農村生活污水一體化高效處理工藝

1、58/64北京市昌平區(qū)南邵鎮(zhèn)姜屯村農村生活污水一體化高效處理工程技術方案北京昊海天際科技有限公司二一一年九月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc304965695 1.項目概況 PAGEREF _Toc304965695 h 1 HYPERLINK l _Toc304965696 1.1項目名稱 PAGEREF _Toc304965696 h 1 HYPERLINK l _Toc304965697 1.2項目概況 PAGEREF _Toc304965697 h 1 HYPERLINK l _Toc304965698 1.3編制依據(jù) PAGEREF _Toc3

2、04965698 h 1 HYPERLINK l _Toc304965699 1.4項目實施單位 PAGEREF _Toc304965699 h 2 HYPERLINK l _Toc304965700 1.5工程建設內容和規(guī)模 PAGEREF _Toc304965700 h 2 HYPERLINK l _Toc304965701 1.6建設周期 PAGEREF _Toc304965701 h 2 HYPERLINK l _Toc304965702 1.7投資估算與資金籌措 PAGEREF _Toc304965702 h 2 HYPERLINK l _Toc304965703 1.8工程治理 P

3、AGEREF _Toc304965703 h 2 HYPERLINK l _Toc304965704 1.9綜合評價 PAGEREF _Toc304965704 h 2 HYPERLINK l _Toc304965705 2.項目區(qū)概況 PAGEREF _Toc304965705 h 3 HYPERLINK l _Toc304965706 2.1自然地理 PAGEREF _Toc304965706 h 3 HYPERLINK l _Toc304965707 2.1.1地理位置 PAGEREF _Toc304965707 h 3 HYPERLINK l _Toc304965708 2.1.2地形

4、地貌 PAGEREF _Toc304965708 h 3 HYPERLINK l _Toc304965709 2.1.3氣象水文 PAGEREF _Toc304965709 h 3 HYPERLINK l _Toc304965710 2.2經濟概況 PAGEREF _Toc304965710 h 3 HYPERLINK l _Toc304965711 3.污水處理工藝設計 PAGEREF _Toc304965711 h 5 HYPERLINK l _Toc304965712 3.1項目設計水質水量 PAGEREF _Toc304965712 h 5 HYPERLINK l _Toc304965

5、713 3.1.1項目設計水量 PAGEREF _Toc304965713 h 5 HYPERLINK l _Toc304965714 3.1.2設計進水水質 PAGEREF _Toc304965714 h 5 HYPERLINK l _Toc304965715 3.1.3設計出水水質 PAGEREF _Toc304965715 h 5 HYPERLINK l _Toc304965716 3.2農村污水處理現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc304965716 h 5 HYPERLINK l _Toc304965717 3.3幾種較常見的農村污水處理技術工藝比較 PAGEREF _Toc304965

6、717 h 6 HYPERLINK l _Toc304965718 3.3.1生物接觸氧化工藝 PAGEREF _Toc304965718 h 6 HYPERLINK l _Toc304965719 3.3.2厭氧生物濾池處理工藝 PAGEREF _Toc304965719 h 7 HYPERLINK l _Toc304965720 3.3.3人工濕地工藝 PAGEREF _Toc304965720 h 8 HYPERLINK l _Toc304965721 3.3.4 A/O土地滲濾工藝 PAGEREF _Toc304965721 h 9 HYPERLINK l _Toc304965722

7、3.3.5各種工藝綜合比較 PAGEREF _Toc304965722 h 9 HYPERLINK l _Toc304965723 3.3.6國外村鎮(zhèn)污水處理技術進展經驗借鑒 PAGEREF _Toc304965723 h 9 HYPERLINK l _Toc304965724 3.3.7昌平區(qū)農村生活污水處理技術的適宜選擇 PAGEREF _Toc304965724 h 10 HYPERLINK l _Toc304965725 3.4本項目工藝選擇 PAGEREF _Toc304965725 h 11 HYPERLINK l _Toc304965726 3.4.1芽孢桿菌處理工藝 PAGER

8、EF _Toc304965726 h 11 HYPERLINK l _Toc304965727 3.4.2芽孢桿菌處理工藝特點及應用 PAGEREF _Toc304965727 h 13 HYPERLINK l _Toc304965728 3.4.3芽孢桿菌處理工藝流程 PAGEREF _Toc304965728 h 16 HYPERLINK l _Toc304965729 3.4.4工藝講明 PAGEREF _Toc304965729 h 17 HYPERLINK l _Toc304965730 4.要緊構建筑物和設備 PAGEREF _Toc304965730 h 18 HYPERLINK

9、 l _Toc304965731 4.1要緊構建筑物 PAGEREF _Toc304965731 h 18 HYPERLINK l _Toc304965732 4.1.1格柵井 PAGEREF _Toc304965732 h 18 HYPERLINK l _Toc304965733 4.1.2缺氧池 PAGEREF _Toc304965733 h 18 HYPERLINK l _Toc304965734 4.1.3好氧池 PAGEREF _Toc304965734 h 18 HYPERLINK l _Toc304965735 4.1.4沉淀池 PAGEREF _Toc304965735 h 1

10、8 HYPERLINK l _Toc304965736 4.1.5污泥池 PAGEREF _Toc304965736 h 18 HYPERLINK l _Toc304965737 4.2要緊設備 PAGEREF _Toc304965737 h 18 HYPERLINK l _Toc304965738 4.2.1生物轉盤 PAGEREF _Toc304965738 h 18 HYPERLINK l _Toc304965739 4.2.2格柵機 PAGEREF _Toc304965739 h 19 HYPERLINK l _Toc304965740 4.2.3進水提升泵 PAGEREF _Toc3

11、04965740 h 20 HYPERLINK l _Toc304965741 4.2.4攪拌器 PAGEREF _Toc304965741 h 20 HYPERLINK l _Toc304965742 4.2.5污泥提升泵 PAGEREF _Toc304965742 h 20 HYPERLINK l _Toc304965743 4.2.6曝氣系統(tǒng) PAGEREF _Toc304965743 h 20 HYPERLINK l _Toc304965744 4.2.7風機 PAGEREF _Toc304965744 h 20 HYPERLINK l _Toc304965745 4.3要緊構建筑物匯

