某生活污水处理方案.docx
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某生活污水处理方案
生活污水处理工程
设
计
方
案
第一章、工程概况
该区每天产生一定数量的生活污水（约1000m3/d），在日常生活中排放的污水中含有大量有机污染物，污水中COD、BOD5、SS等的含量较高，排入受纳水体会对水体造成一定程度的污染。
该社区领导重视环境保护，受该社区领导的委托，我公司承担了该企业的污水治理工程设计方案工作，以及在较低的运行成本下，稳定达到出水达到国家《生活污水排放标准》（GB18918－2002）中的一级排放标准。
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。
我单位受投资者邀请，在进行初步调研，并经多项生活污水处理工程成功的实践经验的基础上，编制该污水处理设计方案，以供有关部门决策、实施。
针对该生活污水的具体水质特点，本方案拟采用“A/O生物接触氧化”工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主要设备采用玻璃钢一体化结构。
第二章、设计依据、设计原则及设计范围
（1）工艺设计依据
法规依据
1）《中华人民共和国传染病防治法》（中华人民共和国主席令第十五号）
2）《中华人民共和国水污染防治法》
3）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》
4）《建设项目环境保护管理条例》国务院令第253号
5）《中华人民共和国水法》（1998）中相关规定
6）《中华人民共和国环境保护法》（1998年12月26日）
技术规范依据
1）《污水综合排放标准》GB8978-1996
2）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
3）《室外排水设计规范》1997年修订GBJ14-87
4）《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88
5）《地下工程防水技术规范》GBJ16-87
6）《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84
7）《给水排水设计手册》（1~11册）。
8）厂方提供的资料
8）《水污染物排放限值》DB44/26-2001
9）《室外排水设计规范》GBJ14-87
10）《室外排水设计规范》（1997年版）GBJ14-87
11）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
12）《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002
13）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
14）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001）
15）《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2001
16）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
17）《砌体结构设计规范》GB50003-2001
18）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
（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，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。
要求改善劳动卫生条件，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1000m3/d的生活污水处理设备，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）污水处理工程的钢结构工艺结构，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厂负责。
5）不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。
第三章设计水质水量
1、污水来源：
周围居民日常生活排出的生活污水。
2、污水性质
生活污水。
3、污水水量
1000m3/d，设计取50m3/h。
4、污水进出水水质
序号
项目
进水水质（mg/L）
出水水质（mg/L）
1
CODcr
300
<60
2
BOD5
150
<20
3
SS
150
<20
4
氨氮（NH3-H）
35
<20
5
总磷
4
<1
6
大肠杆菌
3.0×108个
<108个/L
7
PH
6.5～8
6～9
污水排放达到《生活污水排放标准》（GB18918－2002）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、本项目生活污水来水不均匀程度较高，水质、水量变化较大，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、首先通过格栅拦截，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；接着由提升泵定量提升至调节池进行水质水量的调节，经调节后的污水通过缺氧好氧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，同时通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，经消毒处理后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
通常的污水处理站一般采用以下几种生物处理方法。
A）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：
◆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；
◆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；
◆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；
◆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）比可以保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法；
