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺,它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，出水可以作为中水回用。
由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。
MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点，应用与处理量大面广的有机食堂污水，实现污水资源化具有很大的潜力
材质：
钢结构
数量：
1座
（1）膜组件
型号：
HRJ-PBMBR-100
（2）出水泵
根据日处理水量及运行方式可以推算出所需抽吸泵的类型，以抽停时间比为8分钟比2分钟为例，Q抽吸=Q日/24×10/8/N。
Q抽吸：
抽吸泵流量
Q日：
日处理水量
N:
所选的泵的数量
*一般要求抽吸泵吸上真空高度为6m。
出水泵前一定要安装负压真空表（观察膜污染的程度）、阀门（控制出水流量），膜组件正常运行的负压为0-30KPa,负压超过或接近30KPa时膜元件属于严重污染，则需要清洗。
自吸泵后一定要安装出水流量计，确定膜组件的出水水量。
出水泵参数：
型号：
SZ037D
数量:
2台（一用一备）
（3）鼓风机
数量:
2台（1用1备）
（4）液位控制系统
采用浮球液位控制实现工艺的自动控制，浮球开关不含导致故障发生和波纹管、弹簧、密封等部件。
而是采用直浮子驱动开关内部磁铁，浮球开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作。
浮子悬臂角有限位设计，防止浮子垂直。
浮球液位开关是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器。
它比一般机械开关速度快、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点,一只产品可以实现多点控制。
型号：
FK型
数量：
2套
（5）污泥回流泵
数量：
2台（1用1备）
（6）清洗系统
当膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。
清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。
八、消毒系统
采用二氧化氯消毒，二氧化氯消毒器：
ZQ—100
九、控制系统
由于整个污水处理站（除设备间）全部位于地下，为了便于管理，污水处理站所有设备均能实现联动，整个污水处理站能实现自动化控制。
1、潜水提升泵控制
设备设潜水提升泵二台，一用一备，根据液位的高低位自动控制，高位两台同时开，低位关机。
2、硝化液回流泵
根据潜水提升泵的启停，联动运行。
3、污泥提升装置
根据潜水提升泵运行累计时间，定期定时排泥。
4、风机控制
生化池系统采用二台风机，一用一备，时间切换，并根据设备运行状况自动开停机，并且在系统长期闲置时保持间隔一段时间开启一台风机曝气一定时间，以保持生化池氧气量，避免生物膜由于缺氧而死亡
以上自动控制仅为自动保护的一部分，具体控制需待签订合同后提供正式的操作规程中列出。
十、工程预算
10.1土建投资
表4：
构筑物参数
人民币：
万元
序号
名称
型号规格
数量
总价/万元
备注
1
设备基础
9.5×3.25×3m
1座
1.2
钢混/地埋式
2
设备间
3×3×3m
1座
0.8
砖混（地上）
3
备注：
土建部分由甲方自建，我方可提供图纸。
具体以实际施工为准。
10.2设备投资
表5：
设备报价表
隔油池
1200×500×550mm
1台
不锈钢
凯德润
调节池
φ2700×7000mm
1台
碳钢防腐
凯德润
MBR一体化污水设备
8.5×2.25×2.5m
1台
碳钢防腐
凯德润
手动格栅
B=500MM
套
碳钢
凯德润
风机
ZQSR-100
2台
瑞晶
曝气装置
微孔曝气器
1套
UPVC、ABS
凯德润
曝气支架
碳钢
填料
组合填料
1套
组合件
凯德润
填料支架
硝化液回流泵
WQ10-10-0.75
1台
铸铁
上海人民
污泥回流泵
WQ10-10-0.75
1台
上海人民
提升泵
WQ10-10-0.75
2台
铸铁
上海人民
膜组件
ZQ-100
1套
瑞滤
膜支架
组合件
1套
不锈钢
凯德润
自吸泵
SZ045D-B
1台
铸铁
凯德润
