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1、1 工程概况本污水解决站为镇区解决生活污水。2项目设计依据、原则和范围2.1设计依据(1)城乡污水综合排放标准（GB81918-2023）； (2)给排水设计手册；(3)中华人民共和国环境保护法；(4)中华人民共和国水法（1998）；(5)城乡污水解决厂污染物排放标准（GB18918-2023）(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则（1989）；(8)建设项目环境保护设计规定（1997）；(9)建设项目环境保护设施竣工验收管理规定（1994）；(10)村庄整治技术规范（GB504452023）(11)农田灌溉水质标准（GB5084-2023）22设计
2、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时，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的特点，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的供应情况，妥善拟定。(4)设计应适当注意美观和绿化，其美化的方式和周边地区的环境相协调。23设计范围(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 31设计进水水质由于各乡镇均为生活污水，拟定本污水解
3、决工程进水水质指标为：指标COD（mg/l）BOD5（mg/l）SS( mg/l)NH3-N (mg/l)PH进水水质450250250406932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，最终解决出水达成城乡污水解决厂污染物排放标准（GB18918-2023）一级A排放标准的规定，即：指标COD（mg/l）BOD5（mg/l）SS( mg/l)NH3-N (mg/l)PH出水水质5010105(8)694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，废水具有以下特性：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
4、量池容，使池容不断减少最终导致系统完全失效。同时，去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，改善生物反映的条件，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 去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，可有效去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比如下表所示 预解决后各污
5、染物配比项目BOD5/COD数值0.5经预解决后的废水BOD5/COD=0.5，可以使用生化解决的办法，同时该水SS较高，故在膜生物反映器前设立兼氧A段，增长水的可生化性。4.3工艺流程进水格 栅 渠污 水 泵鼓风机调 节 池污 水 泵污泥回流厌 氧 池储泥池污泥外运运污 泥 泵M B R 池除磷剂抽 吸 泵清 水 池氯片出水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去除水中的4mm以上的杂物，以减少后续解决负荷和保护后续解决设备（泵）。格栅挡住的杂物定期清理。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
6、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/天连续运营设计，因此需设立调节池均衡水量，同时在池内设空气搅拌，一方面均衡水质，同时对废水进行预曝气解决，防止SS在池内沉淀。4） 废水的解决出水对氨氮规定较高，氨氮废水的解决一般有物化和生化两种方法。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的氯使废水中的NH3N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，但肥料的售价仍补偿不了磷酸的价格。离子互换法是选用对氨离子有很强选择性的沸石作为互换树脂，从而达成去除氨氮的目
7、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游离氨转变为氨气逸出，逸出的氨气可以回收，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；但这两种解决方法运营成本较高。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），运营管理较为方便。本方案根据该废水的特点选用先进的膜生物解决技术（MBR），优点如下：通过反硝化脱氮可彻底消除氮对环境的影响。该废水中具有大量的氨氮，在硝化过程会产生大量的H+，而当废水中的碱度不能满足硝化反映的需要，会使得pH下降，克制硝
8、化过程的彻底进行，一方面引起NO2（还原物）的累积，导致出水CODcr值偏高（理论上1mg/l NO2导致1.143 mg/l CODcr），此外会引起NH3N不能彻底的去除，导致NH3N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的一半的碱度，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NO3、NO2离子中化合态的氧去氧化废水中的有机物，减少后续的硝化过程的曝气量，可节省解决的运营费用。本方案中的生化工艺采用先进的膜生物解决技术（MBR），该工艺技术特别合用于有机浓度高、解决规定高的食品、有机化工
9、、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同的解决原理去除废水中的有机物，不同的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。4.5 MBR工艺原理介绍膜与生物解决工艺结合的膜生物反映器研究迄今已逾30年了，MBR的商业应用也有2023的历史了。1969年，美国的Smith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城市污水的方法。该工艺最引人瞩目的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，而不是采用常规的回流循环来增长曝
10、气池中微生物的浓度。它是用一个外部循环的板框式组件来实现膜过滤的。在生活污水解决中，获得了极佳的解决效果，BOD1mg/L，COD=2030mg/L，系统解决能力为10100m3/d。另一个初期的报道是Hardt等人，在1970年用一个10L的好氧生物反映器解决合成废水，流程中用一个死端超滤膜来实现泥水分离，其中的MLSS浓度高达30000mg/L，是常规好氧系统的23倍，膜通量7.5Lm-2/h，COD去除率为98%。Dorr-Oliver公司在60年代还开发了此外一种膜解决工艺MST（Membrane Sewage Treatment）。在该系统中，污水进入悬浮生长的生物膜反映器中，并通过
11、超滤膜组件的抽吸作用连续出水。膜组件为板框式，进出口压力分别为345KNm-2和172 KNm-2，膜通量为16.9Lm-2/h。尽管这些工艺取得了良好的出水水质，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，限制了该工艺的长期稳定运营，污水膜生物反映器仍然处在初级研究阶段。1970年美国的Dorr-Oliver公司和日本的Sanki-engineering有限责任公司达成协议，使得该工艺初次进入日本市场。80年代以后，随着膜制造技术的发展、膜分离工艺的完善、膜清洗方法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
12、投资进行了为期6年的“90年代水复兴计划（Aqua Renaissance Programme90）”科研项目，其目的是寻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城市污水，省能省地，出水水质好，合用于污水回用的工艺。今天，日本已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）工艺的工作原理：一方面通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。本工程使用的膜为中空丝膜，膜的孔径在0.4m左右，可以截留住活性污泥以及绝大多
13、数的悬浮物，取得清澈的出水。为了使得膜可以连续长期稳定的使用，在中空丝膜的下方以一定强度的空气不断对膜进行抖动，既起到为生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附着在膜的表面导致膜的污染。4.6 MBR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抗断丝的能力，断丝使超滤膜失去分离性能，是评价超滤膜质量优劣的一项重要指标。机械强度由膜丝的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的断裂强度和断裂伸长率，使用中不易出现断丝现象。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
14、改性前的7990u38477X为3035u12290X，可在较低的跨膜压力下，得到高的水通量，同时提高膜丝的耐污染性能。 亲水性膜与非亲水性膜的抗污染示意图4.6.3过滤精度高本中心中空纤维超滤膜具有均匀的0.05m的小孔，可以除去微生物、胶体、藻类以及其他引起浑浊的物质。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结构4.6.4运营管理方便传统的好氧活性污泥解决工艺，在高污泥负荷的情况运营会出现污泥膨胀现象，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，不会发生污泥膨胀影响MBR系统的正常运营和出水水质，因此运营管理
15、极为方便。4.6.5占地面积小传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在30005000mg/l，而MBR工艺的活性污泥浓度一般在800012023mg/l，且不需生化沉淀池，故大大减少了占地面积和土建投资，其土建占地约为传统工艺的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，因此系统内的生物相极大丰富，活性污泥驯化、增量的过程大大缩短，解决的深度和系统抗冲击的能力得以加强，解决水质稳定。4.6.7具有很好的脱氮效果MBR系统有助于增殖缓慢的硝化细菌的截留、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机物的降解效率。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
