生活污水处理设备原理及工艺.pdf

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1、. ;. 生活污水处理设备介绍及原理 生活污水处理设备工艺介绍及生活污水处理设备选型 一. 污水性质： 农村综合生活污水。 二污水水量 根据设计要求本方案每套污水总流量按120 m 3/D 设计，通过的一体化污水 处理系统（设备）流量按5m 3/H 设计处理运行。 三污水水质及排放标准 项 目 指标 进水水质 （mg/L） 排放标准 （mg/L） BOD5200 30 CODcr400 100 SS 300 70 动植物油30 5 氨氮40 10 PH 69 69 四. 设计处理工艺 4.1 工艺流程选择 生活污水的溶解性CODcr与 BOD5 均较高， BOD:COD 的比值 0.4，宜采用

2、 生化处理工艺。生化处理工艺具有以下优点：处理效率高；运行费用低；产 . ;. 泥量少，不产生二次污染。生化处理工艺主要分为活性污泥法和生物法，而 生物法由于不会产生污泥膨胀，并且无需污泥回流而使流程及操作比较简便， 并且有机物负荷较高，因此反应池池容较小而节省土建费用等优点，目前比 较常用且非常成熟的生物法工艺当属生物接触氧化法，因此本工程决定采用 生物接触氧化法。本法工艺成熟，流程简单，管理方便，整个污水处理站除 过滤器和设备操作间外，其余主体设备均设于地下，设备覆土并种植草坪， 因此工程不额外占地，不影响地表绿化。本系统使用寿命长，主要设备可自 动控制运行，管理人员少，是目前普遍应用的生

3、活污水治理方法，极适用于 生活区使用。 工艺流程图如下： 自 流 垃圾外运 污 泥 沉 淀 池 消 毒 池 二 级 耗 氧 池 O 厌 氧 生 物 池 A 一 级 耗 氧 池 O 生 活 污 水 一 体 化 污 水 处 理系统 格 栅 化 粪 池 清 水 池 调 节 池 污 水 泵 自 流 清 水 泵 外 排 或 浇 灌 . ;. 其流程为：污水经格栅后进入水解酸化池（调节池） 进行水质水量调节出水 经提升泵提升至厌氧生物池（兼氧池A） ，出水进入一级接触氧化池 (O)生化后再 进入二级接触氧化池 (O)继续生化后，进入沉淀池进行固液分离后经加入消毒剂 后进入接触消毒池，经一定的接触时间后消毒

4、出水即可达标排放。 4.2 工艺设计说明 根据本项目特点，本方案设计采用生活污水处理上最为成熟的厌（兼）氧 +接触氧化 +消毒的处理工艺。 污水首先经过管道汇合进入本污水处理系统，经格栅去除大颗粒状和纤维 状杂质。污水按系统内特定结构逐次流经水解酸化池、接触氧化池、沉淀池、接 触消毒后达到业主要求的排放标准。设计范围自污水入口至系统达标排放口。 4.3 主要工艺介绍 （1）格栅 格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵 或工艺管线造成损害。 （2）水解酸化池 ( 调节池） 为了使管渠和构筑物正常工作， 不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在 废水处理设施之前设置调节池

5、。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼 有隔油、沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能，对水量和水质的调节，调 节污水 pH值、水温，还可用作事故排水。 （3）生物接触氧化（地埋式一体化污水处理设备) 地埋式一体化污水处理设备： 本设备为处理系统的主体设备， 设备为碳钢防 腐结构，设备包含兼氧池、 两级接触氧化池、 沉淀池、接触消毒池、污泥储存池。 风机污泥外运 . ;. 接触氧化技术是一种好氧生物膜法工艺，生物膜法在80 年代中期随着新型 填料和载体的出现， 被广泛用于处理生活污水、 垃圾渗滤液和工业污水。 接触氧 化池内设有填料， 部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮

6、状悬浮生长于水中。因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。 接触氧化工艺中微生物所需的氧通常通过机械曝气供给。生物膜生长至一定 厚度后，近填料壁的微生物将由于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， 并促进新生膜的生长， 形成生物膜的新陈代谢。 生物接触氧化工艺（ Biological Contact Oxidation ）又称“淹没式生物滤 池” 、 “接触曝气法”、 “固着式活性污泥法” ，生物接触氧化法兼有活性污泥法及 生物膜法的特点， 池内的生物固体浓度 （510g/l ）高于活性污泥法和生物滤池， 具有较高的容积负荷（可达2.0 3.0 kgBOD5