12、總 PAGEREF _Toc304965745 h 21 HYPERLINK l _Toc304965746 4.4要緊設備匯總 PAGEREF _Toc304965746 h 21 HYPERLINK l _Toc304965747 5.輔助專業(yè)設計 PAGEREF _Toc304965747 h 22 HYPERLINK l _Toc304965748 5.1土建設計 PAGEREF _Toc304965748 h 22 HYPERLINK l _Toc304965749 5.1.1要緊設計規(guī)范、設計依據(jù) PAGEREF _Toc304965749 h 22 HYPERLINK l _To

13、c304965750 5.1.2土建設計 PAGEREF _Toc304965750 h 22 HYPERLINK l _Toc304965751 5.1.3要緊建筑材料 PAGEREF _Toc304965751 h 22 HYPERLINK l _Toc304965752 5.2電氣設計 PAGEREF _Toc304965752 h 23 HYPERLINK l _Toc304965753 5.2.1要緊設計規(guī)范、設計依據(jù) PAGEREF _Toc304965753 h 23 HYPERLINK l _Toc304965754 5.2.2設計范圍 PAGEREF _Toc30496575

14、4 h 23 HYPERLINK l _Toc304965755 6.環(huán)境愛護 PAGEREF _Toc304965755 h 24 HYPERLINK l _Toc304965756 7.勞動愛護與安全 PAGEREF _Toc304965756 h 25 HYPERLINK l _Toc304965757 8.經濟分析 PAGEREF _Toc304965757 h 26 HYPERLINK l _Toc304965758 8.1 建設項目總投資 PAGEREF _Toc304965758 h 26 HYPERLINK l _Toc304965759 8.1 運行成本分析 PAGEREF

15、_Toc304965759 h 27 HYPERLINK l _Toc304965760 9.工程效益 PAGEREF _Toc304965760 h 28 HYPERLINK l _Toc304965761 9.1 經濟效益分析 PAGEREF _Toc304965761 h 28 HYPERLINK l _Toc304965762 9.2 社會效益分析 PAGEREF _Toc304965762 h 28 HYPERLINK l _Toc304965763 9.3 生態(tài)效益分析 PAGEREF _Toc304965763 h 28 HYPERLINK l _Toc304965764 10.

16、質量服務與承諾 PAGEREF _Toc304965764 h 29 HYPERLINK l _Toc304965765 附錄一 MBR法處理該項目污水的講明 PAGEREF _Toc304965765 h 30 HYPERLINK l _Toc304965766 附錄二 傳統(tǒng)活性污泥法處理該項目污水的講明 PAGEREF _Toc304965766 h 33 HYPERLINK l _Toc304965767 附錄三 三種污水處理方法投資與運行成本的比較 PAGEREF _Toc304965767 h 36項目概況1.1項目名稱北京市昌平區(qū)南邵鎮(zhèn)姜屯村農村生活污水處理設施項目1.2項目概況

17、HYPERLINK /view/2431.htm t _blank 北京市 HYPERLINK /view/113927.htm t _blank 昌平區(qū)南邵鎮(zhèn)總面積三十五點二平方公里，全鎮(zhèn)有十六個自然村，其 中三個自然村地處鎮(zhèn)北山腳，三個自然村坐落九里山環(huán)。全鎮(zhèn)絕大部分是 HYPERLINK /view/2717.htm t _blank 漢族，有小部分 HYPERLINK /view/2699.htm t _blank 回族、 HYPERLINK /view/2314.htm t _blank 滿族散落村中。南邵鎮(zhèn)管轄16個村委會：南邵村、姜屯村、張各莊村、景文屯村、紀窯村、金家墳村、辛莊

18、村、四合莊村、東營村、張營村、何營村、小北哨村、北邵洼村、官高村、三合莊村、營坊村。本項目建設地位于南邵鎮(zhèn)姜屯村，本村常住人口為200戶左右，在上外來流淌人口，目前總人口數(shù)為：1000人左右。1.3編制依據(jù)有關法律法規(guī)和標準規(guī)范：建設方童工的差不多資料中華人民共和國水污染防治法；中華人民共和國環(huán)境愛護法；北京市水污染物排放標準DB11/307-2005；城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB 189182002；農田灌溉水質標準GB5084-92；室外排水設計規(guī)范GB50014-2006；給水排水標準圖集室外給水排水管道工程及附屬設施（二）（S（二）；埋地排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）雙壁波浪管材（

19、GB/T 18477-2001）；埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技術規(guī)程（CECS 122：2001）建筑結構荷載規(guī)范（GB500092001）混凝土結構設計規(guī)范（GB500102002）建筑地基基礎設計規(guī)范（GB500072002）建筑抗震設計規(guī)范（GBJ1189）給水排水工程結構設計規(guī)范（GBJ6984）建筑設計防水規(guī)范（GBJ1687，2001年版）都市污水處理廠工程質量驗收規(guī)范（GB503342002）等。1.4項目實施單位北京昊海天際科技有限公司1.5工程建設內容和規(guī)模本項目建設包括污水處理土建設施建設和污水處理設備建設。結合本村人口數(shù)量和本村實際用水量，設計本村處理規(guī)模為50t/d。1

20、.6建設周期打算于2011年10月底開工，2012年5月完成工程驗收。1.7投資估算與資金籌措本項目總投資43.505萬元，其中建筑工程投資為3.43萬元，設備投資為34.35萬元。本項目工程投資由鎮(zhèn)村自籌。1.8工程治理工程建設以南邵鎮(zhèn)姜屯村村委會作為工程建設業(yè)主。項目建成后實行分級治理。建成區(qū)、鎮(zhèn)、村三級治理組織，昌平區(qū)水務局負責宏觀治理。由村委會負責本村污水治理工程的日常運行治理和維護工作，業(yè)務歸昌平水務所治理。村民有權力和義務對本村工程治理運行進行監(jiān)督。1.9綜合評價項目建成后將會極大的改善新農村的水務環(huán)境和加強新農村的基礎設施建設，為新農村相關產業(yè)的進展制造了有利條件。項目實施后對深

