二、設計依據、設計原則及設計范圍

1、設計依據

1）建設單位提供的有關設計基礎資料；

2）《污水綜合排放標準》（GB8978-1996），一級排放標準；

3）《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002），一級B標準；

4）《生物接觸氧化法設計規范》（CECS128：2001）；

5）《室外排放設計規范》（GBJ14－87）；

6）《環境噪聲標準》（GB5096－93）；

7）《低壓配電設計規范》GB50054-95；

8）《建筑抗震設計規范》（GBJ11-89）

9）《混凝土結構設計規范》（GBJ10-89）

10）《砌體結構設計規范》（GBJ3-88）

11）《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）

12）《建筑結構荷載規范》（GBJ9-87）；

13）《給排水工程結構設計規范》（GBJ69-84）；

14）《低壓配電裝置及線路設計規范》（GBJ54-83）；

15）《通用用電設備配電規范》（GBJ50055-93）；

16）給水排水工程和污水處理工程建設有關技術規范；

17）我公司所完成同類工程所取得的實際經驗和實際工程參數。

2、設計原則

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

2）選用*、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）為了提高污水處理站管理水平，設計采用PLC全自動程序控制，減輕操作人員的勞動強度；

5）合理選用配件（國優水泵，合資風機,，進口電器元件），降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低系統運行成本；

6）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。采用鋼制埋地式一體化污水處理設施，以提高系統的靈活性、可變性、適應性和*性；并考慮到系統的事故應急排放措施；

7）采用污泥前置回流硝解工藝，以降低污泥產生量；

8）因地制宜，合理布局，有效地利用空間和場地。

3、設計范圍

1）從污水處理格柵井開始到處理設備的達標排放口為止。

2）污水處理工程的工藝流程，工藝設備選型，工藝設備的結構布置，電氣控

制說明等設計工作。

3）污水處理工程的鋼砼工藝結構，設備的施工、安裝、調試等工作。

4）污水工程的動力配線，由業主將主電源引至污水處理工程的配電控制箱，

配電分配箱至各電器使用點將由我公司負責 。

5）不包括污水的收集管網及污水排出界區的外排水管網。

三、原水水質、水量及處理排放標準

3.1 污水來源

該區實行分流制排水，雨水經收集系統直排至雨水管道，生活污水經污水管道收集后經管渠進入污水處理系統，處理達標后排入市政污水管道或附近水域，餐廳污水需經隔油池處理后（Grease≤30mg/L）才可排入污水處理系統，故本污水處理系統的污水主要來自區內各部分綜合生活污水。

3.2 污水性質

生活污水

3.3 原水水質

生活污水常規數據（根據同類工程項目參考）

3.4 排放標準

《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB8978-1996）一級A標準

3.5 處理水量：

該項目設計處理水量為3m3/h。

四、地埋式一體化污水處理設備簡介

4.1、設備材質：

生活污水處理設備，利用業主原有的土建池.

4.2、設備特點：

① 可埋入地表以下；

② 處理系統基本無污泥產生；

③ 對周圍環境無影響；

④ 全自動控制，不需專職人員管理；

⑤ 操作簡單、維修方便；

⑥ 處理工藝新、處理效果好；

⑦ 設備使用壽命長。

4.3、設備幾種使用方法

① 設備一般為埋地設置，設備上部可作為綠化地帶；

② 設備也可半埋式放置，埋置深度可根據用戶的需要確定；

③ 設備也可放置在室上地表以下；

④ 如該設備使用在寒冷地帶、可把檢查孔加高，使設備埋設在凍土層以下；

⑤ 該設備可不按標準布置形式排列，隨地形需用布置。

4.4、設備使用范圍

該設備適用于服務區、住宅區、飯店、賓館、療養院、學校、礦山、工廠等生活有機污水處理及與之類似的工業有機污水處理。

注：本工程采用地埋式污水處理設備

五、設計處理工藝

     工藝選擇

污水處理好氧處理工藝可分為活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是水體自凈的人工強化方法，是一種依靠在曝氣池內呈懸浮、流動狀的微生物群體的凝聚、吸附、氧化分解等作用來去除污水中有機物的方法；生物膜法則是土壤自凈（如灌溉田）的人工強化方法，是一種使微生群體附著于某些載體的表面上呈膜狀，通過與污水接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機物作為營養并加以代謝，從而使污水得到凈化的方法。

