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云南丽江100方(m3/d)某生活污水中水处理工程项目
作者:筑泓小编 发布日期:2020-01-02 14:45:58


污水处理站经济技术指标一览表

项 目 经济技术指标
工程名称 100 m³/d生活污水处理站工程技术方案
建设单位  
编制单位 云南筑泓环保设备制造有限公司
处理规模 100 m³/d
处理工艺 调节池+A/O+MBR工艺的组合处理工艺
出水水质 出水水质达到中华人民共和国城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB /T18920-2002)中的绿化用水水质标准,并回用于绿地灌溉
占地面积 ----平方米
建造形式 地埋式.玻璃钢材质一体化污水处理设备
质量标准 水质达标回用
设计人员 葛师、全师
审核人员 吴经理

概况

1.1 项目概况

建设单位积极响应当地政府政策要求,从环境治理以及提升区域总体基础设施环境建设层次的角度出发,决定建设本污水处理站工程,对项目内产生的生活污水,实现处理达标回用于绿地灌溉。应贵方单位要求,本项目污水处理站工程的设计规模为100 m³/d,原水主要为生活污水,出水水质需要满足中华人民共和国城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB /T18920-2002)中的绿化用水水质标准

设计依据

2.1 标准规范

Ø 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)
Ø 《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)
Ø 《室外排水设计规范》GB50013-2006
Ø 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
Ø 《云南省地表水水环境功能区划》(2010-2020年)
Ø 《环境空气质量标准》(GB3095-2012)
Ø 《工业企业噪声控制设计规范》(GB/T50087-2013)
Ø 《建筑结构荷载设计规范》(GB50009-2012)
Ø 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
Ø 《给水排水工程结构设计规范》(GB50069-2002)
Ø 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2011)
Ø 《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2001)
Ø 《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
Ø 《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)
Ø 《建筑防雷设计规范》(GB50057-2011)
Ø 《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011)
Ø 《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)
Ø 其它行业标准及相关设计规范

2.2 基础资料

(1)建设单位提供的水量、水质、用地等原始设计资料
(2)同类废水处理设计经验和工程实践。

2.3 设计原则

(1)执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法规、规范、标准以及云南省地方条例规定;
(2)以技术先进可靠、经济合理为原则,选择满足出水水质要求并且能适应当地条件、节约能耗、降低成本的处理工艺,科学安排运行方式;
(3)选择高效节能、先进稳妥的污水处理工艺,提高处理效果,减少基建投资和日常运行费用,降低对周围环境的污染;
(4)选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备;
(5)采用自动化程度较高、技术可靠,经济合理的自控系统;
(6)妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥,避免二次污染;
(7)适当考虑污水处理站周围地区的发展状况,在设计上留有余地。

2.4 设计范围

(1)根据贵方建设规划要求,本工程设计包括:处理工艺的设计和处理设备的选择、配置和安装。
(2)在电力配置方面,本工程所需的供电电源由业主方提供,本工程不涉及供电方面的设计内容。
(3)在公用系统方面,本项目涉及到的用水由处理系统自行供给,用水主要包括MBR膜反洗用水和消毒剂的调配用水。
(4)包含整个污水处理工程项目的运营操作、管理的相关培训。

设计水质水量及排放标准

3.1 设计规模

按业主要求,本项目设计废水处理规模为100 m3/d。

3.2 污水来源及性质

根据建设单位提供的相关资料,该项目污水是一种综合生活污水,含有一定量的有机和无机污染物,可生化性较好,易生化降解,另外还含病菌、大肠杆菌和寄生虫等,成份较为复杂。生活污水经化粪池处理后排入污水处理系统中进行处理。

3.3 设计水质

3.3.1 设计进水水质

(1)本项目生活污水水质分析及出水水质确定
本污水处理站工程所处理的原水为综合生活污水,参考设计手册中国内典型生活污水水质,及省内部分污水处理厂进水水质,具体水质指标如下表所示。

国内典型的生活污水水质
 
指标 浓度(mg/L) 指标 浓度(mg/L)
中常 中常
悬浮物SS 350 220 100 COD 1000 400 250
非挥发性SS 75 55 2O TN 85 40 20
挥发性SS 275 165 80 有机氮 35 15 8
BOD5 400 200 100 氨氮 50 25 12
溶解性 200 100 50 TP 15 8 4
悬浮物 200 100 50 无机磷 10 5 3

省内部分污水处理厂进水水质   单位:mg/l

指标 CODcr BOD5 TN NH3-N SS
大理市第一污水处理厂2017年2季度监督监测进水水质 290 140 40 25.2 300
昆明市第三污水处理厂 150-200 70-130 25-30 21.4 100-300
昆明市第四污水处理厂 310 164 26.4 23.6 227
通海县污水处理厂 437.6 124 30.3 24.6 310
江川县污水处理厂 185.9 74.1 23.4 25.6 86

参考云南省内现有污水处理厂生活污水进水水质,与国内典型生活污水水质相比,处于低到中常之间,略偏向于中常水平。本项目涉及小区生活污水主要有:冲厕废水、洗浴废水、商业及公共建筑产生的污水,污水来源与现有城镇污水处理厂进水非常相似。为保证本项目污水处理效果,进水水质综合以上数据,按略高于现有污水处理厂进水水质且低于全国经典污水水质中常水平的前提下进行取值,具体数据见下表。

