电站一体化净水设备及污水处理设备
计依据、原则及范围
2.1 设计依据
(1) 建设单位提供的污水水质、水量等基础资料
(2) 《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)
(3) 《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）
(4) 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141—2008）
(5) 《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）
(6) 《给排水工程概预算与经济评价手册》
(7) 《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）
(8) 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）
(9) 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
(10)《水处理设备技术条件》(JBT2932-1999)
(11)《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）
(12)《农村畜禽养殖污染防治技术规范》（DB64/T 702-2011）
2.2 设计原则
2.2.1 设计思路
在生活污水处理系统的设计中，本着技术*适用、工艺措施针对性强、系统可靠稳定、运行易开易停，一次性投资与日常运行费用综合zui省、zui大限度的减少场地占用面积及zui大限度的使用原有的处理设施的原则；通过对目前国内外同类污水处理技术的综合分析，特别是相同工程的实际经验，本项目拟采用一体化污水处理设备进行污水处理，一体化污水处理设备采用“水解酸化+接触氧化+沉淀+MBR+接触消毒”工艺进行污水处理。污水首先经调节池调节水质水量后进入一体化污水处理设备，在一体化设备中，污水依次排入水解酸化池和接触氧化池，经生化处理后的污水再经沉淀池沉淀后流入MBR池，经膜过滤及生化作用处理后，进入接触消毒池，在消毒池内，污水经二氧化氯消毒和除臭后，达标排放。在实际的每一阶段，均进行了充分的多方案比较，得出*化的工艺。
2.2.2 电站一体化净水设备及污水处理设备 设计原则
[1] 在设计过程中本着*、合理、实用、可靠、经济的原则进行设计，采用*、实用、成熟、可靠的处理工艺，满足水质波动较大、水量不稳的进水要求，确保污水处理达标排放。
[2] 采用合理工艺，合理布置，在提高系统总体效率的基础上恰到好处的对污水处理工艺进行优化设计；尽量降低工程造价，在保证系统安全、经济、稳定运行的前提下，以zui小的投资达到良好的处理效果。
[3] 采用运行费用较为合理的处理工艺，提高污水的处理效果的同时，减少设备投资费用。降低运行费用和降低投资费用，给业主带来*的经济效益。
[4] 采用*可靠的技术设备及自动控制系统，在污水处理过程中充分实现自动化优化控制、减少管理维修工作量的主要设施与设备平面及高程的针对性工程设计，操作管理方便可靠。
[5] 设计中尽量采用低噪节能的动力设备，并采取减震，降噪等措施，以防止噪声污染。
[6] 污水处理工程整体环境与周围环境相协调；在工程占地面积小的情况下，采用合理的布局，对处理工艺进行优化设计。
2.3 设计范围
本方案设计范围为污水处理工程的全部处理工艺设计，包括设备选型、安装工程等直接工程和本工程的设计、调试、培训等间接工程；但不包括处理工程土建施工以及外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程，也暂不考虑污水处理站的通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。
3 设计水质水量
3.1 设计处理规模
本项目主要是对奶牛养殖场挤奶台清洗污水进行处理，设计流量为40m3/d。
3.2 设计进水水质、出水水质
原水水质：本工程的原水水质参照经验数据，详细见表一。
出水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）表5排放标准。
具体如下：
名称 | 废水污染物浓度 | |||
CODCr/(mg/L) | BOD/(mg/L) | SS/(mg/L) | 氨氮/(mg/L) | |
进水水质 | ≤6000 | ≤2000 | ≤3000 | ≤400 |
设计出水水质 | ≤400 | ≤150 | ≤200 | ≤80 |
排放标准 | ≤400 | ≤150 | ≤200 | ≤80 |
4 工艺选择及说明
4.1 工艺选择
1、畜类养殖污水的特点
参照养殖环境，养殖场污水的特点是：①污水的可生化降解性好，生化降解速度快，适于生物处理；②污水中含有大量的细菌、病毒、寄生虫卵和一些有毒有害物质，在排放之前必须经过消毒处理；③污水水质和水量波动较大，必须加强调节以稳定污水水质水量，避免冲击负荷对生物处理设施的影响；④污水中含有大量的固体悬浮物质如粪便等，这些固体物质大多具有可沉淀、可分解的性质，因此必须加强污水的预处理工艺以去除这些悬浮物质，减轻后续处理工序的负荷。总之，该养殖污水中不仅含有有机污染物，而且含有大量的病原微生物，因此在治理工艺中既要考虑消毒灭菌的卫生指标，也应兼顾COD、BOD等环保指标。
2、工艺比选
（1）拦污设施
本工程的污水SS含量高，并且含有棉团、废渣、纸屑等大颗粒物质后为确保提升泵正常工作并保证后续处理构筑物和设备正常运行，在处理主体工艺的前段设置拦污设备，由于污水产生量较小，拦污设备选用人工格栅。
（2）生物处理工艺比选
小型污水处理站一般采用以下几种生物处理方法：
①常规活性污泥法
常规活性污泥法在大型污水处理中使用广泛，但由于常规活性污泥法负荷低，易产生污泥膨胀，不易控制管理，故近年来在小型污水处理站中的使用越来越少。
②A/O工艺
