水处理课程设计农村生活污水

1、江苏省靖江市利民村污水处理工程设计方案 目录1112.设计依据、原则32.1 设计依据3343.1 设计基础资料43.2 设计水质44、工艺设计方案54.1 工艺流程54.2 工艺说明54.2.2 厌氧池64.2.3 生物接触氧化池74.2.4 人工湿地81112概述 为推进社会主义新农村建设,各地农村（特别是经济发达地区）,如华东、华北农村,建设了大量的农村生活污水处理设施。利民村位于靖江的北部，靖江，位于江苏省中部苏中平原的最南端，是上海都市圈的组成部分。面积673平方公里，辖12个镇，人口66.5万人。在长江“龙头”、国际大都市上海的带动下，靖江具有优越的区位条件、优厚的经济基础、优良的

2、投资环境和良好的发展前景。 靖江市季市镇利民村具有生活污水处理池。村民住房沿当地两条小河依次排列。当地村民每天排放的污水30吨左右，节假日等高峰时段，日排污水60多吨。该污水处理池设计日处理量72吨，利民村共有98户居民，人口328人，规划居住人口为200户，700800人。该工程采用高负荷地下渗滤污水处理复合技术，但该处理工艺存在以下缺点：1.各工艺单元链接有问题；2.土地处理系统饱和后，净化效果下降，难以改造或处理容量再生。故，本课程设计亦在对其设计出更合理的污水处理方案。江南地区大部分都建有化粪池，可利用现有设备，将南方农村低浓度生活污水进行厌氧预处理，提高其生物处理性。如果出水直接进入

3、潜流人工湿地，将会对人工湿地的运行造成较为严重的影响，在较短时间内即会造成湿地堵塞，严重影响湿地用寿命。而好氧构筑物对污水有很好地处理效果。因此，在湿地前增加氧处理一道处理，能有效降低污染物浓度，同时大大延长人工湿地的使用寿命，并且保证人工湿地的出水效果。生物接触氧化法具有污泥浓度高，系统耐冲击负荷能力强；污泥产量少，在操作过程中一般不会产生污泥膨胀，不需采用污泥回流装置等优点。南方村镇生活污水具有流量变化大，处理浓度低等特点1，因此生物接触氧化法适于农村生活污水处理。 厌氧、生物接触氧化、人工湿地技术1都是比较成熟的技术。接触氧化池等实现自动控制，基本无需管理。厌氧生物接触氧化人工湿地工艺操

4、作简便，适合南方农村使用2。出水达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级A标准。若基建费用不足，可免去人工湿地处理单元，出水仍能达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级B标准。故本设计采用厌氧一生物接触氧化人工湿地工艺处理利民村生活污水3。 2.设计依据、原则2.1 设计依据 1.设计水量：每人每天产生废水量 100L/d，规划居住人口750人, 所建污水站设计处理能力Q=75 m3/d； 2.原水水质及出水水质标准； 3.同类废水处理工程实例； 4.城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002） 5.给水排水设计手册 1.按新农村建设要求

5、，为最终实现把农村建设成为经济繁荣、设施完善、环境优美、文明和谐的社会主义新农村的目标，合理设计工艺流程，按照城镇污水处理厂污染物排放标准，达到污水处理标准。 2.综合考虑、优化布置，从布局上尽量降低占地面积、成本及运转费用。3.设计基础资料3.1 设计基础资料 1.出水达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级A标准。 2.原废水处理工艺 ：污水沉淀水量调节高负荷地下渗滤厌氧滤池排放3.2 设计水质 1.进水水质：参照一般农村生活污水水质，如表1所示 进水水质表（单位：mg/L） 表 1主要指标SSCODBOD5NH3-NTP含量15015025060150355035

