水处理课程设计，农村生活污水

江苏省靖江市利民村污水处理工程设计方案目录1设计背景111概述112方案选择12设计依据、原则321设计依据322设计原则33设计基础资料431设计基础资料432设计水质44、工艺设计方案541工艺流程542工艺说明5422厌氧池6423生物接触氧化池7424人工湿地85处理程度及总占地面积的计算116系统日常维护工作121设计背景11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665万人。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。12方案选择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（GB189182002）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（GB189182002）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21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Q75M3/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（GB189182002）5给水排水设计手册22设计原则1按新农村建设要求，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31设计基础资料1出水达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）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32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SSCODBOD5NH3NTP含量150150250601503550352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（GB189182002）一级A标准后排放。如表42出水水质表（单位MG/L）表2主要指标SSCODBOD5NH3NTP一级A1050105805一级B2080208151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41工艺流程格栅厌氧池接触氧化池人工湿地回流进水出水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CODNH3NSSBOD5TP单元名称浓度MG/L去除率浓度MG/L去除率浓度MG/L去除率浓度MG/L去除率浓度MG/L去除率进水浓度230351501404厌氧池14539132861507014014340接触氧化池140391164574513120833420人工湿地50053141011203280出水505101005注1去除率为各构筑物所处理污染物能力占总含量的比2进水污染物浓度按照一般农村生活污水水质取值42工艺说明421细格栅46取栅条净间隙B8MM,栅前水深H03M,过栅流速V07M/S,格栅倾角601格栅间隙数NN2个BVHQSINMAX7038690SIN格栅条数N11个2栅槽宽度B设栅条宽度S001M,则MBNSB01728101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0017M，故只在进水口处设置简单格栅，用于拦截去除大的悬浮物和漂浮物。选用人工格栅，栅条间隙宽10MM。422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COD22计算设计流量，农村生活污水的排放为不均匀排放，SLQ/87036245瞬时变化较大，日变化系数一般在3050之间3取总变化系数KS45，QDQKS391L/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T30H（1）厌氧池容积VQDT39110330360094M3（2）厌氧池尺寸水深取为H40M。则厌氧池面积AV/H94/4235M2厌氧池直径M（取D55M）475134AD考虑03M的超高，故池总高为HH0340343M。由上述参数，作图，如图1所示出水管进水管支架清扫口进盖及盖座43050图1423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V75M3/DS0120MG/LSE20MG/LLV12KGBOD5/M3D3计算（1）池总体积32561075MV2池总面积20HA512NH0填料高度，一般采用30MA1每座尺子的面积，M23池深43210HHH1超高，0506MH2填料层水深，0405MH3填料至池底的高度，一般采用05M4有效停留时间HQVT27565供气量DMQD/301257D01M3污水需气量，M3/M3D0值宜大于10，一般取15206填料的选择生物膜载体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，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所示图2424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。人工湿地然后，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；在房价较低地段修建可大幅度降低修建成本等。2植物的选择人工湿地系统设计中，应尽可能增加湿地系统的生物多样性，以提高湿地系统的处理性能，延长其使用寿命。植物在碎石中为微生物提供场所，在整个湿地系统中占有重要的地位，因此应慎重选择。总的来说，选择植物应该满足耐污能力和抗寒能力强，适宜于本土生长，最好以本乡土植物为主；根系发达，茎叶茂密；抗病虫害能力强；有一定的经济价值。而常用的植物有芦苇、香蒲、大米草、美人蕉、水花生和稗草等，目前最常用的是芦苇。芦苇的根系较为发达，具有巨大比表面积的活性物质，其生长可深入到地下0607M，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225KG/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055MM的砾石或花岗岩铺设，其铺设厚度一般为0407M，有时也采用粒径在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1015。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30CM有机负荷1520KGBOD5/HM2D长宽比LB101湿地坡度一般为03。取0对土壤要求土壤质地为粘土壤土。渗透性为慢中等，渗透率为0025035CM/H人工湿地占用土地面积（F,单位HM2）可用下式估算F657103Q65710375M3/D0493HM2Q为污水设计流量各部分尺寸L583M,B53H16M,由上述参数，作图，如图3所示进水出水砾石布水沟含水基质层隔水层原土层出水沟图三5处理程度及总占地面积的计算1BOD5的去除率85921042CODCR的去除率7253SS的去除率39104总氮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2964104255磷酸盐的去除率进水中磷酸盐的浓度为40MG/L计。如磷酸盐以最大可能成NA3PO4计，则磷的含量为400189077MG/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06351706总占地面积由上述计算可知S厌氧池面积接触氧化池面积人工湿地面积1455/22212583531635223M26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,2