21、入推進城鄉(xiāng)一體化進程，切實推動全市社會主義新農村建設具有重大意義。2.項目區(qū)概況2.1自然地理2.1.1地理位置南邵鎮(zhèn)屬于昌平區(qū)轄鎮(zhèn)，位于區(qū)域東部，距區(qū)中心5公里，鎮(zhèn)域面積35.2平方公里。京密引水渠貫穿南邵全境，地勢平坦，地區(qū)水資源豐富。自然環(huán)境優(yōu)美，森林面積達666公頃，林木覆蓋率22%。（北）京通（遼）鐵路橫穿全鎮(zhèn)，昌（平）懷（柔）公路橫貫東西，境內區(qū)鎮(zhèn)級7條公路干線縱橫相交，交通便利。2.1.2地形地貌整個昌平區(qū)地勢為西北高東南低，北部、西部要緊為燕山運動隆起的山區(qū)，中部、南部為傾斜的沖積平原。山峰高程一般在8001000m。2.1.3氣象水文姜屯村屬暖溫帶，半濕潤大陸性季風氣候。春季

22、干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季涼快，冬季嚴寒干燥，四季分明。年平均 HYPERLINK /view/272475.htm t _blank 日照時數(shù)2684小時，年平均氣溫11.8，無霜期為176天，年平均降水量550.3毫米。2.2經濟概況南邵鎮(zhèn)共有耕地面積一萬四千七百零二畝，其中糧田面積一萬三千零六十七畝，一九九九年實現(xiàn)糧食總產七百五十三萬公斤。二零零零年，南邵鎮(zhèn)農業(yè)生產以市場經濟為導向，以形成區(qū)域經濟特色和進展專業(yè)小區(qū)為方向，因地制宜調整生產結構，促進了大農業(yè)的再次進展。六月底，南邵鎮(zhèn)已完成農業(yè)生產總值二千一百五十五萬元，同比增加一百二十九萬元，增長百分之六點八。 為不斷適應農業(yè)現(xiàn)代化配套

23、設施的進展，南邵鎮(zhèn)共打機井一百八十二眼，其中深井二十四眼。裝機容量二萬七千九百一十五千瓦。在節(jié)水示范工程運行中，共鋪設噴滴灌管道五十五公里，實現(xiàn)噴滴灌面積一萬一千畝。在農業(yè)機械化進展中，南邵鎮(zhèn)共有農機械配套九百九臺，總動力一萬四千一百三十七千瓦。在畜牧業(yè)進展方面，南邵鎮(zhèn)已有規(guī)模豬場六個，雞場、牛場各一個，新進展養(yǎng)殖小區(qū)三個，可能年終只畜牧業(yè)一項可實現(xiàn)養(yǎng)殖收入二千五百萬元。 在農村經濟運行中，鎮(zhèn)村企業(yè)通過轉制經營，也呈健康進展趨勢。一九九九年全鎮(zhèn)實現(xiàn)總收入三點一七億元，其中鎮(zhèn)村企業(yè)完成一點四八億元，占農村經濟總收入的百分之四十六點七。今年一至六月份全鎮(zhèn)實現(xiàn)農村經濟總收入一點七九億元，其中企業(yè)完成

24、零點八五億元，占農村經濟總收入的百分之四十七點五。今年完成指標與去年同期對比，分不增加一千六百八十四點九萬元和一千一百四十點五萬元，增長百分之一十點四與百分之一十五點五。 南邵鎮(zhèn)各業(yè)經濟的不斷進展，推動了農村居民存款余額的不斷增加。一九九九年該鎮(zhèn)信用社存款已實現(xiàn)八千八百一十七萬元，其中農村居民存款七千零六十九萬元，占百分之八十點二。今年一至六月份居民存款實現(xiàn)七千三百一十九萬元，與去年同期對比增加四百二十六萬元，增長百分之六點二。農村經濟的持續(xù)進展，同時促進了全鎮(zhèn)企業(yè)和個人繳納國家稅金數(shù)額的不斷增加。一九九九年全鎮(zhèn)完成國家稅金一千零八十三元，首次突破千元大關。今年一至六月份，又已完成五百九十二萬

25、元，與去年同期對比增加七十三萬元，增長百分之一十四。 改革開發(fā)，南邵鎮(zhèn)在經濟建設方面取得了顯著成績。在科技、文化、教育、衛(wèi)生、體育等各項事業(yè)方面也實現(xiàn)了全面進展。但南邵鎮(zhèn)黨委、政府依舊信心十足，力爭在三、五年內，將南邵建設成為布局合理、設施配套、功能齊全、環(huán)境優(yōu)美秩序井然、市場繁榮、特色突出的都市化、現(xiàn)代化、園林化的新型都市中的鄉(xiāng)村而不懈努力。3.污水處理工藝設計3.1項目設計水質水量3.1.1項目設計水量本項目設計每日處理量為50t/d。3.1.2設計進水水質 設計進水水質如下表3-1表3-1設計進水水質水質參數(shù)CODCrBOD5SS氨氮總磷pH進水水質400mg/L300mg/L200mg

26、/L60mg/L10mg/L693.1.3設計出水水質設計出水水質為：北京市水污染物排放標準（DB11/307-2005）中的二級標準，如表3-2所示。表3-2設計出水水質水質參數(shù)CODCrBOD5SS氨氮總磷pH出水水質60mg/L20mg/L50mg/L10mg/L0.5mg/L693.2農村污水處理現(xiàn)狀京郊農村生活污水治理的技術和名稱都比較多，從工藝原理上可歸為兩類:第一類是自然處理系統(tǒng)。利用土壤過濾、植物汲取和微生物分解的原理，又稱為生態(tài)處理系統(tǒng)， 常用的有人工濕地處理系統(tǒng)和地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)等。第二類是生物處理系統(tǒng)，又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理包括一般活性污泥法

27、、AO法、序批式(SBR)、膜生物反應器法（MBR）等。隨著污水處理工藝水平的進展，村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理技術革新的進展要緊體現(xiàn)在對原有技術類型的改造、改進及進行適宜的工藝組合兩方面。2010年北京市新農村建設試點村污水處理工程共涉及13個區(qū)縣，78個行政村，34496戶，126010人，生活污水量13650立方米/天，人均收入8730元；這部分村莊污水處理要緊采納分散處理、集中處理和接入市政管網三種模式，其中分散處理共20個村，要緊集中在山區(qū)和丘陵地區(qū)；集中處理共55個村，要緊分布在平原地區(qū)；朝陽高碑店、延慶岔道及房山墳莊等3個村接入市政管網。上述78個新農村共建設污水處理站130座，其中已運行7