6、2.出水水质：污水经处理后水中 COD、BOD5、SS等主要水质指标达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级A标准后排放。如表4-2 出水水质表（单位：mg/L） 表 2主要指标SSCODBOD5NH3-NTP一级A1050105(8)一级B2080208(15)1注：括号外的数值为水温>12oC时的控制指标，括号内的数值为水温12oC时的控制指标。4、工艺设计方案 4.1 工艺流程 预期达到的处理效果，如表3所示表3 处理工艺预期达到的净化效果单元名称CODNH3-NSSBOD5TP浓度(mg/L)去除率%浓度(mg/L)去除率%浓度(mg/L)去除率%浓度(mg

7、/L)去除率%浓度(mg/L)去除率%进水浓度230 351501404厌氧池145321507014040接触氧化池140164513120420人工湿地5005101120-80出水5051010注：一般农村生活污水水质取值 4.2 工艺说明 细格栅46 取栅条净间隙b=8mm, 栅前水深h=0.3m, 过栅流速v=0.7m/s, 格栅倾角=60°(1)格栅间隙数(n) n=2个格栅条数 n-1=1 (个)(2)栅槽宽度(B)设栅条宽度S=0.01m, 则 鉴于农村生活污水流量太小，计算所得格栅栅条数太小，栅槽宽度也只有0.017m，故只在进水口处设置简单格栅，用于拦截去除大的悬

8、浮物和漂浮物。选用人工格栅，栅条间隙宽10mm。 4.2.2 厌氧池 1.功能：有效抗击了农村地区生活污水早、晚排放量大,冬季排放浓度高等形式的冲击负荷,保障了出水水质的稳定。可去除50%左右的COD2 2.计算：设计流量：3取总变化系数 Ks=4.5，qd=Q*Ks=3.91L/s，因水量不大，故设计一座，且南方村镇低浓度生活废水污泥量不大，故可不单独设置污泥处理设备，污泥在厌氧池内消化，半年左右清除一次。水力停留时间：T=30h（1）厌氧池容积：V= qdT=×10-3×30×3600=94m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。 则厌氧池面积：A=V/

9、h=94/4=m2 厌氧池直径：m （取D=m） 考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。由上述参数，作图，如图1所示图1 4.2.3 生物接触氧化池 1.功能：好氧生物处理，大量降解有机物和氨氮。 2.参数：V=75m3/d S0=120mg/L Se=20mg/L Lv=1.2kg BOD5/m3d 3 .计算 （1）. 池总体积： ( 2).池总面积： h0 A1每座尺子的面积，m2 (3).池深 h1 h2 h3 (4).有效停留时间 (5).供气量 D0 1m3 污水需气量，m3/m3. D0 值宜大于10，一般取1520 (6).填料的选择： 生物膜载体

10、填料的选择要求是：易于生物膜附着，比表面积大，空隙率打，水流阻力小，强度大，化学和生物稳定性好，经久耐用，截留悬浮物质强，不溶出有害物质，不引起二次污染，能使填料间形成均一的流速，价廉易得，运输管理方便。 蜂窝填料，曾广泛使用，比表面积大，单位填料上生物膜量大，管壁光滑，生物易于脱落，产生的污泥量少，处理效果好，沉降性能好但这种填料各峰管间互不相通，当负荷增大或布水性较差时，则易于出现堵塞，而且价格较高。 半软性填料,由高分子聚合物制成，有较强的布水，布气能力，长期使用能不变形，容易挂膜脱膜，不易堵塞，耐腐，耐生物降解。 软性填料，以中心绳和软性纤维来组成，具处理废水浓度高，重量轻，比表面积大

11、，组装简单等优点。软性填料以醛化纤纶为基本材料，模拟天然水草形态加工而成。软性填料具有比表面积大、利用率高、空隙可变不堵塞、适用范围广、造价低、运费少，组装简单等优点，近年来已补广泛地用于印染、丝绸、毛纺、食品、制药、石油化工、造纸、麻纺、医院、含氰待沸水处理中，形式多样，结构合理，效果愈佳，克服了原来出现地实际表面不大、中心绳易断、纤维束中间结团等弊病，从而深受广大用户地欢迎。故，本设计接触氧化池内选软性材料。由上述参数，作图，如图2所示 人工湿地图2 4.2.4 人工湿地1.功能：人工湿地系统可进一步去除有机物和氮、磷营养物,保证出水水质达标排放。人工湿地的除磷机理为湿地介质吸附截留作用和

