一體化生活污水處理系統方案賞析

 　　一、工程概況

　　生活污水中主要污染物為CODcr、BOD5、油脂、SS等。如不對此污水進行處理，直接排入水體，將對環境產生極大的污染。為了保護環境，現需對此污水進行處理方案設計，促使處理設備的性能保持長期安全穩定運行，并使出水水質達到《污水綜合排放標準》中的一級標準。

　　二、設計依據

　　《污水綜合排放標準》GB8978-96;

　　《生活雜用水水質標準及檢驗方法》CJ/T48-1999;

　　《城鎮污水處理廠出水處理主要排放標準》(GB18918-2002);

　　《城市污水再生利用城市雜用水水質》GB/T18920-2002;

　　《污水再生利用工程設計規范》;

　　《生物接觸氧化法設計規程》;

　　《鼓風曝氣系統設計規范》;

　　《建筑給排水設計規范》GBJ15-88;

　　《城市區域環境噪聲標準》GB3096-93;

　　《鋼制焊接常壓容器技術條件》JB880;

　　《工業自動化儀表工程施工及驗收規范》GBJ93-86;

　　《井用潛水泵技術條件》GB/T2817/91;

　　《格柵除污機技術條件》ZBJ/88013-90;

　　《設備油漆、包裝技術條件》JB/T2862-92;

　　根據用戶提供水質、水量及相關資料。

　　三、設計范圍

　　生活污水處理站污水進水口至出水口內的工藝、結構、電氣與自控等。不包括土建工程的施工、處理站外輸送管道、裝飾工程、暖通和消防等。我公司提供土建基礎設計資料。

　　污水處理站的設計主要分為污水處理和污泥處理及處置兩大部分。

　　a)污水處理

　　調查研究污水的水質水量變化情況，選擇技術成熟、經濟合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩定的方案。

　　b)污泥處理與處置

　　通常小型的污水處理站污泥處理有兩種方法：一是污泥濃縮機械脫水處理;二是污泥干化處理。考慮污泥濃縮機械脫水處理業主投資大，而污泥濃縮干化處理對周圍衛生有影響。由于本工藝中設有污泥消化系統，產生污泥量極少，為此，本工程產生的污泥進入污泥濃縮池只作簡單的濃縮處理后，采用糞車抽吸外運。

　　四、設計原則

　　1、嚴格執行國家現行的環保技術標準、規范，遵守國家和地方環保部門的有關法律、法規及排放標準和設計規范。

　　2、選用先進、合理、可靠的處理工藝，在確保處理排放標準的前提下，做到操作簡便、管理方便、占地小、投資省、運行費用低。

　　3、設計時避免減少二次污染，使廢氣和污泥得到最終處置。改善操作人員的衛生條件，貫徹安全生產和清潔文明生產的方針。

　　4、提高污水處理站的管理水平，在設計時重點考慮自動化控制，從而減輕操作人員的勞動強度，便于集中管理和操作。

　　5、在工藝設計時，有較大的靈活性、可調性，以適應水量、水質的變化。以提高系統的靈活性、可變性、適應性和先進性;并考慮系統的事故應急排放措施。

　　6、采用污泥前置回流硝化工藝，以降低污泥產生量;在污泥池采用好氧消化，保證無二次污染源的產生。

　　7、因地制宜，合理布置，有效地利用空間和場地。

　　8、在設計時必須考慮地下室的通風，防止二次污染的發生，并保證機電設備的正常運行。

　　9、確保處理出水水質達到《污水綜合排放標準》中的一級標準。

　　五、水質、水量

　　生活污水處理的設計水量Q=3m3/h。設計選用一套處理量為3 m3/h的組合式一體化污水處理系統設備。根據貴方提供的資料，水質按常規生活污水水質

　　六、工藝流程及說明

　　1、工藝簡介

　　生活污水收集后采用二級生物處理+絮凝沉淀過濾工藝，去除水中主要污染物質，使處理出水達到或優于上述水質要求。

　　本污水主要工藝過程設計如下：

　　總述：生活污水由污水管網收集，經格柵進入調節池，格柵截留污水中的懸浮物和漂浮物，調節池中污水由提升泵提升至一體化污水處理裝置，污水處理裝置集厭氧水解酸化、好氧生物接觸氧化、沉淀池、殺菌消毒為一體的集成污水處理裝置。裝置出水進入消毒水池后自流入集水池，經提升泵至全自動一體化凈水裝置;全自動凈水采用絮凝反應、沉淀、過濾為一體的組合式裝置，自動運行及反沖洗，出水自流入清水池，清水池的水可回用于綠化、沖洗路面、沖廁等，多余水自流排放。

