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1、常熟市农村污水处理设施的调查研究 青岛理工大学工学硕士学位论文目 录摘要?.第一章绪论?.农村污水治理现状?.污水处理系统介绍.我国常用农村污水处理技术工艺.国内外农村污水治理技术现状?.课题来源和研究目的?.课题来源.研究目的.研究内容和技术路线?.研究内容.技术路线.常熟市城镇概况介绍?.城市简介.自然条件.社会经济第二章农村污水处理工艺介绍?. 工艺.工艺原理?.工艺流程?.技术特点?.生物接触氧化工艺.工艺原理?.工艺流程?.技术特点?.工艺?.工艺原理?.工艺流程?.技术特点?.生物滤池人工湿地工艺.工艺原理?.工艺流程?.技术特点?.真空源分离系统青岛理工大学工学硕士学位论文.工艺
2、原理?.工艺流程?.技术特点?.本章小结第三章农村污水处理设施的建设与运行情况.农村污水处理设施建设情况?.污水处理设施类别分析?.污水处理工艺分析.污水处理规模分析.农村污水处理设施运行情况?.农村污水处理设施的运行模式?.委托集中运行前农村污水处理设施的运行情况.委托集中运行后农村污水处理设施的运行情况.本章小结第四章工程案例分析.虞山镇东青村唐家娄污水治理工程?。污水治理工程造价明细?.农村污水处理设施的能耗分析?.董浜镇里睦村里睦小区污水治理工程?.污水治理工程造价明细?.农村污水处理设施的能耗分析?.本章小结第五章农村污水治理工程建设费用调查与分析?.数据统计来源?.设施建设费用统计
3、与分析?.设施建设费用的统计.处理设施建设费用的分析.配套污水收集管网工程建设费用统计与分析?.管网工程建设费用的统计.管网工程建设费用的分析.本章小结?.第六章农村污水处理设施运行费用调查与分析?.农村污水处理设施运行费用的统计?.数据统计来源.统计结果?.农村污水处理设施运行费用的分析?.统计结果分析?.各工艺运行费用的分析?.青岛理工大学工学硕士学位论文.集中运行费用组成的分析.本章小结第七章农村污水处理工艺的技术评价.建设费用分析?.占地面积的分析.出水水质的分析?.?.综合比较.本章小结第八章结论与建议?.结论?.建议参考文献?.攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作?.致谢?附录
4、?附表常熟市农村污水治理工程基础信息统计表附表常熟市农村污水处理设施运行情况调查统计表月与月附表村污水处理设施年月到年月用电量统计?.附图虞山镇东青村唐家娄污水治理工程配套污水管网竣工平面图?.附图董浜镇里睦村里睦小区污水治理工程配套污水管网竣工平面图?一青岛理工大学工学硕士学位论文摘要我国农村污水治理刚刚起步,还处于摸索阶段。由于农村地区经济落后,技术管理水平低,因此不适宜直接套用城市污水治理模式,农村污水治理缺乏建设费用低、运行费用低以及处理效果好的适宜大范围推广的技术,缺少相应的规划指南。常熟市作为较早开展农村污水治理的城市,在农村污水处理设施的建设、运行以及管理上的经验可以借鉴。通过调
5、查常熟市农村污水处理设施的技术工艺以及建设费用,了解常熟市农村水污染治理技术和建设费用的现状,为农村污水治理模式的优化、经济技术指标的制定提供参考依据。为了研究总结常熟市农村污水治理的经验,本文依托国家“十二五”水专项,以常熟市.村镇污水治理三年行动计划所建设的农村污水处理设施为研究对象,采用资料收集、实地调查等方式,对常熟市农村污水治理现状进行了调查研究。常熟市三年行动计划共开展农村污水治理工程项,共建成农村污水处理设施座、真空源分离系统套,服务农村居民户,总污水处理规模达/。常熟市所建设农村污水处理设施以小型一体化污水处理装置为主,设计污水处理规模在 /包括 /以下的污水处理设施所占比例达
6、到.%,所采用的污水处理工艺共有种,以、生物接触氧化、此三种工艺为主。常熟市采用委托集中运行的方式,将所建并完成验收的座农村污水处理设施交由专业的污水处理设施运营公司运行。根据年月和月对这些农村污水处理设施委托集中运行前后的运行情况的调查结果,其正常运行率从.%提升到了.%。在农村污水治理工程的建设费用中,管网工程费用所占比例为.%,平均百米管网建设费用为.万元;生物滤池人工湿地工艺处理设施的吨水建设费用为.万元,工艺为.万元,生物接触氧化工艺为.万元,工艺为.万元。常熟市所委托集中运行的座农村污水处理设施的运行费用为元/,人工费和交通费是主要运行成本。生物滤池人工湿地工艺的平均吨水运行费用为
