30m3/d微動力集裝箱農(nóng)村生活污水處理裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用

沈爍　李海峰　尹成立　雷明紅

摘 要：文章論述了30m3/d微動力集裝箱農(nóng)村生活污水處理裝置的設(shè)計(jì)，該裝置可實(shí)現(xiàn)一體化、模塊化，占地少，便于運(yùn)輸，能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守，操作簡單；并通過實(shí)際工程案例介紹了裝置的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微動力；集裝箱；農(nóng)村生活污水；設(shè)計(jì)應(yīng)用

中圖分類號：X703.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）15-0175-02

Abstract： This paper discusses the design of 30m3/d micro-power container for rural domestic sewage treatment. The device can realize integration， modularization， less occupation， convenient transportation， unattended and simple operation. The application of the device is introduced through practical engineering cases.

Keywords： micropower； container； rural domestic sewage； design and application

經(jīng)過對農(nóng)村污水排放現(xiàn)狀的調(diào)研，結(jié)合農(nóng)村的居住特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出微動力集裝箱農(nóng)村生活污水處理裝置，采取適度集中的模式對農(nóng)村生活污水進(jìn)行收集并處理。另一方面，集裝箱裝置易實(shí)現(xiàn)形式一體化、功能模塊化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)裝置運(yùn)行設(shè)計(jì)的自動化，無人值守，操作簡單，適合我國農(nóng)村的基本現(xiàn)狀。

1 設(shè)計(jì)原則

（1）污水處理工藝適合農(nóng)村的基本情況：a.自動化程度高，運(yùn)行和后期維護(hù)管理簡單；b.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理后的污水能達(dá)標(biāo)排放；c.盡量減少污泥產(chǎn)量；d.減少基建工作量，降低費(fèi)用；e.減少噪音、臭氣等對周邊環(huán)境的影響。

（2）集裝箱裝置的設(shè)計(jì)[1-3]：a.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證強(qiáng)度和剛度；b.使用碳鋼焊接成型，焊縫必須保證雙面滿焊，并進(jìn)行嚴(yán)格的水密試驗(yàn)和嚴(yán)格的防腐處理；c.設(shè)置防火巖棉保溫

層，以保證工藝所需要的溫度；d.外觀設(shè)計(jì)美觀大方。

（3）電氣及控制的設(shè)計(jì)：a.安全的防雷接地設(shè)計(jì)；b.運(yùn)行全自動控制；c.異常狀態(tài)自動報警；d.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和部分關(guān)鍵參數(shù)調(diào)整。

2 污水處理方案

2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水量

設(shè)計(jì)水量為30m3/d。

2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

本微動力集裝箱農(nóng)村生活污水處理裝置的進(jìn)水為日常的農(nóng)村生活污水。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)現(xiàn)場的采樣檢測，并結(jié)合有關(guān)規(guī)范[4，5]，設(shè)計(jì)如表1所示。

2.3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

設(shè)計(jì)出水達(dá)到GB18918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)，具體水質(zhì)如下表2所示。

2.4 集裝箱裝置污水處理工藝說明

污水處理采用“MBBR-離子交換除磷”工藝。MBBR工藝一般不存在剩余污泥排放過程，產(chǎn)泥量非常少[6]，適合農(nóng)村的基本情況，但因剩余污泥不排放，單純的MBBR工藝無法保證除磷效果，因此，在MBBR之后串聯(lián)離子交換除磷工藝[7，8]。具體如下：（1）生活污水首先經(jīng)調(diào)節(jié)池均量均質(zhì)后由提升泵進(jìn)入集裝箱裝置厭氧區(qū)，在其中通過厭氧環(huán)境完成對污染物的初步降解，同時厭氧區(qū)的另一個作用是進(jìn)行回流污泥的厭氧自消化過程，以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化；（2）厭氧區(qū)出水進(jìn)入缺氧區(qū)和好氧區(qū)，完成對污染物有機(jī)物的進(jìn)一步降解以及硝化和反硝化過程；（3）好氧區(qū)出水進(jìn)入沉淀過濾區(qū)，進(jìn)一步對污染物進(jìn)行降解，并降低出水的SS，以保證后續(xù)離子交換除磷單元穩(wěn)定運(yùn)行；（4）沉淀過濾區(qū)出水進(jìn)入吸附除磷單元，進(jìn)行深度除磷。

2.5 自控及遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)

