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新农村生活污水处理工程案例

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新农村生活污水处理工程案例

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概述
1.1项目概述
项目名称:生活污水处理设计方案
项目规模:100t/d
设计单位:山东基旭环境工程有限公司
1.2村镇状况
1.2.1排水现状
根据甲方提供的数据,该小区常驻人口约为237人,按照日人均用水400L的标准。每天平均排水量约为100吨。
1.2.2污水处理厂建设的必要性
村镇污水处理厂建设工程,是水污染综合整治工程的重要组成部分,是村镇基础设施完善程度和衡量场镇现代化的标志之一,不仅反映了村镇的经济实力、社会发展和人口素质,同时还能随着环境的改善,增强对内资和外资的吸引力。污水处理系统的完善与否与地区的经济发展息息相关,经济的发展和环境的优美,是持续发展的根本保证。因此,兴建污水处理工程是十分必要的,产生的社会效益、环境效益和经济效益是无法用金钱来衡量的,是造福子孙后代的千秋大业。随着地区经济的活跃,城镇的发展将不断迈上新台阶,工业企业势必将不断增加,人口特别是外来人口在相当长的时期内仍有不断增长的趋势,若不尽快治理,必然导致污染的进一步加重,造成区域水质进一步恶化,人民生活环境脏、乱、差,场镇生态环境受到破坏,最终使环境污染问题成为制约经济发展的重要因素。
2.1.1污水处理站处理污水水量
根据提供的污水的相关资料,污水处理站处理污水的水量为:Qd=100 m3/d。
2.1.2污水处理站污水水质指标
根据我公司对城镇污水治理的经验,先确定该场镇污水处理站污水进水水质指标列表如下:

项目

pH

SS (mg/L)

BOD

(mg/L)

COD

(mg/L)

氨氮

(mg/L)

总磷

(mg/L)

动植物油(mg/L)

浓度

6~9

200

200

350

25

4

30

 
2.1.3污水处理排放标准
本项目执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准A级。该废水处理后应达到以下所示标准:
污水排放控制标准

项目

pH

SS (mg/L)

BOD5

(mg/L)

CODcr

(mg/L)

氨氮

(mg/L)

动植物油(mg/L)

粪大肠菌群数/(个/L

浓度

6~9

≤10

≤10

≤50

≤8

≤1

103

 
工艺方案选择原则
由于污水处理的建设和运行不但耗资较大,而且受多种因素的制约和影响,其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和费用降低最为关键,因此有必要根据确定的标准和一般原则,从整体优化的观念出发,结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求,选择切实可行且经济合理的处理工艺方案,经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
小城镇污水处理工艺设计应满足以下原则:
①根据进水水质组成和浓度选择经济有效的小城镇污水和污泥处理流程,确保出水能符合回用水质要求或排放的水质标准,并使污泥得到安全地利用和处置;
②处理工艺流程必须废水处理工艺和污泥处理工艺一并考虑,统一研究。
③综合考虑污水处理厂规模,当地气候、地质、地形、人员素质、经济水平等因素。
在本污水处理厂工艺方案确定中,除遵循以上原则外,还将遵循以下原则:
1)技术成熟,处理效果稳定,保证出水水质达到规定的排放要求。
2)基建投资和运行费用低,以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。
3)运行管理方便,运转灵活,并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数,最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。
4)选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟。
5)便于实现工艺过程的合理自动控制,提高管理水平,降低劳动强度和人工费用。
2.4.2工艺方案的设计
根据上述对污水水质的分析,本工程要求对BOD5、CODCr、SS、动植物油去除率要求较高。本方案设计的污水处理工艺选择将针污水量和污水水质以及当地经济条件、管理水平等考虑采用适应能力强、调节灵活、低能耗、低投入、占地少和操作管理方便的成熟处理工艺。下面将对各种工艺的特点进行论述,以便选择切实可行的方案。
1)BOD5/CODCr比值
污水BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODCr>0.45可生化性较好,BOD5/CODCr<0.3较难生化,BOD5/CODCr<0. 25不易生化。
分析村污水处理厂进水水质,BOD5=200mg/L,CODCr=350mg/L,BOD5/CODCr=200/350 =0.57,其可生化性属于较好类型的城镇污水,因此本工程适宜于采用生物处理工艺进行处理。
2)BOD5/TN(即C/N)比值
C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲,C/N≥2.86就能进行脱氮,但一般认为,C/N≥3.50才能进行有效脱氮。
分析确定的进水水质,C/N=200/25=8,满足生物脱氮要求。
3)BOD5/TP比值
该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。BOD5/TP的比值是衡量能否达到除磷效果的重要指标,一般认为该值要大于20,且比值越大,生物除磷效果越明显。
本工程的进水水质,BOD5/TP=200/4 =50,满足采用生物除磷工艺的条件。
综上所述,该方案进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺,而且还适宜于采用生物脱氮除磷工艺。
近年来,常用的生物脱氮除磷(二级强化生化处理)成熟的工艺有:A/O法、A/A/O法、AB法、SBR等。
1)、A/O(厌氧/好氧)法
新农村生活污水处理工程案例
 
