农村生活污水一体化高效处理工艺模板.doc

北京市昌平区南邵镇姜屯村农村生活污水一体化高效处理工程技术方案北京昊海天际科技二一十二个月九月目 录1.项目概况11.1项目名称11.2项目概况11.3编制依据11.4项目实施单位21.5工程建设内容和规模21.6建设周期21.7投资估算和资金筹措21.8工程管理21.9综合评价22.项目区概况32.1自然地理32.1.1地理位置32.1.2地形地貌32.1.3气象水文32.2经济概况33.污水处理工艺设计53.1项目设计水质水量53.1.1项目设计水量53.1.2设计进水水质53.1.3设计出水水质53.2农村污水处理现实状况53.3多个较常见农村污水处理技术工艺比较63.3.1生物接触氧化工艺63.3.2厌氧生物滤池处理工艺73.3.3人工湿地工艺83.3.4 A/O土地渗滤工艺93.3.5多种工艺综合比较93.3.6国外村镇污水处理技术发展经验借鉴93.3.7昌平区农村生活污水处理技术适宜选择103.4本项目工艺选择113.4.1芽孢杆菌处理工艺113.4.2芽孢杆菌处理工艺特点及应用133.4.3芽孢杆菌处理工艺步骤163.4.4工艺说明174.关键构建筑物和设备184.1关键构建筑物184.1.1格栅井184.1.2缺氧池184.1.3好氧池184.1.4沉淀池184.1.5污泥池184.2关键设备184.2.1生物转盘184.2.2格栅机194.2.3进水提升泵204.2.4搅拌器204.2.5污泥提升泵204.2.6曝气系统204.2.7风机204.3关键构建筑物汇总214.4关键设备汇总215.辅助专业设计225.1土建设计225.1.1关键设计规范、设计依据225.1.2土建设计225.1.3关键建筑材料225.2电气设计235.2.1关键设计规范、设计依据235.2.2设计范围236.环境保护247.劳动保护和安全258.经济分析268.1 建设项目总投资268.1 运行成本分析279.工程效益289.1 经济效益分析289.2 社会效益分析289.3 生态效益分析2810.质量服务和承诺29附录一 MBR法处理该项目污水说明30附录二 传统活性污泥法处理该项目污水说明33附录三 三种污水处理方法投资和运行成本比较361. 项目概况1.1项目名称北京市昌平区南邵镇姜屯村农村生活污水处理设施项目1.2项目概况北京市昌平区南邵镇总面积三十五点二平方公里，全镇有十六个自然村，其 中三个自然村地处镇北山脚，三个自然村坐落九里山环。全镇绝大部分是汉族，有小部分回族、满族散落村中。南邵镇管辖16个村委会：南邵村、姜屯村、张各庄村、景文屯村、纪窑村、金家坟村、辛庄村、四合庄村、东营村、张营村、何营村、小北哨村、北邵洼村、官高村、三合庄村、营坊村。本项目建设地在南邵镇姜屯村，本村常住人口为200户左右，在上外来流感人口，现在总人口数为：1000人左右。1.3编制依据相关法律法规和标准规范： 建设方童工基础资料 中国水污染防治法； 中国环境保护法； 北京市水污染物排放标准DB11/307-； 城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918； 农田浇灌水质标准GB5084-92； 室外排水设计规范GB50014-； 给水排水标准图集室外给水排水管道工程及隶属设施（二）（S（二）； 埋地排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）双壁波纹管材（GB/T 18477-）； 埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程（CECS 122：） 建筑结构荷载规范（GB50009） 混凝土结构设计规范（GB50010） 建筑地基基础设计规范（GB50007） 建筑抗震设计规范（GBJ1189） 给水排水工程结构设计规范（GBJ6984） 建筑设计防水规范（GBJ1687，） 城市污水处理厂工程质量验收规范（GB50334）等。1.4项目实施单位北京昊海天际科技1.5工程建设内容和规模本项目建设包含污水处理土建设施建设和污水处理设备建设。