電站一體化凈水設備及污水處理設備
計依據(jù)、原則及范圍
2.1 設計依據(jù)
(1) 建設單位提供的污水水質、水量等基礎資料
(2) 《室外排水設計規(guī)范》(GB 50014—2006)
(3) 《給水排水工程結構設計規(guī)范》（GB50069-2002）
(4) 《給水排水構筑物工程施工及驗收規(guī)范》（GB50141—2008）
(5) 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》（GB3096—93）
(6) 《給排水工程概預算與經(jīng)濟評價手冊》
(7) 《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）
(8) 《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（GBZ1-2010）
(9) 《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）
(10)《水處理設備技術條件》(JBT2932-1999)
(11)《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB18596-2001）
(12)《農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染防治技術規(guī)范》（DB64/T 702-2011）
2.2 設計原則
2.2.1 設計思路
在生活污水處理系統(tǒng)的設計中，本著技術*適用、工藝措施針對性強、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、運行易開易停，一次性投資與日常運行費用綜合zui省、zui大限度的減少場地占用面積及zui大限度的使用原有的處理設施的原則；通過對目前國內(nèi)外同類污水處理技術的綜合分析，特別是相同工程的實際經(jīng)驗，本項目擬采用一體化污水處理設備進行污水處理，一體化污水處理設備采用“水解酸化+接觸氧化+沉淀+MBR+接觸消毒”工藝進行污水處理。污水首先經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質水量后進入一體化污水處理設備，在一體化設備中，污水依次排入水解酸化池和接觸氧化池，經(jīng)生化處理后的污水再經(jīng)沉淀池沉淀后流入MBR池，經(jīng)膜過濾及生化作用處理后，進入接觸消毒池，在消毒池內(nèi)，污水經(jīng)二氧化氯消毒和除臭后，達標排放。在實際的每一階段，均進行了充分的多方案比較，得出*化的工藝。
2.2.2 電站一體化凈水設備及污水處理設備 設計原則
[1] 在設計過程中本著*、合理、實用、可靠、經(jīng)濟的原則進行設計，采用*、實用、成熟、可靠的處理工藝，滿足水質波動較大、水量不穩(wěn)的進水要求，確保污水處理達標排放。
[2] 采用合理工藝，合理布置，在提高系統(tǒng)總體效率的基礎上恰到好處的對污水處理工藝進行優(yōu)化設計；盡量降低工程造價，在保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的前提下，以zui小的投資達到良好的處理效果。
[3] 采用運行費用較為合理的處理工藝，提高污水的處理效果的同時，減少設備投資費用。降低運行費用和降低投資費用，給業(yè)主帶來*的經(jīng)濟效益。
[4] 采用*可靠的技術設備及自動控制系統(tǒng)，在污水處理過程中充分實現(xiàn)自動化優(yōu)化控制、減少管理維修工作量的主要設施與設備平面及高程的針對性工程設計，操作管理方便可靠。
[5] 設計中盡量采用低噪節(jié)能的動力設備，并采取減震，降噪等措施，以防止噪聲污染。
[6] 污水處理工程整體環(huán)境與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；在工程占地面積小的情況下，采用合理的布局，對處理工藝進行優(yōu)化設計。
2.3 設計范圍
本方案設計范圍為污水處理工程的全部處理工藝設計，包括設備選型、安裝工程等直接工程和本工程的設計、調(diào)試、培訓等間接工程；但不包括處理工程土建施工以及外部供電、引水、排水和綠化、道路等輔助工程，也暫不考慮污水處理站的通訊、交通運輸和供配電、供熱、采暖等輔助工程。
3 設計水質水量
3.1 設計處理規(guī)模
本項目主要是對奶牛養(yǎng)殖場擠奶臺清洗污水進行處理，設計流量為40m3/d。
3.2 設計進水水質、出水水質