反洗泵
SZ045D-B
1台
铸铁
凯德润
消毒系统
二氧化氯投加器
1台
凯德润
管道阀门
套
凯德润
液位控制系统
2套
组合件
凯德润
电控系统
手/自动
套
组合件
凯德润
总计
￥18.1万元整（含运费、安装费）
设备运行成本分析
设备重量约6.38吨，运行重量约64.32吨，总装机功率9.5KW，运行功率5.8KW，运行费用0.42元/吨。
十一、处理效果分析
11.1处理效果分析
参数
处理单元
COD（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
pH
调节池
进水
400
200
250
30
去除率
\
\
30%
\
缺氧池
进水
400
200
175
30
去除率
40%
40%
40%
70%
MBR池
进水
240
120
105
9
去除率
80%
92%
≥95%
20%
清水池
出水
48
9
5
7
6～9
出水标准
≤50
≤10
≤10
≤8
6～9
十二、售后服务
1、我公司免费为用户提供技术咨询，根据用户要求提供方案设计；
2、积极与业主及设计院配合；
3、施工期间本公司将派专业人员在现场进行监督及配合，保证施工进度及质量；
4、安装调试期间免费为用户代培操作工，直到单独熟练操作为止，免费为用户提供有关操作规程及规章制度；
5、按设计标准及设计参数对设备及处理指标进行验收考核，达不到标准由本公司负责整改，直到达标为止；
6、设备保修一年，在保修期内设备发生故障及时赶赴现场排除，保修期满，本公司定期或不定期每年二次走访用户，维修、检查、指导，发现问题随时解决。
案例实拍
部分业绩表
建设单位及工程项目
处理能力
工艺方法
中国长江动力集团有限公司
400m3/d
A2/O
中国船舶重工集团有限公司
1500m3/d
水解酸化+接触氧化
河南清丰县味德食品有限公司
100m3/d
水解酸化+接触氧化
洛阳钼业集团有限公司
200m3/d
水解酸化+接触氧化
武汉赫天光电股份有限公司
30m3/d
水解酸化+接触氧化
薛城区人民医院
500m3/d
水解酸化+接触氧化
惠民县人民医院
350m3/d
水解酸化+接触氧化
甘肃省建设投资（控股）集团总公司
120m3/d
水解酸化+接触氧化
200m3/d
青岛奥克生物科技有限公司
300m3/d
水解酸化+接触氧化
即墨兰村镇经济适用房项目
240m3/d
水解酸化+接触氧化
张家口市人民医院
200m3/d
水解酸化+接触氧化
滨州市人民医院
750m3/d
水解酸化+接触氧化
河北大厂县人民医院
100m3/d
水解酸化+接触氧化
湖北罗田县名羊食品有限公司
100m3/d
水解酸化+接触氧化
淄博光科太阳能有限公司
30m3/d
水解酸化+接触氧化
武汉汉川白云国际大酒店
500m3/d
水解酸化+接触氧化
湖北水云涧环保工程有限公司
200m3/d
水解酸化+接触氧化
陕西美星环保科技有限公司
600m3/d
水解酸化+接触氧化
武汉千水环保工程有限公司
300m3/d
水解酸化+接触氧化
青岛首创环保科技有限公司
800m3/d
水解酸化+接触氧化
菏泽定陶县力本屯镇一体化设备
500m3/d
水解酸化+接触氧化
菏泽定陶县马集镇一体化设备
500m3/d
水解酸化+接触氧化
菏泽定陶县陈镇一体化设备
200m3/d
水解酸化+接触氧化
潍坊市坊子经济发展区
500m3/d
水解酸化+接触氧化
潍坊坊子九龙社区
300m3/d
水解酸化+接触氧化
潍坊坊子黄旗堡镇BOT项目
5000m3/d
A2/O
江苏泰兴医药股份有限公司
600m3/d
水解酸化+深层曝气
河南洛阳钼业集团
600m3/d
物化处理+生化处理
河北大厂县人民医院
180m3/d
物化处理+生化处理
河南中泰药业有限公司
1600m3/d
水解酸化+深层曝气
河南濮阳中原油田采油厂
2000m3/d
物化处理+生化处理
江苏凤岗生化水处理发展有限公司
1000m3/d
A2/O
薛城区人民医院
500m3/d
生化处理
滨州中心医院
500m3/d
水解酸化+深层曝气
山东天隆娱乐服务管理有限公司（临沂东方罗马国际商务会馆洗浴中心）
100m3/d
物化处理
河南平顶山郏县人民医院
300m3/d
水解酸化+接触氧化
青海省青稞酒厂酒精废水处理工程
300m3/d
二级厌氧+好氧
新疆屯河集
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