生活污水处理方案设计

1工程概况

本污水解决站为镇区解决生活污水。

2项目设计根据、原则和范畴

2.1设计根据

(1)《城乡污水综合排放原则》(GB81918-)；

(2)《给排水设计手册》；

(3)《中华人民共和国环保法》；

(4)《中华人民共和国水法》(1998)；

(5)《城乡污水解决厂污染物排放原则》(GB18918-)

(6)《中华人民共和国水污染防治法》(1996)；

(7)《中华人民共和国水污染防治法细贝!》(1989)；

(8)《建设项目环保设计规定》(1997)；

(9)《建设项目环保设施竣工验收管理规定》(1994)；

(10)《村庄整治技术规范(GB50445—)》

(11)《农田灌溉水质原则》(GB5084-)

2.2设计原则

(1)污水解决工艺应因地制宜并力求技术先进可靠、经济合理、高效节

能、易于维护管理。

(2)积极稳妥地采用新技术，在合理运用资金的同步，充足运用先进技

术和设备以提高污水解决水平与效率。

(3)设计中必须充足考虑社区污水日勺特点，解决设施能适应较大的水量

变化。在机械化、自动化限度方面，要从实际出发，根据需要和也许及设

备日勺供应状况，妥善拟定。

(4)设计应合适注意美观和绿化，其美化II勺方式和周边地区的环境相协

调。

2.3设计范畴

(1)污水解决站内工程的工艺及方案设计，不涉及化粪池和场外污水管

线工程。

(2)与工艺相配套的电器、仪表控制系统设计。

3水质规定

3.1设计进水水质

由于各乡镇均为生活污水，拟定本污水解决工程进水水质指标为:

CODBOD5SSNH3-N

指标PH

(mg/1)(mg/1)(mg/1)(mg/1)

进水水质W450W250《250〈406~9

3.2设计出水水质

本设计中污水通过格栅、调节池、生物集成解决设备后，最后解决出

水达到《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18918-）一级A排放原则

日勺规定，即：

NH3-N

CODBOD5SS

指标(mg/1)PH

(mg/1)(mg/1)(mg/I)