12、湿地植物的吸收作用。人工湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。污水流经生物膜时，SS被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物则通过生物膜的系统、同化及异化作用而被去除。湿地床系统还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除，最后湿地床填料的定期更换或栽种植物的收割而使污染物最终从系统中去除。若冬春季时湿地中芦苇枯萎,系统除磷效果降低。可因地制宜的利用当地制陶工业的废弃陶瓷模具,其主要成分为石膏,利用石膏和溶解态磷反应生成的不溶性羟基磷酸钙来提高除磷效率。2.类型：潜流式人工湿地7。污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物

13、膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，提高处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小，且卫生条件较好，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系8。3.设计：（1）选址及污水量和污水水质的确定 在人工湿地修建前，先进行污水量的调查和污水水质分析，确定处理规模以及有关污染物的去除率，设计处理后污水必须达到国家规定的污水排放标准。然后，根据地质、地貌、水文、污水出口等自然状况以及市政规划等因素选定人工湿地地址。比如地形有一定自然坡度可减少开挖土方量，有利于排水、降低投资且减少对周围环境的影响；一般人工湿地应建在非洪涝灾害区或则需考虑修建相应的防洪措施；

14、在房价较低地段修建可大幅度降低修建成本等。(2)植物的选择 ，具有良好的输氧能力。种植芦苇时，一般应尽量选用当地芦苇进行移栽，即将有芽苞的芦苇根分剪成10cm长左右，将其埋入4cm深的土中并使其端部露出地面。插植的最佳季节在秋季或早春，插植密度可为13株/m2。(3)填料的选用 湿地床由三层组成，表层土壤、中层砾石层和下层小豆石层。表层土壤可用当地表层土，优先选用钙含量为22.5kg/100kg的混合土，以利于提高脱磷效果。在铺设表层土时，要将地表土壤与粒径为510mm石灰石掺和，厚度为150250mm。表层以下采用粒径在0.55mm的砾石或花岗岩铺设，其铺设厚度一般为0.40.7m，有时也采

15、用粒径在510mm或1225mm石灰石填料。进水配水区和出水集水区的填料常采用粒径为60100mm的砾石，分布于整个床宽。由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉，因此，设计的填料表层标高应高出期望值10%15%。(4)基本几何参数的确定：水力停留时间：710d投配负荷：210cm/d布水深度：夏季<10cm,冬季>30cm有机负荷：1520kgBOD5/(hm2*d)长宽比：L:B>10：1湿地坡度：一般为03%。取0人工湿地占用土地面积（F,单位hm2）可用下式估算： Q为污水设计流量各部分尺寸 L=58.3m,B=5.3H=1.6m,由上述参数，作图，如图3所示图三 1.BO

16、D5的去除率 2 .CODcr的去除率 出水标准中的总氮为15mg/L，处理水中的总氮设计值取35mg/L，总氮的去除率为： 进水中磷酸盐的浓度为4.0mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计，则磷的含量为4.0×0.189=0.77mg/L.注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。磷的去除率为 由上述计算可知S=厌氧池面积+接触氧化池面积+人工湿地面积=14*(5.5/2)226.系统日常维护工作污水处理设施建设以后，需要对其进行日常的维护工作，主要工作内容如下：（1）每周需对格栅进行清渣一次，以保持格栅的正常功能。（2）每半年对厌氧池清淤一次以防止污泥淤积。厌氧池作业时，要先打开全部的检查井井盖强制通风，在确保安全的情况下方可进入，防止发生窒息或中毒事故。（3）每半年对接触氧化池清淤一次，以防止污泥淤积造成堵塞，降低出水处理效果。（4）定期记录进，出水水质状况，调整水处理中各工艺参数，使之达到最佳工况。参考文献1吴磊,吕锡武,李先宁,等.厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水J.中国给水排水,2007,23(3):57-59.2何校初.厌氧生物预处理潜流人工湿地技术处理农村生活污水J给水排水增刊