项目区污水设计进水水质  单位:mg/l
 
指标 CODcr BOD5 TN NH3-N SS TP
本项目设计进水水质 350 180 50 26 200 2


1.1.1 设计出水水质:

根据贵方提供的相关资料,经本污水处理设施处理后的的出水水质需达到中华人民共和国城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB /T18920-2002)中的绿化用水水质标准
主要水质标准值如下表:

城市杂用水水质标准:

序号 项目 冲厕 道路清扫、消防 城市绿化 车辆冲洗 建筑施工
1 PH值 6.0~9.0
2 色度(度) ≤30
3 无不快感
4 浊度(NTU) ≤5 ≤10 ≤10 ≤5 ≤20
5 溶解性固体 ≤1500 ≤1500 ≤1000 ≤1000
6 五日生化需氧量BOD5(mg/L) ≤10 ≤15 ≤20 ≤10 ≤15
7 氨氮(mg/L) ≤10 ≤10 ≤20 ≤10 ≤20
8 阴离子表面活性剂 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.5 ≤1.0
9 铁(mg/L) ≤0.3 ≤0.3
10 锰(mg/L) ≤0.1 ≤0.1
11 溶解氧(mg/L) ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0
12 总余氯(mg/L) 接触30min总余氯≥1.0mg/L,管网末端≥0.2 mg/L
13 总大肠菌群(个/L) ≤3个/L

废水处理工艺的选择

1.1 工艺选择基本原则

(1)技术合理、实用性和可操作性
污水处理站是建设项目配套的环保设施,起着污染治理和保护环境的双重任务,在选择工艺时应因地制宜,选择成熟可靠、处理效果好的工艺,因此我们强调的是技术的合理性、实用性和可操作性,而不简单地提倡技术的先进性。
(2)经济节能
节省工程的投资是整个污水处理设施建设的重要前提。根据处理标准,选择简捷紧凑的处理工艺,尽可能地减少占地、力求降低地基处理和土建造价。同时,必须充分考虑节省电耗和药耗,把运行费用减至最低。
(3)操作简便,易于管理
在工艺选择过程中,必须充分考虑该领域现状运行管理水平,尽可能做到设备选型合理、维护方便、采用可靠实用的自动化技术。
(4)注重工艺本身对水质及其水量变化的适应性及处理出水的稳定性。
(5)为保证污水处理系统正常运转,供电系统需有较高的可靠性,采用双回路电源,且污水站运行设备有足够的备用率。
(6)在污水站征地范围内,厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下,使各处理构筑物尽量集中,节约用地,扩大绿化面积,并留有发展余地。
(7)污水站竖向设计力求减少厂区填方量和节省污水提升费用。
(8)污水站建筑风格力求统一,简洁明快、美观大方,并与厂区周围环境相协调。

1.2 水站运行时间的确定

本项目中为有效节省污水处理系统构筑物及设备投资费用,同时为保证生化处理系统的正常运行,保证污水处理系统处理后出水水质,本项目污水站运行时间设计为24h。

1.3 污水处理站建设形式

为保证污水站建成后不影响项目区及周围景观及方便操作维护检修,污水处理站设备间为地上式,其余水池为全地下式,水池顶板根据甲方意愿可覆土500mm,进行绿化,最终与整体景观有较好的协调和补充。

1.4 常用工艺简介

1.4.1 一级处理工艺简介

一级处理也称为预处理,多采用物理法,主要有格栅、沉淀、隔油、隔砂等,主要作用为去除污水中不溶解的悬浮物。

①格栅,一般由一组平行的栅条组成,斜置于泵站集水池的进口处,去除水中悬浮物,污水中的污染物一般以三种形态存在:悬浮(包括漂浮)态、胶体和溶解态。污水物理处理的对象主要是可能堵塞水泵叶轮和管道阀门及增加后续处理单元负荷的悬浮物和部分的胶体,因此污水的物理处理一般又称为废水的固液分离处理。格栅运用原理悬浮固体受到一定的限制,废水流动而将悬浮固体抛弃。

②隔油池,是指利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式,含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池,沿水平方向缓慢流动,在流动中油品上浮水面,由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀下来的重油及其他杂质,积聚到池底污泥斗中,通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的废水则溢流入排水渠排出池外,进行后续处理,以去除乳化油及其他污染物。

③化粪池,是过滤沉淀的设备。其原理是固化物在池底分解,上层的水化物体,进入管道流走,防止了管道堵塞,给固化物体(粪便等垃圾)有充足的时间水解。化粪池(septic tank)指的是将生活污水分格沉淀,及对污泥进行厌氧消化的小型处理构筑物。

④调节池,广义定义:指的是用以调节进、出水流量的构筑物。 狭义定义:为了使管渠和构筑物正常工作,不受废水高峰流量或浓度变化的影响,需在废水处理设施之前设置调节池。对水量和水质的调节,调节污水pH值、水温,有预曝气作用,还可用作事故排水。一般不连续排水时都要做成有水量缓冲功能的,若有多股水,水质差别较大,尤其是pH这样进生化系统必须调整到正好这样的参数有很大变化时,则应考虑均质。

