农村生活污水处理可行性方案2015

微动力或无动力生活污水处理设施设计方案设计单位：云南宇清环保工程有限公司设计日期：2014年7月10日目录第一章 简介1第二章 设计依据、原则及范围1第三章 工程规模与处理程度2第四章 水处理工艺流程3第五章 工艺说明及工艺设计7第六章 投资10第七章 运行成本12第八章 工程工期估算13 第一章 简介农村污水主要是生产、生活中使用的各种洗涤剂洗涤污水、生活液体垃圾、粪水等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。我公司设计了一套微动力或无动力的污水处理设施，现以500-1000人的村庄为例设计一套150m3/d的污水处理方案。本处理系统针对农村污水的特点，“厌氧水解+人工湿地”工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，无日常运行费用或运行费用低廉，出水稳定，处理后出水水质可达到城镇污水厂污染物排放标准GB18918-2002一级B标准。第二章 设计依据、原则及范围1、 设计依据：1）城镇污水厂污染物排放标准GB18918-2002）2）室外排水设计规范（GBJ14-87）3）国家现行的建设项目环境保护法规、条件4）建筑给水排水设计手册5）建筑电气设计技术规范6）电气装置施工及验收规范7）机械设备安装工程施工及验收规范8）人工湿地污水处理工程技术规范HJ2005-20102、 设计原则1） 符合国家现行的排放标准或地方标准；2） 在保证设计工艺要求的基础上，优化组合，保证污水处理系统安全，可靠地进行；3） 采用先进、成熟、可靠的污水处理设备，性能稳定可靠的工艺系统，使污水处理工程易操作、易管理、易维修；4） 动力设备采用先进设备，保证能长期平稳运行；5） 综合具体的场地条件，设计时能考虑设备和构筑物的平面布置及其合理的高程分布，同时考虑采用处理效率高的设备，尽量减少占地面积；3、 设计范围本设计方案范围主要内容是根据生活污水排水情况，并结合已建成并正常运行使用的污水处理站的相关经验技术，对污水处理工程进行工艺分析论证及工艺设计、设备设计等。第三章 工程规模与处理程度1、设计概况每天生活污水排放量为150m3/d，确定设计本工程污水总处理能力为Q=150m3/d。2、原水水质结合实际情况，确定进水水质设计为：序号项 目进 水1COD (mg/l)3002BOD (mg/l)1503SS (mg/l)2004氨氮 (mg/l)405PH值6-92、 设计污水处理程度污水处理工程对污水中主要污染物的处理程度及对排水水质的要求是确定处理工艺的基本依据。根据城镇污水厂污染物排放标准GB18918-2002一级B标准，出水水质应达到：序号项 目出 水1COD (mg/l)602BOD (mg/l)203SS (mg/l)204氨氮 (mg/l)155PH值6-9第四章 水处理工艺流程1、 工艺选择、工艺流程污水通过机械格栅拦污后进入沉淀池，泥砂沉入沉淀池底部，然后污水直接进入调节池，设置调节池的目的调节污水的水量和水质。水解处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。污水处理技术发展已近百年，大都采用的是以活性污泥为主体的工艺；前50年注重的是进水水质水量的变化，引发出一系列改进工艺。后50年，特别是近2030年人们注意到了提高出水水质标准，开发出大量考虑C、N、P同时去除的工艺，而且已经付诸工程实践，诸如氧化沟、A2/O、SBR、UNITANK等工艺。而今，随着环境意识的逐步提高，人们已开始对普通工艺的能耗大，在对污染物处理过程中会带来“二次污染”的问题开始给予越来越多的关注。人工湿地是70年代发展起来的一种污水处理技术，和传统的生化处理比较，人工湿地具有可生化性强，氮、磷去除能力高，投资及日常运行费用低等特点。氮、磷是植物生长的必要营养元素，如果在湿地内选择种植去除氮、磷能力高，又具有经济价值的植物，不仅可净化废水，经济植物的收获还可创造一定的经济价值。在暴雨期间，人工湿地可储存大量雨水，减小雨水对土地的冲刷，并可除去雨水中大部分污染物，大大减轻了水体的污染压力。