集中式农村生活污水处理装置

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控制系统

通过低压配电柜、现场按钮箱、PLC系统和上位机监控系统，电气设备可实现三种控制和操作方式：

*种方式是手动控制。现场设置手动/自动选择开关，在手动状态下，可以在低压开关柜及就地控制盘或按钮箱上进行手动操作，控制设备的开/停；在就地控制盘或按钮箱上装有信号灯以显示设备状态，重要设备在现场设有急停按扭。

第二种方式是自动控制，系统设PLC控制系统一套，由PLC负责采集现场仪表、设备的各种信号及参数，当设备切换到自动状态下，PLC控制站将根据事先编制的控制程序及现场仪表采集的各种工艺参数，实行顺序、连锁、PID等自动控制，并对泵、风机、阀等电气设备进行动态监视，无需人为干预。

第三种方式为远程集中控制，控制室内设上位计算机监控系统一套，上位计算机与PLC系统进行通讯，随时跟踪、接收PLC的数据信号。

上位机具备有实时数据和历史数据的分析及处理能力，对主要工艺流程进行动态模拟、趋势分析、故障报警、制表打印、绘制曲线；对主要数据永久性保存。且在CRT 上显示整个工艺流程或局部环节的直观动态彩色画面，并通过嵌入式

大屏幕，动态显示工艺流程各主要部件的运行状态。能对各种类型模拟量进行巡回检测，对各种类型故障进行报警或不达标报警。在操作站还可以通过键盘或鼠标直接对修改PLC控制参数，从而实现人工集中控制。

溶气浮法的设计与计算

(A)设计要点及注意事项

（1）要充分研究探讨待处理水的 水质情况，分析采用气浮工艺的合理性和适用性；

（2）在有条件的情况下，对需处 理的废水应进行必要的气浮小型试验或模型试验。并根据试验结果选择适当的溶气压力及回流比（指溶气水量与待处理水量的比值）。通常溶气压力采用0.2~0.4MPa，回流比取5％~100%一之间，回流比的确定需和 悬浮物的浓度联系起来。浓度高回流比大，浓度小回流比小。

（3）根据试验时选定的混凝剂种 类、投加量、絮凝时间、反应程度等，确定反应形式及反应时间，一般沉淀反应时间较短，以2一30分钟为宜；

（4）确定气浮池的池型，应根据 对处理水质的要求、净水工艺与前后处理构筑物的衔接、周围地形和构筑物的协调、施工难易程度及造价等因素综合地加以考虑。反应池宜与气浮池合建。为避免打 碎絮体，应注意构筑物的衔接形式。进人气浮池接触室的流速宜控制在0.1m／s以内；

（5）接触室必须对气泡与絮凝体 提供良好的接触条件，同时宽度应考虑安装和检修的要求。水流上升流速一般取10~20mm／s：，水流在室内的停留时间不 宜小于60秒。

（6）接触室内的溶气释放器，需 根据确定的回流量，溶气压力及各种型号释放器的作用范围按下表来选定:

(7)气浮分离室需根据带气絮体 上浮分离的难易程度和水质的处理要求而定。选择水流（向下）的流速，一般取1.5~3.0mm／s，即分离室的表面负荷率取 5.4~10.8m3/(m2.h)；