出水水质W50W10W105(8)6〜9

4废水解决工艺方案

4.1水质特性分析

根据进水水质和出水水质规定，废水具有如下特性：

污水中可滤残渣含量较高，这些残渣若不经解决直接进入生化解决

系统，会在生化系统中积累而占据大量池容，使池容不断减少最后导致

系统完全失效。同步，清除对生物解决过程有克制作用的物质，减小生

物反映的负荷，改善生物反映日勺条件，对解决系统正常运营，减少运营

费用都是必不可少的一步。

4.2废水的预解决

4.2.1清除部分不可生化降解的物质，均和水质和水量

此处的预解决重要有格栅，预曝气调节池。通过这一过程，可有效

清除废水中不可生物降解或难于生物降解的有机物，均和水质和水量保

证后续解决的正常进行。

4.2.2预解决后的废水水质特性

预解决后废水水质如下表

预解决后的废水水质单位：mg/L

污染物名称PHCODBODSS

污染物浓度7.0400200100

预解决后废水水质各污染物配例如下表所示

预解决后各污染物配比

项目

BOD5/COD

数值0.5

经预解决后的废水BOD5/COD=().5,可以使用生化解决的措施，同

步该水SS较高，故在膜生物反映器前设立兼氧A段，增长水时可生化

性。

4.3工艺流程

进水

鼓风机

除磷剂

氯片

出水

4.4工艺流程描述

1）生活污水、生产废水通过地沟汇集进入污水解决界区，一方面

通过人工格栅清除水中KJ4mm以上KJ杂物，以减少后续解决负荷和保

护后续解决设备（泵）。格栅挡住日勺杂物定期清理。

2）格栅渠内设立提高泵将废水移送到调节池。

3）生活污水、生产废水并非24小时/天均匀排放，但为了减少工

程投资、满足后续生化解决设施的规定，废水解决系统是按24小时/天

持续运营设计，因此需设立调节池均衡水量，同步在池内设空气搅拌，

一方面均衡水质，同步对废水进行预曝气解决，避免SS在池内沉淀。

4）废水口勺解法出水对氨氮规定较高，氨氮废水时解决一般有物化

和生化两种措施。

物化法分为氯化法、磷镁沉淀法、离子互换法、汽提法和吹脱法。

氯化法是通过投加足够量日勺氯使废水中H勺NH3—N氧化成氮气，此法解

决费用高，一般用于给水的解决。磷镁沉淀法尽管氨与磷、镁生产一种

沉淀复盐可作为肥料使用，但肥料W、J售价为补偿不了磷酸出J价格。离子

互换法是选用对氨离子有很强选择性日勺沸石作为互换树脂，从而达到清

除氨氮的目的，但对于高浓度的氨氮废水，离子互换法会使树脂再生频

繁而无法操作，且再生液仍为高浓度氨氮废水需再解决。汽提法是用蒸

气将废水中的J游离氨转变为氨气逸出，逸出W、J氨气可以回收，一般用于

解决高浓度氨氮废水；吹脱法则是用空气从废水中将氨气吹脱，一般用

于解决中档浓度氨氮废水；但这两种解决措施运营成本较高。

生化法解决成本较低，只需控制一定的条件（如pH、DO和有机物

浓度），运营管理较为以便。

本方案根据该废水日勺特点选用先进的膜生物解决技术（MBR）,长

处如下：

通过反硝化脱氮可彻底消除氮对环境的影响。

该废水中具有大量日勺氨氮，在硝化过程会产生大量的H+,而当废水

中日勺碱度不能满足硝化反映日勺需要，会使得pH下降，克制硝化过程的

彻底进行，一方面引起NO2一(还原物)的累积，导致出水CODcr值

偏高(理论上lmg/1N02—导致1.143mg/1CODcr),此外会引起NH3

一N不能彻底的清除，导致NH3-N超标，因此必须补充投加一定量的

碱以满足硝化过程的需要，而反硝化过程产生的碱度可补偿硝化过程消

耗时一半的碱度，可减少后续的硝化过程补充投加的碱量，节省解决的

运营费用。