7、.元,工艺为.元,生物接触氧化工艺为.元,工艺为.青岛理工大学工学硕士学位论文元。比较常熟市现有的、生物接触氧化、三种工艺的污水处理设施,工艺吨水建设费用、平均吨水占地面积最低,其次为生物接触氧化工艺;主要污染物质达标率工艺与生物接触氧化工艺相差不大,都高于工艺。因此,常熟市在今后开展农村污水治理工程时,应以工艺为主。关键词农村污水;污水处理设施;建设费用;处理效率;集中运行;生物接触氧化工艺青岛理工大学工学硕士学位论文, ,. , ,. ,. ., . . ” , ”,? /, ,. ,. /. ./.%.,. , .,青岛理工大学工学硕士学位论文.%.%. .% .,. ,., ./,.,
8、.,. . ., .,., ., ; ; ; .青岛理工大学工学硕士学位论文第一章绪论。农村污水治理现状.污水处理系统介绍目前,小城镇所采用的污水处理模式主要有两种,分别为集中处理和分散处理。污水集中处理,即市政工程中标准处理系统,是通过集中式管网收集系统将城镇生活污水、经预处理的工业废水和降雨、融雪等混合废水输往大型污水处理厂,采用适宜的工艺进行综合处理,达标后排入自然水体【】。其主要特征是:统一收集、统一输送、统一处理。污水集中处理可以分为:城镇集中处理,是指城区居住人口数量大、污水排放量较大的经济发达地区的小城镇,可以考虑独立建造污水处理设施;污水流域集中处理,是指将两个或两个以上城镇地
9、区的污水进行统一处置,这种污水处置方式是以一个大型区域污水厂代替许多分散的小型污水厂。分散污水处理,是指在相对较小的区域内建设的小型污水处理设施,由于农村地区受到地理条件和经济因素制约,城镇污水处理厂很难覆盖到农村的所有区域,因而选择因地制宜的分散处理方式,将小规模区域排出的污水分别进行收集和处理,同时强调就近处理,运用低成本、可持续的处理系统进行污水处理和回用【目前,分散污水处理系统主要分为单户系统和街坊系统。常熟市农村污水的治理采用的就是分散污水处理系统中的街坊系统,即将某个村民集居点的多家产生的生活污水由污水管道收集输送到污水处理设施进行处理。分散污水处理系统具有布局灵活、管线建设费用低
10、、建设周期短、建设方式灵活,可以与建筑物同时设计建设。因为单户处理,从而降低管网建设费用。分散污水处理系统可实现中水的就地回用,避免建设大规模的中水回用管网】。.我国常用农村污水处理技术工艺目前,在我国农村污水处理中应用较多的污水处理技术主要有:生活污水沼气池技术、人工湿地处理技术、稳定塘处理技术、生物膜处理技术。青岛理工大学工学硕士学位论文生活污水沼气池技术生活污水沼气池技术是采用厌氧发酵和兼性生物过滤技术相结合的方法,在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成、和水,达到净化处理生活污水的目的。产生的沼气可作为家庭用炊和浴室能源,出水可用于浇灌和绿化用水。农村有大量的农作物秸秆
11、和人畜粪便用以沼气发酵,经发酵所产生的沼液、沼渣可作为农用沼肥】。沼气池工艺简单,建设成本低,运行费用低,适合于农民家庭使用。但是,目前也存在着受气温和运行管理不及时等原因,运行稳定性难以保证、处理效果达不到排放标准等问题。人工湿地处理技术该系统一般由人工基质和生长在其上的沼生植物组成,是一种独特的“土壤一一植物一一微生物”生态系统,利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用,逐级过滤和吸收污水中的污染物,达到净化污水的目的。该技术建设省,运行费用低,但是需要大量土地,而且需要解决土壤和水中的充分供氧问题及受气温和植物生长季节的影响等问趔】。稳定塘处理技术稳定塘是一类利用天然净化能力的生物处理
