農村生活污水處理一級A工藝

一、原水的描述

1、原水地點：根據業主提供

工藝流程

化糞池---格柵---調節池----厭氧池---好氧池----膜池---消毒池----出水

工藝流程圖

農村生活污水處理一級A工藝

2、原水水量：300m3/d

3、原水數據來源：業主提供

4、污水來源：

第一部分為：生活用水

第二部分為：沖廁用水，主要成分是人類的糞尿；

第三部分為：洗漱用水，包括洗澡水、洗臉水、洗衣用水等；

第四部分為：其他的雜用水，包含沖洗地面、洗車的用水還有季節性匯入的部分雨水等，這部分大約占總水量的5%。

綜合來看，這些水混合后含有大量有機物，具體為纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質等；也常含病原菌、病毒和寄生蟲卵；無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等。總的特點是含氮、含硫和含磷高,在厭氧細菌作用下，易生惡臭物質。

二、企業介紹

天津市眾邁環保設備科技有限公司位于環渤海地區的經濟中心——天津。本公司是一家集研發、生產、銷售水處理設備、環保凈化設備于一體的綜合生產型企業。設備在銷往全國各地的同時也出口多個國家并得到客戶好評！

公司主營產品有：含油污泥無害化處理裝置、地埋式一體化污水處理設備、氣浮機、醫用污水處理設備、臭氧消毒柜、二氧化氯發生器、板框壓濾機、飲用水消毒設備、加藥裝置等各種環保產品。
公司的污水處理設備在飲用水、市政污水、醫院污水、生活污水、機場污水、高速公路污水、景區污水、食品廠、工業循環冷卻水、中水回用等不同領域得到廣泛應用。
公司擁有一批的科研技術及管理人才，可以針對不同客戶的要求，提供不同的解決方案。可以向客戶提供的成品，也可以按照客戶的需求，提供系統設計，技術方案，定制設備，工程實施，售后等服務。
天津市眾邁環保設備科技有限公司本著“科技興企、人才興企"經營理念和“質量為先、誠信為本"的企業宗旨，服務于社會，回報于社會，盡心盡力做好環保事業。

三、方案設計依據和原則

1、法律法規

（1）《中華人民共和國環境保護法》，1989年12月26日；

（2）《中華人民共和國環境影響評價法》，2003年9月1日；

（3）《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》，1997年3月1日；

（4）《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》，2005年4月

1日修訂；

（5）《中華人民共和國水污染防治法》，2008年2月28日修訂；

（6）《建設項目環境保護管理條例》，1998年11月29日；

（7）《中華人民共和國清潔生產促進法》，2003年1月1日；

（8）《中華人民共和國循環經濟促進法》，2008年8月29日；

（9）中華人民共和國環境保護部（2009）第5號令《建設項目

環境影響評價文件分級審批規定》，2009年1月16日；

2、方案設計時執行下列有關規范：

(1)《城市污水再生利用.城市雜用水水質》GB/T18920—2002

(2)《砌體結構設計規范》 GB50003-2001

(3)（86）國環字第003號“建設項目環境保護管理辦法"

(4)（87）國環字第002號“建設項目環境保護設計規定"