原水水質：本工程的原水水質參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)，詳細見表一。
出水達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB18596-2001）表5排放標準。
具體如下：
名稱 | 廢水污染物濃度 | |||
CODCr/(mg/L) | BOD/(mg/L) | SS/(mg/L) | 氨氮/(mg/L) | |
進水水質 | ≤6000 | ≤2000 | ≤3000 | ≤400 |
設計出水水質 | ≤400 | ≤150 | ≤200 | ≤80 |
排放標準 | ≤400 | ≤150 | ≤200 | ≤80 |
4 工藝選擇及說明
4.1 工藝選擇
1、畜類養(yǎng)殖污水的特點
參照養(yǎng)殖環(huán)境，養(yǎng)殖場污水的特點是：①污水的可生化降解性好，生化降解速度快，適于生物處理；②污水中含有大量的細菌、病毒、寄生蟲卵和一些有毒有害物質，在排放之前必須經(jīng)過消毒處理；③污水水質和水量波動較大，必須加強調(diào)節(jié)以穩(wěn)定污水水質水量，避免沖擊負荷對生物處理設施的影響；④污水中含有大量的固體懸浮物質如糞便等，這些固體物質大多具有可沉淀、可分解的性質，因此必須加強污水的預處理工藝以去除這些懸浮物質，減輕后續(xù)處理工序的負荷?？傊擆B(yǎng)殖污水中不僅含有有機污染物，而且含有大量的病原微生物，因此在治理工藝中既要考慮消毒滅菌的衛(wèi)生指標，也應兼顧COD、BOD等環(huán)保指標。
2、工藝比選
（1）攔污設施
本工程的污水SS含量高，并且含有棉團、廢渣、紙屑等大顆粒物質后為確保提升泵正常工作并保證后續(xù)處理構筑物和設備正常運行，在處理主體工藝的前段設置攔污設備，由于污水產(chǎn)生量較小，攔污設備選用人工格柵。
（2）生物處理工藝比選
小型污水處理站一般采用以下幾種生物處理方法：
①常規(guī)活性污泥法
常規(guī)活性污泥法在大型污水處理中使用廣泛，但由于常規(guī)活性污泥法負荷低，易產(chǎn)生污泥膨脹，不易控制管理，故近年來在小型污水處理站中的使用越來越少。
②A/O工藝
A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過風機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內(nèi)設機械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A進行反硝化反應，將大部分酸鹽氮還原成氮氣，并通過攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的；A池出水至O池，O池內(nèi)設鼓風曝氣，去除大部分有機污染物，并將進水中的大部分氨氮轉化成酸鹽氮；可以根據(jù)廢水的需要，調(diào)整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物；有機物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有*功能的污泥，難降解物質的降解率較低；同時，若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。
③SBR法
SBR法是近年發(fā)展起來的一種較為*的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續(xù)進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成zui終出水水質不達標。國內(nèi)目前還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時今后維修費用也高。SBR法池內(nèi)污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內(nèi)濃度儀技術不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問題。
④接觸氧化法
生物接觸氧化法是傳統(tǒng)的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著載體。生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現(xiàn)象，同時，生物附著在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質好而穩(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點。其特點主要有：