28、8座，占60。污水處理采納工藝包括生物接觸氧化、生物轉盤、厭氧生物濾池、濕地、MBR等8種工藝及組合。污水處理采納工藝要緊包括生物接觸氧化、生物轉盤、厭氧生物濾池、濕地、MBR、E-CASS、A/O+土地處理等7種工藝及組合。其中接觸氧化、E-CASS、MBR等工藝運行費用較高。如房山、懷柔、門頭溝、密云等區(qū)縣采納的MBR工藝，該工藝經調試能保證出水滿足排放標準，但后期進行換、洗膜等維護費用較高，給新農村經濟帶來一定壓力。從目前差不多運行的污水處理設施看，大部分處理站污水處理工程缺少運行記錄和水量計量設備，有些村莊僅用水泵或電表來計量運行的情況，既不利于工程治理，也不利于工程監(jiān)管。目前運行的污

29、水處理設施，運行費用要緊包括電費和人員費，來源都沒有正式渠道，差不多差不多上由村委會墊付，這也是制約污水處理設施不能正常運行的重要因素。3.3幾種較常見的農村污水處理技術工藝比較北京農村地區(qū)生活污水組成要緊包括洗滌、沐浴和部分衛(wèi)生潔具排水，水量因地區(qū)性經濟程度的差異而不同。生活污水污染物濃度分布范圍為：COD：108552mg/L，BOD5：49306mg/L，氨氮：1852mg/L，總氮：2994mg/L，總磷：1.55mg/L。北京市水污染排放標準（DB11/3072005）中規(guī)定排入北京市II類水體及其匯水范圍的污水執(zhí)行一級限值；排入北京市III、IV類水體及其匯水范圍的污水執(zhí)行二級限值

30、。關于農村生活污水處理，國內尚在起步時期，還沒有形成技術規(guī)范，污水利用技術目前缺乏專著、技術規(guī)范的參考。農村生活污水具有規(guī)模較小，排放分散、水質污染濃度較城鎮(zhèn)波動大，管網收集系統(tǒng)滯后且有些地區(qū)收集較為困難。農村生活污水處理技術多種多樣，特不是近年來，在全國各地都在農村生活污水處理的試點工程，在原有的技術之上開發(fā)出了眾多的污水處理技術，但總體上分為生物處理工藝和自然凈化處理工藝兩大類，自然凈化處理工藝要緊包括人工濕地、土壤滲濾等工藝技術。3.3.1生物接觸氧化工藝 生物接觸氧化工藝在中國和日本農村地區(qū)應用較多，其工藝原理是利用生長在生物填料上的生物膜對污水進行凈化處理。接觸氧化法是一種浸沒型生物

31、膜法，廢水中的有機物被吸附（接觸）于濾料表面的生物膜上，被微生物分解氧化，該法的生物膜經歷掛膜、生長、增厚、脫落等更替過程，一部分生物膜脫落后變成活性污泥，在循環(huán)流淌過程中，吸附和氧化分解廢水中的有機物，多余的脫落生物膜在二次沉淀池中除去。較高的容積負荷、不需污泥回流、運行治理簡便、對水質水量的驟變有較強的適應能力等是該工藝具有的優(yōu)點。就其長期運行狀況來看，出水水質相對穩(wěn)定。但實際運行中存在如下缺點：（1）濾料間水流緩慢、接觸時刻長、水力沖刷力小，需要定期反沖洗的缺點；濾料粘滯性較強，水力損失較大；（2）動力耗能較大，運行費用相對較高，差不多維持在1.2元/m3，遠遠高于常規(guī)生活污水處理費用；

32、（3）處理效率較低，特不是TP、TN、NH3-N等指標遠遠不能滿足現(xiàn)實需要。另外，在進水COD較低的情況下，出水水質較好，但處理效率較低。未能充分發(fā)揮生物接觸氧化處理工藝的優(yōu)點。（4）由于采納傳統(tǒng)的生物污泥，季節(jié)耐受性差，水溫低時，處理效率低，污泥沉降性能變差，容易產生泡沫等，阻礙出水水質。3.3.2厭氧生物濾池處理工藝 該工藝為厭氧生物濾池為主，自然曝氣處理為輔的技術。厭氧生物濾池是一種淹沒式的固定填料生物膜法，即采納填充材料作為微生物載體的厭氧反應器。通過預處理的廢水進人反應器內，逐漸被細菌酸化，最終被產甲烷菌轉化為甲烷。廢水與生物膜及懸浮的活性污泥充分接觸、吸附并降解有機物，截流懸浮固體

33、。該項工藝設計為自流系統(tǒng)，無需提升和動力消耗，運行能耗低。此外，厭氧生物濾池具有生物濃度高、微生物停留時刻長、抗沖擊負荷能力強、停止運行后，再啟動容易、運行穩(wěn)定和治理簡便的特點。目前，北京市新農村治污工程建設中MBR工藝的應用越來越普遍，水質凈化效果顯著。其工藝原理為利用好氧生物處理加膜過濾技術對污水進行凈化處理。其技術原理可概括為生物降解作用和物理截留作用。但該工藝存在如下問題：（1）該項工藝在運行過程中，治理要求程度高，存在膜污染難治理問題，膜的定期清洗需要相關技術治理人員操作或聘請公司進行膜清洗外包服務；（2）投資費用高、動力能耗較大，運行費用高，水處理運行成本為1.32.0元/m3。（