结合本村人口数量和本村实际用水量，设计本村处理规模为50t/d。1.6建设周期计划于10月底开工，5月完成工程验收。1.7投资估算和资金筹措本项目总投资43.505万元，其中建筑工程投资为3.43万元，设备投资为34.35万元。本项目工程投资由镇村自筹。1.8工程管理工程建设以南邵镇姜屯村村委会作为工程建设业主。项目建成后实施分级管理。建成区、镇、村三级管理组织，昌平区水务局负责宏观管理。由村委会负责本村污水治理工程日常运行管理和维护工作，业务归昌平水务所管理。村民有权力和义务对本村工程管理运行进行监督。1.9综合评价项目建成后将会极大改善新农村水务环境和加强新农村基础设施建设，为新农村相关产业发展发明了有利条件。项目实施后对深入推进城镇一体化进程，切实推进全市社会主义新农村建设含有重大意义。2.项目区概况2.1自然地理2.1.1地理位置南邵镇属于昌平区辖镇，在区域东部，距区中心5公里，镇域面积35.2平方公里。京密引水渠贯穿南邵全境，地势平坦，地域水资源丰富。自然环境优美，森林面积达666公顷，林木覆盖率22%。（北）京通（辽）铁路横穿全镇，昌（平）怀（柔）公路横贯东西，境内区镇级7条公路干线纵横相交，交通便利。2.1.2地形地貌整个昌平区地势为西北高东南低，北部、西部关键为燕山运动隆起山区，中部、南部为倾斜冲积平原。山峰高程通常在8001000m。2.1.3气象水文姜屯村属暖温带，半湿润大陆性季风气候。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季清凉，冬季严寒干燥，四季分明。年平均日照时数2684小时，年平均气温11.8，无霜期为176天，年平均降水量550.3毫米。2.2经济概况南邵镇共有耕地面积一万四千七百零二亩，其中粮田面积一万三千零六十七亩，一九九九年实现粮食总产七百五十三万千克。二零零零年，南邵镇农业生产以市场经济为导向，以形成区域经济特色和发展专业小区为方向，因地制宜调整生产结构，促进了大农业再次发展。六月底，南邵镇已完成农业生产总值二千一百五十五万元，同比增加一百二十九万元，增加百分之六点八。 为不停适应农业现代化配套设施发展，南邵镇共打机井一百八十二眼，其中深井二十四眼。装机容量二万七千九百一十五千瓦。在节水示范工程运行中，共铺设喷滴灌管道五十五公里，实现喷滴灌面积一万一千亩。在农业机械化发展中，南邵镇共有农机械配套九百九台，总动力一万四千一百三十七千瓦。在畜牧业发展方面，南邵镇已经有规模猪场六个，鸡场、牛场各一个，新发展养殖小区三个，估计年底只畜牧业一项可实现养殖收入二千五百万元。 在农村经济运行中，镇村企业经过转制经营，也呈健康发展趋势。一九九九年全镇实现总收入三点一七亿元，其中镇村企业完成一点四八亿元，占农村经济总收入百分之四十六点七。今年一至六月份全镇实现农村经济总收入一点七九亿元，其中企业完成零点八五亿元，占农村经济总收入百分之四十七点五。今年完成指标和去年同期对比，分别增加一千六百八十四点九万元和一千一百四十点五万元，增加百分之一十点四和百分之一十五点五。 南邵镇各业经济不停发展，推进了农村居民存款余额不停增加。一九九九年该镇信用社存款已实现八千八百一十七万元，其中农村居民存款七千零六十九万元，占百分之八十点二。今年一至六月份居民存款实现七千三百一十九万元，和去年同期对比增加四百二十六万元，增加百分之六点二。农村经济连续发展，同时促进了全镇企业和个人缴纳国家税金数额不停增加。一九九九年全镇完成国家税金一千零八十三元，首次突破千元大关。今年一至六月份，又已完成五百九十二万元，和去年同期对比增加七十三万元，增加百分之一十四。 改革开发，南邵镇在经济建设方面取得了显著成绩。在科技、文化、教育、卫生、体育等各项事业方面也实现了全方面发展。但南邵镇党委、政府仍然信心十足，努力争取在三、五年内，将南邵建设成为布局合理、设施配套、功效齐全、环境优美秩序井然、市场繁荣、特色突出城市化、现代化、园林化新型城市中乡村而不懈努力。3.污水处理工艺设计3.1项目设计水质水量3.1.1项目设计水量本项目设计每日处理量为50t/d。