反硝化过程可以运用硝化过程中产生的N03—、N02一离子中化合

态日勺氧去氧化废水中的有机物，减少后续的硝化过程的曝气量，可节省

解决口勺运营费用。

本方案中的生化工艺采用先进日勺膜生物解决技术(MBR),该工艺

技术特别合用于有机浓度高、解决规定高H勺食品、有机化工、医药及畜

牧等行业的废水解决以及中水回用解决。MBR技术以与活性污泥法相

似的解决原理清除废水中的有机物，不同R勺是活性污泥法在沉淀池进行

固液分离，而MBR装置则是通过膜分离单元将清水直接抽出。

5)MBR池由于污泥浓度高，抗水质变化能力强。

4.5MBR工艺原理简介

膜与生物解决工艺结合的膜生物反映器研究迄今已逾3()年了，MBR

的商业应用也有口勺历史了。

1969年，美国W、JSmith初次报道了美国Dorr-Oliver公司把活性污泥

法和超滤工艺结合解决都市污水的措施。该工艺最引人瞩目日勺是用膜分

离技术取代常规活性污泥二沉池，用膜分离技术作为解决单元中富集生

物的手段，而不是采用常规日勺回流循环来增长曝气池中微生物区I浓度。

它是用一种外部循环W、J板框式组件来实现膜过滤出J。在生活污水解决

中，获得了极佳日勺解决效果，BOD<lmg/L,COD=20〜30mg/L,系统

解决能力为1()〜H)0m3/d。另一种初期H勺报道是Hardt等人，在197()年

用一种10L的好氧生物反映器解决合成废水，流程中用一种死端超滤膜

来实现泥水分离，其中日勺MLSS浓度高达30000mg/L,是常规好氧系统

的23倍，膜通量7.5L-m-2/h,COD清除率为98%。Dorr-Oliver公司

在60年代还开发了此外一种膜解决工艺MST(MembraneSewage

Treatment)o在该系统中，污水进入悬浮生长的生物膜反映器中，并通

过超滤膜组件H勺抽吸作用持续出水。膜组件为板框式，进出口压力分别

为345KN•m-2和172KN•m-2,膜通量为16.9L•m-2/ho尽管这些工

艺获得了良好H勺出水水质，但由于当时膜技术发展相对落后，膜材料种

类少，价格昂贵，使用寿命短，限制了该工艺"勺长期稳定运营，污水膜

生物反映器仍然处在初级研究阶段。

1970年美国的JDorr-Oliver公司和日本日勺Sanki-engineering有限责任

公司达到合同，使得该工艺初次进入日我市场。80年代后来，随着膜制

造技术的发展、膜分离工艺的完善、膜清洗措施的改善和污水厂出水水

质规定的提高，MBR开始在污水解决行业得到应用。1989年，日本政

府联合许多大公司共同投资进行了为期6年的“90年代水复兴计划

(AquaRenaissanceProgramme'90)”科研项目，其目日勺是谋求满足长期

水量需求，解决水污染问题和从污染物中获取能量。特别是开发一种膜

技术与生物反映器相结合来解决工业和都市污水，省能省地，出水水质

好，合用于污水回用的工艺。今天，日本己有数家公司提供成套产品，

应用于家庭污水解决和回用以及废水中COD、NH3-N较高的工业领域。

MBR(膜生物反映器)工艺日勺工作原理：一方面通过活性污泥来清

除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后W、J水和活性污泥

进行固液分离。

本工程使用的膜为中空丝膜，膜口勺孔径在().4um左右，可以截留住

活性污泥以及绝大多数的悬浮物，获得清澈的出水。为了使得膜可以持

续长期稳定的使用，在中空丝膜W、J下方以一定强度H勺空气不断对摸进行

抖动，既起到为生物氧化供氧作用，又避免活性污泥附着在膜日勺表面导

致膜的污染。

4.6MBR膜特点：

4.6.1良好的机械强度:

