項(xiàng)目名稱：山西農(nóng)村生活污水治理工程

處理規(guī)模：120m3/d

污水來源及水質(zhì)特點(diǎn)：

  生活污水是居民日常生活中排出的廢水，主要來源于居住建筑和公共建筑，如住宅、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商店、公共場(chǎng)所及工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生間等。生活污水所含的污染物主要是有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生蟲卵和腸道傳染病毒等)。存在于生活污水中的有機(jī)物極不穩(wěn)定，容易腐化而產(chǎn)生惡臭。細(xì)菌和病原體以生活污水中有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)而大量繁殖，可導(dǎo)致傳染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必須進(jìn)行處理。

排放標(biāo)準(zhǔn)：

  污水處理后根據(jù)受納水體或用途以及市農(nóng)委、市環(huán)保局的規(guī)定而不同。該項(xiàng)目按照甲方要求設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

工藝選擇：

  “九五”以來，我國(guó)對(duì)各類污水的處理工藝和技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和探索，對(duì)生活污水處理進(jìn)行了各方面的試驗(yàn)和實(shí)踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧和好氧相結(jié)合法、水解酸化與好氧相結(jié)合等各種工藝。工程實(shí)踐證實(shí)大中型生活污水進(jìn)行好氧處理是可行和高效的，對(duì)于規(guī)模小的采用水解酸化與好氧相結(jié)合的方法較為適宜。

  生化處理對(duì)類似規(guī)模的污水處理一般采用生物膜法。它大致有固定床生物膜法（接觸氧化）、MBBR懸浮載體生物膜法、流化床、曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、膜式生物反應(yīng)器等。生物轉(zhuǎn)盤一般用于大型地上處理設(shè)施中，占地面積大，且效率差，容易造成二次污染；曝氣生物濾池雖然比較適合生活廢水的處理，也有很多成功的經(jīng)驗(yàn)，但由于其噪音大，需要專門風(fēng)機(jī)，而且本工程水量較小，所以不建議在此采用；接觸氧化結(jié)合高效新型生物填料，具有負(fù)荷高，易掛膜、工藝成熟等特點(diǎn)，所以在本方案中采用接觸氧化法技術(shù)作為主要處理單元。

  綜上所述，我們針對(duì)本廢水的特點(diǎn)，選用調(diào)節(jié)池+ 水解酸化+接觸氧化法+MBR膜反應(yīng)器為本廢水的處理工藝。

生物處理單元介紹

  生物處理單元采用A/O生化工藝，去除COD、氨氮等污染物，并降低廢水的色度。

  A/O生化工藝，即厭氧-好氧工藝。其流程是A段（厭氧段）和O段（好氧段）串聯(lián)在一起，同時(shí)設(shè)置沉淀池，混合液和污泥回流系統(tǒng)。在厭氧段，異養(yǎng)菌將污水中的碳?xì)浠衔锏葢腋∥廴疚锖涂扇苄杂袡C(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物進(jìn)一步分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在好氧段，好養(yǎng)菌降解有機(jī)物并通過硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO2-、NO3-，通過混合液回流返回至A段。在厭氧條件下，異氧菌利用回流污水中的NO2-、NO3-通過反硝化作用將其還原為氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)脫氮。因該此工藝除了可去除廢水中的有機(jī)污染物外，還可同時(shí)去除氮、磷，對(duì)于高濃度有機(jī)廢水及難降解廢水，有良好的處理效果。

工藝特點(diǎn)：

（1）流程簡(jiǎn)單，無需外加碳源，以原污水為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低；

（2）反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分，脫氮除磷效果好；

（3）好氧池在后，使有機(jī)物、反硝化殘留物得到進(jìn)一步去除，提高了出水水質(zhì)。

MBR簡(jiǎn)介

  膜生物反應(yīng)器（MBR）是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，可用于有機(jī)物含量較高的市政或工業(yè)廢水處理。雖然有氧MBR過程的技術(shù)應(yīng)用可以追溯到20世紀(jì)70年代，但是它在污水處理領(lǐng)域的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用也是在過去的10年間剛剛開始的。

  MBR是高效膜分離技術(shù)與生化技術(shù)相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。它繼承了膜分離技術(shù)和生化處理技術(shù)的特點(diǎn)并強(qiáng)化了生化處理效果。

  與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，MBR具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)0.05微米膜過濾產(chǎn)水，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用；

2)與傳統(tǒng)處理系統(tǒng)相比，可節(jié)省50%的土地使用面積；

3)由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定；

4)反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高達(dá)5000-8000毫克／升，生化效率高，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)；

5)泥齡(SRT)長(zhǎng)，有利于增值緩慢的硝化細(xì)菌的截流、生長(zhǎng)和繁殖，系統(tǒng)硝化效率得以提高；

6)反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡條件下運(yùn)行，剩余污泥排放量少；

7)膜分離使污水中的大分子難降解成分在生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率；

8)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制；

9)模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低廉。

  我公司多年的污水處理工程經(jīng)驗(yàn)，開創(chuàng)的MBR污水處理技術(shù)有如下特點(diǎn)：

1)膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯，抗污染性強(qiáng)．易清洗，適于污水處理；化學(xué)性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)，可采用常用氧化性藥劑清洗。

