設(shè)計(jì)思路
在污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，本著技術(shù)*適用、工藝措施針對性強(qiáng)、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、運(yùn)行易開易停，一次性投資與日常運(yùn)行費(fèi)用綜合zui省、zui大限度的減少場地占用面積及zui大限度的使用原有的處理設(shè)施的原則；通過對目前國內(nèi)外同類污水處理技術(shù)的綜合分析，特別是相同工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目擬采用“pH調(diào)節(jié)+水解酸化+接觸氧化+沉淀+過濾+二氧化氯消毒”工藝進(jìn)行污水處理。在實(shí)際的每一階段，均進(jìn)行了充分的多方案比較，得出*化的工藝。
2.2.2 設(shè)計(jì)原則
[1] 在設(shè)計(jì)過程中本著*、合理、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用*、實(shí)用、成熟、可靠的處理工藝，滿足水質(zhì)波動較大、水量不穩(wěn)的進(jìn)水要求，確保污水處理達(dá)標(biāo)排放。
[2] 采用合理工藝，合理布置，在提高系統(tǒng)總體效率的基礎(chǔ)上恰到好處的對污水處理工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；盡量降低工程造價(jià)，在保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，以zui小的投資達(dá)到良好的處理效果。
[3] 采用運(yùn)行費(fèi)用較為合理的處理工藝，提高污水的處理效果的同時，減少設(shè)備投資費(fèi)用。降低運(yùn)行費(fèi)用和降低投資費(fèi)用，給業(yè)主帶來*的經(jīng)濟(jì)效益。
[4] 采用*可靠的技術(shù)設(shè)備及自動控制系統(tǒng)，在污水處理過程中充分實(shí)現(xiàn)自動化優(yōu)化控制、減少管理維修工作量的主要設(shè)施與設(shè)備平面及高程的針對性工程設(shè)計(jì)，操作管理方便可靠。
[5] 設(shè)計(jì)中盡量采用低噪節(jié)能的動力設(shè)備，并采取減震，降噪等措施，以防止噪聲污染。
[6] 污水處理工程整體環(huán)境與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；在工程占地面積小的情況下，采用合理的布局，對處理工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
 
2.3 設(shè)計(jì)范圍
本方案設(shè)計(jì)范圍為污水處理工程的全部處理工藝設(shè)計(jì)，包括設(shè)備選型、安裝工程等直接工程和本工程的設(shè)計(jì)、調(diào)試、培訓(xùn)等間接工程；但不包括處理工程土建施工、外部供電、引水、排水和綠化、道路等輔助工程，也暫不考慮污水處理站的通訊、交通運(yùn)輸和供配電、供熱、采暖等輔助工程。
 
3 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量
3.1 設(shè)計(jì)處理規(guī)模
本項(xiàng)目主要是對水果酒及飲品加工廢水進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)流量為20m3/d。
3.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)
原水水質(zhì)：本工程的原水水質(zhì)參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體如下：
BOD5    600mg/l      CODCr   2000mg/l   SS   1500mg/l       TN    70mg/l
NH3-N   50mg/l       TP       8mg/l     pH     9.5~11
出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。
具體如下：
序號    項(xiàng)目    標(biāo)準(zhǔn)    序號    項(xiàng)目    標(biāo)準(zhǔn)
1    化學(xué)需氧量（COD）    60    7    總氮（以N計(jì)）    20
2    生化需氧量（BOD5）    20    8    氨氮（以N計(jì)）    8（15）
3    懸浮物（SS）    20    9    總磷（以P計(jì)）    1
4    動植物油    3    10    色度（稀釋倍數(shù)）    30
5    石油類    1.5    11a    pH    6~9
6    陰離子表面活性劑    1    12b    糞大腸菌群數(shù)    104
注：a、pH單位無量綱；b、糞大腸菌群數(shù)單位個/L；其余指標(biāo)單位mg/L
 
