生活污水是人们在日常生活中排出的废水，由于生活污水中含有多种物及病菌、虫卵，如果不经处理直接排放到水体中，污染物分解腐烂，使水体中溶解氧消耗殆尽，发黑变臭。因此，生活污水应送入污水处理厂处理，达标后才能排放到水体。生活污水主要来自厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其中BOD5 浓度约为：100～250mg／L 之间。生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在 5×105～5×106 个／L 之间，并含有多种病原体。生活污水中悬浮固体物质含量一般在 200～400mg／L之间。由于生活污水中污染物以物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对污染物进行分解，因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的，如果不经处理直接排放到环境中去会引起环境的污染。
1.2设计依据
l 建设单位提供的水质、水量等技术资料；
l 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
l 《水处理设备制造技术条件》（JB/T2932-1999）；
l 《水处理设备性能试验总则》（GB/T13992.1-92）；
l 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；
l 《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）；
l 《生物接触氧化法生活污水净化器标准》（JB/T6932-2010）;
l 《环境空气质量标准》（GB3095-2012）；
l 《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）
l 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）
l 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
l 其它相关设计规范。
1.3综合整治范围及内容
（1）设计范围
从污水一体化设备进口开始到处理设备的排放口为止。不包括污水收集管网及排除界区的污水管网。
（2）设计内容
污水处理工程的工艺流程，构筑物、建筑物、工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制说明等设计工作。
2.1水量、水质及处理要求
（1）废水水量
本项目根据业主提供资料，确定生活污水设计处理规模为100吨/日。
（2）废水水质
表1 设计进水主要水质指标 （pH无量纲，其余mg/L）
|
项目 |
pH |
CODCr |
BOD5 |
SS |
氨氮 |
总磷 |
|
设计进水 |
6～9 |
≤350 |
≤150 |
≤200 |
≤30 |
≤4 |
（3）处理要求
本工程污水处理排放标准达到污水经处理后符合GJ 25.1－89 《生活杂用水水质标准》冲厕、绿化标准
|
CODCr |
BOD5 |
NH3-N |
SS |
浊度 |
pH |
|
≤50mg/L |
≤10mg/L |
≤10mg/L |
≤5mg/L |
≤5度 |
6.5～9.0 |
（1）全面规划，更好发挥投资效益。
（2）污水处理工艺的选择，应按污水水质与水量，优先选用技术成熟、操作管理方便、投资省、运行费用低、占地少，出水水质应符合国家现行的有关规定和排放标准的要求的处理工艺。
（3）积极慎重地选用经过鉴定的或实践证明是行之有效的新技术、新材料和新设备。
（4）污水处理设备、仪器仪表的选用立足于国内，对目前暂不能生产或质量尚未过关的部分产品可考虑进口。
（5）污水站的进水水量应充分考虑实际情况。
（6）污水站设计时应充分考虑工程实际情况，尽量采用控制要求较低或无需人工管理的系统，方便管理。
（7）污水处理站采用地下式结构，做到美观大方，减少对居住环境影响。
（8）出水相关指标（COD、BOD、SS等）达到GJ 25.1－89 《生活杂用水水质标准》冲厕、绿化标准.