生物膜法一般用于水量較小（一般在5000T/D以下），水質較為穩定，濃度不是很高的低濃度污水水質，同時由于生物膜培養較快（一般夏天為3-7天，冬天為10-15天），系統調試好后運行穩定，可操作性較強；活性污泥法一般用于水量較大，水質有一定的波動，中等濃度或高濃度水質，同時由于活性污泥培養時間較長（一般需要30天左右），系統運行中操作管理較繁，對操作人員有一定的要求，如城市污水處理廠。

因此根據本工程水流特性并結合以往工程實例，設計采用：生物膜法處理工藝。

生物膜法常用形式有生物轉盤、接觸氧化法，雖然生物轉盤工藝較為成熟，但由于其占地較大，且一般為露天設置，在運行過程中將產生大量的異味，對周圍環境將產生二次污染，在近幾年中一般已不再設計，因此本工程中設計采用生物接觸氧化法處理工藝。

在生化池后級設置二沉池，通過重力作用原理，沉降分離出水中的脫落生物膜，降低出水的SS，同時設污泥泵，把污泥提升至污泥池進行消化處理，后級污泥的處理量小，處理簡單方便。

由于本工藝處理的污水為一般生活污水，究其BOD/COD值在0.4以上，其特點是水質指標較穩定、可生化性較好、濃度較低，屬低濃度有機污水，因此擬采用成熟的A/O生物接觸氧化工藝，該工藝操作簡單，運轉費用低，處理效果好，運行穩定。是目前較為成熟的生活污水處理工藝（適合處理氨氮），能有效地確保污水各項指標達標排放。

     工藝說明

    該項生活污水（含經隔油處理后的餐飲污水），由排水系統收集后，經管渠進入污水處理站的格柵井，去除漂浮物及顆粒雜物后，進入調節池，進行污水均質均量，調節池中設置預曝氣系統，再經液位控制儀傳遞信號，由提升泵送至*生物處理池，進行酸化水解和硝化反硝化，降低有機物濃度，去除部分氨氮，然后入流O級生物接觸氧化池進行好氧生化反應，在此絕大部分有機污染物通過生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池進行固液分離后，沉淀池上清液流入消毒池，經投加氯片接觸溶解消毒，殺滅水中有害菌種后達標外排。

由格柵截留下的雜物定期裝入小車傾倒至垃圾場，二沉池中的污泥部分回流至*生物處理池，另一部分氣提至污泥池進行污泥消化后定期抽吸外運，污泥池上清液回流至調節池再處理。

5.4、工藝技術

1）攔污設施

本工程原水中固體雜質及漂浮物較多，為確保提升泵等設備正常工作和保證后續處理構筑物正常運行，擬在處理主體工藝的前段設置攔污設施。本方案的攔污設施采用人工粗格柵，有效地去除漂浮物及顆粒雜物。

2）生物處理

本工程生物處理擬采用A/O生物接觸氧化法。

采用A/O生物處理工藝，該工藝是近幾年來國內外環保工作者用以解決生活污水和醫院綜合污水脫氮除磷的主要方法，該方法具有如下特點：

①、利用系統中培養的硝化菌及脫氮菌，同時達到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的，與經普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地面積少。

②、A/O生物處理系統產生的剩余污泥量較一般生物處理系統少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。

③、A/O生物法比一般生物處理系統相比耐沖擊負荷高，運行穩定。

④、A/O生物處理系統因將NO2-N轉化成N2，因此不會出現硝化過程中產生NO2-N的積累，而1mg/ NO2-N會引起1.14mgCOD值，因此只硝化時，雖然氨氮濃度可能達標，但COD濃度卻往往超標嚴重。采用A/O生物處理系統不僅能解決有機污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標小于15mg/l。總之，經過本工藝流程，出水的各項指標均能達到環保部門規定的水污染排放標準。