7、/m3.d） ，另外接触氧化工艺不需要 污泥回流， 无污泥膨胀问题， 运行管理较活性污泥法简单，对水量水质的波动有 较强的适应能力。 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，以保证污水同浸没在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。 生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过曝气供给，生物膜生长至一定厚度 后，近填料壁的微生物由于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， 形成生物膜的新陈代谢， 脱 落的生

8、物膜将随出水流出池外。 该池分为缺氧池 (A 池) 和好氧池 (O 池) 两部分，缺氧池中的微生物处于缺氧 状态，此时微生物为兼性微生物， 它们将污水中的有机氮转化分解为氨氮，同时 利用有机碳作为电子供体， 将亚硝酸氮、 硝酸氮转化为氮气， 而且还利用部分有 机碳源和氨氮合成新的细胞物质，所以缺氧池不仅具有一定的有机物去除功能， 减轻后续好氧池的有机负荷， 以利于硝化作用的进行而且依靠原水中存在的较高 浓度有机物完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染。 由于有机物浓度已大幅度降低， 但仍然有一定量的有机物。 在好氧池此池中 有机物得到进一步氧化分解， 同时在碳化作用处理完成情况下硝化作用能顺

9、利进 . ;. 行，池中存在好氧微生物及自养型细菌（硝化菌），其中好氧微生物将有机物分 解成 CO2和 H2O ；自养型细菌（硝化菌）利用有机物分解产生的无机碳或空气中 的 CO2作为营养源将氨氮转成亚硝酸氮硝酸氮。 接触氧化技术的主要特点： 由于填料的比表面积大， 池内的充氧条件良好， 生物接触氧化池内单位容 积的生物固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在填料表面，生物接触氧化法不需要设污泥 回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便； 由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属完全混合型，因此生物接 触氧化池对水质水量的

10、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，当有机容积负荷较高时，其F/M 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； 节能效果明显。 （4）沉淀池 根据哈真浅池理论，沉淀池容积一定时，降低池深，则可增大表面 积，进而可降低表面负荷，提高沉淀池的沉降效率。为了降低池深，增 加沉淀面积，可考虑在沉淀池内加水平隔板将其分成n 层，这相当于n 个浅沉淀池组合在一起，于是就可将沉淀面积增加n 倍。为了解决排泥 的问题，在具体应用时将水平隔板改为倾角为60斜板或斜管，这就是 斜板(管)沉淀池。在需要挖掘原有沉淀池潜力或建造沉淀池面积受限制 时，常用到斜板（管）沉淀池。 斜

11、板沉淀池的利用异向流原理，泥水分离速度快、水流稳定、分离 效果好，相对于平流式等其它形式的沉淀池而言，其泥水分离速度和表 面水力负荷都高出一倍，在小型污水处理上有其它沉淀池无法比拟的优 势。 生物接触氧化池出水进入沉淀池进行固液分离，上层出水进入中间 水池，沉淀下来的污泥从排泥系统排出。 （5）接触消毒：紫外线消毒 本系统排放水分两部分， 首先用来浇灌服务区内的绿化带，其次将多余的水 . ;. 排放。污水经生化处理后， 大部分细菌在厌氧好氧过程， 由于环境的变化被杀死， 随污泥沉淀下来， 还有部分大肠杆菌、 粪便链球菌等致病菌仍然存在污水中，必 须进行消毒处理。本系统采用过流式紫外线消毒器进行

12、消毒。其优点： A、高效率杀菌 : 紫外线对细菌、病毒的杀菌使用一般在一至二秒即可达 到99% 99.9%的杀菌率。 B、高效杀菌广谱性: 紫外线杀菌的广谱性是最高的，它对几乎所有的细 菌、病毒都能高效率杀灭。 C、无二次污染: 紫外线杀菌不加入任何化学药剂，因此它不会对水体 和周围环境产生二次污染，不改变水中任何成分。 D、运行安全、可靠: 传统的消毒技术如采用氯化物或臭氧，其消毒剂 本身就是属于剧毒、易燃的物质，而紫外线消毒系统不存在这样的安全隐 患。 E、运行维护费用低：紫外线杀菌设备占地小，构筑物要求简单，因此 总投资较少，在运行方面成本也较低，在千吨水处理量水平，它的成本只 是氯消毒

