生活污水处理工程A2O设计方案
生活污水处理工程A2O设计方案
1.1项目名称
30t/d 生活污水处理工程
1.2设计依据
1）业主提供的污水水质、水量等基础资料；
2）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）；
3）《室外排水设计规范》（GB50286-2006）；
4）《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）；
5）《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002T）；
6）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
7）其他相关的现行强制性标准和技术规范、规程。
1.3设计原则
1.根据国家、行业现行设计规范、施工验收规范和地方标准规定，进行污水处理系统的工艺和技术设计，使污水处理系统与外管线形成配套系统。 2.严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后水质排放达到有关标准。 3.采用技术先进，运行可靠，操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。 4.采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程投资和运行费用。 5.平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅，尽量节省占地。 6.污水水处理站应尽量操作运行与维护管理简单方便。
1.4设计范围
1）从污水处理格栅井开始到处理设备的排放口为止。
2）污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制说明等设计工作。
3）污水处理工程的钢砼工艺结构，设备的施工、安装、调试等工作。
4）污水工程的动力配线，由业主将主电引至污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责 。
5）不包括污水的收集管网及污水排出界区的外排水管网。
2.1设计处理规模
根据业主提供的资料，设计日排污量为30m3/d。设计按照24小时运行，则处理规模为：1.25m3/h。
2.2设计进水水质
|
项目 |
进水水质 （mg/L） |
排放标准 （mg/L） |
|
BOD5 CODcr SS 氨氮 总磷 PH |
≤200 ≤400 ≤200 ≤40 ≤4 6~9 |
≤20 ≤60 ≤20 ≤8 ≤1.5 6~9 |
3.1污水水量与水质情况分析
生活污水的排放不均匀度较高，水质、水量变化较大，由于水量与水质有较大的不均匀性，且含有大量无机杂质，为减轻处理设施设备的负荷，在调节池前设置格栅。
3.2污水处理工艺方案的选择
根据上述进水水质和水量的情况，本方案考虑污水处理工艺的选择遵循以下思路： 1）生化部分采用成熟可靠的处理工艺。 2）选择推荐满足建设方具体要求和实地情况的污水处理工艺。
3.3处理工艺的选择
本项目的污水主要来自于化粪池出水。化粪池出水的主要特点是可生化性好,氮、磷含量高,处理的方法主要以生化法为主，以保证在较低的费用下，可靠的将有机污染物降低到所要求的水平。废水的生化处理就是通过在废水中培养的细菌等微生物将废水中的有机物借助生化代谢作用将其氧化分解，达到净化目的。 此类污水一般采用二级生化处理，其工艺构成多种多样，可分为活性污泥法、生物膜法和自然生物处理等。目前国内较普遍采用的有普通曝气法及其变型工艺系列、两段法工艺系列、标准A/O生物除氮工艺系列、标准A/A/O生物除磷脱氮工艺系列、氧化沟工艺系列、SBR工艺系列、生物接触氧化系列、生物滤池系列、MBR膜生物反应器系列等。这些技术各有长短，很难说其中一种工艺具有绝对的优势。工艺选择的目的是根据污水原水水质和排放标准要求，结合本地区实际条件，选择投资省、运行费用低、易操作管理、运行可靠、占地少的工艺方案。 本生活污水处理工艺方案的选择主要依据如下原则：
[1] 采用的工艺技术路线具有先进性和可靠性；
[2] 保证污水中含有的有机物、氮、磷和悬浮物的去除率，实现稳定的达标排放；
[3] 运行管理方便，耐冲击负荷强，对污水进水水质适应性强；
[4] 采用高效节能，先进可靠，管理维护简便的设备；
[5] 具有较高的自动化控制水平，减轻工人劳动强度；
[6] 占地面积尽量小。 按照上述原则，我们对国内外普遍使用的生活污水处理工艺从技术经济角度进行了比较分析。如对A/O工艺、A/A/O工艺、SBR工艺、接触氧化工艺、MBR膜处理工艺等进行了比较。
对于每一种技术，它都有各自的侧重点和适宜的应用范围。各种技术的比较参见表3.1。
表3.1 主要生物处理技术的比较
|
工艺或技术 |
传统活性污泥法 |
氧化沟（塘） |
