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1、10t设计方案农村环境综合治理污水处理项目（Q=10m3/d）设计方案江苏花都环保科技有限公司二一二年三月十日目 录一、概 述 31.1 农村生活污水的来源及现状 31.2 农村生活污水特征 31.3 编制原则 31.4 设计范围 4二、设计参数 52.1 污水处理规模 52.2 污水处理站进水水质指标 52.3 污水处理站出水水质指标 52.4 处理程度 5三、工艺设计 63.1 污水、污泥处理工艺选择 63.2 工艺设计 133.3 主要建（构）筑物一览表 173.4 主要工艺设备一览表 17四、电器与控制 184.1 概 述 184.2 微机控制操作设计 18五、工程管理及人员编制 20

2、5.1 人员编制 205.2 主要管理设施 205.3 运行的技术管理 205.4 检修和维护 205.5 事故或故障处理措施 20六、环境影响分析 226.1 污泥处理 226.2 除臭措施 226.3 降噪措施 22七、节能 237.1 节能措施 237.2 节水措施 23八、方案特点 24九、运行成本分析 259.1 人员编制 259.2 动力计算 259.3 成本计算 25十、工程效益分析 2610.1 环境效益 2610.2 社会效益 26十一、附 图 27一、概 述1.1 农村生活污水的来源及现状一般生活污水主要来源于餐厨废水、洗涤废水、沐浴废水及卫生间排水等四个方面。呈现来源广、

3、污染物浓度低、分散且处理率低等特征。近年来，随着新农村建设步伐的加大，农村居民用水量呈现明显的上升趋势，这也使得区域的生活污水排放量愈来愈大。我国农村水处理设施处于欠缺状态，且由于农村地区的居民居住分散，对生活污水进行统一处理难度大，所以农村地区生活污水对水资源的污染呈上升趋势。1.2 农村生活污水特征农村生活污水的特点：厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水，这些用水分散，农村没有任何收集的设施，随着雨水的冲刷，随着地表流入河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体，其中有机物含量大是其主要的特点。 （1）水质特点：农村生活污水浓度低，变化大；大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上

4、不含有重金属和有毒有害物质（但随着人们生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质），含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强；不同时段的水质不同；（2）水量特征农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网，而且生活污水量较小；一般农村的生活污水量都比较小，除小城镇外，农村人口居住分散，水量相对较少，相应地产生的生活污水量也较小；变化系数大，居民生活规律相近，导致农村生活污水排放量早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，即污水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点；在上午、中午、下午都有一个高峰时段。 1.3 编制原则农村污水处理技术的选择要量力而行，

5、充分考虑到农村地区财力状况薄弱、村民实际承受能力较低这一普遍情况，处理工艺的选择不能盲目攀比，不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺，而应该着重考虑选用既成熟可靠，又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标：一是达标排放或回用；二是注重经济适用，运行成本低，管理维护简单。 注重长远，分散与集中治理同等重视。现代集中污水治理的技术加上适当的管理，可以使分散的污水集中收集治理，使出水质量完全达到大城市污水治理水平。虽然现阶段农村污水治理的目标以建设为主，但标准上要有适当的超前意识。1.4 设计范围本工程编制范围为农村环境综合治理污水处理

6、项目。工程内容包括对污水处理站内污水处理构筑物和必要的附属建筑物进行工艺、土建、电气、仪表和自控的设计。本期污水处理系统设计规模：10m3/d。二、设计参数2.1 污水处理规模根据业主提供的数据，农村生活污水一体化处理设施设计规模为10m3/d，即平均小时处理能力为0.5m3/h，污水处理设施24h自控运行。2.2 污水处理站进水水质指标根据室外排水设计规范（GB50014-2006），我国生活污水污染物排放指标：BOD5为2035 g/cap.d，SS为3550 g/cap.d，TN量可按每人每天511 g/cap.d 计算，根据类似农村的水质资料，我们确定农村的居民污染物排放指标如下：农村

7、生活污水原水水质一览表项 目CODcrBOD5SSNH3-NTNTP指标（mg/L）400250250354532.3 污水处理站出水水质指标根据当地环保部门的要求及新农村建设的总体规划要求，本污水站排放污水必须达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。其主要标准值如下：污水处理站出水水质主要指标项 目CODcrBOD5SSNH3-NTP指标（mg/L）1002070150.52.4 处理程度根据以上设计进、出水水质指标，污水处理站主要水质指标处理程度如下表：序号项目名称进水指标出水指标单位去除率1CODCr400100mg/L75.02BOD525020mg/L92.0%3SS