(5)《供配電系統設計規范》 GB50052-95

(6)《惡臭污染物排放標準》 GB14554-93

(7)《混凝土結構設計規范》 GB50010-2002

(8)《民用建筑生活污水處理工程設計規定》 DBJ08—71—98

(9)《建筑工程施工質量驗收統一標準》 GB50300-2001

(10)廢渣排放執行《工業“三廢"排放試行標準》（GBJ-73）中的相應規定；

(11)污泥執行《農用污泥中污染物控制標準》（GB4284-84）中的有關規定。

(12)設備的制作和驗收執行JB2932-86《水處理設備制造技術條件》

（13）建設單位（業主）提供的有關設計基礎資料；

（14）《污水綜合排放標準》（GB18918-2002）；

（14）室外排放設計規范（GBJ14－87）；

（15）環境噪聲標準（GB5096－93）；

（16）低壓配電設計規范GB50054-95；

（17）給水排水工程和污水處理工程建設有關技術規范；

（18）水處理設備制造技術條件 (JB2932-99)；

（19）中華人民共和國環境保護法；

（20）國務院關于環境保護若干問題的決定(國發(1996)31號文)；

（21）地面水環境質量標準(GB3838-88)；

（22）混凝土質量控制標準 (GB50164-92)；

（23）鋼筋焊接接頭試驗方法 (JGJ\T27-2001\J140-2001)；

（24）砼結構工程施工質量驗收規范 (GB50204-2002)；

（25）建筑地面工程施工質量驗收規范 (GB50209-2002)；

（26）給水排水工程構筑物結構設計規范 (GB50069-2002)；

（27）給水排水構筑物施工及驗收規范 (GBJ141-90)；

（28）給水排水管道工程施工及驗收規范 (GB50268-97)；

（29）建筑電氣安裝工程施工質量驗收規范 (GB50303-2002)；

（30）建筑工程施工施工現場供用電安全規范 (GB50194-93)；

（31）建筑地基基礎設計規范 (GB5007-2002)；

（32）建筑結構荷載設計規范 (GB5009-2001)；

（33）設計規范 (GB50010-2002)；

3、設計原則

（1）嚴格執行國家現行的環保技術標準、規范，遵守國家和地方環保部門的有關法律、法規及排放標準；

（2）選用先進、合理、可靠的處理工藝，在確保處理排放達標的前提下，做到操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運行費用低；

（3）本工程系環境工程，尤其要注意環境保護，避免和減少二次污染。要求改善勞動衛生條件，貫徹安全生產和清潔文明生產的方針；

（4）合理選用優質配件（國優水泵、風機 ），降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低系統運行成本；

（5）在工藝設計時，有較大的靈活性，可調性，以適應水量、水質的周期變化。采用鋼制埋地式污水處理設施，以提高系統的靈活性、可變性、適應性和先進性；并考慮到系統的事故應急排放措施；

（6）因地制宜，合理布局，有效地利用空間和場地。

4、方案設計項目范圍

本方案設計范圍包括污水處理工程內的污水處理工藝和電氣控制等。污水處理工程以外的管網收集、出水外排、總電源引線及設備用線等由業主負責實施。

四、設計水質水量

1、方案設計處理規模

本項目設計每天需處理水量約為200噸，設計污水處理能力運行24小時運行，每小時處理水量約為8.4噸，預留設備維修以及日常污水排放超負荷等各方面因素，本方案設計每小時處理水量為10噸，即10m/h。

2、進水水質

綜合類比同類項目及相關手冊資料

3、方案設計排放標準

根據業主要求，本項目設計出水達到《污水排入城市下水道水質標椎》【GB31962-2015】中的一級A排放標準，具體數值如下表：

五、各階段處理工藝說明

原水選擇工藝的確定

綜上所述，本方案處理工藝確定為格柵+調節池+酸堿中和、重金屬捕捉劑+絮凝沉淀+AO+MBR一體化設備+消毒工藝。

1、物化反應器+絮凝沉淀

廢水經收集系統首先進入調節池，進行水質水量的調節，再經水泵均勻恒定進入廢水處理反應池，在此需通過pH控制儀，利用計量泵準確投加NaOH藥液，調pH值至8-9之間，同時加入重金屬捕捉劑、混凝劑PAC和助凝劑PAM。在堿性條件下，廢水中的酸被中和，鐵、鎘、銅、錳、鉛等重金屬離子則與OH-反應生成氫氧化物，同時在PAC和PAM的凝聚和絮凝作用下，反應生成的沉淀物互相凝結，廢水存在的懸浮顆粒進入斜管沉淀區靜止沉淀。

2、AO+MBR一體化設備

厭氧單元分為四個階段降解有機成分：

（1）水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。

（2）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。

（3）產乙酸階段：在此階段，上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。

（4）產甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。

利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩定、無害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機污染物為底物進行好氧代謝，經過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物穩定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環境或進一步處理。污水處理工程中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類。

①污泥中的固態有機化合物借助于從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解，并通過細胞壁進入細胞，在水解酶的催化下，將多糖、蛋白質、脂肪分別水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等；