Ø 容積負荷高，耐沖擊負荷能力強；
Ø 具有膜法的優(yōu)點，剩余污泥量少；
Ø 具有活性污泥法的優(yōu)點，輔以機械設備供氧，生物活性高，泥齡短；
Ø 能分解其它生物處理難分解的物質；
Ø 容易管理，消除污泥上浮和膨脹等弊端。
⑤MBR工藝
MBR是一種將高效膜分離技術與傳統(tǒng)活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用具有*結構的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過膜過濾后抽出。它與傳統(tǒng)污水處理方法具有很大區(qū)別，取代了傳統(tǒng)生化工藝中二沉池和三級處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使系統(tǒng)出水水質和容積負荷都得到大幅度提高，結合不同的工藝,出水可以達到景觀用水或雜用水標準。由于膜的過濾作用，微生物被*截留在生物反應器中，實現(xiàn)了水力停留時間與活性污泥泥齡的*分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設備緊湊、操作簡單等優(yōu)點。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業(yè)廢水的處理及回用中。
綜上所述，本工程生物處理擬采用“水解酸化+接觸氧化法+MBR”工藝。
（3）消毒方法比選
消毒是養(yǎng)殖廢水處理的重要工藝過程，其目的是殺滅廢水中的各種致病菌。目前常用的消毒工藝有氯消毒(如氯、二氧化氯、次氯酸鈉)、氧化劑消毒(如臭氧、過氧乙酸)、輻射消毒(如紫外線、γ射線)。表（二）對常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸鈉消毒和紫外線消毒法的優(yōu)缺點進行了歸納和比較：
各種消毒方法的優(yōu)缺點及消毒效果比較 （表二）
消毒方法 | 優(yōu)點 | 缺點 | 消毒效果 |
氯（Cl2） | 具有持續(xù)消毒作用；工藝簡單，技術成熟；操作簡單，投量準確。 | 產(chǎn)生具致癌、致畸作用的有機氯化物(THMs)；處理水有氯或氯酚味；氯腐蝕性強；運行管理有一定的危險性。 | 能有效殺菌，但殺滅病毒效果較差。 |
次氯酸鈉（NaOCl） | 無毒，運行、管理無危險性。 | 產(chǎn)生具致癌、致畸作用的有機氯化物(THMs)；使水的pH值升高。 | 與Cl2殺菌效果相同。 |
二氧化氯(ClO2) | 具有強烈的氧化作用，不產(chǎn)生有機氯化物(THMs)；投放簡單方便；不受pH影響。運行管理方便，省勞動力。 | 只能就地生產(chǎn)，就地使用。 | 較Cl2殺菌效果好。 |
臭氧(O3) | 有強氧化能力，接觸時間短；不產(chǎn)生有機氯化物；不受pH影響；能增加水中溶解氧。 | 臭氧運行、管理有一定的危險性；操作復雜；制取臭氧的產(chǎn)率低；電能消耗大；基建投資較大；運行成本高。 | 殺菌和殺滅病毒的效果均很好。 |
紫外線 | 無有害的殘余物質；無臭味；操作簡單，易實現(xiàn)自動化；運行管理和維修費用低。 | 電耗大；紫外燈管與石英套管需定期更換；對處理水的水質要求較高；無后續(xù)殺菌作用。 | 效果好，但對懸浮物濃度有要求。 |
通過上述比較可以看出，二氧化氯不但消毒能力強，效果好，且副作用小，除臭效果好，設備投資低，運行成本低，二氧化氯消毒應用日益廣泛，本工程采用二氧化氯消毒是較好的方法。
3、工藝選擇
本著投資少、效益高，優(yōu)先采用適合我國國情的*使用技術的原則，根據(jù)目前國內(nèi)養(yǎng)殖廢水處理技術的現(xiàn)狀，在綜合考察各種廢水治理技術的基礎上，結合本項目的實際，由于本項目污水產(chǎn)生量少，為減少土建施工費用，本項目擬采用一體化污水處理設備對項目廢水進行處理，一體化污水處理設備采用“水解酸化+接觸氧化+沉淀+MBR”工藝進行污水處理，所處理的污水再采用“二氧化氯消毒”進行消毒處理后排放。項目總體工藝流程如下：
圖1 項目工藝流程圖
4.2 工藝技術特點
1、污水的調(diào)節(jié)
由于養(yǎng)殖污水的水質、水量隨養(yǎng)牛場的作息時間波動較大，因而必須加強調(diào)節(jié)以穩(wěn)定污水的水質、水量，以保證后續(xù)生化處理的效果。
2、水解酸化反應
由于該種污水有機濃度不是很高，根據(jù)本公