A/O(Anaerobic/Oxic)工艺(有硝化)即厌氧/好氧工艺是厌氧区和缺氧区组成的最简单的强化生物除磷工艺。其工艺流程见图2-1。
 
图2-1  A/O法工艺流程框图
回流活性污泥被回流至厌氧区中,污泥中的聚磷菌在厌氧条件下,受到压抑而释放出体内的磷酸盐,产生能量用以吸收快速降解有机物,并转化为PHB(聚β羟丁基酸)储存起来。然后混合液进入好氧区,聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的PHB产生能量,用于细胞的合成和吸磷,形成高浓度的含磷污泥,随剩余污泥一起排出系统,从而达到生物除磷的目的。
在具有足够泥龄的条件下,BOD5在好氧池内被降解的同时,也完成硝化反应。
因为回流活性污泥被回流至厌氧区,在好氧区按硝化设计时,该系统也同时具有脱氮功能,其脱氮效率取决于活性污泥回流比。
A/O工艺有硝化时存在以下缺点:
为了避免回流活性污泥中所含硝酸盐氮破坏厌氧系统影响除磷效果,污泥回流量需要控制,因此其脱氮效率有限。也就是说该工艺的主要功能在于除磷。
因为要进行硝化反应,系统的泥龄比无硝化A/O工艺的要长,从而使除磷效率有所降低。
2)、 A/A/O法
新农村生活污水处理工程案例
 