滤膜的机械强度大小反映了膜丝抵御断丝的能力，断丝使超滤膜失

去分离性能，是评价超滤膜质量优劣的I一顼重要指标。机械强度由膜丝

KJ断裂强度和断裂伸长率来表征。中心通过配方和工艺的改善，使得膜

产品具有良好日勺断裂强度和断裂伸长率，使用中不易浮现断丝现象。

中空纤维帘式膜组件尺寸示意图

4.6.2良好的亲水性：

PVDF中空纤维超滤膜通过特殊的亲水化解决，膜丝具有永久亲水

性能。水解触角由未改性前H勺79-90°\u38477X为30-35°\ul2290X,

可在较低的跨膜压力下，得到高H勺水通量，同步提高膜丝的耐污染性能。

非亲水性膜亲水性膜

亲水性膜与非亲水性膜日勺抗污染示意图

4.6.3过滤精度高

本中心中空纤维超滤膜具有均匀的0.05pm的小孔，可以除去微生

物、胶体、藻类以及其他引起浑浊日勺物质。所有组件通过泄漏测试以保

证没有超过孔径大小的微粒通过。

超滤中空纤维膜断面孔构造

4.6.4运营管理以便

老式的好氧活性污泥解决工艺，在高污泥负荷日勺状况运营会浮现污

泥膨胀现象，使得泥水难于分离导致系统不能正常运营、出水不达标。

而MBR工艺是用膜抽吸作用来进行泥水分离，不会发生污泥膨张影响

MBR系统的J正常运营和出水水质，因此运营管理极为以便。

4.6.5占地面积小

老式的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在30()()〜5()()()mg/l,而

MBR工艺的活性污泥浓度一般在8000〜lmg/L且不需生化沉淀池，故

大大减少了占地面积和土建投资，其土建占地约为老式工艺的1/3。

4.6.6解决水质稳定

中空丝膜可以截留几乎所有的微生物，特别是针对难以沉淀的、增

殖速度慢的微生物，因此系统内日勺生物相极大丰富，活性污泥驯化、增

量日勺过程大大缩短，解决日勺深度和系统抗冲击的能力得以加强，解决水

质稳定。

4.6.7具有较好的脱氮效果

MBR系统有助于增殖缓慢W、J硝化细菌的J截留、生长和繁殖，系统硝

化效率得以提高。

4.6.8泥龄长

膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反映器内

有足够的停留时间，大大提高了难降解有矶物的降解效率。反映器在高

容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运营，可以实现基本无剩余污泥排放。

4.6.9动力消耗低

中空丝膜所需的吸引压力仅为-0.1〜一0.4公斤/cm2左右，动力消

耗低。

膜生物反映器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理以便；

MBRH勺工艺过程如下：

9

曝气池鼓风机

排剩余污混——体式

4.7解决效果一览表

单元名称项目

CODcrBOD5SS

进水

400200100

(mg/1)

出水

预解决W360W180Wl()

(mg/1)

清除率

101090

(%)

进水

W360W180W10

(mg/1)

出水

MBR池W40W10W5

(mg/1)

清除率

288294250

(%)

进水

W40W10W5

(mg/1)

出水

清水池〈35W5W5

(mg/I)

清除率

212.5250/

(%)

总清除率（％）>92>98>95

5筑物设计参数及投资估算

按照解决工艺流程，由于安丘市各个乡镇的I排污总量不同，排放原

则相似，从而拟定甘泉社区、中心社区、永昌社区、金湖社区共用一种

方案是日解决量为300m3方案0

5.1300m3工艺计算

5.1.1格栅池

功能：清除污水中粗大的物质和颗粒直径大于4mm日勺污物，保护解

决站的机械设备与生物解决系统正常运营，避免管道口勺堵塞。

数量：1座

格栅渠尺寸：LXBXH=1.0X2,0X2.0m

构造：砖混构造。

重要设备：

不锈钢自制格栅一台

溢流管道1套

3）提高泵

型号:50QWD7-10-0.75

流量：Q=7m3/h

扬程：H=10m

功率：N=0.75Kw

数量：两台（一用一备）

5.1.2调节池

功能：根据生活污水的I性质，其水质较为稳定，该调节池日勺设计重

要考虑水量的调节c

构造形式：玻璃钢构造

设计水量：Q=12.5m3/h

水力停留时间：T=6h

池体容积:53n?