干旱季节湿地可为多种生物提供水源。1976年，德国人Kathe Seidel就提出利用高等植物的生化作用去除污染物的思想，在实验中认识到香蒲、芦苇等植物的根可产生微生物活性区域，而此活性区域作为生化反应器来转化降解污染物。Kichuth研究组基于Kathe Seidel的思想在德国建立了第一个利用分层自然土壤作为高等植物生长基质的湿地处理技术工程。1980年这一技术在英国得到广泛应用；为降低造价，科研工作者用经过处理的河砾和河沙作为植物生长基质，构建了高分散度的废水处理设施并获得成功。目前，人工湿地处理系统成为英国小城镇污水处理的重要组成部分，其在欧盟各国及美国的应用也较广泛，处理后的水可以按质进行回用，实现了资源的再利用。人工湿地污水氮的去除和湿地系统的设计、植物种类、植物根部环境的化学性质、植物摄取量、可利用碳源等条件有关。另外，人工湿地中氮的去除量也依赖于污水在湿地中停留的时间。湿地中氮的循环主要通过一系列复杂生物化学作用方式发生，它包括直接转化成氮化物及其它矿物质结合起来。硝化、反硝化是人工湿地中除氮的一种重要途径，植物输送氧气到达底部根区，在根区联合形成好氧小区，氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程：NH4+NO2-NO3-在远离根区的部位，NO3-由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式去除：NO3-NO2-NON2ON2湿地底部有机物的分解和生物降解及底部较低的溶解氧浓度，及充足的有机物作碳源，这些都为反硝化过程提供了条件。湿地中的磷主要通过植物的吸收及与其它有机物结合去除，产生气态物释放到大气中是另一途径。磷在湿地中通过沉淀作用去除的反应为：5Ca2+3PO43-+OH-Ca5（PO4）3OHAl3+PO43-AlPO4Fe3+PO43-FePO4湿地中植物和基底材料的选择对去除磷有很大影响。主要是基底材料中钙、镁和磷作用形成沉淀。随着时间的推移，基底材料中磷达到饱和，湿地去除磷能力降低，所以为加强湿地初期的除磷能力，在湿地选择中应注意选择含钙、镁较高的土壤作为基底材料，因为初期湿地中植物还没有形成较稳定的生物群。基底材料吸收磷饱和后，又可通过基底中的生物群去除磷。湿地中的不溶性有机物主要通过湿地的沉淀、过滤作用而被截留在湿地中；可溶性游击区通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解过程而被分解去除。生物降解过程主要通过耗氧和厌氧代谢得到降解，从而降低污水的BOD和COD。耗氧代谢过程可表示为：复杂有机物+O2CO2+H2O+稳定产物，其中稳定产物被微生物用于自身细胞合成。厌氧代谢过程较慢，只能用于去除少量的BOD和COD：复杂有机物CO2+CH4+不稳定产物。由此水生植物用于污水处理已经得到了水处理界的认同。人工湿地处理后的出水自流进入消毒池，用固体氯片消毒后即可直接排放。沉淀池沉淀下来的污泥由污泥泵打入污泥池，污泥池内的污泥定期抽出，约6-12个月清理一次2、 工艺流程： 格栅井调节池 泵 排放水解池人工湿地消毒池沉淀池 污水 氯片杂物定期清运污泥池 剩余污泥定期抽吸外排 污水处理工艺流程图 3、工艺特点：a) 工艺路线成熟可靠，先进稳定；b) 人工湿地工艺的设置对废水中的氮、磷有强力的去除效果；第五章 工艺说明及工艺设计1、 格栅除污：废水中含有大量的悬浮物、较大的固体垃圾等，影响后续设备的正常运行，为避免堵塞水泵、阀门、管道等在污水处理的最前端设置平板格栅，栅渣定期清理。设计流量：Q50m3/h平板格栅：ZPS-0.6*1.5 栅隙：b=5mm2、沉淀池：沉淀池主要是沉淀泥砂等污水中的悬浮物，可以降低后续污水处理负荷，也防止了后续污水处理设备内部沉积和阻塞。池体尺寸：4*2*4m3、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。设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。