B）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：
◆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需的营养物，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；
◆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；
◆活性污泥在池内应呈悬浮状态，能充分与水接触和混合；
◆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；
◆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；
◆对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度以内；
◆活性污泥法处理符合较低，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，所以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。
C）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。
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，目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。
由于存在超高必须较高的技术性问题，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：
◆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。
◆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。
◆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。
◆A/O生物处理系统因将有机氮转化成N2，因此不会出现硝化过程中产生有机氮的积累，而1mg/有机氮会引起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生物处理系统不仅能解决有机污染，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《污水综合排放标准》GB8978-96。
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：
生活污水通过格栅拦污后进入调节池，设置调节池的目的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，以防止悬浮物沉降并同时起到预曝气的作用。
本工程污水中有机成份较高，BOD5/CODcr=0.5，可生化性较好，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。
调节池内污水采用污水提升泵提升至A级生化池，进行生化处理。
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。
所以A级池不仅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。
A级池出水自流进入O级池，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。
O级池出水一部分进入沉淀池进行沉淀，另一部分回流至A级池进行内循环，以达到反硝化的目的。
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3mg/l以上，气水比10:
1。
O级生化池一部分出水回流进入A级池，一部分流入竖流式沉淀池，进行固液分离。
沉淀池固液分离后的出水即可直接排放。
沉淀池沉淀下来的污泥由我公司引进日本技术生产的目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）污水处理工艺流程图如下
生活污水出水
杂物定期清运
上清液回流定期外排
污水处理工艺流程图
3）污泥处理工艺
污水处理站进口处机械格栅清理出的栅渣由人工定期清理，清理次数视情况而定，一般为每周两次。
沉淀他的污泥利用气提装置排到污泥池定期抽吸清理，一般为三个月清理一次，这样污泥可自行在污泥池进行消化浓缩，可减少体积一半以上，从而大大节省了污泥处理费用。
第五章、处理工艺设施简要说明
●格栅井
本污水处理工艺设计中，因生活污水中含有大量的悬浮漂浮物，这些物质容易积累并最终堵塞工艺设备和构筑物，所以必须采用拦截设备。
本工艺中需设置细格栅一道。
为提高自动化程度和方便运行管理，细格栅采用机械格栅。
●调节池
在整个处理系统中设置了污水调节池。
通过调节池设置，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。
在调节池内设置穿孔曝气系统，防止发生沉淀现象，同时可以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6小时，有效容积300m3，采用地下式钢筋混凝土结构。
池内设二台WQ2155-409型潜水排污泵，一用一备。
●缺氧池（A级反应池）
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。
由于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，所以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（O级反应池）
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，通过提供氧源，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应充分考虑周围环境，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8年。
池内氧气由国内百事德（江苏）机械有限公司生产的回转式鼓风机提供。
气水比取值：
10:
1，曝气形式：
微气孔曝气，曝气头考虑采用目前国际水处理较先进的胶膜曝气头。
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，不仅比表面积大，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。