3.1.2设计进水水质 设计进水水质以下表3-1表3-1设计进水水质水质参数CODCrBOD5SS氨氮总磷pH进水水质400mg/L300mg/L200mg/L60mg/L10mg/L693.1.3设计出水水质设计出水水质为：北京市水污染物排放标准（DB11/307-）中二级标准，如表3-2所表示。表3-2设计出水水质水质参数CODCrBOD5SS氨氮总磷pH出水水质60mg/L20mg/L50mg/L10mg/L0.5mg/L693.2农村污水处理现实状况京郊农村生活污水治理技术和名称全部比较多，从工艺原理上可归为两类:第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解原理，又称为生态处理系统， 常见有些人工湿地处理系统和地下土壤渗滤净化系统等。第二类是生物处理系统，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理包含一般活性污泥法、AO法、序批式(SBR)、膜生物反应器法（MBR）等。伴随污水处理工艺水平发展，村镇地域污水处理技术革新发展关键表现在对原有技术类型改造、改善及进行适宜工艺组合两方面。北京市新农村建设试点村污水处理工程共包含13个区县，78个行政村，34496户，126010人，生活污水量13650立方米/天，人均收入8730元；这部分村庄污水处理关键采取分散处理、集中处理和接入市政管网三种模式，其中分散处理共20个村，关键集中在山区和丘陵地域；集中处理共55个村，关键分布在平原地域；朝阳高碑店、延庆岔道及房山坟庄等3个村接入市政管网。上述78个新农村共建设污水处理站130座，其中已运行78座，占60。污水处理采取工艺包含生物接触氧化、生物转盘、厌氧生物滤池、湿地、MBR等8种工艺及组合。污水处理采取工艺关键包含生物接触氧化、生物转盘、厌氧生物滤池、湿地、MBR、E-CASS、A/O+土地处理等7种工艺及组合。其中接触氧化、E-CASS、MBR等工艺运行费用较高。如房山、怀柔、门头沟、密云等区县采取MBR工艺，该工艺经调试能确保出水满足排放标准，但后期进行换、洗膜等维护费用较高，给新农村经济带来一定压力。从现在已经运行污水处理设施看，大部分处理站污水处理工程缺乏运行统计和水量计量设备，有些村庄仅用水泵或电表来计量运行情况，既不利于工程管理，也不利于工程监管。现在运行污水处理设施，运行费用关键包含电费和人员费，起源全部没有正式渠道，基础全部是由村委会垫付，这也是制约污水处理设施不能正常运行关键原因。3.3多个较常见农村污水处理技术工艺比较北京农村地域生活污水组成关键包含洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，水量因地域性经济程度差异而不一样。生活污水污染物浓度分布范围为：COD：108552mg/L，BOD5：49306mg/L，氨氮：1852mg/L，总氮：2994mg/L，总磷：1.55mg/L。北京市水污染排放标准（DB11/307）中要求排入北京市II类水体及其汇水范围污水实施一级限值；排入北京市III、IV类水体及其汇水范围污水实施二级限值。对于农村生活污水处理，中国尚在起步阶段，还没有形成技术规范，污水利用技术现在缺乏专著、技术规范参考。农村生活污水含有规模较小，排放分散、水质污染浓度较城镇波动大，管网搜集系统滞后且有些地域搜集较为困难。农村生活污水处理技术多个多样，尤其是多年来，在全国各地全部在农村生活污水处理试点工程，在原有技术之上开发出了众多污水处理技术，但总体上分为生物处理工艺和自然净化处理工艺两大类，自然净化处理工艺关键包含人工湿地、土壤渗滤等工艺技术。3.3.1生物接触氧化工艺 生物接触氧化工艺在中国和日本农村地域应用较多，其工艺原理是利用生长在生物填料上生物膜对污水进行净化处理。接触氧化法是一个浸没型生物膜法，废水中有机物被吸附（接触）于滤料表面生物膜上，被微生物分解氧化，该法生物膜经历挂膜、生长、增厚、脱落等更替过程，一部分生物膜脱落后变成活性污泥，在循环流动过程中，吸附和氧化分解废水中有机物，多出脱落生物膜在二次沉淀池中除去。