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山东某县旧城区生活污水一级A达标处理工艺设计

文档作者：池勇志1 董业硕1 李建兴2 石光3 吴鹏3 费学宁1 文档来源： 1天津城市建设学院天津市水质科学与技术重点实验室 2天津市市政工程设计研究院天津300051 3金大地新能源(天津)集团有限公司		点击数：	更新时间： 2024年02月27日
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山东某县旧城区生活污水一级A
达标处理工艺设计
池勇志1董业硕1李建兴2石光3吴鹏3费学宁1
(1天津城市建设学院天津市水质科学与技术重点实验室天津300384
2天津市市政工程设计研究院天津300051
3金大地新能源(天津)集团有限公司天津300060)
摘要根据山东某县污水治理总体规划及旧城区生活污水水质特点和设计出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标
准》(GBl8918—2002)一级A标准的要求。选用A～O工艺+絮凝+转盘过滤+消毒为主体的处理工艺对该县生活污水进行处
理。该项目处理方式采用分散式处理，处理后水质达标，出水可作为生产生活用水回用，实现了污水综合利用和零排放，并为
满足一级A排放标准条件下小城镇生活污水处理积累了设计经验．
关键词生活污水彤射O工艺脱氮除磷一级A排放标准工艺设计
中图分类号：X799．3 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2012)05—083—03
随着国家对环境保护政策的重视．污水排放标准不断提
高。居民生活污水的治理一直是水污染控制领域中一项十分
重要的内容．由于国内大部分县城城镇化水平较低．基础设
施配套建设还不完善．排污系统欠缺及污水处理设施的缺
失。致使雨污混流现象相当严重．大量生活污水未经处理直
接排入附近水体，致使水体富营养化，发臭变黑。对城区环境
造成非常恶劣的影响。对生活污水的深度处理及中水回用．
不仅实现了污废水零排放、降低环境污染风险的目的，而且
还可节约有限的水资源．充分利用现有的资源来创造更大的
价值，体现了国家提倡的节约、环保的循环经济理念Ct-3]。
1 工程概况
本工程所在县隶属山东省．位于鲁北平原南部．北依黄
河．南靠小清河．本污水处理工程项目服务范围为该县旧城
区。项目总规划面积约为5．2358km2。人口数约为50000人，
总处理规模约为5450m3／d。由于该县旧城区排水体制为雨污
合流制，管网较为复杂，因此根据各街区人口数量、地形标
高、城区规模和现有的雨污管网进行规划设计．将该县旧城
区分为5个区．建设5个污水处理站对生活污水进行分散式
处理，处理后的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》
(GBl8918—2002卜一级A排放标准后通过雨污管网就近排入
县城附近的河流⋯。
2设计进出水水质
本文以1*处理站为例进行介绍。经过对该县IH城区数
次细致的调研、统计与分析，确定1*处理站设计处理规模为
1200m3／d：设计进出水水质见表1。
由表1分析可知：①可生化性。根据进水水质计算其可
生化性判别指标BOD5／CODo值，得本工程进水可生化性指
作者简介：池勇志。天津城市建设学院副教授。
2012．No．5．
表1本工程设计进出水水质
水质指标BODs CODc，SS "IN NH3一N TP pH
进水水质／(ms／L)200 400 220 45 35 3．5 7．0
出水水质／(me,／L)10 50 10 15 5(8)0．5 6-9
注：括号外数值为水温>12℃时的控制指标。括号内数值为水温≤
12℃时控制指标。
标BOD，／CODc,=200／400=0．5．依据污水可生化性要求值得到
本工程污水可生化性较好；②碳氮比。BODkiN=200／45=
4．44>3．0，满足反硝化脱氮要求；③碳磷比。BOD5，I甲=2001
3．5=57>20。满足生物除磷的要求[51。
3处理工艺的选择与设计
3．1工艺选择
传统的城市生活污水处理方法为生化二级处理．其中生
化处理部分一般沿用普通活性污泥法及生物膜法。此类工
艺。可以大幅削减污水中的有机污染物．但却不能有效地脱
氮除磷，因此，经处理后的水排放到江河湖泊中．仍会给水体
带来污染，尤其是造成水体的富营养化。根据该县旧城区生
活污水水质特点．氮、磷含量较高，采用传统的二级处理工艺
已无法满足脱氮除磷的要求．因此势必要采用技术上更为先
进、处理程度更高的工艺，而MMO工艺不仅能高效地去除
BOD，，还能有效地除磷脱氮，使出水水质接近一级A排放标
准。
MAIO工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的环境．
完成除磷脱氮反应。在厌氧条件下．回流污泥中的聚磷菌受
