農村生活汙水處理方案

第一章  工程概況

本公司受業主委托，本著對業主高度負責的態度，根據給排水有關設計依據，結合公司所做的汙水工程經驗，按國家相關的排放標準，對該項目做以下具體的方案設計，為用戶提供較為理想、投資省、處理效果好的工藝設備。設備采用A/O/O 生物處理新工藝，配有自控係統裝置，有自動切換，報警功能，無需專人管理。對汙水處理設施、設備和工藝進行方案設計，以供各方決策和參考。

為嚴格遵守有關環境法規，保護環境，本著經濟建設和環境保護同步進行的“三同時”原則。我單位受投資者邀請，在進行初步調研，並經多項生活汙水處理成功的實踐經驗的基礎上，編製該地區汙水設計方案，以供有關部門決策、實施。

針對生活汙水的具體水質的特點，本方案擬采用常規的“A/O/O生物接觸氧化”工藝，該處理工藝較為簡單，操作運行方便，日常費用低廉，出水穩定，主要設備采用優質的鋼結構的箱體，考慮到生活區內周邊環境和衛生問題，故該生活汙水處理工程決定采用全埋地式結構，上部覆土，可種植花木、草坪，進一步美化環境。

第二章  設計依據、設計原則及設計範圍

1、設計依據

1）建設單位提供的水量等基礎資料

2）《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》GB 18918-2002；

3）《低壓配電裝置及線路設計規範》（GB50054-92）

4）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》（GB50062-92）

5）《室外排水設計規範》1997年修訂（GBJ14-87）

6）《建築給水排水設計規範》（GBJ15-88）

7）《地下工程防水技術規範》（GBJ16-87）

8）《給水排水工程結構設計規範》（GBJ69-84）

9）《給水排水設計手冊》（1~11冊）

10）《水處理設備製造技術條件》JB2932-1996；

11）《水處理設備油漆、包裝技術條件》ZBJ98003-1987；

12）《水處理設備原材料入廠檢驗》ZBJ98004-1987；

13）《水汙染防治設備 安全技術規範》JB8939-1999；

14）《生物接觸氧化法設計規範》CECS128：2001；

15）《工業產品使用說明書 總則》GB9969.1-1998；

16）國家及行業、企業其他相應規範、標準。

17）我公司所完成同類工程所取得的實際經驗和實際工程參數

2、設計原則

1）嚴格執行國家現行的環保技術標準、規範，遵守國家和地方環保的有關法律、法規及排放標準；

2）選用先進、合理、可靠的處理工藝，在確保處理排放達標的前提下，做到操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運行費用低；

3）本工程係環境工程，尤其要注意環境保護，避免和減少二次汙染。要求改善勞動衛生條件，貫徹安全生產和清潔文明生產的方針；

4）為了提高汙水處理站管理水平，設計全自動程序控製，減輕操作人員的勞動強度；

5）合理選用優質配件，降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低係統運行成本；

6）在工藝設計時，有較大的靈活性，可調性，以適應水量、水質的周期變化。

7）因地製宜，合理布局，有效地利用空間和場地。

3、設計範圍

1）從汙水處理格柵井開始到處理設備的排放口為止。

2）汙水工程的工藝流程，工藝設備選型，工藝設備的結構布置，電氣控製說明等設計工作。

3）汙水處理工程的鋼砼工藝結構，設備的施工、安裝、調試等工作。

4）汙水工程的動力配線，由業主將主電引至汙水工程的配電控製箱，配電分配箱至各電器使用點將由我公司負責。

5）不包括廢水的收集管網及廢水排出界區的外排水管網。

第三章  設計水質水量

1、汙水來源

本汙水處理係統的汙水主要來自農村生活汙水排水。

2、汙水性質

綜合生活汙水。

3、汙水水量

根據業主提供資料，該農村長住人數為12000人，則每天汙水處理量為1800噸，每天按照20小時運行。則本方案按一套90m³/h生活汙水設計處理運行。

4、汙水進水水質（參考一般生活汙水水質）

5、設計出水水質

汙水排放標準執行GB18918—2002《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》中的一級B排放標準。

