一、工程概况
生活污水中主要污染物为CODcr、BOD5、油脂、SS等。如果不对此污水进行处理，直接排入水体，将对环境产生极大的污染。为了保护环境，现需对此污水进行处理方案设计，促使一体化污水处理设备的性能保持长期安全稳定运行，并使出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-20xx）中的一级A标准。
二、设计依据
《污水综合排放标准》GB8978-96；
《生活杂用水水质标准及检验方法》CJ/T48-1999；
《城镇污水处理厂出水处理主要排放标准》(GB18918－20xx)；
《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-20xx；
《污水再生利用工程设计规范》；
《生物接触氧化法设计规程》；
《鼓风曝气系统设计规范》；
《建筑给排水设计规范》GBJ15-88；
《城市区域环境噪声标准》GB3096-93；
《钢制焊接常压容器技术条件》JB880；
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93-86；
《井用潜水泵技术条件》GB/T2817/91；
《格栅除污机技术条件》ZBJ/88013-90；
《设备油漆、包装技术条件》JB/T2862-92；
根据用户提供的水质、水量及相关资料。
三、设计范围
一体化污水处理设备施工方案详解设计范围从污水进水口至出水口内的工艺、结构、电气与自控等。不包括土建工程的施工、处理站外输送管道、装饰工程、暖通和消防等。设备厂家提供土建基础设计资料。
污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。
a）污水处理
调查研究污水的水质水量变化情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。
b）污泥处理与处置
通常小型的污水处理站污泥处理有两种方法：一是污泥浓缩机械脱水处理；二是污泥干化处理。考虑污泥浓缩机械脱水处理业主投资大，而污泥浓缩干化处理对周围卫生有影响。由于本工艺中设有污泥消化系统，产生污泥量极少，为此，本工程产生的污泥进入污泥浓缩池只作简单的浓缩处理后，采用粪车抽吸外运。
四、设计原则
1、严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保部门的有关法律、法规及排放标准和设计规范。
2、选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放标准的前提下，做到操作简便、管理方便、占地小、投资省、运行费用低。
3、设计时避免减少二次污染，使废气和污泥得到最终处置。改善操作人员的卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针。
4、提高污水处理站的管理水平，在设计时重点考虑自动化控制，从而减轻操作人员的劳动强度，便于集中管理和操作。
5、在工艺设计时，有较大的灵活性、可调节性，以适应水量、水质的变化。以提高系统的灵活性、可变性、适应性和先进性；并未考虑系统的事故应急排放措施。
6、采用污泥前置回流硝化工艺，以降低污泥产生量；在污泥池采用好氧消化，保证无二次污染源的产生。
7、因地制宜，合理布置，有效地利用空间和场地。
8、在设计时必须考虑地下室的通风，防止二次污染的发生，并保证机电设备的正常运行。
9、确保处理出水水质达到《污水综合排放标准》中的一级标准。
五、水质、水量
生活污水处理的设计水量Q=3m3/h。设计选用一套处理量为3 m3/h的组合式一体化污水处理系统设备。根据贵方提供的资料，水质按常规生活污水的水质。
六、工艺流程及说明
一体化污水处理设备施工方案详解
1、工艺简介
生活污水收集后采用二级生物处理+絮凝沉淀过滤工艺，去除水中主要污染物质，使处理出的水达到或优于上述水质要求。