12、构筑物的总称。污水在塘内经较长时间的停留、贮存,通过微生物的代谢活动,以及伴随着物理的、化学的和生物的过程,使污水中的有机污染物、营养元素和其他污染物质进行多级转换、降解和去除,从而实现污水的无害化、资源化和回用的目的”。该技术能够充分利用地形,工程简单及维护方便,但是,占地面积大,净化效果受季节性影响,而且可能散发臭气掣】。生物膜技术生物膜法是一大类生物处理法的统称,包括生物接触氧化、生物滤池、生物转盘及生物流化床等方式,都是为微生物提供载体,使其附着并形成生物膜,污水接触生物膜而被吸附净化,是污水灌溉和土地处理的人工化和强化。该技。术比较适用于人口较为密集、水量较大及土地面积相对紧张的村镇
13、【.国内外农村污水治理技术现状随着社会主义新农村建设在全国的开展,国家对农村污水处理的重视程度在逐步提高。“十一五”期间,我国已经加大城乡环保统筹力度,开展农村环境青岛理工大学工学硕士学位论文综合整治。年国家环保总局颁布了国家农村小康环保行动计划,指出优先在我国农村水环境污染较严重的地区及水污染治理重点流域,建设农村污水处理示范工程;计划年,完成万个行政村污水处理设施示范建设【。上海市自年开始农村污水治理试点工作,年扩大试点,截至现在农村污水治理工作己取得一定成效。农村污水治理覆盖范围不断扩大,年开展农村污水治理工程的区县为个,完成户数户,年己扩展至上海郊区所有区县,共完成户农户污水收集和处理
14、;同时,区县内的污水治理工程也在不断完善。目前应用于上海郊区农村生活污水处理的技术主要有土壤渗滤、水生态处理、生物滤池、人工湿地、生物滤床人工湿地、接触氧化人工湿地、自流增氧人工生态床、一体化、一体式平板膜生物反应器等,其中土壤渗滤处理技术应用最广,其建设费用为.万元/户,其出水水质能稳定达。到城镇污水处理厂污染物排放标准.中的二级标准【截止至年月,广东省农村污水处理设施现有处,处理总规模为./。现有农村污水处理工艺以“厌氧、生态处理”为主,大部分农村污水处理设施的吨水建设费用为?元。因为只采用简单的一级处理工艺,所以大部分污水处理设施的出水水质达不到污水综合排放标准.的一级标准】。目前,山东
15、省个地级市中采用村庄单独建设生活污水处理设施的只有东部沿海几个发达地区。农村生活污水处理技术以生化处理技术为主,其主要的工艺有多孔微生物载体污水处理技术、/法、毛细管润湿式污水处理技术和工艺,其吨水投资费用为?元。已建成的污水处理设施都能达到污水综合排放标准.中的一级标准或者城镇污水处理厂污染物排放标准.中的一级标准。浙江省有个村实施了沼气工程,建成沼气池万,年处理生活污水万,其吨水建设费用为?元,出水指标能达到污水综合排放标准.的标准】。发达国家在世纪年代以后,点源和城市污染治理已基本完成,水污染防治和水环境保护的重点转向面源和农村,农村水环境的改善和面源污染防治日益受到政府和科技部门的重视
16、。近几十年,发达国家在农村污水的治理积累青岛理工大学工学硕士学位论文了许多经验。世纪中叶,美国就开始建设农村污水处理设施【。世纪年代后期,美国对分散污水处理系统的应用进行了积极的鼓励和引导,目前约有/的人口和/的新建社区使用分散污水处理系统【。根据美国分散污水管理指南,美国通过风险评估确定当地的出水标准,然后按照出水标准设计污水处理系统。按照各州的建材和人工成本以及所采用的处理系统,其建设费用为。/户不等【。日本主要采用农村集落排水和个别处理两种生活污水处理系统处理农村污水。农村集落排水设施是指农村村落生活污水的集中处理,个别处理是指单独处理净化槽和合并处理净化槽,净化槽主要用来处理一家一户或
17、楼房排放的生活污水。净化槽法规定了净化槽的制造、安装、维护检修及清扫等,在国土交通大臣颁布的净化槽构造标准中还规定了净化槽的工艺选择、处理效果、设备要求、结构设计、滤料、曝气量等。净化槽的生产成本较高,普通的人槽成本约为万.万日元不包含安装费用,人槽成本约为万.万日元不包含安装费用。意大利为解决居住分散的农村人口面临的生活污水问题,采取了两种解决办法:一种是管道方式,即对能够接上污水管道的农户都尽可能使用管道;另一种是大型储槽罐方式,对不能接上排污管道的农户,由服务公司指导、帮助每户建一个能储存一年污水的池子来储存厕所及其他污水,每年由专业公司来清理一次,农户交一定费用【。新西兰污水就地处理系
