第一章  工程概況

本公司受業(yè)主委托，本著對業(yè)主高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，根據(jù)給排水有關(guān)設(shè)計依據(jù)，結(jié)合公司所做的污水工程經(jīng)驗，按國家相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，對該項目做以下具體的方案設(shè)計，為用戶提供較為理想、投資省、處理效果好的工藝設(shè)備。設(shè)備采用A/O/O 生物處理新工藝，配有自控系統(tǒng)裝置，有自動切換，報警功能，無需專人管理。對污水處理設(shè)施、設(shè)備和工藝進(jìn)行方案設(shè)計，以供各方?jīng)Q策和參考。

為嚴(yán)格遵守有關(guān)環(huán)境法規(guī)，保護(hù)環(huán)境，本著經(jīng)濟建設(shè)和環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行的“三同時”原則。我單位受投資者邀請，在進(jìn)行初步調(diào)研，并經(jīng)多項生活污水處理成功的實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，編制該地區(qū)污水設(shè)計方案，以供有關(guān)部門決策、實施。

針對生活污水的具體水質(zhì)的特點，本方案擬采用常規(guī)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(wěn)定，主要設(shè)備采用優(yōu)質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)的箱體，考慮到生活區(qū)內(nèi)周邊環(huán)境和衛(wèi)生問題，故該生活污水處理工程決定采用全埋地式結(jié)構(gòu)，上部覆土，可種植花木、草坪，進(jìn)一步美化環(huán)境。

第二章  設(shè)計依據(jù)、設(shè)計原則及設(shè)計范圍

1、設(shè)計依據(jù)

1）建設(shè)單位提供的水量等基礎(chǔ)資料

2）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918-2002；

3）《低壓配電裝置及線路設(shè)計規(guī)范》（GB50054-92）

4）《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50062-92）

5）《室外排水設(shè)計規(guī)范》1997年修訂（GBJ14-87）

6）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ15-88）

7）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GBJ16-87）

8）《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ69-84）

9）《給水排水設(shè)計手冊》（1~11冊）

10）《水處理設(shè)備制造技術(shù)條件》JB2932-1996；

11）《水處理設(shè)備油漆、包裝技術(shù)條件》ZBJ98003-1987；

12）《水處理設(shè)備原材料入廠檢驗》ZBJ98004-1987；

13）《水污染防治設(shè)備 安全技術(shù)規(guī)范》JB8939-1999；

14）《生物接觸氧化法設(shè)計規(guī)范》CECS128：2001；

15）《工業(yè)產(chǎn)品使用說明書 總則》GB9969.1-1998；

16）國家及行業(yè)、企業(yè)其他相應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

17）我公司所完成同類工程所取得的實際經(jīng)驗和實際工程參數(shù)

2、設(shè)計原則

1）嚴(yán)格執(zhí)行國家現(xiàn)行的環(huán)保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，遵守國家和地方環(huán)保的有關(guān)法律、法規(guī)及排放標(biāo)準(zhǔn)；

2）選用先進(jìn)、合理、可靠的處理工藝，在確保處理排放達(dá)標(biāo)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）本工程系環(huán)境工程，尤其要注意環(huán)境保護(hù)，避免和減少二次污染。要求改善勞動衛(wèi)生條件，貫徹安全生產(chǎn)和清潔文明生產(chǎn)的方針；

4）為了提高污水處理站管理水平，設(shè)計全自動程序控制，減輕操作人員的勞動強度；

5）合理選用優(yōu)質(zhì)配件，降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低系統(tǒng)運行成本；

6）在工藝設(shè)計時，有較大的靈活性，可調(diào)性，以適應(yīng)水量、水質(zhì)的周期變化。

7）因地制宜，合理布局，有效地利用空間和場地。

3、設(shè)計范圍

1）從污水處理格柵井開始到處理設(shè)備的排放口為止。

2）污水工程的工藝流程，工藝設(shè)備選型，工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)布置，電氣控制說明等設(shè)計工作。

3）污水處理工程的鋼砼工藝結(jié)構(gòu)，設(shè)備的施工、安裝、調(diào)試等工作。

4）污水工程的動力配線，由業(yè)主將主電引至污水工程的配電控制箱，配電分配箱至各電器使用點將由我公司負(fù)責(zé)。

5）不包括廢水的收集管網(wǎng)及廢水排出界區(qū)的外排水管網(wǎng)。

第三章  設(shè)計水質(zhì)水量

1、污水來源

本污水處理系統(tǒng)的污水主要來自農(nóng)村生活污水排水。

2、污水性質(zhì)

綜合生活污水。

3、污水水量

根據(jù)業(yè)主提供資料，該農(nóng)村長住人數(shù)為12000人，則每天污水處理量為1800噸，每天按照20小時運行。則本方案按一套90m³/h生活污水設(shè)計處理運行。

4、污水進(jìn)水水質(zhì)（參考一般生活污水水質(zhì)）

5、設(shè)計出水水質(zhì)

