200m生活污水处理项目方案设计Word格式文档下载.docx

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《中华人民共和国环境保护法》（1989.12.26）

《中华人民共和国水污染防治法》（1996.5.15）

《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（HJ/T338-2007）

《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）

《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）

《室外排水设计规范》（GB50014-2006）

《室外给水设计规范》（GB50013-2006）

建设方提供的基础资料

2.2设计范围

污水处理项目范围包括格栅渠至DA863过滤器出水之间的工艺、设备及电气控制。

污水处理项目范围以外的管网收集、土建、厂区绿化、给排水、道路、围墙、脱水污泥外运处理、出水外排、化验、总电源引线等由业主负责实施。

2.3设计原则

（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准；

（2）从实际情况出发，在城市总体规划的指导下，根据城市总体规划布局，结合地形条件和环境要求，充分利用现有排水设施，近远期相结合，合理确定工程的分期和规模，统一规划设计污水处理设施，使有限资金充分发挥作用，充分发挥建设项目的社会效益和环境效益；

（3）根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用；

（4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染；

（5）为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件；

（6）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理；

（7）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，使各构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地，使厂区环境与周围环境协调一致。

2.4工程建设规模

根据建设方提供的资料，污水处理站设计处理水量为200m3/d,最大处理能力为8.3m3/h。

2.5设计进出水水质

2.5.1设计进水水质

根据建设方提供的资料，设计进水水质如下：

污染因子

设计进水水质

BOD5（mg/L）

150-250

COD（mg/L）

300-400

SS（mg/L）

≤200

TP（mg/L）

5-8

NH3-N（mg/L）

≤40

PH

7-9

2.5.2设计出水水质

出水水质参照国家环保总局发布的《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）及《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002），用于绿化浇灌、观赏性景观环境用水，按两种指标中较高的指标执行，设计主要出水指标为：

≤10

≤5

浊度（NTU）

≤1.0

总大肠杆菌群数（个/L）

≤3

6-9

第三章　工艺设计

3.1污染物的去除对处理流程的影响

在采用二级生物处理工艺的污水处理工程中，不同的污染物是以不同的方式去除的。

污染物的去除决定了污水处理工艺的流程。

3.1.1悬浮物（SS）的去除

污水中悬浮物（SS）的去除主要靠沉淀作用。

污水中的无机颗粒和大尺度的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小尺度的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小尺度的无机颗粒（包括尺度大概在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠脱落的生物膜絮体同时沉淀被去除。

污水处理出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，还因为组成出水悬浮物的主要是脱落的生物膜絮体，其本身的有机成分就很高，因此对出水的BOD5、COD等指标也有很大影响，所以控制污水处理出水的悬浮物（SS）指标是最基本的，也是很重要的。

为了降低出水中的悬浮物浓度，需要在工程中采用适当的措施，例如选用适当的容积负荷以保持脱落的生物膜的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池的表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用脱落的生物膜悬浮层的吸附网络作用等。

在污水处理方案选用合理，工艺参数取值合理，单体设计优化的前提下，完全能够使出水指标达到排放要求。

3.1.2BOD5的去除

污水中BOD5的去除是靠活性污泥或生物膜的吸附作用、微生物分解作用以及微生物的代谢作用，然后对污泥与水进行分离完成的。

活性污泥或生物膜中微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。

这也就是污水中BOD5的降解过程。

在这种合成代谢和分解代谢过程中，溶解性有机物（例如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用。

而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。

由此可见，微生物的耗氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此可以使处理污水中的参与BOD5浓度很低。

根据国外有关设计手册资料和我们的设计经验，采用生物膜法时，在容积负荷≤0.8kgBOD5/kgMISS·

d时（采用活性污泥法时，其值一般为0.05-0.15BOD5/kgMISS·

d），就很容易做到出水BOD5保持在20mg/L以下。

3.1.3COD的去除

污水中COD去除的原理与BOD5基本相同。

COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与处理污水的组成有关。

对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相似的工业废水组成的城市污水中BOD5/COD比值往往接近0.5甚至大于0.5，其污水的可生化性较好，出水中COD值可以控制在较低的水平。

3.1.4氮的去除

氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水中，在原污水中，氮以NH3-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮和在一起成为凯式氮，用TKN表示。

而原污水中的NO2-N和NO3-N量很少。

氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除，这部分氮量占所去除的BOD5的5%。

在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、停留时间足够长的情况下被进一步氧化成硝酸盐。

因为氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处理厂出水的控制指标之一。

脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐NO3-N中的氧作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气N2，从而完成污水的脱氮过程。