13、的 1/2 。 4.4 工艺流程特点 （1）由于污水净化系统采用技术密集度较高的工艺流程和内部结构，污 染物去除率高，处理效果好； （2）运行微动力消耗，低噪声污染； （3）生物接触氧化基本不存在污泥膨胀问题，运行管理简便； （4）由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，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； 五. 构筑物结构设计及设备选用( 以下数据以业主资料为准） 5.1 化粪池 1.工艺目的：化粪池是一种利用沉淀和厌氧发酵的原理，去除生活污水中 悬浮性有机物的处理设施，属于初级的过渡性生活处理。 2. 结构类型：钢砼机构。 3.工艺尺寸： 3000mm 3000mm 30

14、00mm . ;. 4. 水力停留时间： 4h 5.2 格栅井： 格栅用以除去污水中较大颗粒的杂质，防止水泵和后续处理设施的阻塞和损 伤，减轻负荷，经格栅除渣后，进入调节池。栅渣收集后，消毒外运指定处理。 (1) 人工格栅： 渠宽： 500mm 栅隙： B=5mm 材 质：不锈钢数 量：一件 5 .3 水解酸化池 1.工艺目的：污水中含有大量的悬浮物、漂浮物等，流过格栅主要去除废水 中大颗粒悬浮物等， 以保护后续动力设备的正常运行， 减轻后续段处理负荷。 (分 解后粪便污泥需人工清除) 2.结构类型：钢砼结构。 3.工艺尺寸： 6.0 （长） m 3.0 （宽） m 3.0 （深） m ，具体

15、深度由现场的排 污管道标高决定（ 54m 3) ； 4 主要设计参数： 水力停留时间： 11h 5 主要设备参数： (1) 提升水泵（配自耦装置） 型号：50WQ10-10-0.75型；数量：二台（一用一备 ) 流量：10m 3/h ； 扬程： 10m ； 电机功率： P=0.75kw。 （2） 液位控制器： 型号： LPF-A 数量： 2 套 5.4 生物接触氧化池 1. 工艺目的：降解水中有机污染物，降低BOD 、COD 等指标。 2. 结构类型：碳钢结构； 3. 主要设计参数： . ;. 厌（兼）氧生物池 ; ：水力停留时间： 2.0h； 两级生物接触氧化池：水力停留时间： 6.0h；

16、4. 附属设备说明： A.填料：生化池内设高效传质填料。 B.曝气系统：采用微孔式膜曝气系统。 C. 风机： 型 号：NSR-50 风 量：1.6m3/min 风 压：34.1KPA 功 率 2.2KW 数 量：二台（一用一备，交替使用) 5.5 污泥池（ 5 m3） 1. 工艺目的：储存消化沉淀池中的生化污泥，设上清液回流管。 2.结构类型：碳钢结构。 3.附属设备说明： 污泥回流泵 ( 调试时使用 ) 型 号：25QW7-8-0.55 流 量：7T/H 扬 程：8m 功 率：0.55kw 数 量：1 台 5.6 沉淀池 1. 工艺目的：沉淀池是泥水分离的工艺， 去除大部分 SS絮体、无机性

17、的可 沉颗粒，同时也可去除部分有机物。 2. 结构类型：采用斜板式沉淀池，碳钢结构； 3. 主要设计参数： 表面负荷： 1.0m 3/(m2.h) ； 水力停留时间： 2.0h。 4其它附属设备说明： 斜板：材质为聚丙烯聚合物； 支架：角钢、槽钢、圆钢； . ;. 沉淀池底部设泥斗， 泥斗倾角 60 度, 用以收集排除沉淀池污水中沉淀下来的 固体物质。 5.7 接触消毒池 1. 工艺目的：保证消毒接触时间，以除去细菌，保证出水达标。 2. 结构类型：碳钢结构； 3. 主要设计参数：接触时间0.5h； 4. 设备配置：紫外线消毒器 型号： LY-W-20TA 处理量： 15-20m 3/h 灯管