A/O工艺是以活性污泥作为生物载体，通过风机供氧曝气的作用使污水达到充氧的目的。A池内设机械搅拌，从O池的回流液回流至A池，在A进行反硝化反应，将大部分酸盐氮还原成氮气，并通过搅拌使氮气从废水中溢出，达到去除氨氮的目的；A池出水至O池，O池内设鼓风曝气，去除大部分有机污染物，并将进水中的大部分氨氮转化成酸盐氮；可以根据废水的需要，调整O段池中的活性污泥浓度，通过活性污泥中的菌胶团，吸附、氧化并分解废水中的有机物；有机物、氨氮去除率高。然而，由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有*功能的污泥，难降解物质的降解率较低；同时，若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。
③SBR法
SBR法是近年发展起来的一种较为*的活性污泥处理法，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀撇除上清液，成为一个周期，周而复始。SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，但SBR法为间歇运行，需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，造成控制较为复杂。为了保证溢流率，SBR法对滗水器设备制造要求高，制作时必须精益求精，否则极易造成zui终出水水质不达标。国内目前还没有质量较好的滗水设备，进口设备采购麻烦，且价格昂贵，同时今后维修费用也高。SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定以便控制排出多余污泥量，目前国内浓度仪技术不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困难等问题。
④接触氧化法
生物接触氧化法是传统的生化处理方法，生物填料为固定床上的半软性填料。利用半软性填料作为微生物的附着载体。生物均匀分布在生物填料上，这样就避免了微生物分布不均的现象，同时，生物附着在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。其特点主要有：
Ø 容积负荷高，耐冲击负荷能力强；
Ø 具有膜法的优点，剩余污泥量少；
Ø 具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；
Ø 能分解其它生物处理难分解的物质；
Ø 容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。
⑤MBR工艺
MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用具有*结构的浸没式膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过膜过滤后抽出。它与传统污水处理方法具有很大区别，取代了传统生化工艺中二沉池和三级处理工艺，由于膜的存在大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，结合不同的工艺,出水可以达到景观用水或杂用水标准。由于膜的过滤作用，微生物被*截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的*分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点。目前广泛应用于生活污水和各种可生化工业废水的处理及回用中。
综上所述，本工程生物处理拟采用“水解酸化+接触氧化法+MBR”工艺。
（3）消毒方法比选
消毒是养殖废水处理的重要工艺过程，其目的是杀灭废水中的各种致病菌。目前常用的消毒工艺有氯消毒(如氯、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。表（二）对常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒和紫外线消毒法的优缺点进行了归纳和比较：
各种消毒方法的优缺点及消毒效果比较 （表二）
消毒方法 | 优点 | 缺点 | 消毒效果 |
氯（Cl2） | 具有持续消毒作用；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确。 | 产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；处理水有氯或氯酚味；氯腐蚀性强；运行管理有一定的危险性。 | 能有效杀菌，但杀灭病毒效果较差。 |
次氯酸钠（NaOCl） | 无毒，运行、管理无危险性。 | 产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；使水的pH值升高。 | 与Cl2杀菌效果相同。 |
二氧化氯(ClO2) | 具有强烈的氧化作用，不产生有机氯化物(THMs)；投放简单方便；不受pH影响。运行管理方便，省劳动力。 | 只能就地生产，就地使用。 | 较Cl2杀菌效果好。 |
臭氧(O3) | 有强氧化能力，接触时间短；不产生有机氯化物；不受pH影响；能增加水中溶解氧。 | 臭氧运行、管理有一定的危险性；操作复杂；制取臭氧的产率低；电能消耗大；基建投资较大；运行成本高。 | 杀菌和杀灭病毒的效果均很好。 |
紫外线 | 无有害的残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化；运行管理和维修费用低。 | 电耗大；紫外灯管与石英套管需定期更换；对处理水的水质要求较高；无后续杀菌作用。 | 效果好，但对悬浮物浓度有要求。 |
通过上述比较可以看出，二氧化氯不但消毒能力强，效果好，且副作用小，除臭效果好，设备投资低，运行成本低，二氧化氯消毒应用日益广泛，本工程采用二氧化氯消毒是较好的方法。
3、工艺选择
本着投资少、效益高，优先采用适合我国国情的*使用技术的原则，根据目前国内养殖废水处理技术的现状，在综合考察各种废水治理技术的基础上，结合本项目的实际，由于本项目污水产生量少，为减少土建施工费用，本项目拟采用一体化污水处理设备对项目废水进行处理，一体化污水处理设备采用“水解酸化+接触氧化+沉淀+MBR”工艺进行污水处理，所处理的污水再采用“二氧化氯消毒”进行消毒处理后排放。项目总体工艺流程如下：
图1 项目工艺流程图
4.2 工艺技术特点
1、污水的调节
由于养殖污水的水质、水量随养牛场的作息时间波动较大，因而必须加强调节以稳定污水的水质、水量，以保证后续生化处理的效果。
2、水解酸化反应
由于该种污水有机浓度不是很高，根据本公