18、统的设计和安装的技术标准发展较快,有就地生活污水管理的澳大利亚/新西兰联合标准和奥克兰区,同时,还通过制定国域议会的“污水就地处理系统:设计和管理”家环境标准来确保污水就地系统正常运行以及维护适当。我国农村污水治理还处于摸索阶段,农村污水治理工作仍然十分艰巨。全国各地开展了不少的农村污水治理工程的建设,但所建设的污水处理设施的出水水质标准不一,吨水建设投资费用差距从几百到几千元不等。因此需要通过研究各工艺的污水处理设施的建设投资费用以及所能稳定达到的出水水质标准,来确定在某一出水水质标准下比较合理的污水处理设施。青岛理工大学工学硕士学位论文.课题来源和研究目的.课题来源本课题研究属于国家十二五
19、水体污染治理重大专项,区域小城镇群水污染控制与治理关键技术研究与工程示范之分子课题五?区域小城镇群生活污水治理规划技术研究。该分子课题旨在通过研究常熟市农村污水处理的工艺构成、系统模式,进行系统分析与评价,构建农村污水处理设施规划与建设模式;通过研究优化区域内分散污水处理与集中污水处理规划的理论、方法与技术,提出相应的规划技术指南或规范,协助完成常熟市城市农村污水治理的规划。因此,本课题选定“常熟市农村污水处理设施的调查研究”为论文题目,以常熟市农村污水处理设施为研究对象,开展调查研究。.研究目的本课题研究了常熟市不同农村污水处理设施的工艺和建设方式,可以为课题构建农村污水处理设施规划与建设模
20、式提供依据。课题通过调查常熟市农村污水处理设施的建设运行情况以及建设费用,了解常熟市农村水污染治理现状,掌握农村污水处理设施实际建设运行情况和建设费用数据,有利于课题进一步开展区域内分散污水处理与集中污水处理规划的理论、方法与技术的优化研究,并提出相应的规划技术指南或规范,协助完成常熟市城市村镇生活污水治理的规划。根据常熟市农村污水处理设施的建设运行情况以及建设费用的调查结果与分析,探讨常熟市农村污水处理设施的工艺选择和建设方式,可以为常熟市今后继续开展农村污水治理工程提供了参考建议。同时,常熟市关于农村污水治理的经验也可以为全国其他农村地区开展生活污水治理工程提供思路和借鉴。.研究内容和技术
21、路线.研究内容本课题的调查研究内容主要包括以下几个方面:常熟市农村污水处理设施的工艺组成,包括工艺原理、工艺流程及技术特点;常熟市农村污水排水体制;常熟市农村污水处理设施的运行情况,包括农村污水处理设施的运行青岛理工大学工学硕士学位论文模式、运行状态和运行中存在的问题等;常熟市农村污水处理设施的建设费用,包括农村污水处理设施的数量、规模以及工程资料、建设费用的组成、建设费用的分析等;常熟市农村污水处理设施的运行费用,包括运行费用的组成、统计来源、统计结果以及运行费用的分析等;根据上述调查结果,探讨常熟市农村污水处理设施的选择。.技术路线本课题的技术路线如图.所示。鬻熬书农村污零处璎设麓建设臻隧
22、熬 运孬翁况嬲 建设赞燃魏 运褥赞臻的调赢 测褒 调轰 调镬设施类别、艺手中鬟 运行挺式釉孬 番工葱建没赞 番.磊臻缁赞羽以爱栽攥分枷 在黼题分析 嬲的整理汇惑 熬搭嚣汇憩鬻熟帮农辩攀活污水缝簿设麓建 鬻熟精农绀警潘污承埝弹设隧韵设与运行情凝的总结 建设赞崩与运行赞燃的分析院较提漤鬻熟蠢农褥污水缝理设麓的下艺选撵图技术路线.常熟市城镇概况介绍.城市简介常熟市位于江苏省东南部,处于长江三角洲经济发达地区,地处东经,北纬 。东倚上海,南连苏州,西邻无锡,北濒长江,与南通隔江相望。境内地势平缓,气候温和,风调雨顺,因年年丰收而得名。全境东西宽约,南北距约,总面积。常熟以悠久的人文历史、秀丽的山川景色
23、、丰饶的物产资源享誉江南。青岛理工大学工学硕士学位论又?一坚甚%审:一。二了专苎 备: 。:.。. 下,:五墅二、十 粤一 粤。守;焉著州县一;烈弘、 ,、 。:。毫乏巨 三;匡毫二峨王乩茸;曩、苏扣市。磅多一上.市.:;,。:。 荤育 上锄 .露一删; 虻。 泓图.常熟市区位图.自然条件常熟市属于长江三角洲冲积平原,并存在虞山、福山等少量孤立剥蚀残丘,地势低平,水网交织,地势由西北向东南微倾,地面标高自.黄海高程系统,下同逐步过渡到.左右,少数低洼地区仅为.。地表几乎全部为第四系沉积物所覆盖,依微地形结构,可分为锡澄虞高亢平原,虞南阳澄湖低洼圩田区,虞东沿江三角洲地区。常熟市境属北亚热带湿润