第四章  處理工藝

1、汙水水量與水質情況分析

1）本項目汙水來水不均勻程度較高，水質、水量變化較大（K_Z=2.0），由於水量與水質具有較大的不均勻性，因此必須考慮設置均質均量的調節池。

2）本類廢水BOD/COD值約0.5，可生化性較高。

3）排放要求中對病毒指標有要求。

4）根據環保部門對汙水排放的要求，本汙水處理工藝除了去除有機物外還應能去除氨氮，使出水達到排放要求。

2、工藝思路

根據上述進出水水量和水質的情況，我公司考慮汙水處理工藝的選擇必須依照如下思路：

1）總體思路采用成熟可靠的A/O/O生物接觸氧化法為處理工藝，同時輔以格柵攔截、沉澱池澄清等物化處理手段；

2）首先通過格柵攔截，對汙水進行預處理，目的是初步降低無機顆粒物質的含量，提高汙水的同一性和可生化性；接著由提升泵定量提升至調節池進行水質水量的調節，經調節後的汙水通過缺氧好氧A/O/O生物接觸氧化法，利用生物膜的作用使有機汙染物首先轉化為氨氮，同時通過好氧硝化和缺氧反硝化過程既去除有機物又去除了氨氮。生化池配以新型的高密型彈性立體填料，該填料具有負荷高、施工簡易、體積小、運行穩定可靠、管理方便、維修更換方便等優點；生化池的出水進入二沉澱池進行固液分離，二沉澱池具有固液分離效果好、投資省、對衝擊負荷和溫度變化適應能力強、施工簡易等特點；經該工藝處理後能確保汙水經處理後各項指標全麵達標。

3）工藝流程簡捷、工程造價低、運行經濟、便於管理。

3、汙水處理技術說明

1）攔汙設施

本工程原水中固體雜質含量較高，為確保提升泵等設備正常工作和保證後續處理構築物正常運行，擬在處理主體工藝的前段設置攔汙設施。

2）生物接觸氧化法

生物接觸氧化法屬於生物膜法，具有以下優點和特點：

u 生物接觸氧化法生物池內設置填料，由於填料的比表麵積大，池內充氧條件好，生物接觸氧化池內單位容積的生物體量都高於活性汙泥法曝氣池及生物濾池，因此生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；

u 由於相當一部分微生物固著生長在填料表麵，生物接觸氧化法可不設汙泥回流係統，也不存在汙泥膨脹問題，運行管理方便；

u 由於生物接觸氧化池內生物固體量多，水流屬於完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質水量的驟變有較強的適應能力；

u 由於生物接觸氧化池內生物固體量多，當有機物容積負荷較高時，其F/M（F為有機基質量，M為微生物量）比可以保持在一定水平，因此汙泥產量可相當於或低於活性汙泥法；

采用A/O/O生物處理工藝是近幾年來國內外環保工作者用以解決汙水脫氮的主要方法，該方法具有如下特點：

u 利用係統中培養的硝化菌及脫氮菌，同時達到去除汙水中含碳有機物及氨氮的目的，與經普通活性汙泥法處理後再增加脫氮三級處理係統相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地麵積少。

u A/O/O生物處理係統產生的剩餘汙泥量較一般生物處理係統少，而且汙泥沉降性能好，易於脫水。

u A/O/O生物法較一般生物處理係統相比耐衝擊負荷高，運行穩定。

u A/O/O生物處理係統因將NO₂-N轉化成N₂，因此不會出現硝化過程中產生NO₂-N的積累，而1mg/ NO₂-N會引起1.14mgCOD值，因此隻硝化時，雖然氨氮濃度可能達標，但COD濃度卻往往超標嚴重。采用A/O/O生物處理係統不僅能解決有機汙染，而且還能解決氮和磷的汙染，使氨氮的出水指標小於15mg/l。總之，經過本工藝流程，出水的各項指標均能達到《汙水綜合排放標準》GB8978-96。

3）汙水處理工藝流程

本汙水主要工藝過程設計如下：汙水通過機械格柵攔汙後的汙水直接進入調節池，設置調節池的目的調節汙水的水量和水質，為防止懸浮物在調節池內沉澱。

本工程汙水中有機成份較高，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汙水中有機物含量是最經濟的。由於汙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汙染控製指標，因此汙水處理采用缺氧好氧A/O/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。調節池內汙水采用汙水提升泵提升至A級生化池，進行生化處理。在A級池內，由於汙水中有機物濃度較高，微生物處於缺氧狀態，此時微生物為兼性微生物，它們將汙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，減輕後續O級生化池的有機負荷，以利於硝化作用進行，而且依靠汙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汙染。經過A級池的生化作用，汙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，同時在碳化作用趨於完全的情況下，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，將汙水中的氨氮轉化為NO₂^--N、NO₃^--N。O級池出水一部分進入沉澱池進行沉澱，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於附著在填料上的多種微生物來完成的。在A級池內溶解氧控製在0.5mg/l左右；在O級生化池內溶解氧控製在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，；一部分流入豎流式沉澱池，進行固液分離。