综合以上,管网汇水需流入化粪池中,发生水解酸化,使得固化物体沉降,并去除部分细菌。化粪池即为本项目的预处理方式。

1.4.2 二级处理工艺简介

目前,常用的污水好氧处理工艺有:氧化沟法、SBR法、生物接触氧化法、A/O法和A²/O工艺等技术。

① SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术,又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静态沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。

②生物氧化接触法,主要利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。其原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以达到净化污水的目的。老化的生物膜不断脱落下来,随水流入二次沉淀被沉淀去除,生物接触氧化法的处理构筑物是浸没曝气式生物滤池,也称生物接触氧化池,其特点表现为污泥生成量少,不存在污泥膨胀问题。同时该系统内微生物对污水水质和水量的变动具有较好的适应能力,耐冲击负荷能力较强,对毒性物质也有较好的抵抗性。在运行一定阶段后污泥龄较长,微生物在种属上呈多样性,可以形成稳定的小生态系统。硝化菌和亚硝化菌也可以生长,具有一定的反硝化能力。

 ③ A/O法,是指污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氨,然后在好氧自养型亚硝化细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐,再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐,至此完成硝化反应;在缺氧条件下,兼性异养细菌利用或部分利用污水中的有机碳源为电子供体,以硝酸盐替代分子氧作电子受体,进行无氧呼吸,分解有机质,同时,将硝酸盐中的氮还原成气态氮,至此完成反硝化反应。

④A²/O,亦称A-A-O工艺,即厌氧-缺氧-好氧,是应用最广泛的脱氮除磷工艺。该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下:1)厌氧反应器:原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器,其主要功能是释放磷,同时对部分有机物进行氨化;2)缺氧反应器:污水经厌氧反应器进入该反应器,其首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q--原污水量);3)好氧反应器--曝气池:混合液由缺氧反应器进入该反应器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的,这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD(或COD)则得到去除,流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。

根据本项目污水处理工艺设计原则,出水水质标准等因素,对目前常用的污水好氧处理技术进行比较,其中建设投资参考环发2013年130号文,结果如下表所示:
 
常见污水好氧处理工艺比选表
 
工艺名称 生物接触氧化法 SBR法 水解酸化法 A/O法 A²/O法
污染物去除率 较高 较高 较高 较高
占地面积 适中 适中 适中 适中
运行维护 运行时根据实际进水水质调节曝气量 水量发生变化时要调整排水比和运行状态,要及时观察污泥状态,保证污泥活性。 反应过程中产生的气体要经过处理达标后方能够排放 运行维护简单 运行维护简单
工艺特点 兼有活性污泥法和生物膜法的优点,表面积大、污泥浓度高、污泥龄长、氧利用率高、节省动力消耗、污泥产量少。 可在一个反应器中完成污水净化、脱氮、除磷的过程,但运行过程中污泥活性对污染物去除率影响较大 对水质变化敏感,水力负荷、有机负荷变化较大时,会导致污水处理后无法达标,通过要与其他工艺联合使用。 流程简单,设置硝化、反硝化 ,具有脱氮除磷功能,污泥量较大。 投资费用少,减少污泥膨胀,抗冲击负荷能力强,具有较高的脱氮除磷功能
 

通过以上比较,A/O法不但能取得比较满意的脱氮效果,而且同样可取得较高的COD去除率。综合本项目实际情况,二级处理选用A/O法作为本项目生化处理工艺
 

1.1.1 三级处理工艺简介

污水深度处理常用技术主要有:过滤、吸附、离子交换、膜分离技术等工艺,深度处理能够进一步处理生化处理中未能去除的污染物质,其中,过滤法是物理去除污染物的方法之一,该工艺运行维护简单,建设成本较低,运行稳定。吸附工艺是利用吸附剂的表面能,将与之接触的污染物质吸附在其表面,从而实现去除污染物的目的,吸附法主要用于去除水中的微量污染物,吸附工艺需要不定期更换吸附剂,污染物处理效果与吸附剂吸附能力有关,出水不是很稳定。离子交换法是用离子交换剂上的离子和水中离子进行交换,从而去除污水中污染物质的方法。离子交换剂很难再生,需要不定期更换交换剂,污染物去除效果与交换剂使用情况相关,出水不稳定。膜分离技术常用的方法有:电渗析、反渗透、超过滤、微孔膜过滤、MBR等。膜分离技术有以下特点:①分离过程不发生相变,能量转化的效率高;②分离过程在常温下进行,特别适于热敏性物料分离、分级和浓缩;③适用范围广,分离效率高;④装置紧凑,占地省,操作简单,易于自动化等。综合以上几种深度处理工艺进行列表对比分析如下:
 