18、配置： 75-3（225KW ）材质： 304不锈钢 5.8 集水池： 1工艺目的：储存一定量的生化处理后的水，以便于浇灌绿化用地。 2结构类型：钢砼结构； 3 主要设计参数：停留时间18h； 4 工艺尺寸： 6.0 （长） m 5.0 （宽） m 3.0 （深） m 5 配置设备： （1） 集水池污水提升泵：（配自耦装置） 型号：50WQ10-10-0.75型；数量：二台（一用一备 ) 流量：10m 3/h ； 扬程： 10m ； 电机功率： P=0.75kw。 . ;. （2） 液位控制器： 型号： LPF-A 数量： 2 套 备注 （1）池体全部采用钢筋混凝土结构，池体混凝土均为C25

19、，钢筋全部采用 II 钢筋。 （2） 池体混凝土抗渗标号为S8，池内壁 20厚 1：2 防水水泥砂浆抹平， 911 防水涂料二道。 六噪声处理： 采取有效的降噪和减振措施主要有： （1）将鼓风机单独设立独立的鼓风机室，进行隔声（在设备内，埋于地下）， （2）采用低噪音的工艺设备即采用低噪音的曝气鼓风机消声止回阀等，降 低机室内的噪声。 七辅助构筑物系统： 主要指电控室、 值班室等设备间。 这些辅助构筑物设计应根据实际需要进行 科学规划布置。 八其他系统： 1. 消防：本污水站处理过程属不可燃过程，火灾危险属丁类。根据建筑灭 火器配置设计规范（GBJ140-90 ）和建筑设计防火规范（GBJ16

20、-87 ） ，在辅助 构筑物内设置一定量的干粉尘粉灭火器。 2. 安全、劳动保护和工业卫生： 带电设备的外壳均接安全保护接地； 低压配电设备的布置均符合国家设计规范对电气安全的各项规定； 对噪声设备选用低噪声设备，并采取相应的降噪措施； 3. 防腐： 化学品溶液管线和水下空气及污泥管线，使用优质的 PVC 给水管，确保防腐 . ;. 与使用寿命（ 50 年） ；污水处理池内的设备选型考虑防腐蚀。 十、构筑物设计 1、设计原则 本工程结构设计遵循的原则， 根据工艺及其他专业提供的资料，按照国家现 行的有关设计规范， 优先考虑结构安全、 坚固耐用、并节约投资和节省钢材用量； 结构设计应满足工艺设计

21、，遵循结构安全可靠、施工方便、造价合理的原则。设 计根据建设场地的工程地质、 水文资料及设计规范和标准， 使结构在施工阶段和 使用阶段均能满足承载力、 稳定性和承载力极限状态要求以及变形、抗裂度等正 常使用极限状态要求。 十一、电气设计 1、负荷设计 负荷计算的原则： 工艺设备采用需要系数法计算； 照明用电负荷按单位建筑 面积照明负荷计算。 本工程用电负荷分为工业动力负荷和照明负荷两大类，用电 设备电压均为 380/220V。主要动力设备为风机和泵类负荷。单台功率最大的电 机功率为 2.2Kw。 低压配电系统利用自动开关的过电流脱扣器，实现对低压配电线路及用电设 备的短路及过负荷保护。 电缆采

22、用电缆沟或穿钢管敷设，电缆保护管或电缆沟内 的支架以及接地线等均采用镀锌材料。 十二、仪表及自控设计 1、工程设计范围 按工艺要求完成自控系统的设计，范围如下： 采用全自动控制系统， 并设手动、自动两种控制方式，提供简捷可靠的事故 处理和安全保障功能，使系统关键部位的运行状态处于常时监控状态。 2 、自动控制系统设计 （1）全自动控制系统，并设手动、自动两种控制方式。 . ;. （2）调节池、集水池污水泵低水位时停止，高水位启动，超警戒水位二台 同时启动，正常工作为一台水泵，一用一备，且能自动切换。 （3）鼓风机 1 用 1 备，自动切换，自动切换时间8 小时一次。 （4）沉淀池污泥泵每 8 小时提泥 5 分钟，周期性运行。 （5）排放污水自流排入下水管道（或回用） 。 （7）控制时序可任意调节，并备有过流、缺相、过压、欠压等故障情况自 动保护声光报警功能。 （8）污水处理站设备 24 小时运行，控制系统自动化程度极高。