到抑制，只能释放体内的磷酸盐获取能量，以吸收污水中的
可快速生物降解的溶解性有机物来维持生存．并在细胞内将
有机物转化为PHB贮存起来．在这个过程中完成了磷的厌
万方数据 O
氧释放：在缺氧条件下．反硝化细菌利用污水中的有机碳作
为电子供体．以硝酸盐作为电子受体进行“无氧呼吸”．将回
流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程：在好
氧条件下．一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解，释放
的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸
盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱磷，另一方面硝
化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐。MAIO工艺的特点是将
除磷、脱氮和降解有机物3个生化过程巧妙地结合起来，在
厌氧和缺氧段为除磷和脱氮提供各自不同的反应条件．在最
后的好氧段为有机物、氮、磷的处理提供了共同的反应条件，
这就能够用简单的流程．尽量少的构筑物完成复杂的处理过
程．给工程实施创造方便条件[61。
综合以上分析．结合近年来生活污水处理工程的实践经
验．确定该县旧城区生活污水主体处理工艺采用刖刖O工
艺。具体设计工艺流程见图1。
棚渣外运
● 硝化液回流
圈1 生活污水处理工艺设计流程
3．2工艺说明
(1)1*处理站所规划处理街区的生活污水通过污水管网
集中进入l*污水处理站．厕所粪便水经化粪池初沉后也汇
流进入1*污水处理站。经过格栅，拦截污水中的固体杂质。
进入调节池。
(2)因生活污水的排放不会24h平均排放．随着时间的
变化。排放的污水水质、水量会有波动，因此，污水需先进入
调节池匀质匀量．避免给后续的生化处理带来冲击负荷．调
节池中污水由泵以平均流量送入后续的厌氧、缺氧和好氧生
化池中处理。
(3)在厌氧池中．污水中所含的大分子有机物分解成小
分子物质．难生物降解的有机物质分解为易生物降解的有机
物质．同时回流污泥中的聚磷菌释磷。在缺氧池中，主要进行
反硝化脱氮。在好氧池中，利用微生物的代谢活动。在将污水
中有机物矿化的同时．完成对污水中氨氮的硝化作用和磷的
过量吸收。
(4)为保证达到可靠的磷去除率，使出水中的磷达标。在
好氧池出水后再增加化学除磷的措施。通过投=[Jn--氯化铁使
正磷酸盐和聚磷酸盐被置换成磷酸铁盐沉淀．经机械盘片微
过滤进行固液分离排出系统。过滤出水经消毒接触池加氯消
毒，达到一级A出水。
3．3工艺特点
(1)J¨U0工艺处理效果好而且稳定。不仅可满足BOD，
和SS的去除．而且通过延长污水在好氧池中的水力停留时
间，使其具有很高的除磷脱氮效果，并且污泥沉降性好，无污
泥膨胀问题，出水水质好，并具有一定的耐冲击负荷能力．运
行稳定．管理简便。
(2)设计水深较大。可减少生物反应池占地，节约用地。
(3)通过在处理工艺中设置化学除磷单元，确保出水总
磷指标达到一级A排放标准。
(4)系统可操作性强。可严格控制出水水质。
(5)深度处理采用絮凝反应一机械盘片微过滤技术。该技
术具有水损小、低能耗和占地较省的优点["。
(6)运行、管理经验成熟。
4工艺设计参数
4．1调节池
地下钢混结构，2座，停留时间T=9h，设计尺寸LxBxH=
lOmxlomx5m，有效水深4．5m，单座设计流量Q=0．007m3／s，
采用鼓风预曝气防止沉淀，曝气量为60m3／h．池内设置2台
潜水排污泵，参数Q=50m3／h，H=10m，P=2．5kW。
4．2生化反应池
(1)厌氧池：地下钢混结构，2座，停留时间T=I．75h，设
计尺寸LxBxH=lOmx2mx5m，有效水深4．5m。单池设计流量
0=o．007m3，s，单池内设置2台潜水搅拌器。
(2)缺氧池：地下钢混结构，2座，停留时间T=3．5h，设计
尺寸LxBxH=10mx4mx5m．有效水深4．5m．单池设计流量
Q=O．007m3／s，单池内设置2台潜水搅拌器。
(3)好氧池：地下钢混结构，2座，停留时间T=7h，设计尺
寸LxBxH=lOmx8mx5m，有效水深4．5m，单池设计流量O=
0．007m3／s。污泥龄T=16day。污泥浓度3．09／L。溶解氧浓度
DO=2mg／L，采用鼓风曝气，曝气量为361m3／h，膜式微孔曝气
头181个。硝化液回流泵2台．LFSRl00型离心式鼓风机3
台。2用1备。
4．3沉淀池(平流式)
地下钢混结构，2座，沉淀时间T=2．5h，设计尺寸LxBx
H=18mx6mx2m，有效水深2m，单池设计流量Q=25m3／h，表面
负荷q=0．8m3／m2．h。剩余污泥排放量21．9m3，d，采用PJ—L链
式刮泥机2台。
4．4机械絮凝反应池
地下钢混结构，2座，絮凝时间T=15min，设计尺寸LxBx