膜分离技术基本特性表
 
处理技术 处理对象 透过组分 使用条件 膜类型 推动力
电渗析 高盐废水 0.0004-0.1μm小离子 500mg/l≤盐含量≤4000mg/l 离子交换膜 电场力
反渗透 含盐废水、高分子废水 0.0004-0.06μm水 ss≤500mg/l的污水 非对称膜或复合膜 1-10MPa压力差
微滤 水中SS、高分子物质 0.02-10μm粒子,ss ss≤300mg/l的污水 多孔膜 ≤0.1MPa压力差
超滤 水中大分子物质 10-200大分子溶质 ss≤50mg/l的污水 非对称膜 0.1-1MPa压力差
MBR 水中SS、高分子、大分子物质 ss、0.02-10μm粒子、10-200大分子溶质 ss≤500mg/l的污水 非对称膜、复合膜、多孔膜 0.1-10MPa压力差

结合以上对目前常用的污水深度处理技术的介绍,下面就各深度处理技术进行比较,结果如下:

 生活污水深度处理工艺分析表
 
工艺名称 吸附离子交换法 MBR法 过滤处理
污染物去除率 较高 较高 适中
占地面积 较大
建设投资 较高 较高 适中
运行维护 运行维护较为复杂运行费用较高,需定期更换吸附/离子交换柱 需要不定期反洗,更换膜,运行维护费用较高 运行维护简单,能够实现全自动运行,运行费用较低

通过以上对比,本项目的三级处理深度处理阶段选择膜分离技术作为深度处理工艺。参考《膜分离法污水处理工程技术规范》(HJ579-2010)中,相关内容描述,采用MBR技术,可以根据进出水水质要求,灵活选择:反渗透膜、微滤膜、超滤膜中的一种或几种膜,该技术有以下优点:出水水质优质稳定、剩余污泥量少、占地面积小设置不受场合限制、可去除氨氮及难降解有机物、操作管理方便易于实现自动控制。基于MBR技术的特点,该技术已成为目前最常用的污水深度处理技术。

1.1 消毒处理方案的选择

1.1.1 常用的消毒处理方法

常用的污水处理工艺消毒方法有氯消毒、紫外、臭氧、热处理等。

(1)氯消毒

投加次氯酸钠是氯消毒中常用的一种方式,次氯酸钠和水发生下列反应:

NaClO + H2O = HClO + NaOH
HClO → HCl + [O]

次氯酸钠消毒杀菌最主要的作用方式是通过它的水解作用形成次氯酸,次氯酸再进一步分解形成新生态氧[O],新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性,从而使病原微生物致死。

(2)紫外线消毒

紫外线消毒是一种物理消毒方法, 紫外线消毒并不是杀死微生物, 而是去掉其繁殖能力进行灭活。紫外线消毒的原理主要是用紫外光摧毁微生物的遗传物质核酸( DNA 或RNA ), 使其不能分裂复制。除此之外, 紫外线还可引起微生物其他结构的破坏。

(3)臭氧消毒

臭氧( O3 ) 是氧( O2 ) 的同素异形体, 常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力( 仅次于氟), 能氧化大部分有机物 。

(4)二氧化氯消毒

二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍, 氧化能力是氯气的2. 5倍左右, 它是一种强氧化剂 ,二氧化氯性质不稳定, 只能采用二氧化氯发生器现场制备。 

1.1.1 消毒工艺比选及确定

常见消毒工艺的对比如下表所示:

常见消毒工艺对比表
 
项目 液氯 次氯酸钠 二氧化氯 臭氧 紫外线
杀菌有效性 较强 最强
效能 对细菌 有效 有效 有效 有效 有效
对病毒 部分有效 部分有效 部分有效 有效 部分有效
对芽孢 无效 无效 无效 有效 无效
一般投加量(mg/L) 5—10 5—10 5—10 5—10  
接触时间/min 10—30 10—30 10—30 5—10 10—100s
一次投资 较低 较高
运转成本 便宜 较便宜 最贵 较便宜
优点 技术成熟,投配设备简单,有后续消毒作用 可以海水或浓盐水做原料,也可购买商品次氯酸钠,使用方便 使用安全可靠,有定型产品 能有效去除中水中残留有机物、色、臭,受中水温度、pH影响 杀菌迅速,无化学药剂
缺点 有臭味、残毒,使用时安全措施要求高 维护管理 现场制备,维修管理要求高 现场制备,设备管理复杂,剩余臭氧需做消除处理 消毒效果受出水水质影响大,设备无定型产品,货源不足
简单
使用条件 大、中型中水处理厂,最常用方法 中、小型中水处理工程 中、小型中水处理厂 有要求出水水质较好,排入水体的卫生条件要求较高 随着设备组建成熟,正日益广泛运用
 

通过以上比选,综合运行成本和管理方式,并综合贵方意愿,本项目采用投加次氯酸钠的方式进行消毒。该方法快速持久、效率高、安全无毒、便于管理。
 

1.1 辅助处理方法的选择

1.1.1 污泥处理

污泥处理 (sludge treatment )是指对污泥进行浓缩、调质、脱水、稳定、干化等减量化、稳定化、无害化的加工过程。
本项目污水处理站的处理规模不大。另外考虑到整个系统为地下构筑物,如果设立污水脱水系统不方便操作,且设立污泥脱水设备会带来臭味问题(污泥脱水间是污水处理系统中最大的臭味产生源)。
根据以上运行情况,不宜设置污泥脱水系统。但为保证处理系统正常稳定运行,污泥池置于成套一体化污水处理设备中,将多余污泥贮存、浓缩和消毒,由甲方不定期外运,统一处置