　　2、工藝原理

　　生活污水通過格柵攔污后的污水直接進入調節池，設置調節池的目的是調節污水的水量和水質，為防止懸浮物在調節池內沉淀，在調節池底布有穿孔曝氣管，采用間隙曝氣。

　　本工程污水中有機成份較高，BOD5/CODcr>0.5，可生化性較好，因此采用生物處理方法大幅度降低污水中有機物含量是最經濟的。由于生活污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標，因此污水處理采用缺氧好氧A/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為A級池和O級池兩部分。調節池內污水采用污水提升泵提升至A級生化池，進行生化處理。在A級池內，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉化為N2，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質。所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，最終消除氮的富營養化污染。經過A級池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于完全的情況下，硝化作用能順利進行，特設置O級生化池。

　　A級池出水自流進入O級池，O級生化池的處理依靠自養型細菌(硝化菌)完成，它們利用有機物分解產生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養源，將污水中的氨氮轉化為NO2--N、NO3--N。O級池出水一部分進入沉淀池進行沉淀，另一部分回流至A級池進行內循環，以達到反硝化的目的。在A級和O級生化池中均安裝有填料，整個生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在A級池內溶解氧控制在0.5mg/l左右;在O級生化池內溶解氧控制在3mg/l以上，氣水比15：1;

　　O級生化池一部分出水回流進入A級池，回流比為2:1;一部分流入豎流式沉淀池，進行固液分離;沉淀池固液分離后的出水進入消毒池，經消毒后提升至后續處理環節。沉淀池沉淀下來的污泥由我公司引進日本技術生產的目前國內最先進的脈沖氣提裝置，一部分提升至A級池，進行內循環;一部分提升至污泥濃縮池;污泥濃縮池內濃縮后的污泥采用糞車外運作農肥處理。

　　經生化處理后的污水進入消毒池進行消毒處理后，通過泵提升至全自動一體化凈水裝置，通過投加絮凝劑及助凝劑，使絕大部分懸浮物、細菌尸體等在全自動一體化凈水裝置的絮凝反應區絮凝成大而密實的絮體進入沉淀區后沉淀下來，通過泥斗排出，上清液進入過濾區，通過石英砂機械過濾后自流進入清水池;過濾區采用虹吸原理自動反沖洗，以完成對過濾區的再生復用。

　　七、工藝結構說明

　　1、固定格柵

　　在調節池進口設置1臺固定格柵，格柵間隙為5mm，主要攔截大顆粒固體物及塑料袋之類物，防止進入調節池，以減輕有機物負荷和防止堵塞污水泵，其固定格柵機架材質為SS304不銹鋼。

　　2、調節池

　　由于水質、水量不穩定。為保證后續設備能正常運行，需設一調節池，調節有效容積為30m3，在池中設預曝氣裝置，使污水中的沉淀物不沉積，且起到混合均一作用。另設2臺污水泵，一用一備。該泵具有切割、撕裂功能，不易堵塞;調節池設計停留時間為10小時。

　　3、水解酸化池

　　調節池的污水經污水泵提升到水解酸化池中，水解酸化池是一種兼氧池，采用折流推進工藝，其作用在于將污水中大分子有機物經發酵細菌分解為可溶性有機小分子，為后續好氧處理提供有利條件，停留時間為3小時。在水解池中設有組合式填料，有利于發酵細菌附著于填料上，這樣增大了發酵細菌和污水中有機物的接觸面積，更好地降解污水中有機物的含量。在水解池中設有氣攪拌裝置，促使污水中污泥不宜沉淀下來，使污泥呈懸浮狀態，這樣，吸附在污泥上的發酵細菌更好地能接觸到污水中的有機物。組合填料容積率為50%。

　　4、接觸氧化池

　　水解池的污水自流到接觸氧化池內，接觸氧化池是一種以生物膜為主，兼有活性污泥的生化處理裝置，通過供氧源，污水中的有機物被微生物所吸附、降解，使水質得到凈化。

　　接觸氧化池在池內設置高比表面積彈性填料，填充率為70%，比表面積達240m2/m3，容積負荷為0.8Kg BOD5/m3d,并采用低噪音回轉式風機供氧，氣水比為15：1，曝氣采用目前較先進的膠膜曝氣頭，該裝置在運行過程中不會堵塞，曝氣均勻，氧利用率高等優點，污水有效總停留時間為5.0小時。