污水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。

第四章  處理工藝

1、污水水量與水質(zhì)情況分析

1）本項目污水來水不均勻程度較高，水質(zhì)、水量變化較大（K_Z=2.0），由于水量與水質(zhì)具有較大的不均勻性，因此必須考慮設(shè)置均質(zhì)均量的調(diào)節(jié)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(biāo)有要求。

4）根據(jù)環(huán)保部門對污水排放的要求，本污水處理工藝除了去除有機物外還應(yīng)能去除氨氮，使出水達(dá)到排放要求。

2、工藝思路

根據(jù)上述進(jìn)出水水量和水質(zhì)的情況，我公司考慮污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、沉淀池澄清等物化處理手段；

2）首先通過格柵攔截，對污水進(jìn)行預(yù)處理，目的是初步降低無機顆粒物質(zhì)的含量，提高污水的同一性和可生化性；接著由提升泵定量提升至調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)后的污水通過缺氧好氧A/O/O生物接觸氧化法，利用生物膜的作用使有機污染物首先轉(zhuǎn)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(fù)荷高、施工簡易、體積小、運行穩(wěn)定可靠、管理方便、維修更換方便等優(yōu)點；生化池的出水進(jìn)入二沉淀池進(jìn)行固液分離，二沉淀池具有固液分離效果好、投資省、對沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力強、施工簡易等特點；經(jīng)該工藝處理后能確保污水經(jīng)處理后各項指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)。

3）工藝流程簡捷、工程造價低、運行經(jīng)濟、便于管理。

3、污水處理技術(shù)說明

1）攔污設(shè)施

本工程原水中固體雜質(zhì)含量較高，為確保提升泵等設(shè)備正常工作和保證后續(xù)處理構(gòu)筑物正常運行，擬在處理主體工藝的前段設(shè)置攔污設(shè)施。

2）生物接觸氧化法

生物接觸氧化法屬于生物膜法，具有以下優(yōu)點和特點：

u 生物接觸氧化法生物池內(nèi)設(shè)置填料，由于填料的比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物體量都高于活性污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(fù)荷；

u 由于相當(dāng)一部分微生物固著生長在填料表面，生物接觸氧化法可不設(shè)污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理方便；

u 由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬于完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力；

u 由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，當(dāng)有機物容積負(fù)荷較高時，其F/M（F為有機基質(zhì)量，M為微生物量）比可以保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量可相當(dāng)于或低于活性污泥法；

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

u 利用系統(tǒng)中培養(yǎng)的硝化菌及脫氮菌，同時達(dá)到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的，與經(jīng)普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統(tǒng)相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地面積少。

u A/O/O生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較一般生物處理系統(tǒng)少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。

u A/O/O生物法較一般生物處理系統(tǒng)相比耐沖擊負(fù)荷高，運行穩(wěn)定。

u A/O/O生物處理系統(tǒng)因?qū)?/span>NO₂-N轉(zhuǎn)化成N₂，因此不會出現(xiàn)硝化過程中產(chǎn)生NO₂-N的積累，而1mg/ NO₂-N會引起1.14mgCOD值，因此只硝化時，雖然氨氮濃度可能達(dá)標(biāo)，但COD濃度卻往往超標(biāo)嚴(yán)重。采用A/O/O生物處理系統(tǒng)不僅能解決有機污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標(biāo)小于15mg/l?？傊?jīng)過本工藝流程，出水的各項指標(biāo)均能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-96。

3）污水處理工藝流程

本污水主要工藝過程設(shè)計如下：污水通過機械格柵攔污后的污水直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池，設(shè)置調(diào)節(jié)池的目的調(diào)節(jié)污水的水量和水質(zhì)，為防止懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉淀。

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(jīng)濟的。由于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(xiàn)出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標(biāo)，因此污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(diào)節(jié)池內(nèi)污水采用污水提升泵提升至A級生化池，進(jìn)行生化處理。在A級池內(nèi)，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO₂^--N、NO₃^--N轉(zhuǎn)化為N₂，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細(xì)胞物質(zhì)。所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續(xù)O級生化池的有機負(fù)荷，以利于硝化作用進(jìn)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(yǎng)化污染。經(jīng)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(jìn)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(jìn)行，特設(shè)置O級生化池。

A級池出水自流進(jìn)入O級池，O級生化池的處理依靠自養(yǎng)型細(xì)菌（硝化菌）完成，它們利用有機物分解產(chǎn)生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為NO₂^--N、NO₃^--N。O級池出水一部分進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，另一部分回流至A級池進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，以達(dá)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(nèi)溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O級生化池內(nèi)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(jìn)入A級池，；一部分流入豎流式沉淀池，進(jìn)行固液分離。

沉淀池沉淀下來的污泥由氣提裝置，一部分提升至A級池，進(jìn)行內(nèi)循環(huán)；一部分提升至污泥池；污泥池內(nèi)的污泥定期采用糞車外運作農(nóng)肥處理。