裝置采用PLC控制，自動運(yùn)行；設(shè)置高、低液位報警，并與調(diào)節(jié)池提升泵聯(lián)鎖；除磷單元設(shè)置進(jìn)出水壓差報警；設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 微動力集裝箱污水處理裝置設(shè)計(jì)參數(shù)

集裝箱外形尺寸長5158mm，寬2438mm，高2591mm，實(shí)際工藝區(qū)尺寸如圖1所示；箱體空載5000kg，運(yùn)行25000kg；裝機(jī)功率2.6kW，日耗電量27kW·h；裝置帶有折疊爬梯，且每個工藝區(qū)頂部配有人孔，便于調(diào)試和檢修，頂部有折疊護(hù)欄。

4 微動力集裝箱污水處理裝置各工藝區(qū)主要作用

4.1 除臭間/電控柜/風(fēng)機(jī)

除臭間的作用是將各工藝區(qū)產(chǎn)生的異味和臭味氣體進(jìn)行收集并通過生物除臭去除，保證不對周邊環(huán)境造成大氣污染。

電控柜主要有柜體、PLC、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊及其附屬設(shè)備組成，控制裝置的啟停，保證處理工藝自動/就地運(yùn)行，并將運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時遠(yuǎn)傳。電控柜設(shè)有可操作狀態(tài)顯示屏、泵工作狀態(tài)指示燈、報警燈、自動/就地按鈕、急停按鈕等。

裝置風(fēng)機(jī)的作用有：（1）為缺氧區(qū)和好氧區(qū)的工藝運(yùn)行提供充足的空氣；（2）為各工藝區(qū)提供清理時的氣量；（3）為工藝氣提回流提供動力。

4.2 管道區(qū)/除磷區(qū)

管道區(qū)內(nèi)主要安裝裝置的進(jìn)出水管及流量計(jì)，過濾區(qū)至除磷區(qū)等的管道。

除磷區(qū)放有一體化離子交換除磷單元，其采用半下沉式的安裝方式，以保證足夠的水頭壓力滿足工藝要求。

4.3 厭氧區(qū)

厭氧區(qū)是污水進(jìn)入裝置的第一個工藝區(qū)，底部進(jìn)水，上部出水至缺氧區(qū)1。該區(qū)填充有高性能的大填料，內(nèi)側(cè)設(shè)有底部開小孔的條形導(dǎo)流板，使得氣提回流的泥水在導(dǎo)流板內(nèi)分離，污泥下沉至厭氧區(qū)進(jìn)行厭氧自消化，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，污水則經(jīng)導(dǎo)流板隨同厭氧區(qū)的污水進(jìn)入缺氧區(qū)。

4.4 缺氧區(qū)1/2

缺氧區(qū)1和2中填充高性能的大填料，其主要作用是通過反硝化作用去除污水的氮元素，同時降解部分有機(jī)物。缺氧區(qū)1和2底部連通，缺氧區(qū)1上部進(jìn)水，缺氧區(qū)2上部出水至好氧區(qū)1。

4.5 好氧區(qū)1/2/3

好氧區(qū)1/2/3中填充具有更大比表面積的高性能小填料，主要作用是高效的降解污水中的有機(jī)物，同時完成硝化作用。好氧1上部進(jìn)水，與好氧2底部連通；好氧2上部出水進(jìn)入好氧3，好氧3底部設(shè)有氣提回流管，將部分硝化液回流至缺氧柜的導(dǎo)流板。

4.6 沉淀區(qū)

沉淀區(qū)主要作用是去除污水中的SS及沉淀少量的污泥，采用的是高效斜管沉淀池；沉淀池底部設(shè)有氣提回流管，將混會液回流至導(dǎo)流板。

4.7 過濾區(qū)

過濾區(qū)采用的是小型BAF過濾，進(jìn)一步去除有機(jī)物和SS，保證進(jìn)除磷離子交換樹脂單元的水質(zhì)。

4.8 其他

除以上工藝區(qū)外，裝置前配有9.5m3的地埋式FRP調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)有提升泵2臺，1用1備。

5 工程應(yīng)用

某區(qū)域農(nóng)村生活污水處理示范工程，服務(wù)周邊96戶，采用微動力集裝箱農(nóng)村生活污水處理裝置進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)水量見2.1，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見2.2，出水水質(zhì)見2.3。

目前微動力集裝箱污水處理裝置運(yùn)行正常，出水幾次取樣檢測數(shù)據(jù)見表3。從表3中可以看出，微動力集裝箱污水處理裝置的出水達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

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