池体尺寸:LXB=10XO2.5m

数量：1个

重要配套设备及材料：

1）溢流管道1套

2）微孔曝气管道1套

3）提高泉

型号：50QWD7-10-0.75

流量：Q=7m3/h

扬程:H=l（）m

功率：N=0.75Kw

数量：两台（一用一备）

4）曝气泵

型号：ASP-150H

数量：八台

5.1.3厌氧池

构造形式：玻璃钢构造

水力停留时间：T=2.5h

有效容积：V=30m3

池体尺寸：LXB=6.42Xd）2.5m

数量：1个

重要配套设备及材料：

搅拌机1台

型号：MA0.55/4-230-1400

5.1.4MBR池

构造形式：玻璃钢构造

水力停留时间：T=6h

有效容积：53m3

池体尺寸：LXB=10X4）2.5m

数量：1座

重要参数：有机负荷取0.3kgBOD5/kgMLSS.d

污泥浓度8g-12g/L

重要配套设备及材料：

1）MBR膜

型号：806*666*145（）

数量：32件

2）抽吸泵

型号:50ZX12.5-30

数量：两台（一用一备）

流量：Q=12.5m3/h

扬程：H=32m

功率：N=3Kw

3）加药计量泵

型号：HK210/0.7

数量：1台

4）储药罐

型号：300L

数量：1

5）污泥回流泵

型号：50QWD7-10-0.75

流量：Q=7m3/h

扬程：H=10m

功率：N=0.75Kw

数量：1台

5.1.5清水池

功能：采用投加二氧化氯方式进行消毒解决，满足解决出水指标规

定。

构造形式：玻璃钢构造

设计容积：V=6m3

池体尺寸：LXB=2.0X”2.2m

数量：1座

重要配套设备及材料：

1）滤片投加器

5.1.6储泥池

功能：储存生物解决产生的剩余污泥，以便进入污泥脱水系统进行

脱水。

构造形式：玻璃钢构造

容积：V=6m3

池体尺寸为：LXB=2.0X4）2.2m

数量：1座

5.1.7设备间

为了以便各电气设备的使用和维修，需建造设备间一间。

构造形式：轻体房

面积：12m2

5.1.8电气设计

现场控制站重要由可编程控制器（PLC）、控制器柜及柜内附属设备

构成。

污水解决系统内仪表系统由多种传感器和变送器构成。变送器H勺原

则直流信号（或电压信号）一方面送至现场PLC。

T艺设备的控制分为两级：

第一级是PLC根据预定控制程序和现场实际状况，实行自动控制，

无需人为干预（自动）；

第二级就是手动控制，当把相应控制柜上的“手动/自动”选择开关

打到“手动”时，各设备实现手动操作。手动控制优先级最高，此时，

PLC控制被屏蔽，现场设备可在就地控制箱或控制柜上实现开、停等人

工操作。此种模式重要是用在设备安装阶段的单台调试或PLC故障时的

操作。

5.1.9污水解决站占地面积

占地面积约：200m2

5.1.10投资估算

重要构筑物一览表

序号名称池体尺寸单位数量价

<

冬注

元

1格栅渠2.0*i.0*2m座1砖混

2设备筏板nN

3其他构筑物检查井等

重要设备一览表

序号名称规格型号单位数量备注

1格栅1.5*1.1台1公司自制

2潜污泵50QWD7-10-0.75台5

3抽吸泵5OZXI2.5-32台2

4计量隔阂泵HK210/0.7台1

5曝气机ASP-150H台8

6潜水式搅拌机MA0.55/4-230-1400台1

7储药罐3OOL个1

8厌氧池6.42*2.5m个1玻璃钢

9MBR池10*2.5m个1玻璃钢

10调节池10*2.5m个1玻璃钢

11储泥池2*2.2m个1玻璃钢

12清水池2*2.2m个1玻璃钢

13消毒设备YQLT-5个1

14膜组件806*666*1450件32

15配电箱个1

16设备问3.0*4.0个1

17其他管材等

5.1.11环境效益分析

本生活污水解决站投入正常运营后，可获得如下环境效

益：

每年消减SS排放量：

(250-10)*300*365/106=26.28吨

每年消减B0D5排放量：

(250-10)*300*365/106=26.28吨

每年消减CODcr排放量：

(450-50)*300*365/106=43.8吨

每年消减NH3-N排放量：

(35-5)*300*365/106=3.285吨

5.1.12综合污水解决站运营成本计算与综合效益分析

1)人工费用

本解决站是无人操作日勺自动解决系统，固没有员工工资福利待遇费。

2)动力消耗费用

本污水解决工程日耗电约为99Kw.h,解决量为300m3/d,则耗电成

本为0.33Kw.h/m3。电费按0.60元/Kw.h,则运营成本为：0.2元/m3水。

3)综合运营成本

人工费十动力费十药齐II费=0.2元/“13水“

5.2金润花园社区240m③工艺计算

5.2.1格栅池

功能：清除污水中粗大的物质和颗粒直径大于4mmH勺污物，保护解

决站的机械设备与生物解决系统正常运营，避免管道的堵塞。

数量：1座

格栅渠尺寸：LXBXH=1.0X2.0X2.0m

构造：砖混构造。

重要设备：

不锈钢自制格栅一台

溢流管道1套

3)提高泵

型号：50QWD7-10-0.75

流量：Q=7m3/h

扬程：H=10m

功率：N=0.75Kw

数量：两台(一用一备)