1.1.2 曝气方式

本项目所选用工艺包含生化处理,对于生化处理的关键就是缺氧好氧阶段的生物降解,较为常用的曝气方式有:微孔底曝、射流曝气、转刷表曝、跌水曝气等不同方式,其中在中小型污水处理站中采用最多的是微孔底曝和射流曝气。本方案内就不同曝气方式的充氧效率、曝气效果建设投资等进行以下对比分析:

鼓风机+微孔曝气曝气与潜水射流曝气工艺优劣对照表
 
序号 项目 鼓风机+微孔曝气 射流曝气
1 充氧效率 产生气泡细、多,汽水接触面积大,冲氧效果好,充氧率较高 产生气泡较大、为气水混合物
充氧率较低
2 曝气效果 曝气管及曝气头遍布整个水池,曝气均匀 仅在曝气机前方有较好的布气效果,
容易产生死角
3 建设投资 投资低,设备数量少 投资高,虽然减少了曝气管的费用
但相应曝气设备配备数量多
4 运行调控性 可根据水量多少决定开启曝气风机数量,备用机轮更换简单,且不影响使用效果。 一旦安装完成,就不能够随意增减曝气机数量,否则将影响曝气效果,不能实现备用机轮换,否则影响使用效果。
5 设备维护性 设备放在设备间中不直接与污水接触,更换和维护简单。 设备摆放在污水中,易堵塞,较易
出问题,更换和维护困难
6 设备通用性 应用广泛,设备通用性好 应用面窄,设备通用差
 

根据以上分析,本项目生化处理阶段所需的曝气方式采用溶氧效率和氧转移效率高的低噪音回转式鼓风机+微孔曝气头
 
 

1.1 工艺确定

综上所述,本设计 A/O+MBR工艺作为本工程的主体工艺。
本项目所需要处理的废水为综合生活污水,主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。存在于生活污水中的有机物极不稳定,容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中ss有机物为营养而大量繁殖,可导致传染病蔓延流行。近年来,MBR处理生活污水的出水水质优良,得到广泛认可,本设计采用MBR工艺。为保证MBR工艺的高效运行达到最好的处理效果,在MBR前端采用A/O工艺,能够取得比较满意的脱氮效果,同样可达到高的COD和BOD的去除率,减少MBR池的运行负荷。
A/O+MBR 工艺的联合使用出水水质优良可直接达标外排或回用。

工艺流程说明

2.1 工艺流程图


 

1.1 工艺流程简介

综合生活污水经管网汇集在化粪池内进行预处理。化粪池出水流入成套一体化污水处理设备中进行处理。

本项目成套一体化污水处理设备内含:调节池+A(缺氧池)+O(好氧池)+MBR膜池+清水消毒池+污泥池。污水在一体化污水处理设备中的净化过程及原理如下:污水自流进入调节池中初步降解NH3-N、COD、BOD等污染物指标,再通过潜污泵将调节池内的污水提升至缺氧反应池中,经过缺氧生化反应去除NH3-N、COD、BOD等污染物指标,之后污水自流进入好氧反应池中,在好氧环境下继续降解污水中的污染物质,污水在好氧池末端,通过回流泵的作用下,回流到缺氧池,从而实现污水的循环处理净化。缺氧池、好氧池底部均安装有微孔曝气系统,曝气机送来的压缩空气扩散到混合液中,以供活性污泥有所需的溶解氧,池中的活性污泥在新陈代谢过程中将污水中的有机物氧化分解,此时污水已经去除大部分BOD、COD、SS、以及氨氮等有机物。好氧池中的部分污水,自流进入好氧MBR膜池中,MBR膜系统自带曝气头,因此,污水在通过MBR膜过滤的同时也在进行好氧反应,同时MBR膜在曝气作用下,不断对膜表面进入吹扫,可以避免膜表面形成生物膜。MBR膜池出水进入清水消毒池中进行最后的消毒,最终满足回用要求,根据业主方实际情况进行回用。污泥池中污泥经自然沉淀浓缩后,由业主方不定期抽吸外运处理,上清液自流至调节池。

水质净化分析

本项目选用的是化粪池+A/O+MBR的组合工艺,就综合进水水质和出水水质,列出每个水处理工艺环节的污染物去除率:

指标 CODcr BOD5 TN NH3-N SS TP
生活污水设计进水水质 350 180 50 26 200 2
化粪池污染物去除率 40% 35%     65%  
污水中污染物剩余值 210 117 50 26 70 2
A/O工艺污染物去除率 85% 85.00% 70% 85% 90% 85%
污水中污染物剩余值 31.5 17.55 15 3.9 7 0.3
MBR膜污染物去除率 75% 70.00% 80% 85% 95% 80%
污水中污染物剩余值 7.875 5.265 3 0.585 0.35 0.06
设计出水水质(一级A标准) 50 10 15 8 10 0.5
削减率(%) 97.75% 97.08% 94.00% 97.75% 99.83% 97.00%