34、3）膜通量不穩(wěn)定，盡管目前差不多能實現(xiàn)自動在線清洗，但對物理性污染如麻線、紙張、樹葉等仍無法清理。嚴峻阻礙膜的透水率，同時，長期曝氣條件下，膜表面磨損嚴峻，容易出現(xiàn)斷絲等問題。而板式膜膜面積較小，投資費用過高不適合農村地區(qū)使用。3.3.3人工濕地工藝 除二級生物處理工藝外，依照目前農村地區(qū)的經濟進展狀況、污水處理與水環(huán)境愛護要求及歐美國家鄉(xiāng)村污水治理成功經驗的借鑒，人工濕地處理系統(tǒng)開始在北京市新農村地區(qū)治污工程中得以廣泛應用。人工濕地是利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內多級生物的稀釋降解作用來去除或削減水中污染物的方法.北京市新農村建設試點村治污工程中田各莊村污水處理采納的是人工濕地工藝，工程設計總規(guī)模20

35、0m3/d，停留時刻1.5d，出水排入人工湖作為景觀用水，并從中抽取一部分用于澆灌農作物與綠化。從運行期間具體水質監(jiān)測平均值如表3-5所示。能夠看出，在進水濃度高的情況下，出水中污染物SS、BOD5、CODcr、NH3-N、TP與TN都專門難達到北京市地點標準水污染物排放標準（DB11/307-2005）的三級限值。分析出水不達標的緣故，要緊是因為實際進水水質中污染物濃度高于設計值，而占地面積不夠，因而導致有機負荷偏大，致使?jié)竦毓に囄鬯幚硇适艿阶璧K。而沈陽渾南慧緣新村小區(qū)生活污水亦采納人工濕地工程處理，設計水量為1000m3， 占地面積6500m2，停留時刻3d，進水COD、NH3-N 、

36、TP、BOD5和TN平均值分不為235.3、54.92、5.30、131.4和67.62mg/L情況下，各項指標平均去除率達到91.82、98.37、90.19、97.04和20.32。處理費用較低僅為0.10.2元/m3。但綜合分析人工濕地技術，有如下特點和問題：（1）人工濕地技術是充分結合生態(tài)技術、生物技術的一體化處理工藝，在歐美等國家應用較多，也取得了較好的處理效果，但由于國外處理的現(xiàn)狀為地廣人稀、沖擊負荷小，占地面積大，因此效果較好。但對北京地區(qū)來講，該工藝占地面積大，受季節(jié)阻礙明顯，處理效果波動大，因此，該技術不適合北京都市進程較快的新農村。（2）濕地處理技術難以治理、操縱和修復，屬

37、于被動型的處理模式，關于人口增長較快，污染物日趨復雜的北京新農村，處理效果難以顯著提高。（3）總氮（TN）處理效果差，在濕地系統(tǒng)中，難以形成硝化反硝化、短程硝化反硝化的環(huán)境，同時，由于現(xiàn)在農村污水中總氮有升高趨勢，因此，在反硝化菌的作用下，有機物需求量大，C/N比不合理，因此，難以高效脫除。3.3.4 A/O土地滲濾工藝 隨著水處理技術的進展和行業(yè)標準的提高，單一種類的污水處理技術專門難在空間、時刻上同時實現(xiàn)所有污染物的最佳去除率和經濟技術指標的最優(yōu)，因此，越來越多的組合工藝被應用于新農村污水處理的工程中。其中，A/O土地滲濾的組合工藝因其處理效果顯著和相對投資低的特點，逐漸受到人們的關注。3

38、.3.5各種工藝綜合比較針對京郊地區(qū)污水處理，本文對上述5種常用工藝的要緊污染物平均去除率進行比較，結果如表3.3所示，能夠看出水質平均處理效率排序為MBRA/O土地處理生物接觸氧化厭氧生物濾池人工濕地。但從投資成本上分析，差不多如下：MBR人工濕地 A/O土地處理生物接觸氧化厭氧生物濾池。因此，綜合分析，現(xiàn)有的工藝存在處理效果好，投資運行費用高；集約化程度高，運行費用高。而其它工藝則存在占地面積大，處理效果不佳，環(huán)境阻礙大的問題。表3-3常用污水處理工藝污染物平均去除率 去除率工藝CODcrBOD5氨氮SS總氮總磷生物接觸氧化82.9 91.7 79 87.9 37.8 11.8 厭氧生物濾

39、池76.2 86.3 90.2 63.4 24.9 51.5 人工濕地64.2 75.7 8.2 54.5 5.5 23.7 MBR96.6 92.1 96.8 83.3 33.5 28.1 A/O土地處理84.2 94.4 87 78 79 88.8 3.3.6國外村鎮(zhèn)污水處理技術進展經驗借鑒目前，國外村鎮(zhèn)污水處理工藝大體分為兩類，（1）自然系統(tǒng)：即利用土壤作為處理和處置的媒體，包括土地應用、人工濕地、地下滲濾等。（2）生物化學處理系統(tǒng)：即結合生化和物化工藝，由池、泵、鼓風機和其它機械裝置組成的系統(tǒng)。大多數(shù)歐美國家人口稀少，面積寬敞，要緊采納土地處理等自然生物處理技術實現(xiàn)鄉(xiāng)村地區(qū)生活污水的凈

40、化；而挪威等國家在土壤滲透性差而不能使用土地滲濾系統(tǒng)的地點，常常使用預制的集成式微型生物處理設備。土地資源緊張的國家常使用生物膜法處理技術進行污水的凈化。日本農村污水處理協(xié)會設計、推廣的凈化槽污水處理裝置體積小、成本低、操作運行簡單，十分適用于農村。國外分散式生活污水處理在理念和工藝、技術上呈現(xiàn)以下進展趨勢：（1）生活污水達標排放與回收再利用并重，盡可能將現(xiàn)地處理水就地利用，以節(jié)約淡水資源；（2）重點研究開發(fā)低成本、小型化、集成式污水處理設備；（3）世界各國都在依照本國國情，因地制宜，大力進展低成本自然處理系統(tǒng)，這也是農村生活污水處理技術進展的一個重要方向；（4）大量實例表明研究開發(fā)組合生活污