24、季风气候区,四季分明,雨量充沛,年平均气温.,最热月七月平均气温.。,最冷月一月平均气温.,年平均无霜期天。年平均降水量.,最大年降水量.年,最小年降水量.年,汛期月降水量约占全年降水量的%。常熟地处太湖流域下游,属长江水系,亦是太湖水系。境内水网密布,湖荡较多,河港纵横,集镇临河,村落傍水,是典型的江南水乡。主要引排河道条,镇级河道条,村级河道条,还条生产河和许多上浜河、天落潭分布在各地。水面积较大亩以上的湖荡有个,主要有昆承湖、尚湖、南湖荡、嘉菱荡、湖圩等。所有这些水域组成了一个可供引、排、调、蓄、航的水网,服务于工农业生产和人民生活。青岛理工大学工学硕士学位论文.社会经济常熟市现有个建制
25、镇和个街道办,分别是虞山镇、梅李镇、海虞镇、辛庄镇、董浜镇、支塘镇、沙家浜镇、尚湖镇、古里镇、碧溪新区街道办和东南街道办。其中,常熟市人民政府驻地在虞山镇。全市户籍人口为.万人,其中,非农业人口.万人,农业人口.万人。全市暂住人口.万,流动人口约万,常熟市实际总入口约为万。年,全市城镇居民人均家庭总收入达元,农村居民人均纯收入元,城乡居民收入比缩小为.:。年,全市实现地区生产总值.亿元,按可比价计算比上年增长.%。其中:第一产业增加值.亿元,增长.%;第二产业增加值,亿元,增长.%:第三产业增加值.亿元,增长.%。三次产业比例由上年的.:.:.调整为.:.:.。在第十一届全国县域经济基本竞争力
26、排名中位居“区域经济强县统筹发展组团”并列第一名,荣获福布斯杂志“年中国大陆最佳县级城市”第二名。青岛理工大学工学硕士学位论文第二章农村污水处理工艺介绍按照所建设污水处理设施的主体结构形式,常熟市所建农村污水处理设施主要分为三类:一体化污水处理装置,即集合了污水处理工艺各部分功能,一般包括预处理、生物处理或生化处理、沉淀等为一体化污水处理设备,这种装置具有安装地点灵活、安装简单、施工时间短的特点。其污水处理工艺有工艺、生物接触氧化工艺,两种工艺的污水处理设施如图?、所示;现场砌筑构筑物,即采用钢混或砖混的池体结构,实现预处理、生物处理或生化处理、沉淀等功能。其污水处理工艺有工艺、传统活性污泥工
27、艺、生态湿地工艺,工艺的污水处理设施如图.所示;一体化污水处理装置现场砌筑构筑物,即上述两者的结合。其污水处理工艺有生物滤池人工湿地工艺,污水处理设施如图.所示:另外,除去这三种类型的污水处理设施,常熟市还建设了一套真空源分离系统。工艺图. 图生物接触氧化工艺工艺图 图.生物滤池人工湿地工艺青岛理工大学工学硕士学位论文.工艺.工艺原理是序列间歇式活性污泥法 的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳态生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。工艺是通过在时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个
28、运行过程,它在流程上只有一个基本单元,将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池,进行水质水量调节、微生物降解有机物和固液分剐。工艺一个运行周期操作过。程分五个阶段,分别为进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期.工艺流程工艺流程如图.所示,其中调节池或者是砖混结构的构筑物,或者是玻璃钢罐体,调节池中设有格栅;池是由污水处理设备公司提供的体化污水处理装置,是内部设有曝气装置、排水装置、和加药装置的玻璃钢罐体。主要机电设备包括台潜水进水泵、台潜水排水泵、台空气泵和台加药泵:配电自控系统包括个配电电表箱、个控制柜、个空气泵配电柜。柬自 入附近篓婪 调节池的生亏水 水体唧卜 黼泵眺痴黼: 水玳图. 工艺流
