30m3/d微动力集装箱农村生活污水处理装置设计应用

沈烁　李海峰　尹成立　雷明红

摘 要：文章论述了30m3/d微动力集装箱农村生活污水处理装置的设计，该装置可实现一体化、模块化，占地少，便于运输，能够实现无人值守，操作简单；并通过实际工程案例介绍了装置的应用。

关键词：微动力；集装箱；农村生活污水；设计应用

中图分类号：X703.3 文献标志码：A 文章编号：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

经过对农村污水排放现状的调研，结合农村的居住特点，设计出微动力集装箱农村生活污水处理装置，采取适度集中的模式对农村生活污水进行收集并处理。另一方面，集装箱装置易实现形式一体化、功能模块化的设计，实现装置运行设计的自动化，无人值守，操作简单，适合我国农村的基本现状。

1 设计原则

（1）污水处理工艺适合农村的基本情况：a.自动化程度高，运行和后期维护管理简单；b.抗冲击负荷能力强，处理后的污水能达标排放；c.尽量减少污泥产量；d.减少基建工作量，降低费用；e.减少噪音、臭气等对周边环境的影响。

（2）集装箱装置的设计[1-3]：a.结构设计保证强度和刚度；b.使用碳钢焊接成型，焊缝必须保证双面满焊，并进行严格的水密试验和严格的防腐处理；c.设置防火岩棉保温

层，以保证工艺所需要的温度；d.外观设计美观大方。

（3）电气及控制的设计：a.安全的防雷接地设计；b.运行全自动控制；c.异常状态自动报警；d.实现远程监控和部分关键参数调整。

2 污水处理方案

2.1 设计进水水量

设计水量为30m3/d。

2.2 设计进水水质

本微动力集装箱农村生活污水处理装置的进水为日常的农村生活污水。设计进水水质根据现场的采样检测，并结合有关规范[4，5]，设计如表1所示。

2.3 设计出水水质

设计出水达到GB18918-2002一级A标准，具体水质如下表2所示。

2.4 集装箱装置污水处理工艺说明

污水处理采用“MBBR-离子交换除磷”工艺。MBBR工艺一般不存在剩余污泥排放过程，产泥量非常少[6]，适合农村的基本情况，但因剩余污泥不排放，单纯的MBBR工艺无法保证除磷效果，因此，在MBBR之后串联离子交换除磷工艺[7，8]。具体如下：（1）生活污水首先经调节池均量均质后由提升泵进入集装箱装置厌氧区，在其中通过厌氧环境完成对污染物的初步降解，同时厌氧区的另一个作用是进行回流污泥的厌氧自消化过程，以实现污泥的减量化；（2）厌氧区出水进入缺氧区和好氧区，完成对污染物有机物的进一步降解以及硝化和反硝化过程；（3）好氧区出水进入沉淀过滤区，进一步对污染物进行降解，并降低出水的SS，以保证后续离子交换除磷单元稳定运行；（4）沉淀过滤区出水进入吸附除磷单元，进行深度除磷。

2.5 自控及远程设计

装置采用PLC控制，自动运行；设置高、低液位报警，并与调节池提升泵联锁；除磷单元设置进出水压差报警；设计运行状态及数据远传模块，实现远程监控。

3 微动力集装箱污水处理装置设计参数

集装箱外形尺寸长5158mm，宽2438mm，高2591mm，實际工艺区尺寸如图1所示；箱体空载5000kg，运行25000kg；装机功率2.6kW，日耗电量27kW·h；装置带有折叠爬梯，且每个工艺区顶部配有人孔，便于调试和检修，顶部有折叠护栏。

4 微动力集装箱污水处理装置各工艺区主要作用

4.1 除臭间/电控柜/风机

除臭间的作用是将各工艺区产生的异味和臭味气体进行收集并通过生物除臭去除，保证不对周边环境造成大气污染。

电控柜主要有柜体、PLC、数据远传模块及其附属设备组成，控制装置的启停，保证处理工艺自动/就地运行，并将运行数据实时远传。电控柜设有可操作状态显示屏、泵工作状态指示灯、报警灯、自动/就地按钮、急停按钮等。

装置风机的作用有：（1）为缺氧区和好氧区的工艺运行提供充足的空气；（2）为各工艺区提供清理时的气量；（3）为工艺气提回流提供动力。

4.2 管道区/除磷区

管道区内主要安装装置的进出水管及流量计，过滤区至除磷区等的管道。

除磷区放有一体化离子交换除磷单元，其采用半下沉式的安装方式，以保证足够的水头压力满足工艺要求。

4.3 厌氧区

厌氧区是污水进入装置的第一个工艺区，底部进水，上部出水至缺氧区1。该区填充有高性能的大填料，内侧设有底部开小孔的条形导流板，使得气提回流的泥水在导流板内分离，污泥下沉至厌氧区进行厌氧自消化，实现污泥的减量化，污水则经导流板随同厌氧区的污水进入缺氧区。

4.4 缺氧区1/2

缺氧区1和2中填充高性能的大填料，其主要作用是通过反硝化作用去除污水的氮元素，同时降解部分有机物。缺氧区1和2底部连通，缺氧区1上部进水，缺氧区2上部出水至好氧区1。

4.5 好氧区1/2/3

好氧区1/2/3中填充具有更大比表面积的高性能小填料，主要作用是高效的降解污水中的有机物，同时完成硝化作用。好氧1上部进水，与好氧2底部连通；好氧2上部出水进入好氧3，好氧3底部设有气提回流管，将部分硝化液回流至缺氧柜的导流板。

4.6 沉淀区

沉淀区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；沉淀池底部设有气提回流管，将混会液回流至导流板。

4.7 过滤区

过滤区采用的是小型BAF过滤，进一步去除有机物和SS，保证进除磷离子交换树脂单元的水质。

4.8 其他

除以上工艺区外，装置前配有9.5m3的地埋式FRP调节池，调节池内有提升泵2台，1用1备。

5 工程应用

某区域农村生活污水处理示范工程，服务周边96户，采用微动力集装箱农村生活污水处理装置进行处理。设计水量见2.1，设计进水水质见2.2，出水水质见2.3。

目前微动力集装箱污水处理装置运行正常，出水几次取样检测数据见表3。从表3中可以看出，微动力集装箱污水处理装置的出水达到了设计的要求。

参考文献：

[1]国家质量监督检验检疫总局.GB/T 28742-2012.污水處理设备安全技术规范[S].北京：中国标准出版社，2013.

[2]环境保护机械标准化技术委员会.JB/T 8938-1999.污水处理设备通用技术条件[S].北京：机械科学研究院，1999.

[3]中华人民共和国建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50017-2003.钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.东南地区农村生活污水处理技术指南（试行）[Z].2010.

[5]上海市建设和交通委员会.上海市农村生活污水处理技术指南（试行）[Z].2008.

[6]王云权，邱学尧.MBBR工艺在农村水污染治理中的运用[J].中国资源综合利用，2017，35（7）：24-27.

[7]陈进军，王长伟，韩蕙，等.城市污水二级硝化出水的离子交换脱氮除磷[J].环境化学，2009，28（6）：799-803.

[8]陈甜，王雨飞.关于中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺选择分析[J].科技创新与应用，2017（15）：177.