41、水處理工藝前景寬敞，單一處理工藝多數(shù)情況下無法達到凈化要求，通過組合工藝能夠有效解決這一問題。3.3.7昌平區(qū)農村生活污水處理技術的適宜選擇 北京農村地區(qū)人口較少，分布廣而分散，生活污水水質水量波動性大，排水管網不健全；村鎮(zhèn)經濟力量相對薄弱；缺乏污水處理專業(yè)人員。針對這些現(xiàn)狀問題，在進行污水處理工藝技術選擇時，應給予以下幾方面的考慮： （1）依據(jù)原水水質水量、受納水體的環(huán)境功能與環(huán)境承受能力，一般講來，處理工藝應具有較強的沖擊負荷能力； （2）優(yōu)先采納低能耗、低運行費、低基建費、少占地、操作治理簡便的成熟處理工藝；處理工藝應具有治理簡單、運行穩(wěn)定、維修方便等特點； （3）所選擇的處理工藝應具有

42、能夠方便的改變其處理流程的能力，這要緊是為了滿足數(shù)量眾多村鎮(zhèn)的各種不同需求； 如：有的村莊地處封閉水體，污水需要脫氮除磷，而有些村莊附近有河流，這就要求所選擇的處理工藝流程能夠專門方便地制造好氧、缺氧和厭氧環(huán)境。（4）積極慎重地采納經實踐證明是行之有效的新技術、新工藝、新材料和新設備；（5）處理出水水質應符合國家和地點現(xiàn)行的有關規(guī)定； 因各村鎮(zhèn)經濟狀況和工程投資情況的差異性，經濟條件良好的農村地區(qū)，選用工藝時應重點考慮經濟效益、占地面積等其他條件。值得注意的是，當處理較高濃度的農村污水時，單獨應用人工濕地專門難達到出水標準。借鑒國外村鎮(zhèn)生活污水治理工藝選擇經驗，農村地區(qū)應考慮要緊使用人工濕地/

43、土地滲濾等自然生物處理技術和投資運行費用較低的生物膜法處理技術/厭氧生物處理技術，甚至可進行以上述技術體系為主的微型或小型家庭污水處理設備開發(fā)和研制；而對位于水源愛護區(qū)內、經濟狀況優(yōu)越、排水水質標準較高的村鎮(zhèn)地區(qū)可考慮采納MBR工藝及一些高效組合工藝。依照農村地區(qū)污水處理工藝技術選擇要點，結合各污水處理工藝污水處理效率差異，將幾種推舉工藝的性能及適用范圍對比分析如表3-4。表3-4處理工藝對比分析表工藝名稱適用范圍占地面積/（m2m3）投資運行費用（含維修費）/（元m3）維護人員水平要求生物接觸氧化污染程度較高，規(guī)模較大的村鎮(zhèn)污水處理1.22較低0.81.4較高厭氧生物濾池經濟水平較低、進水污

44、染物濃度較低、有高程落差條件、無閑置土地的村莊污水處理1.52較低0.30.5一般人工濕地村莊周邊有閑置荒地、場地開闊、排放標準要求不高的的村莊污水處理10較低0.10.2一般MBR污染程度較高且排放標準較高的水源地的污水處理12較高1.32.0高A/O土地處理出水排放標準較高、規(guī)模較大和場地寬敞的污水處理1.53中等0.81.4高3.4本項目工藝選擇3.4.1芽孢桿菌處理工藝農村地區(qū)居住分散，地區(qū)經濟力量差異較大， 缺乏污水處理專業(yè)人員，其適宜的污水處理工藝的選用、家庭規(guī)模的微型污水處理工藝系統(tǒng)的開發(fā)和研制、完善的農村地區(qū)污水處理工程體系的建立任重而道遠，應在不斷的技術更新中篩選適宜農村污水

45、處理的工藝模式，在將其應用于實際農村治污工程后進行工藝優(yōu)化和創(chuàng)新，由此形成良性循環(huán)。依照昌平區(qū)南邵鎮(zhèn)農村的特點和新農村建設的要求，本方案推舉芽孢桿菌生物膜處理技術工藝，選用目前在日本、韓國廣泛使用的芽孢桿菌作為優(yōu)勢菌群，結合獨特的生物膜裝置，制造性處理高低濃度污水。它和傳統(tǒng)的活性污泥法比較如下圖：由上圖可知，芽孢桿菌生物膜處理技術和傳統(tǒng)的活性污泥法相比較，存在著如下優(yōu)勢：除臭能力好；氮磷的消除效果好；有機物BOD消除效果好；省能源，省空間；剩余污泥少，在較低處理量時能夠不做剩余污泥處理；設備擴建、改造的成本低；提高了現(xiàn)有設備的處理能力；運行成本低。目前在日本和韓國運行的芽孢桿菌生物膜裝置的多個

46、實例表明，芽孢桿菌生物膜相比較傳統(tǒng)的活性污泥法，具體的數(shù)據(jù)差不如表3-5。表3-5 傳統(tǒng)活性污泥法和芽孢桿菌生物膜法比較對比項傳統(tǒng)活性污泥（A）芽孢桿菌生物膜法（B）優(yōu)勢(A)-(B)占地面積100%30.1%69.9%曝氣槽容積100%30.0%70.0%電力負荷100%43.3%56.7%年消耗電力100%42.7%57.3%廢水處理量100 m3/d，原水BOD2000mg/l，出水BOD 20mg/l。依照本工程的具體情況，擬借鑒日本高度處理凈化槽技術、農業(yè)村落排水處理技術和內部循環(huán)技術，形成針對性的農村村落污水處理技術芽孢桿菌生物膜處理技術。芽孢桿菌生物膜處理技術正是針對傳統(tǒng)污水處理

47、方法存在的不足所提出的污水生物處理改善技術，即生物增強技術(Bioaugmentation)，指為提高處理系統(tǒng)的處理能力，向該活性污泥體系投加從原系統(tǒng)中分離出來的高效菌或外源引進菌種從而實現(xiàn)對目標污染物高效去除的方法。所投加的菌種一般是通過直接生物降解作用與污染治理體系中原有的細菌共代謝作用來完成對目標污染物的去除。生物強化技術的核心在于高效菌種的篩選，芽孢桿菌正是目前高濃度有機廢水處理領域備受關注的一種高效菌，具有絮凝性好、耐酸堿、抗沖擊負荷、耐受強烈的溫度變化等優(yōu)點，已在日本、韓國等國家廣泛使用。3.4.2芽孢桿菌處理工藝特點及應用芽孢桿菌（bacillus），細菌的一科，俗稱土壤菌，是一