8、25070mg/L72.04氨氮3515mg/L57.15TP30.5mg/L83.3三、工艺设计3.1 污水、污泥处理工艺选择3.1.1项目废水水质情况分析3.1.1.1 进水水质和处理要求根据污水处理站主要处理对象为生活污水，因此我们需要重点分析这种水质的特点。生活污水处理的主要污染物质为COD、BOD5、SS、NH3-N、TP，因此要求处理工艺具有脱氮除磷功能。目前生活污水处理最常采用的脱氮除磷方法是生物处理方法，生物脱氮除磷工艺具有运行费用低、管理方便等优点。总之，在选择污水处理工艺时应优先选用技术先进、安全可靠、对污水水质、水量变化适应力强、低能耗、低投入、对自控依赖低、占地少和操作

9、管理方便的处理工艺。3.1.1.2 进水水质的技术性能分析污水处理系统进水水质技术性能指标见表3-1：表3-1 污水系统进水水质技术性能指标BOD5/CODCr0.625BOD5/TN5.6BOD5/TP83.3对进水水质分析如下：a. 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/CODCr0.40可生化性较好，BOD5/CODCr0.3可生化，BOD5/CODCr0.3较难生化，BOD5/CODCr0. 25不易生化。对本项目生活污水，原水BOD5=250mg/L，CODCr=400mg/L，BOD5/CODCr=0.62

10、5。由此表明原水的可生化性均较好，适合采用生化处理工艺。b. BOD5TN（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/N2.86就能进行生物脱氮，但一般认为，C/N3.5才能进行有效脱氮。本工程进水水质C/N=250/45=5.6，能够满足生物脱氮要求。c. BOD5TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-羟基丁酸氧

11、化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析本工程进水水质， BOD5TP =250 / 3= 83.3，可采用生物除磷功能的生物处理。3.1.1.3 污染物去除机理在采用二级生化的处理工艺中，不同的污染物是以不同的方式去除的。SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除；小直径的有机颗粒靠微生物

12、的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水系统出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODCr等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODCr增加。因此，控制污水系统出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过泥水分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧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

13、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，其实质是将液相的有机污染物质转化为固相物质，表现为活性污泥量的增长。COD的去除污水中COD去除的原理与BOD5基本相同，污水系统出水COD的多少，即COD去除率的高低，取决于污水系统进水的可生化性。N的去除污水处理工程一般采用生物脱氮的方法实现N的去除。氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于市政污水之中。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。经过好氧生物处理后的污水，其中大部分的凯氏氮都被氧化成为硝酸盐（NO

14、3N），反硝化菌在溶解氧浓度极低以致缺氧的情况下可以利用硝酸盐中的氮作为电子受体，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，通常称之为反硝化过程。按照上述原理，可组成缺氧池和好氧池，即所谓A/O系统以加强生物处理的脱氮功能，A/O系统设计中需控制的主要参数就是足够的污泥龄和进水的C/N比（3.5）。本污水处理站原水为生活污水，一般进水氨氮浓度小于35mg/L，一级标准要求出水氨氮浓度小于15mg/L，对出水总氮的去除率为57.1%，一般采用脱氮功能的二级生化工艺能满足要求。P的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。生活污水一般采用生物除磷为主，必要时辅以化学除

15、磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求，并尽可能地减少加药量，降低处理成本。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（聚羟丁酸）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，形成高浓度的含磷污泥，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。据资料介绍，在厌氧情况下释放1 mg的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收2

16、2.4 mg的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说，这种有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.52 %，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的23倍，在设计中往往采用4 %。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水生物除磷工艺必须在好氧段前设置厌氧段。本工程进水总磷为3.0mg/L，出水总磷要求低于0.5mg/L，磷的去除率83.33，要求采用加强生物除磷的污水处理工艺。3.1.2 污水二级处理工艺方案论证3

17、.1.2.1 污水二级处理工艺简介污水处理工艺的选择应根据工程规模、设计进出水水质、处理程度要求、用地面积和周边环境等多因素综合考虑，适宜的污水处理工艺不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理站的经常性费用，保证出水水质。通常的污水处理站一般采用以下几种生物处理方法。A）生物接触氧化法生物接触氧化法属于生物膜法，具有以下优点和特点： 生物接触氧化法生物池内设置填料，由于填料的比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷； 由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法可不设

18、污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便； 由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力； 由于生物接触氧化池内生物固体量多，当有机物容积负荷较高时，其F/M（F为有机基质量，M为微生物量）比可以保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法；B）常规活性污泥法活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。活性污泥处理系统有效运行的基本条件和特点是： 废水中应有足够的可溶性易降解物质，作为微生物生理活动必需的营养物，一般活性污泥法必须定期投加按一定配比的营养物质，这样增加了运行费用和管理难度； 混合液