29、程图村民生活污水经污水管网收集之后由集水井流入调节池,在调节池中设有格栅,用于拦截较大的悬浮或漂浮污物。当调节池中污水的水位升至一定高度之后,进水泵开始向池进水。当调节池中污水的水位降至一定高度后,进水泵停止进水,此时,池进入反应期开始曝气反应。经过一段时间的曝气,池进入沉淀期,进行泥水分离。当完成泥水分离之后,池开始排水。此时,位于池内的加药泵启动开始向出水中投加混凝剂,进一步进行除磷,污泥定期抽出。处理水经出水管道排入附近水体。该工艺的设计出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级标准。青岛理工大学工学硕士学位论文.技术特点工艺具有如下技术特点【:工艺流程简单,可以不设初沉池、二沉池,
30、也无需回流污泥;整体布置紧凑,可以节省占地面积。对进水水质、水量的波动具有较好的适应性,缓冲能力强,抗污泥膨胀性能较好;处理效果好,去除有机物效率高,具有脱氮除磷功能。对自控要求高,自控系统必须质量好,才可保证运行可靠;对操作人员技术水平要求较高,要求操作人员具有一定的文化程度和技术水平。.生物接触氧化工艺.工艺原理生物接触氧化工艺,是从生物膜法派生出来的一种污水生物处理法。该工艺在池内装填比表面积大、空隙率高、有一定的生物膜附着力的填料,污水全部浸没填料,填料上长满生物膜,在生物膜内微生物的作用下,污水得到净化。因此,生物接触氧化法又称“淹没式生物滤池”。生物接触氧化法,采用与曝气池相同的曝
31、气方法,提供微生物所需的氧量,并起搅拌与混合的作用,这样,又相当于在曝气池内投加填料,以供微生物栖息。因此,又称为接触曝气法,是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理法,具有活性污泥法特点的生物膜法,它兼具两者的优点【。生物膜接触氧化反应器能够去除污水中的污染物,主要在于反应器内填料和生物膜对有机物具有吸附阻留作用,然后在好氧条件下微生物对有机物进行生物降解;在稳定运行条件下,填料表面所附附着的微生物种群沿水流方向逐渐形成生物链,分级捕食有机物。生物接触氧化法反应器处理生活污水的作用机理可以归结为生物膜净化、吸附阻留和食物链作用三个方面。.工艺流程生物接触氧化工艺流程图所示,其中调节池
32、或是砖混结构的构筑物,或是玻璃钢罐体,调节池中设有格栅;调节池之后是由污水处理设备公司提供的一体化污水处理装置,是集厌氧、好氧、沉淀等功能于一体的玻璃钢池体。主要机青岛理工大学工学硕士学位论文电设备包括台潜水进水泵、数台空气泵数量根据设计污水处理规模而确定和套除磷装置安装在出水池内,配电自控系统包括数个控制柜数量根据设计污水处理规模而确定。遥.俸纯污拳处理装爨图生物接触氧化工艺流程图村民生活污水经污水管网收集之后由集水井流入调节池,在调节池中设有格栅,用于拦截较大的悬浮或漂浮污物。当调节池中污水的水位升至一定高度之后,进水泵开始向一体化污水处理装置中进水。污水在一体化装置内部,流经厌氧池、接触
33、氧化池、沉淀池、出水池,通过硝化作用和反硝化作用脱氮,通过生物降解作用去除有机物,通过沉淀池进行泥水分离,在出水池中通过除磷装置进行除磷。最后,处理水经出水管道排入附近水体。该工艺的设计出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准?中的一级标准。.技术特点生物接触氧化工艺具有如下技术特点:由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用,使得出水很低;抗冲击负荷能力强,对低浓度污水适应性较强。因周期性的反冲洗,生物膜得以有效更新,活性很高;因为是封闭式的系统,所以受气候影响相对较小,不影响环境,无臭味产生。对自控要求高,自控系统必须质量好,才可保证运行可靠;运行完全依赖自动化运行,无法根据进水水质进行人工
34、调节。. 工艺.工艺原理膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的污水处理技术,用高效膜分离技术代替生物处理中的二沉池,出水水质相当于二,青岛理工大学工学硕士学位论文沉池出水再加超滤的效果,几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中,这使反应器中的生物污泥浓度提高,污泥泥龄延长,出水的有机污染物浓度降到最低,能有效地去除氨氮。一体式工艺是将膜组件直接安置在生物反应器中,通过出水泵的负压抽吸作用得到膜过滤出水。由于膜浸没在反应器的混合液中,因此也称为浸没式或淹没式。一体式常用的膜组件有平板膜和中空纤维超滤膜,主要靠空气和水流的扰动来减缓膜污染。为了有效地防止膜污染,有时在反应器内设置中空轴