A/A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在A/O工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区,好氧区具有硝化功能,并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化,使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有机物、氮和磷得到去除,达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。其流程见图2-2。
图2-2  A/A/O工艺流程框图
在系统上,该工艺是最简单的除磷脱氮工艺,在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下,可抑制丝状菌的繁殖,克服污泥膨胀,使得SVI值一般小于100,有利于泥水分离,在厌氧和缺氧段内只设搅拌机。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开,有利于不同微生物菌群的繁殖生长,脱氮除磷效果好。目前,该法在国内外广泛使用国内大中型污水处理厂。
A2/O法的缺点主要在于该工艺本身。脱氮需要保持较低的污泥负荷,以便充分进行硝化、达到较高的脱氮率,而生物除磷需要维持较高的污泥负荷、得到较大的剩余污泥量,以便达到较好的除磷效果,因此在设计中还需要采取必要的措施和进一步的优化,使两者有机结合在一块,以便达到最佳的除磷脱氮效果。
A2/O系列的缺点是流程复杂,必须设置单独的二沉池和鼓风机房,通常也需要前置初沉池,占地面积大,系统水头损失高;同时还需专门的回流设备和回流构筑物,管理水平要求较高。尽管如此,但该工艺相对成熟可靠,处理效果稳定,一般适用于具有较高运行管理水平的大型污水厂。
3)、 AB法
AB法是一种生物吸附-降解两段活性污泥法,A段负荷高,曝气时间短,约0.5 h,污泥负荷高达2~6 kg BOD5/kg MLSS·d;B段(可按A/A/O设计)污泥负荷较低,为0.1~0.3 kg BOD5/kg MLSS·d;该法对有机物、氮和磷都有一定的去除率。它适用于进水浓度高(通常要求进水BOD5≥250mg/L)、处理程度较高、水质水量变化大的污水。
4)、SBR法
在同一容器中进水时形成厌氧(此时不曝气)、缺氧,而后停止进水,开始曝气充氧,完成脱氮除磷过程,并在同一容器中沉淀,再加上撇水器出水,完成一个程序。这种方法与以空间进行分割的连续系统有所不同,它不需要回流污泥,也无专门的厌氧、缺氧、好氧分区,而是在同一容器中,分时段实行搅拌、曝气、沉淀,形成厌氧、缺氧、好氧过程。
SBR工艺的特点如下
1.运行灵活,可根据水量、水量的变化调整各阶段的时间,或根据需要调整或者增减工序,以保证出水水质符合要求。
2.类似于静止沉降的特点,使泥水分离不受干扰,出水SS(悬浮物)低而且很稳定。
3.生物反应、沉淀均在一个构筑物内完成,节省占地,造价低。
4.承受水量、水质冲击负荷能力较强。
5.污泥沉降性能好,不易发生污泥膨胀。
6.对有机物和氮的去除效果好。
这种方法厌氧池的氧化还原电位较高,除磷效果差,总容积利用率低,一般小于50%,适用于污水量较小场合。
与其他处理工艺相比较,SBR可采用鼓风曝气,也可采用机械曝气,由于系统总处于曝气与不曝气状态,设施也处于停、开相间的状态,所以节能效果好。生物反应在一个池体内完成,无需设置二沉池,有效水深较深,相应占地面积较少。
在污水处理工艺流程中,好氧生化处理是决定去除有机污染物效率的主要操作单元,本方案拟选用了国内外发展变化最快的污水处理工艺—SBR生化处理工艺。
2.5 处理工艺
污水处理工艺的选取要求技术先进、运行稳定、操作简便、运行成本低、投资省。根据污水所具有的特点,结合本公司多年工业废水、生活污水处理工程经验,
2.5.1、污水处理工艺说明
生活污水首先流经机械格栅,经机械格栅去除大块的杂物和漂浮物,避免堵塞后续的管道和设备。污水经机械格栅后自流进入化粪池,污水在化粪池停留一段时间后自流进入调节池进行水质和水量的调节,污水在调节池中停留一段时间后由污水提升泵经污水提升到一体化地埋设备,污水首先进入一体化地埋的A池,A池即为缺氧池,缺氧池中的反硝化细菌利用原水中的有机物和回流上清液中的硝酸根和亚硝酸根进行反硝化反应,将硝酸根和亚硝酸根进行反硝化生成氮气而被出去,以达到脱氮的目的。
缺氧池出水自流进入生物接触氧化池中悬挂高效立体弹性填料,并由鼓风机充氧曝气,维持池内溶解氧浓度 2~4mg/l的条件。在接触氧化池中主要存在好氧微生物及自养细菌(硝化菌),好氧微生物可将有机物分解成 CO2和 H2O,大幅度降解废水中的 BOD5、CODCr、SS等污染负荷。
接触氧化池按推流运行,以提高有机物的去除率。生物接触氧化池出水进入二沉池,进行脱落生物膜污泥与清水分离,实现出水达标排放的目的。二沉池设为竖流式,二沉池中的污泥由气提装置打入污泥浓缩池进行污泥浓缩。
二沉池中上清液自流进入消毒池,通过二氧化氯发生器向消毒池中投加消毒剂,达到杀菌消毒的作用,进过上述流程污水便可达标排放。
深度处理:消毒池中的水由污水泵提升进入石英砂和活性炭过滤器进行过滤吸附,过滤后的水自流进入回用水池,回用水池中的水进行回用或作为石英砂过滤器和活性炭过滤器的反冲洗用水。
2.5.3采用本此设计污水处理方案的特点
缺氧、好氧不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
在缺氧-好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖。SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀。
一体化地埋设备结构紧凑,占地面积小,操作简单,可埋于地下上层用于绿化,不影响周围环境。
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