设计容积：100m3 池体尺寸：6*4*4.5米潜污泵：50-10-10-7 数量：2台（如果地势允许可以不用此泵）4、水解池：水解处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。设计容积：300 m 设计尺寸：12*6*4.5m有效容积：V=280m 停留时间：T=44.8小时自吸污泥泵：50ZW10-16 数量：2台5.人工湿地：人工湿地是由池体、填料、水生植物组成。本单元综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进行进一步的处理。系统成熟后，特种填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。同时系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。老化的微生物作为肥料被植物吸收。人工湿地组合工艺主要优点： （1）运行费用及一次性投资费用较低，适合欠发达地区的推广使用。（2）本工艺对有机物特别是氮、磷的去除效果好。（3）相对占地面积少，适合云南地区多山少平地的地理情况。（4）系统运行管理简便易行，无需专业人员进行管理维护。（5）工艺适用性强，可根据云南地区的山地多、地形、地势多变的情况采用不同的布水方式及不同流态。（6）筛选出了适合云南地区气候特点的水生植物，其具备了适应性强（抗虫害、耐低温）、生长快、污染物去除效果好等特点。人工湿地：30*20*1.4m有效容积：V=600m3 停留时间:4天6、二氧化氯消毒：污水经过处理以后需要经过消毒才能完全控制大肠杆菌的数量。由于氯片对污水消毒所产生的运行费用较少，运行方便安全。二氧化氯消毒器：ZCL-200 数量： 1套消毒池：4*2*2.57、污泥浓缩池：用于污泥的浓缩和暂时储存及发酵，不但减少了污泥的数量也降低了对环境的污染。池体尺寸：4*4*4.5m 设计容积：670 m38、建筑房屋： 电控房：3*2*2.5m 第六章 投资1、 设备部分：1）、设备价格明细：序号名称 型号数量安装功率（KW）单价（元）金额（万元）备注1固定格栅ZPS-1.2*0.61台-38000.382潜污泵50-10-10-0.752台0.7545000.93水解池填料ZH-150200m-10024水解填料支架50*501批-124001.245人工湿地填料8-150480m-803.846人工湿地植物香蒲27800棵-0.92.5028人工湿地植物风车草26500棵-0.82.127人工湿地布水器2套-86001.729控制系统ZDK1套0.145000.4510管道及附件1批-175000.7511系统电缆线1批-45000.4512氯片消毒器ZCLP-1001套-55000.5513自吸式排污泵50ZW10-202台2.248000.96合计17.8622）、服务费用等明细：序号名称数量单价（元）金额（万元）备注1工艺、土建设计费1200002.002安装调试培训费1345003.455运费1100001.06税金1250002.5合计18.95设备部分合计：26.812万元1、 土建部分：1）、构筑物造价估算序号名称尺寸m建筑形式单位数量单价（元）总价（万元）备注1格栅井0.85*2*3砖切配圈梁m22680018.08调节池6*4*4.5水解池12*6*4.5人工湿地30*20*1.4沉砂池4*2*4污泥池4*4*4.5消毒池4*2*2.53设备基础-素砼m33000.09合计18.172）、建筑物造价估算序号名称尺寸m建筑形式单位数量单价（元）总价（万元）备注1电控室3*2*2.5钢结构平方米63000.18合计0.18土建总造价=构筑物造价+建筑物造价=18.35万元2、 项目总投资概算序号项目费用（万元）备注1土建费18.352设备部分26.812合计45.162第七章 运行成本1、 电费：电耗表：序号设备名称数量装机容量(Kw)使用容量(Kw)使用时间(h/d)电耗(Kwh/d)1潜污泵20.750.520102自吸式