生物脱氮工艺是目前广泛采用的污水处理工艺。

由此可见，要达到生物脱氮的目的，完成硝化是先决条件。

因此硝化菌属于自养菌，其比生长率μs明显小于异养菌的比生长率μh，生物脱氮系统维持硝化的必要条件μs≥μh即系统必须维持在较低的容积负荷条件下运行，使得系统的泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。

根据大量的试验数据和运行实例，设计容积负荷在0.2～2.0kgBOD5/（m3·

d），时，就可以达到硝化及反硝化的目的。

3.1.5磷的去除

将磷从污水中除去，可以采用化学法，也可以采用生物法。

化学除磷是向污水中投加三价盐（一般是铝盐或铁盐，二价铁应保证在曝气池内被氧化成三价铁），使之与污水中的磷酸盐形成难溶化合物，经过沉淀从水中去除。

采用化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其他设备。

生物除磷是污水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烃丁酸）储存起来。

当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高磷浓度污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。

生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。

缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。

采用生物除磷时还需要严格控制系统中厌氧池的厌氧环境，同时需要加大污泥回流量和剩余污泥排放量，这样就会增加系统的运行费用，污泥排放量增加就会减少系统的污泥浓度，影响污水的生化处理效率。

据此，本工程除磷推荐采用生物法为主，辅以化学除磷的方法，这样除磷效果很好，工艺流程简单，节省工程造价和占地面积。

3.2污水二级生化处理工艺的选择

目前污水处理常采用生化法，主要工艺有活性污泥法、生物膜法以及较为新颖的泥膜共生法等。

活性污泥法以A2O工艺、氧化沟和SBR为代表形式；

生物膜法可分为生物接触氧化、生物转盘、生物滤池等工艺；

泥膜共生法则主要有EH和MBBR等。

3.2.1活性污泥法

A2O工艺

A2O工艺属于传统活性污泥法中较为常见的一种工艺，它是70年代在AO工艺上开发出来的同步脱氮除磷工艺，因此具有生物除磷和脱氮的能力。

A2O工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氮来氧化BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节pH。

本工艺在系统上是最简单的脱氮除磷工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺（如巴登甫脱氮除磷工艺）；

在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀，SVI值小于100，利于处理后污水与污泥分离；

运行中在厌氧和缺氧段内只需轻搅，运行费用低。

A2O工艺由于具有相对于其他同步脱氮除磷工艺构造简单、总水力停留时间短、运行费用低、控制复杂性小和不易产生污泥膨胀等优点，并作为将传统活性污泥污水处理厂改建为具有脱氮除磷功能的污水处理厂时最易改造成的工艺，目前已经成为我国城市污水处理厂中主流的同步脱氮除磷工艺。

