項目名稱：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：

  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、機關(guān)、學校、醫(yī)院、商店、公共場所及工業(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物極不穩(wěn)定，容易腐化而產(chǎn)生惡臭。細菌和病原體以生活污水中有機物為營養(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行處理。

排放標準：

  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。該項目按照甲方要求設(shè)計排放標準執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978-2002）中一級A標準。

工藝選擇：

  “九五”以來，我國對各類污水的處理工藝和技術(shù)進行了大量的研究和探索，對生活污水處理進行了各方面的試驗和實踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗，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。工程實踐證實大中型生活污水進行好氧處理是可行和高效的，對于規(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，但由于其噪音大，需要專門風機，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，具有負荷高，易掛膜、工藝成熟等特點，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，我們針對本廢水的特點，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)菌將污水中的碳氫化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物進一步分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，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氣，實現(xiàn)脫氮。因該此工藝除了可去除廢水中的有機污染物外，還可同時去除氮、磷，對于高濃度有機廢水及難降解廢水，有良好的處理效果。

工藝特點：

（1）流程簡單，無需外加碳源，以原污水為碳源，建設(shè)和運行費用較低；

（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，使有機物、反硝化殘留物得到進一步去除，提高了出水水質(zhì)。

MBR簡介

  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)的特點并強化了生化處理效果。

  與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，MBR具有以下優(yōu)點：

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)，實現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使運行控制更加靈活穩(wěn)定；

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

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

6)反應(yīng)器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡條件下運行，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)有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率；

8)系統(tǒng)自動化程度高，可實現(xiàn)全程自動化控制；

9)模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行費用低廉。

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

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

2)膜通量遠高于其它材質(zhì)(比如PP或PE)的同類產(chǎn)品。采用獨有的定期水反洗、化學反洗及化學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力即可產(chǎn)水，系統(tǒng)運行費用低。

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

好氧區(qū)，在硝化菌的作用下進行如下化學反應(yīng)：

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

2NO2-+O2→2N03-。

缺氧區(qū)．在反硝化菌的作用下進行如下化學反應(yīng)

6NO3-+2CH30H→6NO2-+2CO2↑+4H20

2N02-+3CH3OH→3N2↑+3H20+60H-+3C02。

工藝流程說明：

  1、調(diào)節(jié)池：對水質(zhì)水量進行一個均衡調(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)施的運行時間，降低工程造價。

  2、厭氧處理（A段）

  一般來說厭氧處理分四個階段進行：

  ①水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，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胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。

  ②酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、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)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質(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、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應(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，因而對有機物分解不徹底，代謝產(chǎn)物中包括眾多的簡單有機物，因此需要好氧工藝進一步去除。

  3、好氧處理（O段）

  在廢水好氧生物處理過程中，氧是有機物氧化時的最后氫受體，正是因為這種氫的轉(zhuǎn)移，才使能量釋放出來，成為微生物生命活動和合成新細胞物質(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，一部分微生物吸收的有機氧化物分解成簡單的無機物（如有機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），同時釋放出能量，作為微生物自身生命活動的能源。另一部分有機物則作為其生長繁殖所需要的構(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。當廢水中營養(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，微生物就不斷增長；當廢水中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏時，微生物只能依靠分解細胞內(nèi)貯藏的物質(zhì)，甚至把原生質(zhì)也作為營養(yǎng)物質(zhì)利用，以獲得生活活動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的需求，極大地提高污水處理后的水質(zhì)。

  5、清水消毒池：對生化處理后的水進行消毒，確保出水有害菌類不超標。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脫水后處置。