A／O |
A／A／O |
接触氧化 |
SBR |
MBR |
|
BOD 负荷 |
一般 |
较低 |
较低 |
较高 |
相对较高 |
较低 |
较高 |
|
BOD去除效率 |
好 |
好 |
一般 |
较好 |
较好 |
较好 |
好 |
|
进水COD |
较低 |
一般 |
较高 |
一般 |
一般 |
较高 |
较高 |
|
抗冲击负荷 |
较差 |
一般 |
较好 |
好 |
较差 |
较好 |
好 |
|
抗丝状膨胀 |
较差 |
一般 |
较好 |
较好 |
较差 |
较好 |
较好 |
|
脱氮除磷 |
无 |
有 |
有 |
有 |
无 |
有 |
有 |
|
投资 |
大 |
大 |
较大 |
一般 |
一般 |
一般 |
较大 |
|
占地面积 |
一般 |
较大 |
较大 |
较大 |
较小 |
较大 |
小 |
|
运行控制 |
简单 |
较复杂 |
简单 |
简单 |
简单 |
简单 |
简单 |
|
自控要求 |
简单 |
较复杂 |
简单 |
简单 |
简单 |
简单 |
简单 |
|
设备维修 |
一般 |
复杂 |
复杂 |
一般 |
复杂 |
一般 |
较简单 |
3.3本方案采用生化工艺
我公司根据本项目生活污水的水质水量以及占地面积、出水水质、技术先进性和操作管理要求，通过比较分析，选择A/A/O工艺与接触氧化工艺相结合的处理工艺。 本工程生物处理工艺的特点有以下几个方面：
- 厌氧、缺氧、好氧3种不同的环境条件下和不同种类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。
- 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类工艺。
- 设计处理工艺分两路运行，假期和冬季中水回用量会减少时，只运行一路系统，达到节能高效的措施。
- 接触氧化池至缺氧池通过硝化液回流，把好氧过程中产生的硝态氮回流至缺氧段反硝化成气体排出。
3.4 工艺流程图
工艺说明：
污水首先经排水管道收集后进入格栅井，经过格栅去除漂浮物后，通过泵提升至调节池，调节池中设有预曝气装置，加强均质均量作用；污水经提升泵提升依次进入至缺氧池、厌氧池、接触氧化池，在接触氧化池中设组合型生物填料，经微生物作用去除污水中的有机污染物后，污水自流至沉淀池，经沉淀去除污水中的悬浮颗粒物和老化脱落的生物膜，污水自流至中间水池，通过加压泵作用进入至机械过滤器中进一步去除悬浮物，机械过滤器出水经投加消毒剂充分混合杀灭各类细菌及病毒后排至清水池，使处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求。
整个处理工艺布局紧凑、占地面积小，操作者只需在机房内便可完成操作和管理。下面是主要构筑物及设备参数
4.1自动格栅及格栅井
格栅分为自动和手动两种，为了节省人力，提高系统的自动化水平，本工程采用提篮格栅设备，去除大的悬浮等，保护后续水泵的稳定运行。栅渣经消毒后定期外运。
数量：一台； 倾角：75°；
规格：HZ-500；
栅间距：10mm； 功率：1.5kw；
材质：碳钢机架，尼龙耙齿；
位置：格栅放置在格栅井中,格栅井尺寸格栅井尺寸为1000×400×1300mm,钢混池体；
提升泵：两台，型号为CP51.5-65，一用一备使用。
4.2调节池
本工程的排水特点是水质水量不均衡，日变化较大。为保持生物处理的稳定运行和处理效率，特设调节池.
调节池按下列规定设计：
1)调节池内设置预曝气装置，曝气量为0.6～0.9m3/m3·h；
2)调节池顶部应设置人孔，池壁设置爬梯和事故排水管。
本方案调节池采用钢筋混凝土结构，水力停留时间约为10小时，有效容积10m3，池内设二台WQ10-8-0.75型潜水排污泵，一用一备。
4.3缺氧池和厌氧池
调节池的污水由提升泵提升进入缺氧池，调节池出水及部分接触氧化池混合液回流后连续经过缺氧和厌氧反应器，从而有效抑制了废水处理过程中丝状菌的过度繁殖,解决了污泥膨胀的问题，减少了污泥后处理费用。其次，在缺氧池中，满足了反硝化去除硝氮对碳源的要求，使反硝化更加完全；同时，对厌氧区起了一个封闭作用，解决了厌氧池对溶氧含量要求比较严格的条件，有利于厌氧释磷。
在满足需要的基础上，设计污水在缺氧池和厌氧池内停留时间均约为3h，缺氧池和厌氧池各设置1座，尺寸均为1.5×1.0×2.0m。
4.4接触氧化池
在池中设有组合生物填料，采用人工曝气，微生物部分固着，部分悬浮。具有下列特点：
a.由于滤料比表面积大，池内充氧条件好，反应器内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，它可以达到较高的容积负荷；
b.由于相当一部分微生物固着生长在滤料表面，不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；