对现有的城市污水处理厂处理水量和采用工艺的调查统计发现，A2O工艺的处理水量占总处理水量的70%以上。

但由于氮、磷的去除比较复杂，脱氮需要涉及硝化、反硝化过程，除磷则有吸磷和释磷等多个生化反应过程。

上述每一个过程的目的不同，其微生物的组成、基质类型及环境条件的要求也各不相同。

因此要在一个系统中同时完成脱氮和除磷过程，不可避免地产生了各过程间的矛盾关系，如碳源、泥龄、回流硝酸盐、硝化和反硝化容量以及厌氧释磷和好氧吸磷的容量等问题。

A2O工艺作为活性污泥法的代表工艺，能适用于各种规模的污水处理厂，但由于活性污泥法运行控制水平要求相对较高，本项目不考虑此工艺。

氧化沟工艺

氧化沟工艺有A2O氧化沟、T型氧化沟等多种形式，氧化沟在城市污水处理中应用比较普遍，以下T型氧化沟为例进行比较。

T型氧化沟又称为三沟式氧化沟，融缺氧、好氧及沉淀池于一体（其中的两条边沟交替进行反应及沉淀）。

流程简洁，具有生物脱氮功能，采用连续进水、连续出水的方式运行。

自1990年邯郸污水处理厂的T型氧化沟投产并被建设部、国家环保总局列为示范厂后，国内采用这种工艺流程的污水厂较多。

T型氧化沟的优点在于一体化，能较好的利用土地面积，特别是采取加大沟体深度的措施后，节约用地的效果更为明显；

不需混合液回流及活性污泥回流，流程简单、利于管理；

采用序批式控制，不同的循环时间设定值可以得到不同的处理效果，根据实际进水水质进行优化，适应性较强；

序批式控制，易于实现处理过程的自动控制。

其缺点是设备台数多，增加了设备的维护工作量；

设备利用率低，装机容量大；

因为不设专门的沉淀池，排除的剩余污泥浓度低，不利于污泥处理；

无专门的厌氧区域，因此生物除磷效果差；

因为无回流设施，因此造成连续曝气的中沟的MLSS较边沟低（中沟MLSS浓度的设计值只为边沟的77%，实际运行中还更低），使得整个系统的利用效率低。

氧化沟工艺具有良好的抗冲击负荷，适用于大中型污水处理厂。

本项目水量较小，且无工业废水，水质较稳定，不考虑采用氧化沟工艺。

SBR法

序批式（sequencingbatchreactor）法是相对常用的过流式而言的。

过流式是一种空间顺序的处理方式，污水在流经不同功能的构筑物过程中逐步净化，最终达到排放标准。

SBR法是一种时间顺序的处理方式，进水、曝气、沉淀、出水等处理过程同一周期不多时段，在同一个池子中完成，但进水水连续的。

设计上常需若干座池子组成一组，轮换运转。

目前国内已有多处采用SBR工艺，SBR法适用于水量、水质排放不均匀的工业废水处理。

此外，国内使用的工艺还有CASS、UNITANK、MSBR等一些改良型的SBR处理工艺。

但考虑到其自控要求较高，不适合本项目需求。

3.2.2生物膜法

生物膜法是与活性污泥法并列的另一种生物处理工艺，其原理是利用污水与填料上的生物膜接触，在生物膜中细菌的分解作用下，污水得到净化。

常用的生物膜法有生物接触氧化、生物转盘等工艺。

生物接触氧化

生物接触氧化是由浸没在污水中的填料和人工曝气系统构成的生物处理工艺。

在有氧的条件下，污水与填料表面的生物膜反复接触，使污水获得净化。

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，主要由曝气鼓风机和专用曝气器组成,生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

生物接触氧化法具有以下特点：

（1）由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

（2）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

生物转盘

生物转盘是由一系列平行的旋转圆盘、旋转横轴、机械动力及减速装置、氧化槽等部分组成。

在氧化槽内充满了待处理的污水。

约一半的盘片浸没在污水水面以下。

当污水在槽内缓缓流动时，盘片在转动轴的带动下缓慢转动。

盘片上长了一层生物膜（厚约1~4mm），当盘片浸没在污水中时，污水中的有机物被盘片上的生物膜吸附；

当盘片离开污水时，盘片表面形成一层薄薄的水膜。

水膜从空气中吸氧，同时在生物酶的催化下，吸附的有机物在生物膜上被氧化分解，这样生物圆盘每转动一圈，即进行一次吸附—吸氧—氧化分解过程，转盘不断转动，如此反复循环，使有机物不断分解氧化。

生物转盘法具有使用范围广、无污泥膨胀、不需要曝气装置等特点，但需要设置二沉池，除磷效果较差。

本项目不建议采用此种工艺。

3.2.3泥膜共生法

MBBR（MovingBedBiofilmReactor）

MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。

由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。

载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。

另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。

MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。

与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。

但MBBR中的悬浮填料受到水流的冲击，不仅容易破碎，需定期更换，而且大量悬浮填料往往聚团堆积在反应池的末端，限制了其效果。

与活性污泥法相比，MBBR对污染物的去除效果增量有限。

A/O泥膜共生污水处理工艺（EH工艺）

A/O泥膜共生污水处理工艺（以下简称EH工艺）是生物膜法与活性污泥法相结合的一种工艺，它针对常规生物脱氮除磷工艺存在的问题，将脱氮的硝化与反硝化相互影响和制约的因素分解，使不同的菌类生长在各自最佳环境条件下，因而使脱氮和生化效果可以同时达到最佳，而且工艺的可控性增强。