（8）气浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留时间一般为10~20min；

（９）气浮池的长宽比无严格 要求；一般以单格宽度不超过10m，池长不超过15m为宜；

（10）气浮池的排渣一般采用刮 渣机定期排除。集渣槽可设置在池的一端或两端.;刮渣机的行车速度宜控制在5m／min以内；

（11）气浮池集水应力求均匀， 一般采用穿孔集水管，集水管的大流速宜控制在0.5m／s左右；
厌氧生物处理技术 
厌氧生物处理技术无需曝气充氧，产泥量少，是一种低成本、易管理的污水处理技术，能够满足农村生活污水处理的技术要求。
污水净化沼气池
污水净化沼气池是由沼气池和厌氧生物滤池串联而成，可几户合建或单户修建，布置灵活。  
厌氧生物滤池 
厌氧生物滤池的构造类似好氧生物接触氧化池，不同之处在于池顶密封，其工程投资、运行费用低，对维护人员的要求不高，已在我国农村应用。
复合厌氧处理技术 
复合厌氧处理技术是厌氧活性法和厌氧生物膜法相结合的处理方法。复合厌氧反应器由轻质滤料层、悬浮厌氧污泥床等组成，经厌氧活性污泥和生物膜的双重协同作用，污染物去除效率*提高。此外，通过在反应器中设置特殊轻质滤料层，防止了污泥流失，提高了反应器的容积负荷和处理效果。
生态处理技术 
人工湿地
人工湿地处理系统源于对自然湿地的模拟，主要利用自然生态系统中植物、基质和微生物三者的协同作用实现水质的净化。人工湿地主体由土壤和按一定级别充填的填料等组成，并在床表面种植水生植物而构成一个独特的生态系统。人工湿地处理系统净化效果好、工艺设备简单、维护管理方便、运行费用低、生态环境效益显着，但进水负荷要求较低、占地面积较大，因此适用于远离城市污水管网、资金少、技术人才缺乏、有土地可资利用的中小城镇和农村地区。  
土地处理 
土地处理技术是在人工调控下利用土壤-植物-微生物复合生态系统，通过一系列物理、化学、生物作用，使污水得到净化并可实现水分和污水中营养物质回收利用的一种处理方法。根据水流运动的流速和流动轨迹的不同，土地处理系统可分为4 种类型：慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流系统和地下渗滤系统（即毛细管土地渗滤处理技术）。
稳定塘
稳定塘是经过人工适当修整后设围堤和防渗层的污水池塘。其净化原理类似自然水体的自净机理，通过微生物（细菌、真菌、藻类、原生动物等）的代谢活动，以及相伴的物理、化学、物化过程，使污水中污染物进行多级转换、降解和去除。稳定塘建造投资少、运行维护成本低、无需污泥处理，但负荷低、占地大、受气候影响大、处理效果不稳定。为进一步强化处理效果，国内外相继推出了许多新型塘和组合塘。如装有连续搅拌装置的高效藻类塘、利用水生维管束植物提高处理效率的水生植物塘、多个好氧和厌氧稳定塘相连的多级串联塘以及高级综合塘等。
物化处理技术
污水的物化处理方法主要包括：混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、反渗透和超滤等。在各种物化处理技术中，仅混凝技术相对符合农村要求，其大优点是能够根据污水中污染物的性质，选取合适的絮凝剂，保证污染物质的高效去除。混凝技术对悬浮物、金属离子、胶体物质和无机磷去除效果好，但对有机物和氮的去除能力相对较弱，且运行过程中需要连续投加药剂，故运行成本较高。在我国农村地区，混凝技术主要用作生态处理系统的前处理措施或化学除磷。
设备处理技术                             
地埋式一体化小型生活污水处理技术是指将处理规模较小，集污水处理工艺各部分功能，包括预处理、生物处理、沉淀、消毒等于一体的生活污水处理装置埋设于地下对生活污水进行处理的技术。目前，地埋式一体化处理技术按工艺划分有生物接触氧化法、SBR法、A/O及A2/O工艺等。处理装置可做成钢制定型设备整体敷设或钢混结构现场浇注。 
1、 ZW一体化地埋式污水处理装置   
该装置由玻璃钢外壳和内胆组成中心曝气区和四周污泥沉淀消化区，再配以叶曝和电控柜组成一套完整的污水处理系统。污水经预处理进入ZW一体化设备后，首先通过曝气使污水与原有混合液处于完全混合状态，使有机物高效降解。出水通过下部导流缝进入沉淀区，沉淀区呈双锥形截面，利于污泥沉淀。整套装置采用连续进水、间歇曝气的工艺，水力停留时间长达20h，出水水质能够达到国家城市污水处理厂污染物排放一级B标准（GB18918-2002）。工艺流程为：污水→细格栅→潜污泵→调节池→ZW一体化设备→合格排放。 
2、地埋式SBR工艺   
地埋式SBR工艺普遍用于处理小区生活污水。污水经格栅去除较大悬浮颗粒物后流入集水井，均匀水质后由提升泵输送至SBR反应池，有机物经好氧微生物的吸附、分解被降解为无机盐、水和二氧化碳。产生的剩余污泥经污泥消化池消化后由吸粪车抽走外运处理。该工艺与传统SBR工艺的区别在于滗水器采用动力提升式，而非传统的重力流；剩余污泥采用潜污泵输送至污泥消化池；曝气机采用潜水曝气机，进气管设有电控阀门。整个工艺结构简单，布置紧凑，节省占地，投资运行费用低，无需调节池和二沉池，不易发生污泥膨胀。出水能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。
3、地埋式一体化生物滤池工艺   
其主体为一体化结构，由缺氧池、生物滤池和沉淀池三部分组成。污水进入缺氧池后，沿折流板形成推流，出水通过半管式溢流布水器自流进入生物滤池。生物滤池通过拔风管进行自然通风，利用两级溅水盘强化充氧效果。出水流入沉淀池进行固液分离，上清液部分回流至缺氧池，其余排出体系。出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准。
安全卫生与防护                            
1、安全防护  为了处理长生产运行的安全检查性，应切实考虑如下安全检查措施：
1.1在各敞口且水深的埋地构筑物上部设置明显标志，并设置顶盖。
1.2在站内构筑物上部设置必要的照明装置，以利于夜间操作。 