H=3mx2mx2．6m，单池流量Q=25m3／h，药液制备装置型号为
YZB一1型全自动药液制备系统，采用FeCI，为絮凝剂，加药
量为36．2kg／,t。
4．5机械盘片微过滤
型号：CDFP一2002转盘过滤机，功率：2．83kW，处理水
量：50m3／h。
4．6消毒接触池
2座，3廊道。设计尺寸LxBxH=3．4mx3mx3m，消毒接触
时间T=30min．采用NaCIO作为消毒剂，选用CL一1型次氯
酸钠消毒液发生器，加药量为4009／ll(有效氯)。
万方数据 201 2，No．5． o
5工程占地、投资及效益分析
5．1工程占地
由于本污水处理工程项目位于该县旧城区内．周围有大
量的民用住宅小区及商业店铺．所以基于工程项目建设场
地、项目性质及生态环保因素的分析和考虑。1*处理站的总
体规划采用全地下式钢混布置形式．其特点为造价低，地表
以上占地面积小。对地面景观影响最小：缺点是操作管理及
设备维修有一定难度．运转费用略高。
在总图布置时。要求污水站无“污”的感觉，即要无噪声。
无臭味。地面设施也要求外形美观．与周围建筑相协调。所有
构筑物包括调节池、生化反应池、平流沉淀池、污泥池、机械
絮凝池、接触消毒池及风机房全部置于地下。池顶加盖封闭，
仅留检查孑L以备检修之需．这样避免了污水臭味挥发出来影
响环境，同时水泵、风机置于地下降低了噪声。在池顶上以葡
萄架装饰环境。周围覆土种植草坪。
1*处理站占地指标为0．46m2／m3．
5．2工程投资
通过工程投资概算．1*处理站工程总造价为567．62万
元．其中第1部分工程建设费为449．53万元(土建费230．26
万元、材料设备费219．27万元)，第2部分其他工程费为
66．43万元(主要包含建设单位管理费、项目前期工作费、环
境影响评价费、勘察费、设计费、预算编制费等)，第3部分工
程预备费为51．62万元。
5．3运行费用
污水处理运行费是指电费、人员工资和药剂费。根据该
县非民用电价、各种原材料的价格和该县地区的平均工资水
平进行计算。
(1)电费。污水处理站总装机容量约为107．9kW，实际运
行功率约为82．9kW，用电量为：1990kW．h／d。当地电费按
0．78元／kW·h。计算。则处理废水所消耗的电费为：1990x
0．78／1200=1．29元／t。
(2)Am费。污水站24h运转，分为2班，每班2人，每人
每月工资1500元．合水处理成本：0．16元／t。
(3)药剂费。①絮凝池药剂：投加药剂为FeCI，，用量为
36．2kg，d，FeCl3市场价按为3000元^，则处理每吨水耗FeCl3
费用为0．091元／t。②消毒池药剂：有效氯投加量：8msa-．，每
生产lkg有效氯耗工业用NaCI量为4kg。工业NaCI为500
元／t，每t水耗食盐费用为0．016元。
污水处理运行费=电费+人工费+絮凝药剂费+消毒药剂
费共1．56元A．
5．4效益分析
污水处理站的建设及排污系统的完善．给该县带来的效
益主要表现在环境效益、经济效益和社会效益。
环境效益：污水治理工程的实施不仅能够改变目前生活
污水未经处理随意排入河道的现象．更重要的是能够有效的
改善外排生活污水水质(本污水治理工程项目的实施对
CODo的去除量将达到700t／a，N、P的去除量分别达到60妇
和6“a)。从而使该县城附近水体水质得到改善，杜绝水体富
营养化和发臭变黑的现象．改善生态环境。提高居民生活环
境质量。
经济效益：污水治理工程的实施将会减少细菌的滋生
地。减少疾病来源，从而降低医药费开支，提高城市卫生水
平．为居民提供健康上的益处。县城水体水质的改善将会提
高县城农业灌溉用水质量，促进该县农业经济发展。
社会效益：污水治理工程的实施不仅为该县居民提供健
康和经济的益处．而且通过适当的排污收费，提高居民的环
境保护意识，自觉维护环境卫生。
参考文献
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40多个国家掀可燃冰勘探热
可燃冰的勘探始于上世纪60年代末．目前已有40多个
国家，针对可燃冰展开了资源调查和研究sf-．作，已发现可燃
冰矿点100多处。美国可燃冰资源量最多，迭3000～19000亿
m3，可供美国未来数百年的需要。美国计划2015年进行商业
性开采。日本也已圈定12处远景矿区，计划在2015—2018年
进行商业开发。
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德国柏林的“雨水费”制度
柏林很早就实行“雨水费”制度。以充分利用雨水，无论
是私房还是企业，凡是不收集雨水，而将雨水直接排到下水
道的，均须按建筑不渗水面积交一定的税费(1．84欧元，m2)。
2012．No．5
柏林的广场和许多商层建筑的雨水都被收集起来．储存在许
多地下水库中供市政应用。

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