一体化污水处理设备施工方案主要工艺过程设计如下：
总述：生活污水由污水管网收集，经格栅进入调节池，格栅截留污水中的悬浮物和漂浮物，调节池中污水由提升泵提升至一体化污水处理装置，污水处理装置集厌氧水解酸化、好氧生物接触氧化、沉淀池、杀菌消毒为一体的集成污水处理装置。装置出水进入消毒水池后自流入集水池，经提升泵至全自动一体化净水装置；全自动净水采用絮凝反应、沉淀、过滤为一体的组合式装置，自动运行及反冲洗，出水自动流入清水池，清水池的水可回用于绿化、冲洗路面、冲厕等，多余水自流排放。
2、工艺原理
生活污水通过格栅拦污后的污水直接进入调节池，设置调节池的目的是调节污水的水量和水质，为防止悬浮物在调节池内沉淀，在调节池底布有穿孔曝气管，采用间隙曝气。
本工程污水中有机成份较高，BOD5/CODcr>0.5，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。由于生活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。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3mg/l以上，气水比15：1；
O级生化池一部分出水回流进入A级池，回流比为2:1；一部分流入竖流式沉淀池，进行固液分离；沉淀池固液分离后的出水进入消毒池，经消毒后提升至后续处理环节。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；一部分提升至污泥浓缩池；污泥浓缩池内浓缩后的污泥采用粪车外运作农肥处理。
经生化处理后的污水进入消毒池进行消毒处理后，通过泵提升至全自动一体化净水装置，通过投加絮凝剂及助凝剂，使绝大部分悬浮物、细菌尸体等在全自动一体化净水装置的絮凝反应区絮凝成大而密实的絮体进入沉淀区后沉淀下来，通过泥斗排出，上清液进入过滤区，通过石英砂机械过滤后自流进入清水池；过滤区采用虹吸原理自动反冲洗，以完成对过滤区的再生复用。
3、工艺流程
七、工艺结构说明
一体化污水处理设备主要工艺结构如下：
1、固定格栅
在调节池进口设置1台固定格栅，格栅间隙为5mm，主要拦截大颗粒固体物及塑料袋之类物，防止进入调节池，以减轻有机物负荷和防止堵塞污水泵，其固定格栅机架材质为SS304不锈钢。
2、调节池
由于水质、水量不稳定。为保证后续设备能正常运行，需设一调节池，调节有效容积为30m3，在池中设预曝气装置，使污水中的沉淀物不沉积，且起到混合均一作用。另设2台污水泵，一用一备。该泵具有切割、撕裂功能，不易堵塞；调节池停留时间为10小时。
3、水解酸化池
调节池的污水经污水泵提升到水解酸化池中，水解酸化池是一种兼氧池，采用折流推进工艺，其作用在于将污水中大分子有机物经发酵细菌分解为可溶性有机小分子，为后续好氧处理提供有利条件，停留时间为3小时。在水解池中设有组合式填料，有利于发酵细菌附着于填料上，这样增大了发酵细菌和污水中有机物的接触面积，更好地降解污水中有机物的含量。在水解池中设有搅拌装置，促使污水中污泥不宜沉淀下来，使污泥呈悬浮状态，这样，吸附在污泥上的发酵细菌更好地能接触到污水中的有机物。组合填料容积率为50%。
4、接触氧化池
水解池的污水自流到接触氧化池内，接触氧化池是一种以生物膜为主，兼有活性污泥的生化处理装置，通过供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。
接触氧化池在池内设置高比表面积弹性填料，填充率为70%，比表面积达240m2/m3，容积负荷为0.8Kg BOD5/m3d,并采用低噪音回转式风机供氧，气水比为15：1，曝气采用目前较先进的胶膜曝气头，该装置在运行过程中不会堵塞，曝气均匀，氧利用率高等优点，污水有效总停留时间为5.0小时。
5、斜管沉淀池