此阶段产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他问题。
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，此举大降低了运行管理程序。
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2.5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。
同时确保处理出水达标，在二沉池内增设斜管填料，经长期运行后该填料表面形成一定兼氧菌既起到过滤小颗粒SS，同时又可降解剩余CODcr、BOD5，这样可进一步确保本工程出水达标。
出水槽设计成可调液位的齿形集水槽，增加沉淀效果。
●污泥池
沉淀池污泥定时排入污泥池，进行厌氧消化，可以减少剩余污泥量约70%以上。
污泥池中污泥在消化和浓缩的同时，产生的上清液夹带活化污泥回流至缺氧内，剩余污泥定期清理（一般一年清除3次）。
调节池、缺氧、好氧、沉淀池等产气均由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.格栅井
尺寸：
3000×1000×1500mm
制作形式：
砖砌结构
抗渗等级：
S6
制作要求：
内外水泥砂浆粉刷
底板/侧墙厚度：
300/300
布置形式：
设置于调节池进水一段
格栅机：
型号：
HGC600（回转式格栅除污机）
栅宽：
B=600mm
栅高：
H=2650mm
栅隙：
b=5mm
耙齿：
尼龙
功率：
N=0.75KW
减速器：
常州江南减速机厂
安装角度：
75°
材质：
Q235A
数量：
一台
2.调节池：
停留时间：
6h
有效容积：
300m3
尺寸：
12000×6000×4500mm
有效水深：
4.2m
制作形式：
钢混结构
抗渗等级：
S6
制作要求：
内外水泥砂浆粉刷
池壁/池底/池顶厚度：
300/300/300
基础制作：
300mm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
布置形式：
室外地坪以下，考虑防冻层厚度
数量：
1座
潜污提升泵
规格型号：
WQ2155-409
出水口径：
80mm
功率：
2.20kw
扬程：
7m
流量：
50m3/h
数量：
2台（一用一备）
防护等级：
IP68
绝缘等级：
F级
水泵叶轮：
灰口铸铁
泵壳：
灰口铸铁
泵轴：
不锈钢AISI431
轴承：
合金钢，寿命大于10000小时
机械密封寿命：
大于30000小时
生产厂家：
上海凯泉泵业
液位控制器
数量：
1套
使用位置：
调节池内3个
生产厂家：
上海凡宜
3.缺氧池：
停留时间：
4h
有效容积：
200m3
尺寸：
8000×6000×4500mm
有效水深：
4.2m
制作形式：
钢混结构
抗渗等级：
S6
制作要求：
内外水泥砂浆粉刷
池壁/池底/池顶厚度：
300/300/300
基础制作：
300mm素砼
内部要求：
导流管进水，溢流出水
数量：
1座
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
4.好氧池
停留时间：
6.0h
有效容积：
300m3
外形尺寸：
Ф3000mm×12000mm
材质：
FRP玻璃钢
气水比：
12∶1
数量：
5个
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
曝气器：
规格型号：
OMT300
空气量典型值：
5±2Nm3／h·只
有效水深：
2.5-4.5m
膜片材质：
EPDM
主体材质：
增强聚丙烯
服务面积：
0.5m2／个
气泡尺寸：
0.8~1.9mm
最大气量时压降：
47mbar
使用寿命：
10年
生产厂家：
本公司
特别提示：
曝气系统为本生物处理的关键设备，由于一般曝气器（管）其氧转移率低，且维修频率高，而曝气系统设置在设备的底部，维修特别困难。
曝气器（管）其充氧能力的大小、氧转移率的高低等都直接关系到微生物生长繁殖，即直接影响到系统的处理效果，同时曝气器（管）使用寿命、维修频率直接影响到设备的运营管理方便与否。
使用此微孔曝气器对使用效果及使用寿命均得到了保证。
鼓风机
规格型号：
HC-501S
功率：
2.20kw
水压：
4000mm
供气量：
1.06m3/min·台
出口口径：
DN40mm
防护等级：
IP54
噪音：
75db
连接风管：
无缝镀锌管/埋地ABS
配套：
进出口消音器、压力表、安全阀、空气滤网、软接头等
数量：
2台（一用一备）
生产厂家：
百事德（江苏）有限公司
5.沉淀池
停留时间：
2.5h
有效容积：
150m3
外形尺寸：
6000×6000×4500mm
材质：
FRP玻璃钢
表面负荷：
1.00m3/m2·h
数量：
1座
中心筒
安装形式：
竖立安装
规格：
Ф600×1800
回流泵
规格型号：
WQ2130-204
功率：
1.50kw
扬程：
7m
流量：
25m3/h
数量：
1台
防护等级：
IP68
绝缘等级：
F级
水泵叶轮：
灰口铸铁
泵壳：
灰口铸铁
泵轴：
不锈钢AISI431
轴承：
合金钢，寿命大于10000小时
机械密封寿命：
大于30000小时
生产厂家：
凯泉泵业
排泥泵
规格型号：
WQ2130-204
功率：
1.50kw
扬程：
7m
流量：
25m3/h
数量：
1台
防护等级：
IP68
绝缘等级：
F级
水泵叶轮：
灰口铸铁
泵壳：
灰口铸铁
泵轴：
不锈钢AISI431
轴承：
合金钢，寿命大于10000小时
机械密封寿命：
大于30000小时
生产厂家：
凯泉泵业
6.污泥池
有效容积：
50m3
外形尺寸：
2000×6000×4500mm
材质：
钢砼结构
数量：
1座
7.设备间
设计为砖混结构一间，内设置二台风机、处理站操作及维修设备和一台控制柜。
建在调节池上方。
基本尺寸：
6000×3000×3000mm
第七章、电器与控制
一、概述
为了保证污水处理站生产的稳定的效率，减轻劳动强度，改善工作环境，同时为了实现污水处理现代化生产管理，因此在本工程的自控仪表设计中，充分考虑到污水站工艺的特点，选用质量可靠的先进可编程序控制系统，以保障检测数据的准确和控制的及时有效。
本工程拟采用德国西门子控制系统，对污水处理站的工艺过程进行自动控制、集中管理。
德国西门子控制系统由可编程序逻辑控制器（PLC）及检测仪表组成。
拟在配电间内设PLC控制系统。
二、微机控制操作设计
整个处理系统控制采用德国西门子PLC程序控制器作为中央控制器，以控制正常处理水量的工作程序。
程序主要控制调节池的二台污水提升泵；生化设备曝气时的二台回转式鼓风机的相互切换工作；沉淀池
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