通过对污水中污染物最终剩余值进行分析,通过化粪池+A/O+MBR的组合工艺,出水可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准,可直接外排。

工艺设计参数

设计处理能力:设计废水处理规模为100 m³/d,每天运行24h;设计小时流量为4.17 m³/h 。

1.1 化粪池

根据《钢筋混凝土化粪池标准图集》03S720的相关规定,化粪池有效容积计算公式为:
W=W1+W2
式中,W-----化粪池有效容积,m³
W1-----化粪池内污水部分容积,m³
W2-----化粪池内污泥部分容积,m³
本项目设计的化粪池水力停留时间为12h,清掏周期为90d。  

1.2 调节池

调节池是稳定污水处理系统进水水量,保证处理系统能够稳定运行的构筑物。污水处理站是24h连续运行,调节池按2-4小时水力停留时间设计。调节池设计参考平流式沉淀池设计公式进行设计。
污水泵选型:由于市场上水泵的选型均大于所设计的流量,因此水泵的使用过程中需要设置分流管,用于水力搅拌。水泵的选择建议选用1.25倍的设计流量选择,设计流量可以通过阀门和转子流量计进行精确的调整,保证进水流量与设计流量相同。水泵的运行方式为:(1)当水位达到启泵水位时,水泵启动;(2)水位下降至停泵水位时停泵,如此循环。

1.3 厌氧池

厌氧池指非充氧池(区),溶解氧浓度一般小于0.2  mg/L,主要功能是进行磷的释放。根据《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》(HJ576-2010)中厌氧池有效容积计算公式为:
Vn——厌氧池容积,m³;
tp——厌氧池(区)水力停留时间,根据规范选用2h;
Q——污水设计流量,m³/d;

1.4 缺氧池

缺氧池指非充氧池(区),溶解氧浓度一般小于0.2 - 0.5 mg/L,主要功能是进行反硝化脱氮。根据《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》(HJ576-2010)中缺氧池有效容积计算公式为:
Vn——缺氧池容积,m³;
Q——污水设计流量,m³/d;
Nk——生物反应池进水总凯氏氮质量浓度,mg/l;
Nte——生物反应池出水总氮质量浓度,mg/l;
△Xv——排出生物反应池系统的微生物量,kg/d;
Kde(T)——T℃时脱氮速率(NO3-N/MLSS),kg/(kg•d);
X——生物反应池内混合液悬浮固体(MLSS)平均质量浓度,g/l;
Kde(20)——20℃时的脱氮速率(NO3-N/MLSS),kg/(kg•d),宜取0.03-0.06;
T——设计水温,℃;
y——单位体积混合液中,MLVSS占MLSS的比例,g/g;
Yt——污泥总产率系数(MLSS/BOD5),kg/kg,;宜根据试验资料确定,无试验资料时,系统有初沉池时取0.3-0.5,无初沉池时取0.6-1.0;
So——生物反应池进水五日生化需氧量浓度,mg/l;
Se——生物反应池出水五日生化需氧量浓度,mg/l。
根据水力停留时间校核:2-4h
q——设计污水流量,m³/h;
t——水力停留时间,h;
配置设备:缺氧池填料填充率按设计标准选定。

1.5 好氧池

好氧池指充氧池(区),溶解氧浓度一般不小于2 mg/L,主要功能是降解有机物、硝化氨氮和过量摄磷。根据《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》(HJ576-2010)中好氧池有效容积计算公式为:
式中:
V0——好氧池(区)容积,m³;
Q——污水设计流量,m³/d;
S0——生物反应池进水五日生化需氧量浓度,mg/L;
Se——生物反应池进水五日生化需氧量浓度,mg/L;
θco——好氧池(区)设计污泥泥龄值,d;
Y1——污泥总厂率系数,kgmlss/kgBOD5,宜根据试验资料确定,无试验资料时,系统有初沉池时取0.3~0.5,无初沉池时取0.6~1.0;
X——生物反应池内混合液悬浮固体(MLSS)平均浓度,gMLSS/L
F——安全系数,取1.5~3.0;
H——硝化菌生长速率,d-1
Na——生物反应池中氨氮浓度,mg/L;
KN——硝化作用中氮的半速率常数,mg/L,一般取1.0;
T——设计水温,℃。
各个生物反应池所需要的氧的曝气量不同,以下为曝气量的测算方式:
根据规范,反应池设计需氧量按以下公式计算:
式中:
O2——设计需氧量,kgO2/d;
Q——设计水量;
S0——接触氧化池进水,mg/l;
Se——接触氧化池出水,mg/l;
ΔXv——排出系统微生物量,kg/d;
Nk——进水总凯氏氮浓度,mg/l;
Nke——出水总凯氏氮浓度,mg/l;
Nt——进水总氮浓度,mg/l;
Noe——出水硝态氮浓度,mg/l;
a——碳的氧当量,1.47;
b——氧化每公斤氨氮所需氧量,kgO2/kgN;
c——细菌细胞氧当量1.42。
供气量校核
根据规范规定,对于生活污水、城镇污水或水质与之类似的工业废水,最小气水比不宜小于2:1-3:1,最大气水比不宜超过15:1-20:1。
混合液回流泵的设计:根据《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》(HJ576-2010),混合液回流比一般取值范围为100 %-400 %,本项目根据规范规定,从范围中取一定值作为本项目的回流比值。