48、種天然的微生物，特指能形成芽孢（內生孢子）的桿菌或球菌，一般為好氧或兼性厭氧菌，革蘭氏染色呈陽性。在某種環(huán)境下，菌體內的結構發(fā)生變化，通過前孢子時期，形成一個完整的芽孢。包括有芽孢桿菌屬、芽孢乳桿 菌屬、梭菌屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。在芽孢桿菌屬中，對種的劃分是以菌體的大小、孢子的形狀及其在菌體內的位置、糖的利用及其產物、能否還原硝酸，以及在高濃度的食鹽條件下能否生長等為依據(jù)，代表種是枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、納豆芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、臘狀芽孢桿菌。芽孢桿菌在水處理過程中具有以下突出優(yōu)勢：（1）對外界有害因子抵抗力強。芽孢的原生質外圍有三層膜，從內到外是厚

49、的皮層（cortex）、孢子殼和孢子外膜。獨特的結構決定其對熱、放射線和化學物質等有專門強的抵抗力，能廣泛存在于各種環(huán)境。在對高濃度有機廢水處理過程中，芽孢桿菌對高低和氣高鹽等環(huán)境有專門好的適應性，并對酸堿環(huán)境適應性強。（2）絮凝性好。芽孢桿菌菌體外包有一層或多層莢膜，由于其含羧基和羥基等多種極性功能團，可通過離子鍵、氫鍵和范德華力同時吸附多個膠體顆粒，在顆粒間產生架橋現(xiàn)象，從而形成三維結構，有利于汲取懸浮顆粒和膠體物質，這是該菌能起絮凝作用的要緊緣故，如膠質芽孢桿菌能絮凝Pb，Mn和Cr等金屬離子，去除淀粉廢水、制藥廢水和生活污水中的固體懸浮顆粒及對墨汁溶液進行脫色，效果顯著高于其他微生物多

50、糖和傳統(tǒng)的化學絮凝劑，是良好的生物絮凝劑生產菌種。（3）去碳（COD）功能。芽孢桿菌具有豐富的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶、脫氫酶、脫羧酶、氧化酶等，能強烈的分解碳系污染物，分解蛋白質和復雜多糖，對水溶性有機物分解也有重要的作用。（4）去氮、脫硫功能。芽孢桿菌可利用其豐富的酶，強烈分解氮系、硫系污染物，凈化水體。應用芽孢桿菌為主導菌的復合微生態(tài)體系，可增加溶解氧(DO)，快速顯著降低NH4+-N、NO2-N及H2S，改善環(huán)境。（5）硝化作用。NO3-在芽孢桿菌作用下，經NO2-，NO，N2O被還原為N2。即芽孢桿菌是好氧菌和兼性厭氧菌，以分子氧為載體，在供氧不充分的時刻與空間，能夠利用硝酸

51、鹽或亞硝酸鹽為最終電子載體產生NO2-N和N2，而起反硝化作用，將硝酸鹽移出系統(tǒng)外，從而有效解決總氮處理問題?；谘挎邨U菌本身具有的特性，采納芽孢桿菌處理廢水有效解決了活性污泥法處理污水時常見的污泥膨脹、低溫時處理效果下降等問題?？莶菅挎邨U菌與活性污泥法相比處理過程中無臭氣產生，且產生剩余污泥量減少50%。以都市污水為例，與活性污泥法相比，建設投資及運行成本均減少20%以上，且在水溫低于10的情況下，依舊可保證出水全部指標達到GB18918-2002“一級A”或“一級B”標準。在工程應用上，目前采納枯草芽孢桿菌處理廢水用于實際工程治理要緊集中在日本和韓國，我國也開始引進該技術用于垃圾滲濾液、高

52、含鹽廢水、化工廢水、生活污水等。其中日本全部應用在產業(yè)廢水領域；韓國在產業(yè)及市政均大規(guī)模采納。日本自1996年起開始使用，迄今已有幾百家企業(yè)采納枯草芽孢桿菌處理廢水，行業(yè)遍及水產及海產品加工、乳制品、飲料、屠宰、釀造、餐廚、制藥、制糖、食品加工、養(yǎng)殖、化工、洗滌、調料加工等，處理規(guī)模最大為2500m/d。韓國自1997年引入后，進展較快，目前已成為其國內要緊采取的處理工藝之一?，F(xiàn)用枯草芽孢桿菌處理廢水涉及的產業(yè)要緊有乳制品、動物養(yǎng)殖、水產加工、油脂加工、飲料、快餐、醫(yī)療、屠宰等；此外在都市污水、垃圾滲濾液處理、集中化糞池污水處理等領域也得到了大規(guī)模應用。世界最大的化糞池污水處理設施釜山市污泥處

53、理場，2005年將原有活性污泥法處理3500m/d污水設施，改用枯草芽孢桿菌進行處理；2003年起都市污水處理設施開始大規(guī)模推廣枯草芽孢桿菌技術，具有代表性的工程集中在P yong市，處理規(guī)模在50000m/d 。目前使用枯草芽孢桿菌進行改造的工程最大處理規(guī)模為900000 m/d。我公司在浙江利用芽孢桿菌生物膜技術處理垃圾滲濾液，不經稀釋，直接處理垃圾場原始滲濾液，結果發(fā)覺：分解水體中有機物速度快，COD的去除率高90%左右，NO2-N則可達到99%，對碳氮比要求低，污泥濃度高，呈現(xiàn)球型。特不是即使pH發(fā)生重大變化，污泥濃度依舊增長，且絮凝效果極好，出水清亮透明，經測定芽孢桿菌的濃度約為30

54、-40%。芽孢桿菌能改善水體水質、減少病害發(fā)生的特性目前也引起人們的關注。芽孢桿菌進入養(yǎng)殖水體后，能將養(yǎng)殖動物的排泄物、殘存飼料、動植物殘骸等有機物迅速分解為二氧化碳、硝酸鹽、磷酸鹽等，為單細胞藻類生長生殖提供營養(yǎng)；而單細胞藻類進行光和作用又為有機物氧化分解、微生物及養(yǎng)殖生物的呼吸提供溶解氧，由此構成一個良性生態(tài)循環(huán)，使水體中的菌藻趨于平衡，從而維持良好的水質條件。此外，芽孢桿菌還能夠通過釋放抗生素抑制病原菌的生長，或通過機體的細胞免疫和體液免疫，如提高干擾素和具噬細胞的活性，刺激產生非特異性免疫因子。關于蝦養(yǎng)殖水體來講，投入芽孢桿菌能增加沉積物好氧菌數(shù)量，抑制弧菌數(shù)量，加快有機物的分解過程，