4 工藝選擇及說明
4.1 工藝選擇
1、工藝比選
（1）生物處理工藝比選
小型污水處理站一般采用以下幾種生物處理方法：
①常規(guī)活性污泥法
常規(guī)活性污泥法在大型污水處理中使用廣泛，但由于常規(guī)性污泥法負(fù)荷低，易產(chǎn)生污泥膨脹，不易控制管理，故近年來在小型污水處理站中的使用越來越少。
②A/O工藝
A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過風(fēng)機(jī)供氧曝氣的作用使污水達(dá)到充氧的目的。A池內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將大部分硝酸鹽氮還原成氮?dú)?，并通過攪拌使氮?dú)鈴膹U水中溢出，達(dá)到去除氨氮的目的；A池出水至O池，O池內(nèi)設(shè)鼓風(fēng)曝氣，去除大部分有機(jī)污染物，并將進(jìn)水中的大部分氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮；可以根據(jù)廢水的需要，調(diào)整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團(tuán)，吸附、氧化并分解廢水中的有機(jī)物；有機(jī)物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有*功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低；同時，若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90%。
③SBR法
SBR法是近年發(fā)展起來的一種較為*的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續(xù)進(jìn)水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀撇除上清液，成為一個周期，周而復(fù)始。SBR法不設(shè)沉淀池，無污泥回流設(shè)備，但SBR法為間歇運(yùn)行，需設(shè)多個處理單元，進(jìn)水和曝氣相互切換，造成控制較為復(fù)雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設(shè)備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成zui終出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。國內(nèi)目前還沒有質(zhì)量較好的潷水設(shè)備，進(jìn)口設(shè)備采購麻煩，且價(jià)格昂貴，同時今后維修費(fèi)用也高。SBR法池內(nèi)污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內(nèi)濃度儀技術(shù)不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問題。
④接觸氧化法
生物接觸氧化法是傳統(tǒng)的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著載體。生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現(xiàn)象，同時，生物附著在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)主要有：
?    容積負(fù)荷高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；
?    具有膜法的優(yōu)點(diǎn)，剩余污泥量少；
?    具有活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，輔以機(jī)械設(shè)備供氧，生物活性高，泥齡短；
?    能分解其它生物處理難分解的物質(zhì)；
?    容易管理，消除污泥上浮和膨脹等弊端。
綜上所述，本工程生物處理擬采用“水解酸化+接觸氧化法”。

2、工藝選擇
本著投資少、效益高，優(yōu)先采用適合我國國情的使用技術(shù)的原則，根據(jù)目前國內(nèi)污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀，在綜合考察各種廢水治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際，由于本項(xiàng)目污水產(chǎn)生量少，為減少土建施工費(fèi)用，本項(xiàng)目擬采用一體化污水處理設(shè)備對項(xiàng)目廢水進(jìn)行。項(xiàng)目總體工藝流程如下：
 
圖1 項(xiàng)目工藝流程圖
 
4.2 工藝技術(shù)特點(diǎn)
1、污水的調(diào)節(jié)
由于污水的水質(zhì)、水量波動較大，因而必須加強(qiáng)調(diào)節(jié)以穩(wěn)定污水的水質(zhì)、水量，以保證后續(xù)生化處理的效果。在調(diào)節(jié)池中安裝曝氣裝置，對污水進(jìn)行預(yù)曝氣，可促進(jìn)硝化菌的生長，提高污水處理的效果。
2、污水的預(yù)處理
水果酒及飲品加工廢水呈一定程度的堿性，pH值約為 9.5~11之間，pH＞9會大大降低生化處理過程中活性污泥的活性，因此，污水進(jìn)入生化處理工序之前必須進(jìn)行pH調(diào)節(jié)。
3、水解酸化反應(yīng)
由于該種污水有機(jī)濃度不是很高，根據(jù)本公司對低濃度有機(jī)污水處理的經(jīng)驗(yàn)，可以不采用厭氧消化處理，僅需采用水解酸化工藝即可。 水解酸化過程中起作用的細(xì)菌為水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌，均在無氧條件下，不需要動力曝氣，因而水解酸化池能在無能耗的條件下將有機(jī)物部分降解，降低了運(yùn)行成本；同時酸化水解菌能將大分子的難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子易降解的有機(jī)物，提高后續(xù)好氧處理單元的處理效果。采用水解酸化工藝，可大大縮短好氧生化所需的時間；同時處理后出水水質(zhì)更好，既節(jié)省了投資，節(jié)約了運(yùn)行成本，又提高了環(huán)境效益。
4、好氧接觸氧化反應(yīng)
生化處理主要通過好氧處理，在污水中提供足夠溶解氧的情況下，依靠好氧微生物的吸附和降解將污水中的絕大部分有機(jī)物去除。
廢水的好氧生物處理方法主要分為活性污泥法和生物膜法，這兩種方法均為國內(nèi)外常用且工藝比較成熟。生物膜法按生物膜附著物不同又分成生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池和接觸氧化法。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，生物填料不斷更新，從原來的塑料蜂窩填料發(fā)展到軟性填料再到半軟性填料，接觸氧化法越來越顯出其*性。由于接觸氧化具有豐富的生物相，特別在低濃度污水處理中，接觸氧化法逐漸取代了活性污泥法。接觸氧化法具有如下特點(diǎn)：
?    具有豐富的生物相：接觸氧化池內(nèi)有充沛的溶解氧和有機(jī)物，在氣水的劇烈摻泥作用下，加速了有機(jī)物的傳質(zhì)過程，膜面水的更新和生物膜的更新，有利于微生物的生棲增殖，因此生物膜上的生物相非常豐富。有細(xì)菌類、球衣細(xì)菌、絲狀菌類、原生動物及后生動物，形成了有機(jī)物—細(xì)菌—原生、后生動物豐富而穩(wěn)定的食物鏈。
?    具有高濃度的生物量：生物填料具有較大的比表面積，在布?xì)饩鶆虿⒕哂凶銐虻钠貧鈴?qiáng)度的條件下，填料被活性生物膜所布滿，形成了龐大的生物膜主體結(jié)構(gòu)，有利于維護(hù)生物膜的凈化功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)接觸氧化池內(nèi)的生物量約為活性污泥法的3～7倍。
?    工藝流程簡單、設(shè)備運(yùn)行可靠、操作簡便：接觸氧化法具有豐富的生物相和高濃度的生物量，在運(yùn)行上具有較高的容積負(fù)荷，并能適應(yīng)高負(fù)荷的沖擊，污泥生成量少。由于附著生物膜載體的沉降性能比活性污泥要好的多，所以有絲狀菌附著于膜上時，不易產(chǎn)生污泥膨脹的危害。并具有一定的脫磷、脫氮能力，能保證出水水質(zhì)。基本上無須剩余污泥回流易于管理，不產(chǎn)生蚊蠅，也不散發(fā)臭氣，不易堵塞，運(yùn)行暢通。填料耐腐蝕能力強(qiáng)，造價(jià)低，體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果好。
?    承受污水水質(zhì)、水量變化的抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對PH和有毒物質(zhì)具有較大的緩沖作用。