19、必须含有足够的溶解氧，活性污泥池长有好氧原生动物，氧需求量较大； 活性污泥在池内应呈悬浮状态，能充分与水接触和混合； 活性污泥连续回流，及时排除剩余污泥，使混合液保持一定的污泥浓度； 活性污泥生长周期长，对温度、水质和水量的骤变适应能力差； 对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度以内； 活性污泥法处理符合较低，造成设施的体积增大，土建投资也相应增加。正因为有以上的必要条件和特点，所以活性污泥法运行管理比较专业。另外活性污泥法易产生污泥膨胀，处理负荷较低，不易控制管理，故近年来在中小型污水处理站中的使用越来越少。C）SBR法SBR法是近年发展起来的一种较为先进的活性污泥处理法，该处理工艺集曝气

20、池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀，撇除上清液，成为一个周期，周而复始。SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，但SBR法为间隙运行，需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，造成控制较为复杂。为了保证溢流率，SBR法对滗水器设备制造要求高，制作时必须精益求精，否则极易造成最终出水水质不达标。国内目前还没有质量较好的滗水设备，进口设备采购麻烦，且价格昂贵，同时今后维修费用也高。SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定以便控制排出多余污泥量，目前国内浓度仪质量不过关，造成污泥排放控制较困难。SBR池溢流率低（一般小于40%），设施体积较大，造成土建投资较高。由于存在超高必须较高的技术性问题，活

21、性污泥池和SBR池一般只能露天设置，这样局部影响环境美感（埋地设置时土建投资将大大增加）。接触氧化工艺各池体可采用埋地设置，设备上方可设置道路或绿化带，总体布置美观大方。综上所述，本工程生物处理拟采用A/O生物接触氧化法。采用A/O生物处理工艺是近几年来国内外环保工作者用以解决污水脱氮的主要方法，该方法具有如下特点： 利用系统中培养的硝化菌及脱氮菌，同时达到去除污水中含碳有机物及氨氮的目的，与经普通活性污泥法处理后再增加脱氮三级处理系统相比，基建投资省、运行费用低、电耗低、占地面积少。 A/O生物处理系统产生的剩余污泥量较一般生物处理系统少，而且污泥沉降性能好，易于脱水。 A/O生物法较一般生

22、物处理系统相比耐冲击负荷高，运行稳定。 A/O生物处理系统因将NO2-N转化成N2，因此不会出现硝化过程中产生NO2-N的积累，而1mg/ NO2-N会引起1.14mgCOD值，因此只硝化时，虽然氨氮浓度可能达标，但COD浓度却往往超标严重。采用A/O生物处理系统不仅能解决有机污染，而且还能解决氮和磷的污染，使氨氮的出水指标小于15mg/l。总之，经过本工艺流程，出水的各项指标均能达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准的要求。3.1.2.2 推荐方案1）污水处理工艺流程经过上述工艺比较，本污水主要工艺过程设计如下：污水通过格栅拦污后的污水直接进入调节池，设置调节池的目的调节污水

23、的水量和水质，为防止悬浮物在调节池内沉淀，在调节池底设穿孔曝气管，采用间隙曝气。本工程污水中有机成份较高，BOD5/CODcr=0.51，可生化性较好，因此采用生物处理方法大幅度降低污水中有机物含量是最经济的。由于污水中氨氮及有机物含量较高，特别是有机氮，在生物降解有机物时，有机氮会以氨氮形式表现出来，氨氮也是一个重要的污染控制指标，因此污水处理采用缺氧好氧A/O生物接触氧化工艺，即生化池需分为A级池和O级池两部分。调节池内污水采用污水提升泵提升至A级生化池，进行生化处理。在A级池内，由于污水中有机物浓度较高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中有机氮转化为氨氮，同时利用有

24、机碳源作为电子供体，将NO2-N、NO3-N转化为N2，而且还利用部分有机碳源和氨氮合成新的细胞物质。所以A级池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续O级生化池的有机负荷，以利于硝化作用进行，而且依靠污水中的高浓度有机物，完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染。经过A级池的生化作用，污水中仍有一定量的有机物和较高的氮氨存在，为使有机物进一步氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺利进行，特设置O级生化池。A级池出水自流进入O级池，O级生化池的处理依靠自养型细菌（硝化菌）完成，它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源，将污水中的氨氮转化为NO2-N、NO3-N

