山西农村污水处理项目

项目名称：山西长治农村改造生活污水处理项目

处理规模：50m³/d

污水来源及水质特点：

  生活污水是居民日常生活中排出的废水，主要来源于居住建筑和公共建筑，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等。生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必须进行处理。

排放标准：

  污水处理后根据受纳水体或用途以及市农委、市环保局的规定而不同。该项目按照甲方要求设计排放标准执行《污水综合排放标准》（GB8978-2002）中一级A标准。

工艺选择：

  “九五”以来，我国对各类污水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，对生活污水处理进行了各方面的试验和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧和好氧相结合法、水解酸化与好氧相结合等各种工艺。工程实践证实大中型生活污水进行好氧处理是可行和高效的，对于规模小的采用水解酸化与好氧相结合的方法较为适宜。

  生化处理对类似规模的污水处理一般采用生物膜法。它大致有固定床生物膜法（接触氧化）、MBBR悬浮载体生物膜法、流化床、曝气生物滤池、生物转盘、膜式生物反应器等。生物转盘一般用于大型地上处理设施中，占地面积大，且效率差，容易造成二次污染；曝气生物滤池虽然比较适合生活废水的处理，也有很多成功的经验，但由于其噪音大，需要专门风机，而且本工程水量较小，所以不建议在此采用；接触氧化结合高效新型生物填料，具有负荷高，易挂膜、工艺成熟等特点，所以在本方案中采用接触氧化法技术作为主要处理单元。

  综上所述，我们针对本废水的特点，选用调节池+ 水解酸化+接触氧化法+MBR膜反应器为本废水的处理工艺。

生物处理单元介绍

  生物处理单元采用A/O生化工艺，去除COD、氨氮等污染物，并降低废水的色度。

  A/O生化工艺，即厌氧-好氧工艺。其流程是A段（厌氧段）和O段（好氧段）串联在一起，同时设置沉淀池，混合液和污泥回流系统。在厌氧段，异养菌将污水中的碳氢化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物进一步分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在好氧段，好养菌降解有机物并通过硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO2-、NO3-，通过混合液回流返回至A段。在厌氧条件下，异氧菌利用回流污水中的NO2-、NO3-通过反硝化作用将其还原为氮气，实现脱氮。因该此工艺除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氮、磷，对于高浓度有机废水及难降解废水，有良好的处理效果。

工艺特点：

（1）流程简单，无需外加碳源，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

（2）反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分，脱氮除磷效果好；

（3）好氧池在后，使有机物、反硝化残留物得到进一步去除，提高了出水水质。

MBR简介

  膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。虽然有氧MBR过程的技术应用可以追溯到20世纪70年代，但是它在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10年间刚刚开始的。

  MBR是高效膜分离技术与生化技术相结合的新型污水处理技术。它继承了膜分离技术和生化处理技术的特点并强化了生化处理效果。

  与传统的活性污泥法相比，MBR具有以下优点：

1)0.05微米膜过滤产水，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用；

2)与传统处理系统相比，可节省50%的土地使用面积；

3)由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，使运行控制更加灵活稳定；

4)反应器内的微生物浓度高达5000-8000毫克／升，生化效率高，耐冲击负荷强；

5)泥龄(SRT)长，有利于增值缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高；

6)反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行，剩余污泥排放量少；

7)膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率；

8)系统自动化程度高，可实现全程自动化控制；

9)模块化设计，结构紧凑，占地面积小，运行费用低廉。

  我公司多年的污水处理工程经验，开创的MBR污水处理技术有如下特点：

1)膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强．易清洗，适于污水处理；化学性能稳定，抗氧化性强，可采用常用氧化性药剂清洗。

2)膜通量远高于其它材质(比如PP或PE)的同类产品。采用独有的定期水反洗、化学反洗及化学清洗工艺保证了膜组件的产水能力和膜通量。

3)跨膜压力(TMP)低，通常为0.01～0.06 MPa，可利用虹吸原理而无需外加抽吸动力即可产水，系统运行费用低。

4)MBR工艺采用缺氧和好氧组合形式。污水先进入缺氧区，在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，然后污水进入好氧区进行有机物生物降解，同时进行生物硝化反应，并通过回流到缺氧区进行反硝化，完成脱氮功能。

好氧区，在硝化菌的作用下进行如下化学反应：

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

2NO2-+O2→2N03-。

缺氧区．在反硝化菌的作用下进行如下化学反应

6NO3-+2CH30H→6NO2-+2CO2↑+4H20

2N02-+3CH3OH→3N2↑+3H20+60H-+3C02。

工艺流程说明：

  1、调节池：对水质水量进行一个均衡调节，保证后续处理的水质稳定以及可以增大污水处理设施的运行时间，降低工程造价。

  2、厌氧处理（A段）

  一般来说厌氧处理分四个阶段进行：

  ①水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。

  ②酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。

  ③产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。

  ④产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

  厌氧分解过程示意图为：

  厌氧分解过程中，由于不用供氧耗能设备，能够节约大量能耗，减少投资，但是由于缺乏氧作为氢受体，因而对有机物分解不彻底，代谢产物中包括众多的简单有机物，因此需要好氧工艺进一步去除。

  3、好氧处理（O段）

  在废水好氧生物处理过程中，氧是有机物氧化时的最后氢受体，正是因为这种氢的转移，才使能量释放出来，成为微生物生命活动和合成新细胞物质的能源，所以必须不断的供给足够的溶解氧。

  好氧生物处理时，一部分微生物吸收的有机氧化物分解成简单的无机物（如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成水，氮被氧化成氨、亚硝酸和硝酸盐、磷被氧化成磷酸盐，硫被氧化成硫酸盐等），同时释放出能量，作为微生物自身生命活动的能源。另一部分有机物则作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的原生质。这种氧化分解和同化合成过程可以用下列生化反应式表示。当废水中营养物质充足，即微生物即能获得足够的能量，又能大量合成新的原生质时，微生物就不断增长；当废水中营养物质缺乏时，微生物只能依靠分解细胞内贮藏的物质，甚至把原生质也作为营养物质利用，以获得生活活动所需的最低限度的能量，这种情况下，微生物无论重量还是数量都是不断减少的。

好氧分解过程示意图为：

  4、MBR池：膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。虽然有氧MBR 过程的技术应用可以追溯到20 世纪70 年代，但是它在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10 年间刚刚开始的。利用膜组件进行的固液分离过程取代了传统的沉降过程，能有效的去除固体悬浮颗粒和有机颗粒，制备无菌水。MBR 是现代化的、高效的水处理系统，可满足市政污水处理量不断增长的需求，极大地提高污水处理后的水质。

  5、清水消毒池：对生化处理后的水进行消毒，确保出水有害菌类不超标。为MBR膜提供反洗用水，保证膜的通透性以及使用寿命。废水处理过程中产生的剩余污泥用脱水机脱水后处置。

  工艺流程图：