55、從而有效操縱弧菌病的發(fā)生。高效芽孢桿菌生物轉盤系統(tǒng)增強了傳統(tǒng)的活性污泥法廢水處理系統(tǒng)的功能。利用生物轉盤培養(yǎng)的高濃度的芽孢桿菌能夠處理傳統(tǒng)污泥法沒法處理的高濃度有機廢水，在消除氮、磷及惡臭等方面具有劃時代的意義。高效芽孢桿菌生物轉盤系統(tǒng)系統(tǒng)具有專門強的負荷能力，它能夠在不稀釋的狀態(tài)下專門好的處理高濃度有機廢水(BOD)，氮磷的出去率也專門高，芽孢桿菌首先成為生物轉盤的優(yōu)勢菌群，且整個系統(tǒng)不需要進行持續(xù)投加芽孢桿菌，要緊因為芽孢表面分泌一種酶，可抑制其它細菌等的快速增長。去除惡臭的能力變強(不需要除臭設備)。同時由于污泥的絮凝和沉淀性變好。剩余污泥減少，如此就降低了污泥處理成本。3.4.3芽孢桿

56、菌處理工藝流程芽孢桿菌生物膜處理技術工藝流程框圖見圖1。生活污水進口生活污水進口格柵/配水槽生物膜轉盤出水回用內回流一體化曝氣槽剩余污泥回用圖1 工藝流程框圖3.4.4工藝講明本工程采納芽孢桿菌生物膜工藝，該系統(tǒng)包括格柵池、生物膜轉盤系統(tǒng)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，設計污水由村落內部污水管網引至污水處理站，經格柵后進入一體化高效生物轉盤，一體化高效生物轉盤是由轉盤和高效芽孢桿菌組成，轉盤在池內按一定速度進行轉動，隨著那個過程，附著在轉盤上的污泥進行好氧-厭氧過程。池內設置內回流，利用回流泵實現(xiàn)。生物轉盤池設計停留時刻約4小時，內置轉盤，并投加芽孢桿菌，提高處理效果。并在池底布置曝氣系統(tǒng)，起到攪拌作用，加大

57、污水的流淌能力；在供氧不足時，還能夠提高供氧量。要緊去除有機物（COD、BOD），同步脫除氨氮和磷進行硝化反硝化反應，最后在一體化裝置中進行沉淀分離，然后排水回用。4.要緊構建筑物和設備4.1要緊構建筑物4.1.1格柵井格柵井井底標高依照管道標高確定，格柵采納移動耙式格柵，能有效去除樹葉、廢紙、砂石等雜物，具有自清掃功能，清掃后的雜物自行掉落于廢棄物收集桶內，裝滿后由人工收集后有效尺寸為2.01.02.0m；配柵隙5mm，安裝角度70。格柵后配置潛水泵2臺，1用1備，功率1kW。運行時刻為8小時。液位浮球自動操縱開啟。4.1.2缺氧池設計缺氧池停留時刻為4h缺氧池的設計尺寸為：2m2m2.5m

58、4.1.3好氧池設計好氧池的停留時刻為6h缺氧池的設計尺寸為：2m3m2.5m4.1.4沉淀池設計沉淀池的尺寸為：2m2m2.5m4.1.5污泥池設計污泥池的尺寸為：2m2m2.5m4.2要緊設備4.2.1生物轉盤本系統(tǒng)采納AT-1024型生物轉盤，專門網狀構造，材質為聚偏二氯乙烯（PVDC），該材質耐酸、耐堿、耐腐蝕，耐高溫。同時，經拉絲后，密度僅為0.050.06kg/m3。因此，總驅動功率較小。AT-1024要緊參數(shù)：外觀尺寸3121L1330W1515H，處理規(guī)模為165噸/天。盤體1/3浸沒在污水中。該生物轉盤每日可去除75kgBOD5。該生物膜自行更新，不需要反復投加芽孢桿菌。生物

59、轉盤0.4kw。24小時運行。轉速為520轉/min。外置回流泵：功率1kw，2臺，一用一備，8小時運行。在初始運行時投加營養(yǎng)劑1次。污泥回流比正常運行時1：1，而冬季運行時1：2。 圖4-1 轉盤接觸體 圖4-2 高效生物膜圖4-3 生物轉盤裝置4.2.2格柵機格柵機要緊是為了阻截污水中的較粗大的懸浮污染物，如木頭、塑料、大型垃圾等，保證后續(xù)處理設備的正常進行。柵距：5mm功率：0.37kw數(shù)量：1臺4.2.3進水提升泵進水提升泵要緊是將經格柵機處理后的污水提升到缺氧池中。一共配備兩臺，進水提升泵的安裝方式采納液下自動耦合式安裝，它的操縱方式是依照集水池液位，由PLC自動操縱，水泵按順尋輪值

60、運行，也可現(xiàn)場手動操縱。流量：10m3/h 揚程：10m 功率：0.75kw 數(shù)量：2個4.2.4攪拌器攪拌器要緊是用在缺氧池中，推進攪拌含有懸浮物的污水，創(chuàng)建水流，加強攪拌功能，防止污泥沉淀。功率：0.75kw數(shù)量：1個4.2.5污泥提升泵污泥提升泵要緊是將剩余污泥輸送到后處理。流量：10m3/h 揚程：10m 功率：0.75kw 數(shù)量：1個4.2.6曝氣系統(tǒng)曝氣的目的一是供給微生物新陳代謝所需的氧量，二是使污泥和廢水充分混合，達到攪拌的目的。曝氣系統(tǒng)要緊由曝氣機、曝氣頭和曝氣管道等組成。曝氣機：進氣量22m3/h功率1.5kw曝氣頭：100個曝氣管道：若干4.2.7風機風機要緊用在曝氣中的