　　5、斜管沉淀池

　　污水自接觸氧化池自流到斜管沉淀池，以除去好氧處理過程中，好氧菌新陳代謝產生的生物膜脫落下來形成的污泥，沉淀池中設有斜管，以增加沉淀效果，出水槽設計成可調液位的齒形集水槽，總停留時間為2小時，沉淀表面負荷為1.00 m3 /m2.h。沉淀下來的污泥用氣提進入污泥池進行好氧消化，通過消化可減少剩余污泥量的80%，上清液回流到調節池，剩余污泥定期用吸糞車抽出外運，作農田肥料。

　　6、消毒池

　　生活污水消毒接觸時間按規范采用30分鐘，消毒劑采用二氧化氯進行消毒。使水中的大腸桿菌之類有害細菌殺死，這樣能殺滅水中有害病原菌，以達到排放標準。

　　7、污泥池

　　沉淀池沉淀下來的污泥用氣提泵抽入污泥池，在污泥池中設置曝氣裝置，對污泥進行好氧氧化，以減少剩余污泥量。設計污泥池有效容積為3m3。

　　8、風機

　　風機選用日本獨資生產的回轉式鼓風機，其型號為HC-50S兩臺一用一備，風量為1.00m3/min,風壓為0.3kgf/cm2,電機功率為1.5KW。其風機具有體積小、風量大、噪聲低、耗能省、運轉平穩、安裝方便、低轉速、磨損小、使用壽命長等特點。

　　9、二氧化氯發生器

　　本方案考慮二氧化氯消毒，二氧化氯與液氯相比，具有投加方便，安全性高，是目前應用最廣泛的污水消毒方法。液氯的泄漏容易造成中毒危害，防護條件和防護措施比較復雜。二氧化氯發生器是采用電解法產生二氧化氯氣體，再由水射器溶解二氧化氯氣體進入污水中進行消毒殺菌，以達到去除水中大量細菌的目的，并可去除一部分氨氮和COD。投加量按10g/m3計，則選用發生量為30g/h的二氧化氯發生器。

　　10、全自動一體化凈水裝置

　　采用FA型全自動一體化凈水裝置，集絮凝反應、沉淀、過濾為一體的處理裝置，裝置進水懸浮物小于1500mg/L時，出水懸浮物小于3mg/L。配套一臺全自動絮凝劑加藥裝置。

　　11、電器與自控

　　本工程總裝機容量為6.0kw，實際運行容量為3.0kw，電源引自配電房，單獨設一套配電柜用于控制污水站用電，電源采用三相五線制380/220V，設備整個系統控制采用PLC作中央控制，主要控制四臺水泵、二臺風機、兩臺排水泵和電磁閥的相互切換開、停等工作，并備有過壓、缺相、短流等保護功能。 污水泵、風機的啟動停止受調節池液位浮球控制，在低液位時，二臺水泵停止工作，且停的時間超過1.0小時，風機一臺工作30分鐘后停止，以此類推。在中液位時一臺水泵、一臺風機工作，且調節池預曝;高液位時兩臺水泵工作，一臺風機工作。沉淀池提泥采用氣提方式，由電磁閥控制進氣，每4小時開啟氣提電磁閥2分鐘，氣提時關閉預曝氣電磁閥。

　　八、場地布置

　　場地布置可按實際地形布置，污水處理裝置占地表面積為16.0×11.2m，本處理系統的主體生化部分及絮凝沉淀過濾部分均設計在室內，便于日后的維護保養。調節池、污泥池、消毒池和清水池采用鋼筋混凝土結構，在調節池上設置動力設備操作間，房間內安裝風機、消毒間及控制用控制柜。

　　九、人員編制和運行管理

　　污水站設備技術管理和操作工為一人兼管，負責清理格柵和風機、水泵的日常維護，一般情況下由電氣控制進行自動控制。

　　十、運行成本

　　1、兼職管理，人工費不計：

　　2、耗電費用：3×0.5÷3.0=0.5元/噸水

　　3、加藥費用：ClO2投加量以6g/噸水投加，ClO2發生器產生1Kg ClO2氣所耗電費為5度、Nacl為4 Kg，Nacl按市售價為1.0元/ Kg計;則加藥費用為：0.006×5×0.5+0.006×4×1=0.04元/噸水

　　4、排污費(抽污泥)每年6次，每車300元計，每次清理1車，則：(300×6×1)÷(240×30×12)=0.021元/噸水

　　5、合計：每噸污水處理成本約：1+2+3+4=0.561元/噸水

　　十一、設備性能檢驗和試驗

　　水泵和風機運行無震動、無雜聲，電機電流正常。

　　彈性填料容重必須保證在不少于3Kg/m3。

　　組合填料每片的醛化絲重量不少于3g。

　　曝氣器出具檢驗報告及合格證。

　　電控柜符合設計要求。