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(yè)主投資大，而污泥濃縮干化處理對周圍衛(wèi)生有影響。由于本工藝中設(shè)有污泥消化系統(tǒng)，產(chǎn)生污泥量極少，為此，本工程產(chǎn)生的污泥只作簡單的濃縮處理后，由人工每年清理外運作農(nóng)肥。

第五章  處理工藝設(shè)施簡要說明

● 格柵井（砼）

格柵井設(shè)置于調(diào)節(jié)池內(nèi)污水源頭進(jìn)水一端，設(shè)計考慮節(jié)約用地和投資。

格柵井內(nèi)設(shè)置人工格柵，通過人工格柵攔截去除生活污水中較大的懸浮物固體、紙屑，保護(hù)水泵及后續(xù)管路系統(tǒng)不被堵塞。并在格柵井上設(shè)置蓋板，防凍。

● 調(diào)節(jié)池

在整個處理系統(tǒng)中設(shè)置了污水調(diào)節(jié)池。通過調(diào)節(jié)池設(shè)置，能充分平衡水質(zhì)、水量，使污水能比較均勻進(jìn)入后續(xù)處理單元，提高整個系統(tǒng)的抗沖擊性能減少處理單元的設(shè)計規(guī)模。有利于降低運行成本和水質(zhì)波動帶來的影響。在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置空氣攪拌裝置,防止發(fā)生沉淀現(xiàn)象,同時可以起到水質(zhì)均衡的作用。設(shè)置液位自動控制裝置，水泵將根據(jù)液位自動開啟。

調(diào)節(jié)池設(shè)計水力停留時間8小時，采用鋼砼結(jié)構(gòu)。池內(nèi)設(shè)潛水排污泵。

● 缺氧池

由于污水中的有機成分較高，BOD₅/CODcr=0.5可生化性好，因此設(shè)計采用生物膜法。

因為生活污水中有機氮含量高，在進(jìn)行生物降解時會以氨氮的形式出現(xiàn)，所以排入水中的氨氮的指標(biāo)會升高，而氨氮也是一個污染控制指標(biāo)，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(jìn)水中的有機物碳源進(jìn)行反硝化，使進(jìn)水中NO₂^-、NO₃^-還原成N₂達(dá)到脫氮作用，在去除有機物的同時降解氨氮值。

● 接觸氧化池

污水經(jīng)缺氧池處理后，自流進(jìn)入接觸氧化池，從而進(jìn)入接觸氧化階段，即進(jìn)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，污水中的有機物被微生物所吸附、降解，使水質(zhì)得到凈化。

在設(shè)計過程中考慮接觸氧化時間較長為宜，即6小時，內(nèi)部設(shè)高比表面積彈性填料，填充率為70%，比表面積近500m²/m³，在設(shè)計面積負(fù)荷時也應(yīng)充分考慮周圍環(huán)境，能確保較好的處理效率。因此設(shè)計負(fù)荷應(yīng)選擇比較低的值：0.83kg/m³·日。池內(nèi)氧氣由章丘羅茨風(fēng)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(jìn)的膠膜曝氣頭。該裝置在運行過程中永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，具有曝氣氣孔小，氧的利用率高等優(yōu)點，與傳統(tǒng)曝氣形式相比，具有無可比擬的優(yōu)點。

接觸氧化是一種以生物膜法為主兼有活性污泥法的生物處理工藝。經(jīng)過充分充氧的污水，浸沒全部填料并以一定的速度流經(jīng)填料，生滿生物膜的填料表面經(jīng)過與充氧的污水充分接觸，使水中有機物得到吸附和降解，從而使污水得到進(jìn)化。

本設(shè)計采用國際上先進(jìn)的立體彈性填料，不僅比表面積大，且水流特性優(yōu)越。

由于大量微生物被固定在填料層表面，形成高濃度的污泥床，俗稱生物膜，它具有較強的耐負(fù)荷沖擊。

此種結(jié)構(gòu)由于沒有或極少量地產(chǎn)生懸浮性的活性污泥，因而不會產(chǎn)生污泥膨脹，這也是此法的一大特點。

此階段產(chǎn)關(guān)鍵在于填料層的生物培養(yǎng)與落床，只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。

● 沉淀池

污水經(jīng)過接觸氧化后，夾帶氧化過程中產(chǎn)生的少量的活性污泥及新陳代謝的生物膜，以及不能進(jìn)行生物降解的少量固形物，進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離。使水得到澄清排出。沉淀池采用豎流式，總停留時間2.0小時，沉淀的污泥全部回流至污泥池作進(jìn)一步消化減少剩余污泥。出水槽設(shè)計成可調(diào)液位的齒形集水槽，增加沉淀效果。

● 污泥池

沉淀生物濾池的污泥定時排入污泥池，進(jìn)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余污泥量約70%以上。污泥池上清液夾帶活化污泥回流至缺氧內(nèi)，剩余污泥定期清理（一般一年清除2次）。調(diào)節(jié)池、缺氧、好氧、二沉池等產(chǎn)氣均由ABS管排入高空落水管，以免造成二次污染。