1.3污泥池如较长时间停止运行，应放空或清理，以防可燃气体的产生。
1.4各控制室、化验室应设置灭火装置。
1.5经常性开展安全防火及安全生产教育，结合生产管理及工艺流程实际，经常组织职工安全生产知识。
2、防臭措施 
2.1站址环境：污水处理站应尽量远离居民区，附近既无风景区及公共设施，从卫生角度看，符合环境保护要求。 
2.2处理站区可能会产生臭气，主要来源为污泥处理及生化处理部份，臭气类别主要是氨和硫化氢气体，臭气微乎其微。 
2.3在站区平面布置上加宽绿化带的布置，在污泥区四周种植无落叶灌木作为隔离带，以减少臭味污染。 
2.4对产生臭味较大的污泥池等采用相关措施进行密封，并设带通风口的检修孔，可以有效的防止臭味外溢。 
2.5通过以上措施可以将臭气强度控制在一级范围之内。
各个构筑物的节能途径
1.污水提升泵房
污水提升泵房要节省能耗.主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约.正确科学的选泵.让水泵工作在高效段是有效的手段.合理利用地形.减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法.定期对水泵进行维护.减少摩擦也可以降低电耗.  
2.沉砂池  
采用平流沉砂.避免采用需要动力设备的沉砂池.如平流沉砂池.采用重力排砂.避免使用机械排砂.这些措施都可大大节省能耗. 
3.初次沉淀池  
初次沉淀池的能耗较低.主要能量消耗在排泥设备上.采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗.  
4.生物处理    
曝气系统的能耗相当大.对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新.新型的曝气设备虽然层出不穷.但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法.第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法.微孔曝气.曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施.在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区.用淹没式搅拌器混合的节能.生物除磷方案.这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗.如果算上混合用能.节能也达到12%.自动控制系统的应用于污水处理节能.曝气系统进行阶段曝气.溶解氧存在浓度梯度.既减少了能耗.又可以改善处理效果.减少污泥量.生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗. 
5.二次沉淀池  
二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法. 
6.污泥处理  
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收.从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践.但能源危机之前一直不受重视.目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用.一是污泥焚烧热的利用。
消化气性质稳定.易于贮存.它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能.废热还可回收于消化污泥加热.因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题.比较沼气发电机和燃料电池两种利用形式.认为燃料电池能量利用率高.具有很好的发展前途.对消化气的zui大化利用是提高能效的主要方式.沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例.是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径.另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁.将固废与污水污泥一起焚烧.获得的电能用于处理厂的运转。
沸石吸附池
设置沸石吸附池，当经过生化处理后的污水氨氮达不到排放标准时，出水进入沸石吸附池，该池主要利用沸石对污水中铵的交换吸附特性，使沸石成为富集氨氮的核心体，系统微生物群落中的硝化细菌受营养源的吸引，容易集中生长在沸石表面，特别是当进水氨氮负荷降低时，硝化细菌主要利用沸石内部的氨氮进行代谢活动，这样沸石就得到生物再生； 生物沸石反应器中，沸石离子交换吸附作用与生物硝化/反硝化作用是相互促进的关系。沸石内由于交换吸附而富集了大量氨氮，为微生物贮存了氮源，当水体中营养物不足时，微生物可以全部吸收沸石吸附的氨氮，可直接使沸石再生；另一方面，微生物的生物作用减轻了沸石吸附负荷，可以使沸石在较长时间内保持较高的离子交换水平，同时，生物硝化作用降低水中NH4+浓度，促进了沸石上NH4+的解吸，间接使沸石再生。沸石通过离子交换而吸附水中铵离子，沸石表面生物膜的生物硝化作用对水体中和沸石内的氨氮进行转化，生物反硝化作用再将硝态氮转化为氮气从水中排除，这些作用相互促进和依存，使得反应器内发生着复杂的变化，zui终去除废水中的氨氮。
设备气浮原理
⑴向水中通入空气，产生微细的气泡，使水中的细小悬浮物黏附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，达到去除水中悬浮物，改善水质的目的。
⑵气浮的影响因素及提高气浮效果的措施，气泡直径越小，数量越多，气浮的效果越好；水中的无机盐类会加速气泡的破裂和合并，降低气浮效果；投加混凝剂会促进悬浮物凝聚，使其黏附在气泡而上浮；可加入浮选剂使亲水性颗粒表面转化为疏水性物质而黏附在气泡上，随气泡上浮。