30m3/d微動力集裝箱農村生活污水處理裝置設計應用

沈爍　李海峰　尹成立　雷明紅

摘 要：文章論述了30m3/d微動力集裝箱農村生活污水處理裝置的設計，該裝置可實現一體化、模塊化，占地少，便于運輸，能夠實現無人值守，操作簡單；并通過實際工程案例介紹了裝置的應用。

關鍵詞：微動力；集裝箱；農村生活污水；設計應用

中圖分類號：X703.3 文獻標志碼：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

經過對農村污水排放現狀的調研，結合農村的居住特點，設計出微動力集裝箱農村生活污水處理裝置，采取適度集中的模式對農村生活污水進行收集并處理。另一方面，集裝箱裝置易實現形式一體化、功能模塊化的設計，實現裝置運行設計的自動化，無人值守，操作簡單，適合我國農村的基本現狀。

1 設計原則

（1）污水處理工藝適合農村的基本情況：a.自動化程度高，運行和后期維護管理簡單；b.抗沖擊負荷能力強，處理后的污水能達標排放；c.盡量減少污泥產量；d.減少基建工作量，降低費用；e.減少噪音、臭氣等對周邊環境的影響。

（2）集裝箱裝置的設計[1-3]：a.結構設計保證強度和剛度；b.使用碳鋼焊接成型，焊縫必須保證雙面滿焊，并進行嚴格的水密試驗和嚴格的防腐處理；c.設置防火巖棉保溫

層，以保證工藝所需要的溫度；d.外觀設計美觀大方。

（3）電氣及控制的設計：a.安全的防雷接地設計；b.運行全自動控制；c.異常狀態自動報警；d.實現遠程監控和部分關鍵參數調整。

2 污水處理方案

2.1 設計進水水量

設計水量為30m3/d。

2.2 設計進水水質

本微動力集裝箱農村生活污水處理裝置的進水為日常的農村生活污水。設計進水水質根據現場的采樣檢測，并結合有關規范[4，5]，設計如表1所示。

2.3 設計出水水質

設計出水達到GB18918-2002一級A標準，具體水質如下表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，產泥量非常少[6]，適合農村的基本情況，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之后串聯離子交換除磷工藝[7，8]。具體如下：（1）生活污水首先經調節池均量均質后由提升泵進入集裝箱裝置厭氧區，在其中通過厭氧環境完成對污染物的初步降解，同時厭氧區的另一個作用是進行回流污泥的厭氧自消化過程，以實現污泥的減量化；（2）厭氧區出水進入缺氧區和好氧區，完成對污染物有機物的進一步降解以及硝化和反硝化過程；（3）好氧區出水進入沉淀過濾區，進一步對污染物進行降解，并降低出水的SS，以保證后續離子交換除磷單元穩定運行；（4）沉淀過濾區出水進入吸附除磷單元，進行深度除磷。

2.5 自控及遠程設計

裝置采用PLC控制，自動運行；設置高、低液位報警，并與調節池提升泵聯鎖；除磷單元設置進出水壓差報警；設計運行狀態及數據遠傳模塊，實現遠程監控。

3 微動力集裝箱污水處理裝置設計參數

集裝箱外形尺寸長5158mm，寬2438mm，高2591mm，實際工藝區尺寸如圖1所示；箱體空載5000kg，運行25000kg；裝機功率2.6kW，日耗電量27kW·h；裝置帶有折疊爬梯，且每個工藝區頂部配有人孔，便于調試和檢修，頂部有折疊護欄。

4 微動力集裝箱污水處理裝置各工藝區主要作用

4.1 除臭間/電控柜/風機

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

電控柜主要有柜體、PLC、數據遠傳模塊及其附屬設備組成，控制裝置的啟停，保證處理工藝自動/就地運行，并將運行數據實時遠傳。電控柜設有可操作狀態顯示屏、泵工作狀態指示燈、報警燈、自動/就地按鈕、急停按鈕等。

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

4.2 管道區/除磷區

管道區內主要安裝裝置的進出水管及流量計，過濾區至除磷區等的管道。

除磷區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

厭氧區是污水進入裝置的第一個工藝區，底部進水，上部出水至缺氧區1。該區填充有高性能的大填料，內側設有底部開小孔的條形導流板，使得氣提回流的泥水在導流板內分離，污泥下沉至厭氧區進行厭氧自消化，實現污泥的減量化，污水則經導流板隨同厭氧區的污水進入缺氧區。

4.4 缺氧區1/2

缺氧區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，同時降解部分有機物。缺氧區1和2底部連通，缺氧區1上部進水，缺氧區2上部出水至好氧區1。

4.5 好氧區1/2/3

好氧區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物，同時完成硝化作用。好氧1上部進水，與好氧2底部連通；好氧2上部出水進入好氧3，好氧3底部設有氣提回流管，將部分硝化液回流至缺氧柜的導流板。

4.6 沉淀區

沉淀區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；沉淀池底部設有氣提回流管，將混會液回流至導流板。

4.7 過濾區

過濾區采用的是小型BAF過濾，進一步去除有機物和SS，保證進除磷離子交換樹脂單元的水質。

4.8 其他

除以上工藝區外，裝置前配有9.5m3的地埋式FRP調節池，調節池內有提升泵2臺，1用1備。

5 工程應用

某區域農村生活污水處理示范工程，服務周邊96戶，采用微動力集裝箱農村生活污水處理裝置進行處理。設計水量見2.1，設計進水水質見2.2，出水水質見2.3。

目前微動力集裝箱污水處理裝置運行正常，出水幾次取樣檢測數據見表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到了設計的要求。

參考文獻：

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 28742-2012.污水處理設備安全技術規范[S].北京：中國標準出版社，2013.

[2]環境保護機械標準化技術委員會.JB/T 8938-1999.污水處理設備通用技術條件[S].北京：機械科學研究院，1999.

[3]中華人民共和國建設部和中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50017-2003.鋼結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[4]中華人民共和國住房和城鄉建設部.東南地區農村生活污水處理技術指南（試行）[Z].2010.

[5]上海市建設和交通委員會.上海市農村生活污水處理技術指南（試行）[Z].2008.

[6]王云權，邱學堯.MBBR工藝在農村水污染治理中的運用[J].中國資源綜合利用，2017，35（7）：24-27.

[7]陳進軍，王長偉，韓蕙，等.城市污水二級硝化出水的離子交換脫氮除磷[J].環境化學，2009，28（6）：799-803.

[8]陳甜，王雨飛.關于中小城鎮污水處理廠脫氮除磷工藝選擇分析[J].科技創新與應用，2017（15）：177.