c.由于池内生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适用能力；
d.因污泥浓度高，当有机容积负荷较高时，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥产量低于活性污泥法。反应器由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成。 废水在反应器中停留时间约6h。设计接触氧化池1座，尺寸规格为：1.5×2.0×2.0m。
接触氧化池设污泥回流泵2台，进行硝化液回流。型号:CP51.5-65。流量q=1.25m3/h。
4.5沉淀池
沉淀池提供静止环境，是泥水分离的场所，其去除效果取决于水中悬浮物颗粒大小、比重、水温、停留时间、水深及沉淀池水平流速。 污泥则沉淀到漏斗型的池底内，定期排放至集水坑通过集水坑排水泵外排。 本方案沉淀池采用斜管沉淀池，其优点是：
- 利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；
- 缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；
- 增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
池体采用钢筋混凝土制结构，表面负荷1.0m3/m2.h，斜管间距80mm，斜角60°安装，上部清水层0.5m，下部缓冲层1m。
沉淀池尺寸规格为：1.5×1.0×2.0m，采用地埋式钢筋混凝土结构。
4.6清水池
用于贮存回用水和过滤器反冲洗水。清水池设浮球液位开关和应急补水系统（补充自来水），当清水池的水位降至低水位时，补水系统开始补水，在中水位时补水系统关闭，在高液位时中水处理系统停止，当清水池水位到达超低水位时，中水供水泵和反冲洗水泵强制停泵。 清水池采用地埋式钢筋混凝土结构，设盖板体防止外物进入，尺寸为：2.0×3.0×1.5m 。
4.7处理系统特点
污水处理站采用地埋式钢筋混凝土结构，结构紧凑，占地少，采用先进工艺， 产生的污泥少，处理效果好，能保证出水生化、理化指标均能达到并优于回用标准同时不影响中水处理站周围环境。
系统稳定、可靠。
系统易开车、易维护。采用高效膜生物处理系统组合式生物滤料。
格栅井提升泵、调节池提升泵、加压泵均设计备用设备，以保证单一故障时不 间断供水。
设备安装完毕后，所有设备、管道阀门均按照规范及工艺要求，做好标牌、标 识及箭头等。
全系统具有自动、手动两种控制方式，在自动情况下无需人员操作，只负责巡 视及加药。自动控制的设计理念是最大限度地节省能源，且污水的溢流尽可能在最前级。
本工程的自控系统设计为PLC全自动运行操作控制，由液位控制器、液压水位控制阀、系统控制柜等部分组成，具有远传监视功能。系统分为两种控制方式：单元联锁自动方式和手动操作方式。本系统可确保实现系统的参数化与无人值守，实现系统的智能化运行。
控制系统通过对主设备、水泵、加药计量泵、液压水位控制阀等进行控制，自动调整中水中水处理系统各应用设备的运行模式，在最经济的情况下给系统提供稳定的运行工况。根据运行情况，自控系统具备所有工况的转换功能。
在调节池设置一套液位控制器，其与调节池提升泵、絮凝加药泵联动，高液位时传输高液位信号至系统控制柜，调节池提升泵启动，同时絮凝加药泵启动，加入絮凝剂；低液位时传输低液位信号至系统控制柜，调节池提升泵停止，同时絮凝加药泵停止。
在中间水池处设置一套液位控制器，其与过滤加压泵、消毒加药泵联动，高液位时传输高液位信号至系统控制柜，过滤加压泵启动，同时消毒加药泵启动，加入消毒杀菌剂；低液位时传输低液位信号至系统控制柜，过滤加压泵停止，同时消毒加药泵停止。
在中水回用水池设置一套液位控制器，其与提升泵联锁，高液位时传输高液位信号至系统控制柜，提升泵停止，整套中水处理系统停止运行，最大化的降低处理费用。同时中水回用变频系统也可与液位控制器信号线相连接。在中水回用水池还设置了一套液压水位控制阀，用于自来水补水，其可根据水池液位情况来确定是否补充自来水。该套装置使用安全、稳定、可靠，解决电磁阀控制不稳定的问题，优于电磁阀控制补水方式。
本套控制系统配置灵活的手动/自动转换功能： 手动操作方式：主要用于应急或检修，以保证中水处理的需要。 自动操作方式：正常工作时采用的方式，其主要工作过程不需要人员干预，故障自动切换，全自动运行，具备无人值守功能。 本套控制系统是集机械、电子等控制于一体的新型机电一体化控制系统。它根据中水水量变化，自动接收、传输信号，经过控制柜自动控制中水设备的运转，使中水处理系统始终保持正常、合理、经济的最优化运行状态。 本套控制系统结构紧凑、占地面积小、投资少、安装方便，有利于集中管理。而且由于其合理的设计，可大大延长设备的电器、机械寿命。本套控制系统功能齐全，设备具有手动、自动操纵方式，可实现水池高低水位报警、自动巡检、手动巡检等各种功能。并具有自检、故障保护功能和极强抗干扰能力。