5、沉淀池
沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物，污水中SS的去除主要靠沉淀作用，沉淀池由五個部分組成：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)及緩沖區(qū)。進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的功能是使水流的進(jìn)入與流出保持均勻平穩(wěn)，以提高沉淀效率。沉淀區(qū)是池子的主要部位。貯泥區(qū)是存放污泥的地方，它起到貯存、濃縮與排放的作用。緩沖區(qū)介于沉淀區(qū)和貯泥區(qū)之間，緩沖區(qū)的作用是避免水流帶走沉在池底的污泥。
5、過濾處理
為進(jìn)一步提高出水水質(zhì)，去除水中的懸浮雜質(zhì)，降低污水中的有機(jī)物含量，污水經(jīng)沉淀處理后進(jìn)行二級過濾處理。
過濾器所采用的填料過濾阻力小，比表面積大，耐酸堿性強(qiáng)，抗污染性好等優(yōu)點(diǎn)，濾料對原水濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性，即在過濾時濾床自動形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運(yùn)行條件下保證出水水質(zhì)，反洗時濾料充分散開，清洗效果好。過濾器可有效去除水中的懸浮物，并對水中的膠體、鐵、有機(jī)物、錳、細(xì)菌、病毒等污染物有明顯的去除作用。
采用過濾法進(jìn)行廢水的深度處理，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）效率高：可24小時不間斷工作。
（2）維護(hù)費(fèi)用低：其運(yùn)行過程中除填料外無其他轉(zhuǎn)動部件，因此故障率低，維護(hù)費(fèi)用省。
（3）一次性投資低：過濾器具有混凝、澄清的效果，因此無需額外建設(shè)混凝池、澄清池等設(shè)施，過程量小，一次性投資省。
（4）出水水質(zhì)穩(wěn)定、過濾效果好：可保證高質(zhì)、穩(wěn)定的出水效果，無周期性水質(zhì)波動現(xiàn)象。
（5）易于改擴(kuò)建：所采用的單元操作方式可根據(jù)水量變化靈活增加或刪減過濾器數(shù)量，易于改擴(kuò)建。
（6）占地面積小，外形美觀：采用過濾器，可將傳統(tǒng)的三段式（混凝、澄清、過濾）處理工藝集為一體，節(jié)省占地面積約70%；外觀可根據(jù)要求設(shè)計(jì)為多種形狀，噴涂顏色，美觀緊湊。
7、消毒處理
污水經(jīng)生化處理后，除部分細(xì)菌隨污泥沉淀下來外，大部分大腸桿菌、糞便鏈球菌等致病菌仍然存在污水中，必須進(jìn)行消毒處理。目前，污水的消毒方式很多，如臭氧法、次氯酸鈉法、二氧化氯法等。雖然次氯酸鈉法具有投配方便、價(jià)格低廉、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但是會與水中某些有機(jī)物結(jié)合生成有致癌作用的有機(jī)鹵化物。而二氧化氯是*的消毒劑，其殺菌效果好，是次氯酸鈉的理想替代產(chǎn)品。本系統(tǒng)采用二氧化氯法進(jìn)行消毒。消毒池采用平流式隔板接觸反應(yīng)裝置，以提高接觸時間，取得較好的消毒效果。
 