35、,通过中空轴的旋转使安装在轴上的膜也随之转动,形成错流过滤】。.工艺流程常熟市所采用的工艺是一体式工艺,其农村污水处理设施的工艺流程图如?所示。其中,提升井、预处理池、调节池、缺氧池、好氧池都为钢混结构的构筑物,出水池为砖混结构的构筑物,在提升井和调节池中设有格栅,在好氧池中设有超滤膜组件。其中在提升井内安装有级潜污泵台,一用一备。在调节池内安装有级潜污泵台,一用一备。在好氧池内设有污泥回流泵台。在地上设备间中安装有抽吸泵台,一用一备;鼓风机台,一用一备;溶配药系统套,配电自控系统套。污混鳃瀛预 ,燕提 溪 匙 囊 池援 处 ? 缀生活污永 捆吸泵 掺入射返耄茗 鸯 彳升 ?;氏 警 水潜污泵
36、 潘巧最 水体理并池 池 池 池池图.工艺流程图村民生活污水由污水管网收集之后,先进入提升井,在提升井的前端设有格栅,可以去除污水中的粒径较大的杂物。污水经级潜污泵提升进入预处理池,污水在预处理池中进行厌氧反应,降解部分有机物,提高污水可生化性。然后污水进入调节池,调节水量水质,同时在调节池的前段设有细格栅,用以去除污水中的细小颗粒物和纤维物,以减轻后续生物处理段的系统负荷并防止潜污泵堵青岛理工大学工学硕士学位论文塞。污水经级潜污泵提升进入缺氧池,缺氧池中的反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源,将回流硝化液中的硝态氮还原成氮气排放到环境中去。经脱氮后的污水流入好氧池中,好氧池内有曝气装置进行曝
37、气,污水在好氧池中进行硝化反应和有机物的降解。同时,溶配药系统定时向好氧池内投加混凝剂用于除磷。经生物降解后的污水在抽吸泵的抽提作用下通过超滤膜,滤液经由超滤膜集水管路汇集到出水池,然后由出水池将处理水排入附近水体。该工艺的设计出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准?中的一级标准。.技术特点一体式工艺的具有如下技术特点】:对悬浮固体浓度和浊度有着较好的去除效果;活性污泥浓度高,对污染物的去除效率高,具有脱氮除磷功能;污泥负荷较低,污泥产率低,因此剩余污泥的产生量很少。系统既可人工控制也可自动控制,操作管理相对简单。由于活性污泥浓度较高,容易导致氧传递率的降低,需增加曝气量,运行能耗增大,增加运
38、行费用。膜组件的更换费用高,增加运行费用。.生物滤池人工湿地工艺.工艺原理生物滤池将污水喷淋于装满填料的滤池上,水流连续地通过填料,生长于填料上的生物膜将有机物分解。生物滤池通过自然通风的方式保证供氧充分,设置在滤池底部收集装置将处理过的污水收集起来,流入人工湿地【。人工湿地主要由人工基质填料和植物组成。其主要去污原理是利用基质一微生物一植物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化。采用生物滤池人工湿地组合工艺处理农村污水,生物滤池可以有效完成对有机物的降解和硝化作用,人工湿地系统则能进一步去除氮、磷等污染物。青岛
39、理工大学工学硕士学位论文.工艺流程常熟采用生物滤池人工湿地工艺的农村污水处理设施的工艺流程如图.所示。其中,格栅井和调节池是砖混结构的构筑物;复合生物处理模块组成生物滤池,并安置于复合生物处理系统车间内,复合生物处理模块如图所示;人工湿地由防渗层、层填料、层土壤、植物以及布水管道组成。该工艺的农村污水处理设施的主要机电设备为台污水提升泵。近图生物滤池人工湿地工艺流程图图复合生物处理模块村民生活污水由污水管网收集之后,进入格栅井,用于拦截较大的悬浮或漂浮污物。然后,流入调节池,进行均质均量。经过污水泵的提升,污水由调节池提升至生物滤池顶部,利用布水器将进水均匀分布到安装在填料支撑架上的填料模块。