沉澱池沉澱下來的汙泥由氣提裝置，一部分提升至A級池，進行內循環；一部分提升至汙泥池；汙泥池內的汙泥定期采用糞車外運作農肥處理。

通常小型的汙水處理站汙泥處理有兩種方法：一是汙泥濃縮機械脫水處理；二是汙泥幹化處理。考慮汙泥濃縮機械脫水處理業主投資大，而汙泥濃縮幹化處理對周圍衛生有影響。由於本工藝中設有汙泥消化係統，產生汙泥量極少，為此，本工程產生的汙泥隻作簡單的濃縮處理後，由人工每年清理外運作農肥。

第五章  處理工藝設施簡要說明

● 格柵井（砼）

格柵井設置於調節池內汙水源頭進水一端，設計考慮節約用地和投資。

格柵井內設置人工格柵，通過人工格柵攔截去除生活汙水中較大的懸浮物固體、紙屑，保護水泵及後續管路係統不被堵塞。並在格柵井上設置蓋板，防凍。

● 調節池

在整個處理係統中設置了汙水調節池。通過調節池設置，能充分平衡水質、水量，使汙水能比較均勻進入後續處理單元，提高整個係統的抗衝擊性能減少處理單元的設計規模。有利於降低運行成本和水質波動帶來的影響。在調節池內設置空氣攪拌裝置,防止發生沉澱現象,同時可以起到水質均衡的作用。設置液位自動控製裝置，水泵將根據液位自動開啟。

調節池設計水力停留時間8小時，采用鋼砼結構。池內設潛水排汙泵。

● 缺氧池

由於汙水中的有機成分較高，BOD₅/CODcr=0.5可生化性好，因此設計采用生物膜法。

因為生活汙水中有機氮含量高，在進行生物降解時會以氨氮的形式出現，所以排入水中的氨氮的指標會升高，而氨氮也是一個汙染控製指標，因此在接觸氧化池前加缺氧池，缺氧池可利用回流的混合液中帶入的硝酸鹽和進水中的有機物碳源進行反硝化，使進水中NO₂^-、NO₃^-還原成N₂達到脫氮作用，在去除有機物的同時降解氨氮值。

● 接觸氧化池

汙水經缺氧池處理後，自流進入接觸氧化池，從而進入接觸氧化階段，即進入好氧處理。

接觸氧化池是一種生物膜法為主，兼有活性泥的生物處理裝置，通過提供氧源，汙水中的有機物被微生物所吸附、降解，使水質得到淨化。

在設計過程中考慮接觸氧化時間較長為宜，即6小時，內部設高比表麵積彈性填料，填充率為70%，比表麵積近500m²/m³，在設計麵積負荷時也應充分考慮周圍環境，能確保較好的處理效率。因此設計負荷應選擇比較低的值：0.83kg/m³·日。池內氧氣由章丘羅茨風機提供。氣水比也同時考慮較高的值：15:1，曝氣形式：微氣孔曝氣，曝氣頭考慮采用目前國際水處理較先進的膠膜曝氣頭。該裝置在運行過程中永遠不會出現堵塞現象，具有曝氣氣孔小，氧的利用率高等優點，與傳統曝氣形式相比，具有無可比擬的優點。

接觸氧化是一種以生物膜法為主兼有活性汙泥法的生物處理工藝。經過充分充氧的汙水，浸沒全部填料並以一定的速度流經填料，生滿生物膜的填料表麵經過與充氧的汙水充分接觸，使水中有機物得到吸附和降解，從而使汙水得到進化。

本設計采用國際上先進的立體彈性填料，不僅比表麵積大，且水流特性優越。

由於大量微生物被固定在填料層表麵，形成高濃度的汙泥床，俗稱生物膜，它具有較強的耐負荷衝擊。

此種結構由於沒有或極少量地產生懸浮性的活性汙泥，因而不會產生汙泥膨脹，這也是此法的一大特點。

此階段產關鍵在於填料層的生物培養與落床，隻要運行初期將此項工作做好，運行期間基本不用過問其它問題。

● 沉澱池

汙水經過接觸氧化後，夾帶氧化過程中產生的少量的活性汙泥及新陳代謝的生物膜，以及不能進行生物降解的少量固形物，進入二沉池進行固液分離。使水得到澄清排出。沉澱池采用豎流式，總停留時間2.0小時，沉澱的汙泥全部回流至汙泥池作進一步消化減少剩餘汙泥。出水槽設計成可調液位的齒形集水槽，增加沉澱效果。

● 汙泥池

沉澱生物濾池的汙泥定時排入汙泥池，進行厭氧消化/同時采用間隙好氧混合的方法，通過消化可以減少剩餘汙泥量約70%以上。汙泥池上清液夾帶活化汙泥回流至缺氧內，剩餘汙泥定期清理（一般一年清除2次）。調節池、缺氧、好氧、二沉池等產氣均由ABS管排入高空落水管，以免造成二次汙染。