EH工艺兼有了活性污泥法与生物膜法的特点，在系统中建立了一个多样化的生物系统，该系统对污水中的有机污染物具有很高的去除率。

泥膜共生系统由于增加了液相中的生物量而降低了活性污泥的有机负荷，提高了对有机物的去除效率。

由于厌氧（兼氧）段和好氧段的交替出现，是聚磷菌能进一步释磷，从而在好氧段进一步吸磷，从而提高除磷效率。

EH工艺主要特点如下：

兼具活性污泥法和生物膜法的特点，泥膜共生，提高了污泥浓度，从而丰富了系统微生物种类，提高了微生物数量，有更好的去除效果；

EH实现了系统氧梯度交替变化，提高了兼氧区的容积。

同时，结合填料内部缺氧外部富氧的微环境，构建了适合同步硝化反硝化进行的微生物生竞环境，进一步提高了脱氮效率；

无需混合液内回流，降低了运行费用；

配合高效微生物菌团投加，系统生物驯化快，调试时间短。

3.2.4工艺选择

由于本项目对污水的脱氮具有较高的要求，综合考虑比较上述几个工艺的特点和该工程的实际情况，EH工艺具有处理效果好、运行方式灵活、投资省等优点。

因此，我们推荐采用EH工艺。

3.3污水深度处理工艺的选择

针对该项目的具体情况,本项目深度处理采用“微絮凝过滤＋消毒”的工艺，以达到出水水质要求。

过滤设备可以采用石英砂过滤器、纤维球（束）过滤器、DA863高效过滤器。

石英砂过滤器是以石英砂为介质的过滤器；

纤维球（束）过滤器是以纤维球（束）为介质的过滤器；

DA863高效过滤器是以自适应滤料——彗星式纤维滤料（专利号ZL00107758.9）为技术核心的过滤器。

综合性能对比见下表。

类别

指标

石英砂过滤器

纤维束（球）过滤器

DA863过滤器

工

作

原

理

采用均质石英砂，在一定的压力下，使原液通过该介质，去除杂质，得到过滤液，从而达到过滤的目的。

滤料：

石英砂

通过机械外力使其形成滤床，滤液通过滤床而达到过滤。

长纤维束或纤维球

依靠自重快速自动形成上疏下密的滤床，具有柔软性和可压缩性，通过吸附、截留滤液中的杂质，实现高精度、高速过滤。

彗星式自适应滤料

过

滤

精

度

精度较低

过滤精度较高

过滤精度高。

水中5u以上悬浮物去除率可达95%以上。

孔隙率高、孔隙分布合理和比表面积大。

过滤

速度

8～12m/h

25～35m/h

30～40m/h

截污量

截污量小，一般在3～5Kg/m3

运行初期截污量大，一般在10～15Kg/m3

截污量大，一般在15～30Kg/m3

耐冲击能力

抗冲击负荷能力低，进水水质、水量波动直接影响出水水质

需调节压紧装置来实现过滤精度

抗冲击负荷能力强，进水水质、水量波动对出水水质无影响

反洗耗水率

反冲耗水量高，为周期制水量的3%～5%

反冲耗水量较高，为周期制水量的2～4%

反冲耗水量低，仅为周期制水量的1%～2%

冲洗

效果

冲洗效率高，冲洗时颗粒介质散开，碰撞，能有很高的洗净效率，但冲洗时控制不当会有乱层现象。

清洗不彻底，纤维球变“硬”，很快适去良好的过滤性能。

纤维束过滤器在冲洗和过滤时需依靠外力实现，纤维端部频受应力，易断丝。

胶囊易老化。

冲洗时滤料充分散开，滤料的比重不对称和相互碰撞，彗尾在水中散开、甩动使得附着在滤料表面的固体颗粒很容易脱落，随反洗水排出而得到很高的洗净度。

使用

寿命

3年，频繁补料或更换滤料。

纤维束易断丝，更换较麻烦，纤维球洗不干净，变成硬球，3～5年即要更换。

过滤效能和冲洗效果随使用时间变差。

使用寿命可达10年以上，不需补料。

运行

成本

纳污量小，冲洗水量大，相对运行费用较高，每年需要增补滤料

运行成本较省，但反洗频繁，滤料更换成本高。

絮凝药剂用量为多介质过滤器的1/3。

运行成本省。

占地

面积

大

较小

小

综上所述，DA863彗星式自适应滤料结合了砂滤料易清洗，纤维滤料过滤精度高的优点，解决了传统颗粒滤料纳污量小，过滤精度和过滤速度不能统一；

纤维滤料不能自适应形成滤床，不能洗干净的缺点，通过滤床横断面空隙率均匀性和纵断面的合理梯度变化确保了高速过滤和高精度过滤得以同时实现，实现了过滤精度、过滤速度、洗净效率的有机统一，是一种新型、先进、成熟的过滤技术。

本项目推荐采用DA863高效过滤器+优氯净消毒作为深度处理单元。

本项目的过滤设备采用DA863高效过滤器。

它是由清华大学环境科学工程系和我公司清华环境—德安企业新技术研发中心共同研制开发完成。

该过滤器是以自适应滤料——彗星式纤维滤料（专利号ZL00107758.9）为技术核心的系列专用高效过滤器。

DA863高效过滤器具有以下特点：

过滤精度高：

对水中5μm悬浮物的去除率可达95%以上，对大分子有机物、病毒、细菌、胶体、铁等杂质有一定的去除作用；

过滤速度快：

一般为30~40m/h，最高可达60m/h，普通砂滤器的3倍以上；

纳污量大：

一般为15~35kg/m3，是普通砂滤器的4倍以上；

反洗耗水率低：

反冲洗耗水量小于周期滤水量的1~2%；

加药量低，运行费用低：

由于滤床结构及滤料自身特点