40、当污水从生长有丰富生物膜的填料问流过,与填料表面附着生长着的生物膜充分接触,其中的污染物被微生物吸附并降解。生物滤池出水靠重力流至滤池底部出水槽,经出水槽收集之后,流入人工湿地,污水流经各层填料,进一步进青岛理工大学工学硕士学位论文行脱氮除磷。最后,处理水经出水管道排入附近水体。该工艺的设计出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准 中的一级标准。.技术特点生物滤池人工湿地工艺具有如下技术特点】:生物滤池耐冲击负荷,处理效果好,采用人工湿地的方法对污水进行进一步处理,能有效地去除污染物质,出水水质比较稳定。采用生物处理生态处理的组合方式,可以节省建设费用和运行费用。生物滤池容易滋生蚊蝇,并产生气味
41、,复合生物处理系统车间内部环境较恶劣。随着时间的推移,人工湿地会产生淤积、阻塞现象,降低水力传导性,降低处理效果。.真空源分离系统.工艺原理真空源分离系统采用真空集便器及真空管道收集技术将粪便污水和厨余垃圾合并收集,从源头使粪便污水与灰水分离,使厨余垃圾和其它垃圾分离。然后通过有机肥厂和种植园实现粪便和厨余垃圾这部分生活污染物的资源化循环利用,通过生态处理方法处理灰水。其技术核心在于采用真空集便器及真空管道收集技术将粪便污水和厨余垃圾的合并收集。真空集便器及真空管道收集技术,是通过真空工作站的抽吸作用,在管道内形成真空,对污水等进行密闭收集转储的技术。村镇生活污水收集的真空管道收集系统,主要由
42、:真空收集前端、真空管路系统、真空工作站、污物收集装置和在线监控装置等部分组成。.工艺流程常熟采用真空源分离系统的分散污水处理设施的工艺流程如图?所示。青岛理工大学工学硕士学位论文图.真空源分离系统工艺流程图真空源分离系统包括两个部分:黑水收集和处理。来自厕所的粪便污水通过负压集便器进入负压管网系统。厨余垃圾通过负压厨集器收集,经粉碎装置粉碎后的厨余垃圾与少量冲洗水一起进入负压收集管网。系统内设置黑水中转站,黑水中转站具有短期贮存、预处理和中转一定服务范围内黑水的功能。所收集的黑水等待进一步的资源化循环利用。灰水收集和处理。洗澡水、洗衣水等轻污水采用现有重力排放系统进行收集,然后根据需要进行处
43、理或排入下水道。由于灰水中的污染物浓度较低,对于土地等资源相对丰富的乡村而言,可通过生态处理方法对灰水进行处理。.技术特点真空污水处理系统具有如下技术特点:节水减容,真空厕所一次冲洗水量在.升,收集的污水浓度加大、总量减少,有利于后续的资源化利用;从源头分离了黑水和厨余垃圾,使生活污水和垃圾收集处理的难度降低。负压收集系统管道布置简便,施工难度和工程成本低于常规重力式排水系统;由于不依赖于重力,负压管道布置和走向灵活,可以不受空间限制;负压排水速度高,因此可以选用直径小的管材,节约材料成本。真空集便器价格与普通便器相比,价格较为昂贵,增加了建设成本;真空收集系统结构复杂,管道阀门容易造成堵塞,
44、易对居民的日常生活造成影响,对运行维护要求较高。收集系统对于自来水水压有一定的要求.,当自来水压低于.时,会造成真空抽吸失败。青岛理工大学工学硕士学位论文.本章小结按照所建设污水处理设施的主体结构形式,常熟市所建的农村污水处理设施主要分为一体化污水处理装置、现场砌筑构筑物以及一体化污水处理装置现场砌筑构筑物三类。除去这三种类型的污水处理设施,常熟市还建设了一套真空源分离系统。常熟所建设的农村污水处理设施的工艺有工艺、生物接触氧化工艺、工艺、生物滤池人工湿地工艺、传统活性污泥工艺、生态湿地工艺种,其中采用工艺、生物接触氧化工艺、工艺、生物滤池人工湿地的工艺的农村污水处理设施数量较多。本章对工艺、生物接触氧化工艺、工艺、生物滤池人工湿地工艺和真空源分离系统的工艺原理、工艺流程和技术特点进行了详细介绍。青岛理工大学工学硕士学位论文第三章农村污水处理设施的建设与运行情况.农村污水处理设施建设情况常熟市于年启动实施了村镇生活污水治理三年行动计划,全力推进村镇生活污水治理。. 年,常熟市共开展农村污水治理工程项,共建成农村污水处理设施座、真空源分离系统套,服务农村居民户,设计污水处理规模达 /。常熟市各农村污水处理设施的设计出水标准都为城镇污水处理厂污染物排放标准 中的一级标准。常熟市村镇生活污水治理三年行动计划所实施的农村污水治理工程的建设信息的调查结果见附表。其中,采用真空源分离