2)膜通量遠(yuǎn)高于其它材質(zhì)(比如PP或PE)的同類產(chǎn)品。采用獨(dú)有的定期水反洗、化學(xué)反洗及化學(xué)清洗工藝保證了膜組件的產(chǎn)水能力和膜通量。

3)跨膜壓力(TMP)低，通常為0.01～0.06 MPa，可利用虹吸原理而無需外加抽吸動(dòng)力即可產(chǎn)水，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低。

4)MBR工藝采用缺氧和好氧組合形式。污水先進(jìn)入缺氧區(qū)，在此將大分子量長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解為易生化的小分子有機(jī)物，然后污水進(jìn)入好氧區(qū)進(jìn)行有機(jī)物生物降解，同時(shí)進(jìn)行生物硝化反應(yīng)，并通過回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，完成脫氮功能。

好氧區(qū)，在硝化菌的作用下進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

2NO2-+O2→2N03-。

缺氧區(qū)．在反硝化菌的作用下進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)

6NO3-+2CH30H→6NO2-+2CO2↑+4H20

2N02-+3CH3OH→3N2↑+3H20+60H-+3C02。

工藝流程說明：

  1、調(diào)節(jié)池：對(duì)水質(zhì)水量進(jìn)行一個(gè)均衡調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理的水質(zhì)穩(wěn)定以及可以增大污水處理設(shè)施的運(yùn)行時(shí)間，降低工程造價(jià)。

  2、厭氧處理（A段）

  一般來說厭氧處理分四個(gè)階段進(jìn)行：

  ①水解階段：高分子有機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。

  ②酸化階段：上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。

  ③產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

  ④產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過程最為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過程的限速階段。

  厭氧分解過程示意圖為：

  厭氧分解過程中，由于不用供氧耗能設(shè)備，能夠節(jié)約大量能耗，減少投資，但是由于缺乏氧作為氫受體，因而對(duì)有機(jī)物分解不徹底，代謝產(chǎn)物中包括眾多的簡(jiǎn)單有機(jī)物，因此需要好氧工藝進(jìn)一步去除。

  3、好氧處理（O段）

  在廢水好氧生物處理過程中，氧是有機(jī)物氧化時(shí)的最后氫受體，正是因?yàn)檫@種氫的轉(zhuǎn)移，才使能量釋放出來，成為微生物生命活動(dòng)和合成新細(xì)胞物質(zhì)的能源，所以必須不斷的供給足夠的溶解氧。

  好氧生物處理時(shí)，一部分微生物吸收的有機(jī)氧化物分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)物（如有機(jī)物中的碳被氧化成二氧化碳，氫與氧化合成水，氮被氧化成氨、亞硝酸和硝酸鹽、磷被氧化成磷酸鹽，硫被氧化成硫酸鹽等），同時(shí)釋放出能量，作為微生物自身生命活動(dòng)的能源。另一部分有機(jī)物則作為其生長(zhǎng)繁殖所需要的構(gòu)造物質(zhì)，合成新的原生質(zhì)。這種氧化分解和同化合成過程可以用下列生化反應(yīng)式表示。當(dāng)廢水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，即微生物即能獲得足夠的能量，又能大量合成新的原生質(zhì)時(shí)，微生物就不斷增長(zhǎng)；當(dāng)廢水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏時(shí)，微生物只能依靠分解細(xì)胞內(nèi)貯藏的物質(zhì)，甚至把原生質(zhì)也作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用，以獲得生活活動(dòng)所需的最低限度的能量，這種情況下，微生物無論重量還是數(shù)量都是不斷減少的。

好氧分解過程示意圖為：

  4、MBR池：膜生物反應(yīng)器（MBR）是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，可用于有機(jī)物含量較高的市政或工業(yè)廢水處理。雖然有氧MBR 過程的技術(shù)應(yīng)用可以追溯到20 世紀(jì)70 年代，但是它在污水處理領(lǐng)域的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用也是在過去的10 年間剛剛開始的。利用膜組件進(jìn)行的固液分離過程取代了傳統(tǒng)的沉降過程，能有效的去除固體懸浮顆粒和有機(jī)顆粒，制備無菌水。MBR 是現(xiàn)代化的、高效的水處理系統(tǒng)，可滿足市政污水處理量不斷增長(zhǎng)的需求，極大地提高污水處理后的水質(zhì)。

  5、清水消毒池：對(duì)生化處理后的水進(jìn)行消毒，確保出水有害菌類不超標(biāo)。為MBR膜提供反洗用水，保證膜的通透性以及使用壽命。廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥用脫水機(jī)脫水后處置。