1.1 MBR膜池

MBR为膜生物反应,是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术。利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤,实现泥水分离。一方面,膜截留了反应池中的微生物,使池中的活性污泥浓度大大增加,达到很高的水平,使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底;另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明,得到高质量的产水。膜池设置 MBR 膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫等系统。MBR 膜区内的吹扫(曝气)有两个用途,一是用于膜组件周围的气水振荡, 保持膜表面清洁, 二是为提供生物降解
所需要的氧气。通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中,可以有效截留硝化菌,使硝化反应顺利进行,有效去除氨氮;同时可以截留难于降解的大分子有机物,延长其在反应器中的停留时间,使之得到最大限度的降解。 剩余污泥通过膜区剩余污泥泵定期排出,可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。本工艺有较高的COD的去除率,可达到90%以上,BOD的去除率可达到95%以上,产水悬浮物和浊度近于零,水质良好稳定,可以直接回用。

MBR 工艺广泛运用于污水处理工程中,存在以下明显的优点:

(1)出水水质优良、稳定。
(2)工艺简单。由于膜的高效分离作用,不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池。
(3)占地面积少。处理单元内生物量可维持在高浓度,使容积负荷大大提高,同时膜分离的高效性,使处理单元水力停留时间大大缩短。
(4)污泥排放量少,只有传统工艺的30%,污泥处理费用低。
(5)膜生物反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质,可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用并扩大污水回用范围。
(6)系统抗冲击性强,适应范围广。
(7)较好的设备化和自动化,管理简便。
(8)模块化设计,易于扩容。

1.2 清水/消毒池

经膜过滤的出水尚有一部分病毒不能被去除,出水再经消毒即可达标回用,本设计采用次氯酸钠消毒。消毒池出水即可达标外排。

工程清单

1.1 主要构筑物一览表主要构筑物一览表

序号 名称 单位 数量 备注
1 成套一体化污水处理设备 1 防腐玻璃钢材质
2 清水池 1 根据业主方意愿,可自选:钢混结构或玻璃钢材质,容积暂定
3 设备间 1 根据业主方意愿,可自选:钢混结构、砖砌最终与整体环境协调

1.2 主要设备清单一览表

序号 名称 规格型号 单位 数量
1 格栅池内粗格栅 4目钢丝网 2
2 格栅池内细格栅 8目钢丝网 2
3 切割式污水提升泵 50WQ10-20-2.01),口径:De50mm,流量:6 m³/h,扬程:20m,功率:2.0加配原装法兰弯头 1用1备
4 缺氧池填料 弹性填料  
5 缺氧池曝气盘 型号:φ215,材质:硅胶膜  
6 MBR膜池混合液回流泵 型号:60WQ15-20-2.5JY)(1),流量:6m³/h,扬程:20m,380V,2.5KW,口径:De60,必须加配原装法兰弯头 1用1备
7 好氧池填料 弹性填料  
8 好氧池曝气头 型号:φ215,材质:硅胶膜  
9 MBR膜 /  
10 MBR膜池出水泵 型号:40G10-18SZ,Q=7m3/h,扬程:20吸程:9m,N=2.5w,口径:1.5寸,法兰连接 1用1备
11 MBR膜反洗泵 型号:40G10-18SZ,Q=7m3/h,扬程:16m,吸程:9m,N=2w,口径:1.5寸,法兰连接 1用1备
12 污泥提升泵 流量:6 m³/h,扬程:20m,380V,2.5KW,口径:De60,必须加配原装法兰弯头 1用1备
13 回转式鼓风机 HC-40S,Q=0.59m3/min,P=0.5kgf/cm2,N=0.75Kw,380V 1用1备
14 浮球控制器 浮球式  
15 控制系统 含PLC控制系统  
16 弯头、三通、法兰等 De160、De50、De40等  
17 污水、污泥管等 De160、De50、De40等  
18 止回阀、球阀、闸阀、调节阀等 De50、De40等  
19 电线电缆(电机与控制柜接线) 与系统配套3*1.5²/2*1.5²/2*0.752等  

以上设备及所需材料为初步设计清单,不做为最终清单,需根据现场实际情况再定!