5 主要設(shè)備一覽表
序號    名稱    規(guī)格型號    數(shù)量    單位    備注
一    調(diào)節(jié)池
1    污水提升泵    N=0.75kw    2    臺    
2    液位控制    高中低液位自控    1    套    
3    旋流曝氣器    ABS尼龍，φ260×H210    10    只    
4    曝氣系統(tǒng)管路    DN50-80    1    套    
二    中和反應(yīng)池
1    溶藥箱    PE-1000    1    個    
2    加藥泵    JW-2型，N=0.20kw    1    臺    
3    加藥裝置    WJY-JN-2    1    套    
三    一體化設(shè)備
1    一體化污水處理設(shè)備    WHYTH-20，碳鋼材質(zhì)    1    套    
（一）    初沉池
1    中心沉淀器    --    1    套    
3    污泥泵    N=0.55kw    1    臺    
（二）    水解酸化池
1    彈性填料    ф150，L=1.2米    10    m3    
2    填料支架    組合件,環(huán)氧樹脂防腐    1    套    
3    布水器    ф100,PVC    1    套    
（三）    接觸氧化池
1    彈性填料    ф150，L=1.2米    10    m3    
2    填料支架    組合件，環(huán)氧樹脂防腐    1    套    
3    風(fēng)機(jī)    N=1.5kw    1    臺    
5    旋流曝氣器    ABS尼龍，φ260×H210    10    只    
（四）    沉淀池
1    中心沉淀器    --    1    套    
2    出水堰    非標(biāo)三角堰    1    套    
（五）    污泥池
1    污泥泵    N=0.55kw    1    臺    
（六）    中間水池
1    增壓泵    N=1.1kw    1    臺    
2    I型精密過濾器    WHGS-5    1    套    
3    II型精密過濾器    WHGT-5    1    套    
4    液位控制系統(tǒng)    高中低液位自控    1    臺    
5    精密濾料    Φ1.2~6    1    宗    
（七）    消毒池
1    二氧化氯發(fā)生器    WSA-100    1    臺    
2    滴定閥    DFD-06    2    只    
3    鹽酸罐    配套    1    個    
4    氯酸鈉罐    配套    1    個    
5    化料器    AJ-100    1    臺    
6    反應(yīng)系統(tǒng)    FK-160    1     套    
7    加熱系統(tǒng)    WK-220    1    套    
8    壓力表    YX-100    1    臺    
9    微電腦控制器        1    臺    
四    其他
1    電控柜    全系統(tǒng)自動控制    1    套    
2    角鋼、槽鋼    配套    1    批    
3    電線電纜    配套    1    套    
4    管網(wǎng)、閥門    配套    1    批    
 
6 運(yùn)行成本分析
6.1電費(fèi)
污水處理設(shè)備的裝機(jī)容量和運(yùn)行負(fù)荷見下表：
序號    設(shè)備名稱    單位    數(shù)量    裝機(jī) kw    運(yùn)行時間 h/d    耗電量 kw.h/d
1    污水提升泵    臺    1    0.75    15    11.25
2    加藥泵    臺    1    0.20    10    2
2    風(fēng)機(jī)    臺    1    1.5    15    22.5
3    污泥泵    臺    2    0.55    1    1.1
4    增壓泵    臺    1    1.1    15    16.5
合計(jì)            4.1        53.35
本工程裝機(jī)總功率4.1kw，每天運(yùn)行電量53.35kw•h，電費(fèi)按0.8元/kw•h計(jì)，每天20噸污水，則噸水電費(fèi)0.23元。
6.2 其他費(fèi)用
1、本工程運(yùn)行所需的藥劑包括重要藥劑、鹽酸和氯酸鈉。藥劑的噸水處理費(fèi)用約為0.06元。
2、本工程不需要新增勞動定員，故無新增人員工資福利費(fèi)用。
綜上，噸水直接處理費(fèi)用為0.29元/噸水。