25、。O级池出水一部分进入沉淀池进行沉淀，另一部分回流至A级池进行内循环，以达到反硝化的目的。在A级和O级生化池中均安装有填料，整个生化处理过程依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的。在A级池内溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O级生化池内溶解氧控制在2mg/l以上，气水比15:1。经沉淀后的污水已基本达排放标准，最后经投氯消毒后即可达到排放要求。沉淀池沉淀下来的污泥由我公司引进日本技术生产的目前国内最先进的脉冲气提装置，一部分提升至A级池，进行内循环，一部分提升至污泥池。污泥池内浓缩后的污泥消毒后外运或填埋处理。2）污水处理工艺流程图如下鼓风机消毒出水池沉淀池O级好氧池A级缺氧池污水提升泵调节池

26、格栅生活污水 达标排放溢流回流排泥污泥池污泥抽吸外运 图3-1 污水处理系统流程图 3.1.3 污泥处理工艺方案论证本处理系统污泥产量很少，因此不设污泥浓缩脱水设备。由处理系统产生的污泥进入污泥池，经停留3个月以后，采用粪车抽吸外运。污泥池上清液回至中水处理系统再处理。3.2 工艺设计根据当地环保部门的要求及建设新农村的总体规划要求，本污水站排放污水必须达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。本污水处理站主要去除的污染物指标为：BOD、COD、SS、TN、TP、大肠杆菌。考虑到本项目污水处理规模较小，根据预计的生活污水水质指标，推荐采用如下工艺方案。采用A/O生化处理工艺。并将

27、A/O段设计成钢制一体化装置，直接安装，增加附属建（构）筑物后即可使用，不仅施工管理方便，且建设周期短，尤其适合类似本工程的微型污水处理站，具体工艺流程示意如下：生活污水格栅井调节池污水提升泵A级缺氧池O级好氧池沉淀池消毒出水池达标排放3.2.1 处理工艺设施简要说明 格栅井格栅是由一组平等的金属栅条制成的框架，斜置在进水渠道上或泵站集水池进口处的格栅井内，用以拦截污水中大块的呈悬浮或漂浮状态的污染物，防止堵塞水泵或管道。在水处理流程中，格栅是一种对后续处理设施具有保护作用的设备，尽管格栅并非废水处理的主体设备，但因其设置在废水处理流程之首或泵站进口处等咽喉位置，故相当重要。污水经格栅可去除较

28、大悬浮物。对生活污水必须设置一道格栅用以拦污。 调节池在整个处理系统中设置了污水调节池。通过调节池设置，能充分平衡水质、水量，使污水能比较均匀进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能减少处理单元的设计规模。有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。在调节池内设置穿孔曝气系统，防止发生沉淀现象，同时可以起到水质均衡的作用。设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。调节池设计水力停留时间大于8.0小时，采用钢砼结构。池内设二台WQ型潜水排污泵，一用一备。 A级缺氧池由于污水中的有机成分较高，BOD5/CODcr=0.5可生化性好，因此设计采用生物膜法。因为生活污水中有机氮含量高，在进行生物降解

29、时会以氨氮的形式出现，所以排入水中的氨氮的指标会升高，而氨氮也是一个污染控制指标，因此在接触氧化池前加缺氧池，缺氧池可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中NO2-、NO3-还原成N2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解氨氮值。缺氧池设计停留时间为2.5小时，根据相关数据分析及我公司多年的污水处理经验显示，2.5小时左右的缺氧时间，刚好控制污水处理水解酸化阶断，污水中大分子污染物被分解成小分子，极利于污水的生物降解，从而达到更好的处理效果。缺氧池采用钢结构。 O级好氧池污水经缺氧池处理后，自流进入O级好氧池，好氧池采用接触氧化池，从而进入接触氧化阶段，即进入好氧

30、处理。接触氧化池是一种生物膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置，通过提供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。在设计过程中考虑接触氧化时间较长为宜，即需6小时左右，内部设高比表面积弹性填料，填充率为70%，比表面积近600m2/m3，在设计面积负荷时也应充分考虑周围环境，能确保较好的处理效率。因此设计负荷应选择比较低的值：0.83kg/m3日。填料使用寿命长达8年。池内氧气由回转式鼓风机提供。气水比也同时考虑较高的值：15:1，曝气形式：微气孔曝气，曝气头考虑采用目前国际水处理较先进的胶膜曝气头。该装置在运行过程中永远不会出现堵塞现象，具有曝气气孔小，氧的利用率高等优点，与传统曝气形式相比，具有无可比拟的优点。接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料，生满生物膜的填料表面经过与充氧的污水充分接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使污水得到进化。本设计采用国际上先进的立体弹性填料，不仅比表面积大，且水流特性优越。由于大量微生物被固定在填料层表面，形成高浓度的污泥床，俗称生物膜，它具有较强的耐负荷冲击。此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥，因而不会产生污泥膨胀，这也是此法的一大特点。此阶段产关键在于填料层的生物