本工程遵循适用、先进、美观、经济的原则,满足建设方要求,符合我国有关的规范、规程和规定。采用新的设计手法,树立新的设计概念。环境设计、立面造型等方面、力求清晰、简洁。
本项目涉及的建筑为设备间,占地面积大于等于3㎡。

电气仪表设计

1.1 设计依据

根据工艺等有关专业提供的设备配置容量和推荐的方案等有关技术资料要求,进行本工程项目的电气设计。本废水处理站处理规模为100 m3/d。

本工程电气设计执行的规范如下:

(1)《10kV及以下变电所设计规》            (GB50053-94)
(2)《供配电系统设计规范》              (GB50052-2009)
(3)《3-110kV高压配电装置设计规范》       (GB50060-2008)
(4)《电力工程电缆设计规范》            (GB50217-2007)
(5)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 (GB50058-2014)

1.2 设计范围

(1)工艺设备的供配电;
(2)操作间的照明、防雷和接地。

1.3 继电保护

1. 电源进线采用低压负荷开关进行短路及过负荷保护。
2. 低压进线总开关设过载长延时、短路速断保护,低压设备及馈电线路设短路及过负荷保护。
设备内的所有子设备均通过配套的控制系统启动。
本项目所使用的所有子设备,均可采用自动控制和手动控制两种控制方式,两种控制方式,设有手动/自动转换开关,当置于手动状态时,可在机旁就地手动操作,主要用于单机检修、调试。当置于自动状态时,可在PLC进行单元自动控制。正常运行采用自动控制方式。

1.4 照明

室内照明采用荧光灯。

1.5 自控设计

根据工艺要求,本系统的控制对象主要对泵、搅拌机的阀们等开关量设备进行控制,辅以pH值、液位等模拟量监控。
自控的主要要求:工艺设备的启停;
报警内容:设备状态异常、电源故障;
主要控制回路:泵与液位的联锁控制。处理设备采用液位计检测控制相应泵的启停,在控制柜统一操作。

运行管理

2.1 人员编制

结合该污水处理站实际情况和采用的工艺技术和装置设备,确定本污水处理站为全自动运行,可由1名后勤工作人员兼职维护即可。

2.2 管理设施

本工程主要的管理设施包括:
1.本工程主体构筑物。
2.本工程中的各配电线路及机电设备。
3.本工程设施的自控、监控、检查、观测等附属设备。
4.本工程的通讯、照明线路。
5.本工程安全、卫生。

2.3 运行管理内容

1)定时巡视生产现场,发现问题及时处理并做好记录。
2)根据进水水质、水量变化,及时调整运行条件。
3)及时整理汇总、分析运行记录,建立运行技术档案。
4)及时清理栅渣和运送污泥,减小对环境的影响。
5)建立处理构筑物和设备、设施的维护保养工作及维护记录的存档。
6)建立信息系统,定期总结运行经验。

2.4 检修维护

1)检修维护内容:整体设备检修维护和子设备检修维护;
2)维护期限一年,自设备安装完成之日算起,该时间为设备实际安装完成时间,与设备安装调试完成后的单据签收时间无关;
3)本设备根据其使用操作说明书的规定,定期进行维护;
4)各子设备需定期进行维护和检查。

2.5 故障处理

1)各子设备发生故障时,其检修以不影响整个工程的运行为原则,单独检修完成后,再投入正常使用,检修时可切换到并联系统运行保证一定的处理能力。
2)若设备处于自动控制状态时发生故障,需立即将其切换至现场手动控制,待修复后重新投入正常控制。
3)出现严重故障时,认真做好记录,及时通知专业厂家或技术人员检修。

售后服务及保障措施

3.1 技术服务内容

a.调试前工程设计,包括设计方案编制,设计文件编制,施工图设计(总平面、工艺、土建、非标设备及标准设备选型、管路、电气系统等),在合同签订后规定时间内完成并提交设计图纸及设计文件。
b.若土建工程由我方负责实施,甲方需做好三通一平工作;工艺设备工程由我方负责采购、安装等现场技术指导,并解决现场施工实际技术问题。
c.系统工程调试,包括设备调试、开车试运行。
d.起草制订操作规程和负责操作人员技术培训。
为使污水处理站正常稳定运行,除设计、土建施工、设备质量、工程安装是主要原因外,操作人员的熟练操作,掌握技能十分重要,是保障系统日常运行可靠性的关键措施,故加强对操作人员的技术培训尤为必要和重要。
人员技术培训(包括上技术课,提供操作规程和技术规范资料等),由我单位负责。通过技术培训,使操作人员懂处理工艺,懂设备性能,懂操作技术,懂设备维修、保养和管理,会熟练操作,会排除一般性故障。确保污水处理工程(装置)正常、稳定运行和处理后水质达到设计要求。
我们还将按照以下主要措施对项目管理人员提供培训。(1)在污水处理站进行不少于7个完整工作日的技术工人安全作业以及现场操作培训以及不少于2个完整工作日的高级技术管理人员的技术培训服务;(2)在培训技术后,在业主同意的条件下,对所有污水处理系统相关管理人员进行专业培训测试。

3.2 售后服务

我公司严格按技术标准生产产品、设备品牌、设备规格及技术标准提供全新设备,不以次充好假充真;提供污水处理设备出厂合格证。
我公司承诺设备质保期一年,质保期内非人为损害及自然灾害等不可抗力因素外、设备自身出现任何问题都由我公司无条件进行维修或更换,质保期外若设备出现问题,我公司在接到维修电话后24小时候内作出反应、对接设备问题后可到现场进行维修或更换,我公司收取费用不得高于市场价。

附件-----公司案例图

地埋式一体化污水处理设备、玻璃钢材质

云南丽江100方(m3/d)某生活污水中水处理工程项目

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