污水自接触氧化池自流到斜管沉淀池，以除去好氧处理过程中，好氧菌新陈代谢产生的生物膜脱落下来形成的污泥，沉淀池中设有斜管，以增加沉淀效果，出水槽设计成可调液位的齿形集水槽，总停留时间为2小时，沉淀表面负荷为1.00 m3 /m2.h。沉淀下来的污泥用气提进入污泥池进行好氧消化，通过消化可减少剩余污泥量的80%，上清液回流到调节池，剩余污泥定期用吸粪车抽出外运，作农田肥料。
6、消毒池
生活污水消毒接触时间按规范采用30分钟，消毒剂采用二氧化氯进行消毒。使水中的大肠杆菌之类有害细菌杀死，这样能杀灭水中有害病原菌，以达到排放标准。
7、污泥池
沉淀池沉淀下来的污泥用气提泵抽入污泥池，在污泥池中设置曝气装置，对污泥进行好氧氧化，以减少剩余污泥量。设计污泥池有效容积为3m3。
8、风机
风机选用日本独资生产的回转式鼓风机，其型号为HC-50S两台一用一备，风量为1.00m3/min,风压为0.3kgf/cm2,电机功率为1.5KW。其风机具有体积小、风量大、噪声低、耗能省、运转平稳、安装方便、低转速、磨损小、使用寿命长等特点。
9、二氧化氯发生器
本方案考虑二氧化氯消毒，二氧化氯与液氯相比，具有投加方便，安全性高，是目前应用最广泛的污水消毒方法。液氯的泄漏容易造成中毒危害，防护条件和防护措施比较复杂。二氧化氯发生器是采用电解法产生二氧化氯气体，再由水射器溶解二氧化氯气体进入污水中进行消毒杀菌，以达到去除水中大量细菌的目的，并可去除一部分氨氮和COD。投加量按10g/m3计，则选用发生量为30g/h的二氧化氯发生器。
10、全自动一体化净水装置
采用FA型全自动一体化净水装置，集絮凝反应、沉淀、过滤为一体的处理装置，装置进水悬浮物小于1500mg/L时，出水悬浮物小于3mg/L。配套一台全自动絮凝剂加药装置。
11、电器与自控
本工程总装机容量为6.0kw，实际运行容量为3.0kw，电源引自配电房，单独设一套配电柜用于控制污水站用电，电源采用三相五线制380/220V，设备整个系统控制采用PLC作中央控制，主要控制四台水泵、二台风机、两台排水泵和电磁阀的相互切换开、停等工作，并备有过压、缺相、短流等保护功能。 污水泵、风机的启动停止受调节池液位浮球控制，在低液位时，二台水泵停止工作，且停的时间超过1.0小时，风机一台工作30分钟后停止，以此类推。在中液位时一台水泵、一台风机工作，且调节池预曝；高液位时两台水泵工作，一台风机工作。沉淀池提泥采用气提方式，由电磁阀控制进气，每4小时开启气提电磁阀2分钟，气提时关闭预曝气电磁阀。
八、场地布置
场地布置可按实际地形布置，污水处理装置占地表面积为16.0×11.2m，本处理系统的主体生化部分及絮凝沉淀过滤部分均设计在室内，便于日后的维护保养。调节池、污泥池、消毒池和清水池采用钢筋混凝土结构，在调节池上设置动力设备操作间，房间内安装风机、消毒间及控制用控制柜。
九、人员编制和运行管理
污水站设备技术管理和操作工为一人兼管，负责清理格栅和风机、水泵的日常维护，一般情况下由电气控制进行自动控制。
十、运行成本
1、兼职管理，人工费不计：
2、耗电费用：3×0.5÷3.0=0.5元/吨水
3、加药费用：ClO2投加量以6g/吨水投加，ClO2发生器产生1Kg ClO2气所耗电费为5度、Nacl为4 Kg，Nacl按市售价为1.0元/ Kg计；则加药费用为：0.006×5×0.5＋0.006×4×1=0.04元/吨水
4、排污费（抽污泥）每年6次，每车300元计，每次清理1车，则：（300×6×1）÷（240×30×12）=0.021元/吨水
5、合计：每吨污水处理成本约：1+2+3+4=0.561元/吨水
十一、设备性能检验和试验
水泵和风机运行无震动、无杂声，电机电流正常。
弹性填料容重必须保证在不少于3Kg/m3。
组合填料每片的醛化丝重量不少于3g。
曝气器出具检验报告及合格证。
电控柜符合设计要求。
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