2.3废水特点分析
（1）本类废水BOD/COD值约0.45，可生化性较高，适合生化处理；
（2）根据要求，本处理工艺除了去除物还应去除氨氮、总氮、总磷等。
（3）本类废水具有水质波动变化较大，瞬时水量较大等特点。
生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法和生物膜法，对活性污泥法（或生物膜法）的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺，传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。
本文主要对生活污水几种常用的处理工艺作简单介绍，包括A/0工艺、A2/O工艺、序批式活性污泥法（SBR）等。
1、A/O工艺
1）A/O工艺原理
A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。
A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性物水解为酸，使大分子物分解为小分子物，不溶性的物转化成可溶性物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
2）A/O内循环生物脱氮工艺特点
根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点：
（1）效率高。该工艺对废水中的物，氨氮等均有较高的去除效果。
（2）流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。
（3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。
（4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度。
（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降COD等物。
3） A/O工艺的缺点
若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。
2、A2/O工艺
1）A2/O工艺基本原理
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。
2）A2/O工艺特点：
（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。
（2）污泥沉降性能好。
（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的配合，能同时具有去除物、脱氮除磷的功能。
（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
（5）在同时脱氧除磷去除物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
（6）在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。
（7）污泥中磷含量高，一般为2.5％以上。
3）A2/O工艺的缺点
（1）反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；
（2）污泥内回流量大，能耗较高；
（3）用于中小型污水厂费用偏高。
3、SBR工艺
1）SBR工艺工艺原理
在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的物进行新陈代谢，将物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。
2）SBR工艺特点
（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和污物的冲击。
（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
（7）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
3）SBR工艺的缺点
（1）间歇周期运行，对自控要求高；
（2）变水位运行，电耗增大；
（3）脱氮除磷效率不太高；
（4）污泥稳定性不如厌氧硝化好。
综合考虑水质特点、处理要求以及维护管理、投资和运行费用等因素，本方案推荐采用膜法A/ O工艺（缺氧－接触氧化工艺），该工艺具有以下特点：
（1）处理工艺成熟可靠；
（2）运行稳定可靠，操作管理方便；
（3）适应性强，耐冲击负荷的能力强；
（4）力求降低噪声、臭气、污泥的二次污染；
（5）投资费用和运行费用合理。
为了与周围环境协调，并尽可能减少占地面积，本工程采取全地埋方式，上部覆土绿化，美化环境。
为了保证处理效果，采用MBR膜进行固液分离，MBR工艺是膜分离技术与生物技术结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物截留住，省掉二沉池。因此，活性污泥浓度可以大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应和降解。因此，膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能。
膜-生物反应器在优化生化作用的优越性：
1 对污染物的去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物；
2 膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的彻底分离，设计、操作大大简化；
3 膜的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，且MBR工艺略去了二沉池，大大减少占地面积；
4 由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低；
5 由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子物的处理效率和促使其彻底的分解；
6 MBR曝气池的活性污泥不因产水而损失，在运行过程中，活性污泥会因进入物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点；
7 较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的；
8． 膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便；
膜-生物反应器技术作为一项的污水处理回用技术获得了国家“863”高科技专项项目的支持，在国内已经得到了广泛应用。
2.5处理工艺确定及描述
1）工艺流程图
2）工艺描述
生活污水经管网汇集至废水处理站，经格栅阻挡漂浮物后进入调节池，沉淀部分悬浮物并调节水质水量后，废水经泵提升进入缺氧池，反硝化菌利用污水中的物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小，处理后的水自流至好氧池，物被微生物生化降解，而继续下降；氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A／O工艺它可以同时完成物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。好氧池完成除磷功能，在好氧池的活性污泥中能积累磷的微生物，可以大量吸收溶解性磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，通过排放剩余污泥达到系统除磷的目的。本工艺好氧池采用组合填料，利用生物载体上生物膜内的微生物的新陈代谢作用，有氧条件下，将废水中的物进行吸附并氧化分解，使废水得到净化。由于生物膜在运行过程中不断新陈代谢和微生物的老化死亡，生物膜从填料表面脱落，随污水流出絮凝而形成污泥，通过沉淀的方式将泥水分离。污泥经泵回流至缺氧池，剩余污泥排入污泥池。二沉池出水进入清水池，消毒后出水自流至人工生态湿地进一步处理后，达到排放标准。调节池的污泥经泵定期外排，进行无害化处置。
3）处理效果预测
|
工艺单元 |
pH |
COD |
BOD |
SS |
总氮 |
NH3-N |
TP |
|
mg/L |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
mg/L | ||
|
调节池 |
6.0～9.0 |
250 |
150 |
180 |
40 |
25 |
5 |
|
缺氧池出水 |
6.0～8.0 |
180 |
80 |
100 |
35 |
20 |
3 |
|
好氧池出水 |
7.0～8.0 |
60 |
18 |
50 |
20 |
8 |
0.8 |
|
MBR膜池出水 |
6.0～8.0 |
35 |
10 |
15 |
15 |
4 |
0.5 |
|
清水消毒池 |
6.0～8.0 |
35 |
10 |
15 |
15 |
4 |
0.5 |
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