5.2.2调节池

功能：根据生活污水Ef、J性质，其水质较为稳定，该调节池的设计重

要考虑水量日勺调节c

构造形式：玻璃钢构造

设计水量：Q=l（）m3/h

水力停留时间：T=6h

池体容积：42m3

池体尺寸：LXB=8X①2.5m

数量：1个

重要配套设备及材料：

1）溢流管道1套

2）微孔曝气管道1套

3）提高泵

型号：50QWD7-10-0.75

流量：Q=7m3/h

扬程:H=10m

功率：N=O.75Kw

数量：两台（一用一备）

4）曝气泵

型号：ASP-150H

数量：八台

5.2.3厌氧池

构造形式：玻璃钢构造

水力停留时间：T=2.5h

有效容积：V=17m3

池体尺寸：LXB=3.43X01.76m

数量：2个

重要配套设备及材料：

搅拌机2台

型号:WQD3-10-0.55

5.2.4MBR池

构造形式：玻璃钢构造

水力停留时间：T=6h

有效容积；42m3

池体尺寸：LXB=3.43X02.8m

数量：2座

重要参数：有机负荷取0.3kgBOD5/kgMLSS.d

污泥浓度8g—12g/L

重要配套设备及材料：

1）MBR膜

型号：806*666*1450

数量：25件

2）抽吸泵

型号：40ZX6.3-32

数量：两台（一用一备）

流量：Q=6.3m3/h

扬程：H=32m

功率：N=2.2Kw

3）加药计量泵

型号：HK210/0.7

数量：1台

4）储药罐

型号：300L

数量：1

5）污泥回流泵

型号:WQD3-10-0.55

流量：Q=3m3/h

扬程：H=10m

功率：N=0.55Kw

数量：2台

5.2.5清水池

功能：采用投加二氧化氯方式进行消毒解决，满足解决出水指标规

定。

构造形式：玻璃钢构造

设计容积：V=6m3

池体尺寸：LXB=2.0X62.2m

数量：1座

重要配套设备及材料：

1）滤片投加器

5.2.6储泥池

功能：储存生物解决产生的剩余污泥，以便进入污泥脱水系统进行

脱水。

构造形式：玻璃钢构造

容积：V=6n?

池体尺寸为：LXB=2.0X4>2.2m

数量：1座

5.2.7设备间

为了以便各电气设备的使用和维修，需建造设备间一间。

构造形式：轻体房

面积：12m2

5.2.8电气设计

现场控制站重要由可编程控制器（PLC）、控制器柜及柜内附属设备

构成。

污水解决系统内仪表系统由多种传感器和变送器构成。变送器的原

则直流信号（或电压信号）•方面送至现场PLC。

工艺设备的控制分为两级：

第一级是PLC根据预定控制程序和现场实际状况，实行自动控制，

无需人为干预（自动）；

第二级就是手动控制，当把相应控制柜上的“手动/自动”选择开关

打到“手动”时，各设备实现手动操作。手动控制优先级最高，此时，

PLC控制被屏蔽，现场设备可在就地控制箱或控制柜上实现开、停等人

工操作。此种模式重要是用在设备安装阶段W、J单台调试或PLC故障时的

操作。

5.2.9污水解决站占地面积

占地面积约：180nf

5.2.10投资估算

重要构筑物一览表

序号名称池体尺寸单位数量价格

（万备注

元）

1格栅渠2.0*1.0*2m座1砖混

2设备筏板nP

3其他构筑物检查井等

重要设备一览表

序号名称规格型号单位数量价