3）推薦方案

1）、污水處理工藝流程

經過上述工藝比較，本污水主要工藝過程設計如下：生活污水通過格柵攔污后直接進入調節池，設置調節池的目的是調節污水的水量和水質，為防止懸浮物在調節池內沉淀，在調節池底布有穿孔曝氣管，并采用間隙曝氣。

本工程污水中有機成份較高，BOD5/CODcr=0.4以上，可生化性好，因此采用生物處理方法大幅度降低污水中有機物含量是的。由于污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標，因此污水處理采用缺氧好氧A/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為*池和O級池兩部分。調節池內污水采用污水提升泵提升至*生化池，進行生化處理。在*池內，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉化為N2，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質。所以*池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，zui終消除氮的富營養化污染。經過*池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于的情況下，硝化作用能順利進行，特設置O級生化池。

*池出水自流進入O級池，O級生化池的處理依靠自養型細菌（硝化菌）完成，它們利用有機物分解產生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養源，將污水中的氨氮轉化為NO2--N、NO3--N。O級池出水一部分進入沉淀池進行沉淀，另一部分回流至*池進行內循環，以達到反硝化的目的。在*和O級生化池中均安裝有填料，整個生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在*池內溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O級生化池內溶解氧控制在2～4mg/l以上，氣水比15∶1；A級為缺氧級，O級為好氧級（接觸氧化法）

沉淀池固液分離后的出水進入消毒出水池，經消毒后即可直接排放。

◆生物接觸氧化工藝的原理

污水經*生物（缺氧池）處理后，進入O級生物處理（生物接觸氧化池）。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法和生物濾池之間的生物膜法工藝。 

生物接觸氧化法在池內設有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。因此，它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過人工曝氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進行缺氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨水流出池外。

生物接觸氧化法的主要特點：

由于填料的比表面積大，池內的充氧條件良好，生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池的生物固體量，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；

由于相當一部分微生物固著生長的填料表面，生物接觸氧化法不需要設污泥回流系統，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；

由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流屬混合型，因此，生物接觸池對水質水量的驟變有較強的適應能力。

由于生物接觸氧化池內生物固體量多，當有機容積負荷較高時，其F/M比可以保持在一定水平，污泥產量可相當于或低于活性污泥法。

生物接觸氧化法為生物法中成熟的處理工藝，利用好氧菌對污水中有機物的降解作用達到去除有機物的目的。生物接觸氧化法還有如下優點：

1、生物接觸氧化法可以適應不同濃度的有機污水；

2、生物接觸氧化法對水質波動具有較強抗沖擊性；

3、生物接觸氧化法所需停留時間（HRT）較短，SS、BOD、COD和氨氮等去除率高；

4、運行性能穩定，產生剩余污泥量少，降低了運行費用。

◆氨氮的去除原理

污水中氨氮的去除原理主要是利用硝化-反硝化法，將廢水中含氮物質除去，通過細菌的生物化學作用，將廢水中的氨氮轉化為氮氣排入大氣的一種脫除廢水中的含氮物質的方法。它包括了NH4+的硝化反應和脫氮的反硝化反應。硝化反應是在有氧環境中，由自養型好氧細菌完成。*步是亞硝化菌將氨氮氧化為亞硝酸鹽；二步是硝化菌將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽；兩類自養菌均以無機碳作為碳源，以氧化反應所釋放的能量作為能源進行合成、同化。其主要反應如下： (1)亞硝化反應  NH4+十2HC03-+(3／2)O2＝NO2-+H2O+2H2CO3(2)硝化反應N02-+(1／2)O2＝NO3-。反硝化反應是在缺氧條件下，由異養細菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的氧作為電子受體，利用有機物作為電子供體，將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣而從水逸出，同時還將廢水中的有機物氧化為CO2和H2O。其主要反應過程如下：(1)N02-十3H(氫供體—有機物)＝(1／2)N2十H2O十OH(2)NO3-十5H(氫供體—有機物)＝(1／2)N2十2H2O十0H-。

污水進入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池內進行反硝化。反硝化菌氧化有機物的同時，將混合液中的亞硝態氮和硝態氮還原為氮氣而除去。在好氧池中，有機物被微生物生化降解，去除率較高。同時，廢水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。通過硝化后另一部分混合液經二沉池進行固液分離，上清液進一步處理后排放。