②在產酸菌的作用下，將第一階段的產物進一步降解為較簡單的揮發性有機酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；

③在甲烷菌的作用下，將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳。影響因素有溫度、pH值、養料、有機毒物、厭氧環境等。厭氧生物處理的優點：處理過程消耗的能量少，有機物的去除率高，沉淀的污泥少且易脫水，可殺死病原菌，不需投加氮、磷等營養物質。但是，厭氧菌繁殖較慢，對毒物敏感，對環境條件要求嚴格，最終產物尚需需氧生物處理。常應用于高濃度有機廢水的處理。水解的機理從化學的角度來說，盡大多數化合物在一定條件下與水接觸都會發生水解反應，水解反應可使共價鍵發生變化和斷裂，即化合物在分子結構和形態上發生了變化。生物水解是靠生物酶的催化作用而加速反應的，在有酶條件下的催化反應速度要比無酶條件下高出108-1011倍。生物水解就是指復雜的有機物分子經加水在厭氧條件下，由于水解酶的參與被分解成簡單的化合物的反應，生物水解反應實際上包括了水解和酸化兩個過程，酸化可使有機物降解為有機酸。

硝化細菌一般是指亞硝酸菌屬（Nitrosomonas）：在水中生態系統中將氨消除（經氧化作用）并生成亞硝酸的細菌類；亞硝酸菌屬細菌，一般被稱為"氨的氧化者"，因其所維生的食物來源是氨，氨和氧化合所生成的化學能足以使其生存。

硝酸菌屬（Nitrobacter）：可將亞硝酸分子氧化再轉化為硝酸分子的細菌類。硝酸菌屬細菌，一般被稱為"亞硝酸的氧化者"，因其所維生的食物來源是亞硝酸（但也不一定是亞硝酸，其他有機物亦有可能），它和氧化合可產生硝酸，所生成的化學能足以使其生存。　因這些硝化細菌能將水中的有毒的化學物質（氨和亞硝酸）加以分解去除，故有凈化水質的功能。不過需要注意：硝化細菌在水質pH中性、弱堿性的環境下發揮好，在酸性水質中發揮效果最差。

3、A2級生化池又稱為缺氧池

由于污水有機物濃度高，微生物處于缺氣狀態，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中的有機氨轉化分解為NH3-N，同時利用有機碳作為電子供體，將NO2ˉ-N、NO3ˉ-N轉化為N2，而且還利用部分有機碳源和NH3-N合成新的細胞物質。污水進入缺氧池內，在池底部安裝曝氣攪拌，進行液體攪拌，提高反硝化的速率；好氧池出水進入二沉池前有混合液區，混合液用泵回流至缺氧池，以提供反硝化所需的碳源；好氧池出水進入二沉池內，將池底的污泥用泵回流至缺氧池，以提供反硝化所需的碳源，回流比可根據實際運行情況而定，范圍控制在50%~200%之間。

4、O級生化池又稱為好氧池

污水在進入A段后再進入O段，污水在好氧段，有機物（BOD5）被好氧微生物氧化分解，廢水需氧生物處理法是利用需氧微生物（主要是需氧細菌）分解廢水中的有機污染物，使廢水無害化的處理方法。其機理是，當廢水同微生物接觸后，水中的可溶性有機物透過細菌的細胞壁和細胞膜而被吸收進入菌體內；膠體和懸浮性有機物則被吸附在菌體表面，由細菌的外酶分解為溶解性的物質后，也進入菌體內。這些有機物在菌體內通過分解代謝過程被氧化降解，產生的能量供細菌生命活動的需要；一部分氧化中間產物通過合成代謝成為新的細胞物質，使細菌得以生長繁殖。處理的最終產物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等穩定的無機物。處理時，要供給微生物以充足的氧和各種必要的營養源如碳、氮、磷以及鉀、鎂、鈣、硫、鈉等元素；同時應控制微生物的生存條件，如pH宜為6.5～9，水溫宜為10～35℃等。有機氮通過氨化作用和硝化作用轉化為硝態氨，硝態氨通過污泥回流進進厭氧段，污水經厭氧段時，活性污泥中的反硝細菌利用硝態氮和污水中的CODcr進行反硝化用，使硝態氮轉化為分子態氮而逸進空氣中而得到有效的往除，達到同時往除BOD5和脫氮的很好效果。

反硝化細菌是一種能引起反硝化作用的細菌。多為異養、兼性厭氧細菌，如反硝化桿菌、斯氏桿菌、螢氣極毛桿菌等。

聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌，是傳統活性污泥工藝中一類特殊的細菌，在好氧狀態下能超量地將污水中的磷吸入體內，使體內的含磷量超過一般細菌體內的含磷量的數倍，這類細菌被廣泛地用于生物除磷。一般認為，聚磷菌分為兩種，兼性厭氧的反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌，其中反硝化聚磷菌能利用氧或硝酸鹽作為電子受體，而好氧聚磷菌只能利用氧作為電子受體。當活性污泥中的聚磷菌生活在營養豐富的環境中，在將進入對數生長期時，為大量分裂作準備，細胞能從廢水中大量攝取溶解態的正磷酸鹽，在細胞內合成多聚磷酸鹽，如具有環狀結構的三偏磷酸鹽和四偏磷酸鹽；具有線狀結構的焦磷酸鹽和不溶結晶聚磷酸鹽；具有橫聯結構的過磷酸鹽等，并加以積累，供下階段對數生長時期合成核酸耗用磷素之需。另外，細菌經過對數生長期而進入靜止期時，大部分細胞已停止繁殖，核酸的合成雖已停止，對磷的需要量也已很低，但若環境中的磷源仍有剩余，細胞又有一定的能量時，仍能從外界吸收磷元素，這種對磷的積累作用大大超過微生物正常生長所需的磷量，可達細胞重量的6%-8%，有報道甚至可達10%。以多聚磷酸鹽的形式積累于細胞內作為貯存物質。

5、AO工藝具有如下優點

（1）A段工藝污水中的大分子、難降解的有機物，可變成小分子有機物，可以開環開鏈、可進步BOD5/CODcr比值，從而進步了污水的可生化性能；

（2）同時還可完成反硝化反應，硝態氮中的氧為氧化分解污水中有機物提供了氧，使A2O流程的BOD5往除率遠比普通活性污泥法高；

（3）耐沖擊強，出水穩定；

（4）A2O法工藝流程短，運行治理簡單。

6、MBR膜介紹

（1）PVDF中空纖維復合膜性能特點

MBR工藝把含高濃度MLSS的活性污泥處理和超濾膜系統相結合。總體上，該工藝利用中空纖維膜替代了傳統活性污泥法的二沉池和深度處理中的砂濾或微/超濾系統。

加強型中空纖維膜是具有內支撐的中空纖維超濾膜， 膜絲的標稱尺寸為0.05微米。具有以下優良的特點：

1）具有優良的抗氧化性能

在膜應用過程中，膜的抗氧化性能強弱決定著膜的抗污染性能。在污水處理中，微生物和有機物污染往往是造成膜不可逆污染（污堵）的重要原因，而用氧化劑化學清洗則是恢復膜通量的手段。

2）具有高強度

采用新配方與工藝，并復合一層加強層，使膜的抗拉伸強度和抗壓強度與同類膜相比大大提高，抗拉力可達到40Kg，斷絲率小于3‰。

3）親水膜

PVDF中空纖維復合膜經過特殊的親水化處理的技術，使膜絲在保持PVDF優良特性的基礎上具備較強的親水性。親水角是表征膜的親水性能最直接的指標。較強的親水性可以帶來以下好處：

可以在較低的跨膜壓力下，得到較高的水通量；

提高了膜的耐污染性能，抗污能力與同類膜相比更強；

在膜*干掉之后也不會報廢，通水后仍然能夠保證80%-90%的產水量。

（2）中空纖維復合膜性能參數

產品性能及特性

*膜通量數據均是在25℃時測得的初始透過液數據，因溫度和水質不同等因素，實際通量略有不同。