较高容积负荷、不需污泥回流、运行管理简便、对水质水量骤变有较强适应能力等是该工艺含有优点。就其长久运行情况来看，出水水质相对稳定。但实际运行中存在以下缺点：（1）滤料间水流缓慢、接触时间长、水力冲刷力小，需要定时反冲洗缺点；滤料粘滞性较强，水力损失较大；（2）动力耗能较大，运行费用相对较高，基础维持在1.2元/m3，远远高于常规生活污水处理费用；（3）处理效率较低，尤其是TP、TN、NH3-N等指标远远不能满足现实需要。另外，在进水COD较低情况下，出水水质很好，但处理效率较低。未能充足发挥生物接触氧化处理工艺优点。（4）因为采取传统生物污泥，季节耐受性差，水温低时，处理效率低，污泥沉降性能变差，轻易产生泡沫等，影响出水水质。3.3.2厌氧生物滤池处理工艺 该工艺为厌氧生物滤池为主，自然曝气处理为辅技术。厌氧生物滤池是一个淹没式固定填料生物膜法，即采取填充材料作为微生物载体厌氧反应器。经过预处理废水进人反应器内，逐步被细菌酸化，最终被产甲烷菌转化为甲烷。废水和生物膜及悬浮活性污泥充足接触、吸附并降解有机物，截流悬浮固体。该项工艺设计为自流系统，无需提升和动力消耗，运行能耗低。另外，厌氧生物滤池含有生物浓度高、微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强、停止运行后，再开启轻易、运行稳定和管理简便特点。现在，北京市新农村治污工程建设中MBR工艺应用越来越普遍，水质净化效果显著。其工艺原理为利用好氧生物处理加膜过滤技术对污水进行净化处理。其技术原理可概括为生物降解作用和物理截留作用。但该工艺存在以下问题：（1）该项工艺在运行过程中，管理要求程度高，存在膜污染难管理问题，膜定时清洗需要相关技术管理人员操作或聘用企业进行膜清洗外包服务；（2）投资费用高、动力能耗较大，运行费用高，水处理运行成本为1.32.0元/m3。（3）膜通量不稳定，尽管现在已经能实现自动在线清洗，但对物理性污染如麻线、纸张、树叶等仍无法清理。严重影响膜透水率，同时，长久曝气条件下，膜表面磨损严重，轻易出现断丝等问题。而板式膜膜面积较小，投资费用过高不适合农村地域使用。3.3.3人工湿地工艺 除二级生物处理工艺外，依据现在农村地域经济发展情况、污水处理和水环境保护要求及欧美国家乡村污水治理成功经验借鉴，人工湿地处理系统开始在北京市新农村地域治污工程中得以广泛应用。人工湿地是利用人工水生态系统内多级生物稀释降解作用来去除或削减水中污染物方法.北京市新农村建设试点村治污工程中田各庄村污水处理采取是人工湿地工艺，工程设计总规模200m3/d，停留时间1.5d，出水排入人工湖作为景观用水，并从中抽取一部分用于浇灌农作物和绿化。从运行期间具体水质监测平均值如表3-5所表示。能够看出，在进水浓度高情况下，出水中污染物SS、BOD5、CODcr、NH3-N、TP和TN全部极难达成北京市地方标准水污染物排放标准（DB11/307-）三级限值。分析出水不达标原因，关键是因为实际进水水质中污染物浓度高于设计值，而占地面积不够，所以造成有机负荷偏大，致使湿地工艺污水处理效率受到影响。而沈阳浑南慧缘新村小区生活污水亦采取人工湿地工程处理，设计水量为1000m3， 占地面积6500m2，停留时间3d，进水COD、NH3-N 、TP、BOD5和TN平均值分别为235.3、54.92、5.30、131.4和67.62mg/L情况下，各项指标平均去除率达成91.82、98.37、90.19、97.04和20.32。处理费用较低仅为0.10.2元/m3。但综合分析人工湿地技术，有以下特点和问题：（1）人工湿地技术是充足结合生态技术、生物技术一体化处理工艺，在欧美等国家应用较多，也取得了很好处理效果，但因为国外处理现实状况为地广人稀、冲击负荷小，占地面积大，所以效果很好。但对北京地域来说，该工艺占地面积大，受季节影响显著，处理效果波动大，所以，该技术不适合北京城市进程较快新农村。（2）湿地处理技术难以管理、控制和修复，属于被动型处理模式，对于人口增加较快，污染物日趋复杂北京新农村，处理效果难以显著提升。（3）总氮（TN）处理效果差，在湿地系统中，难以形成硝化反硝化、短程硝化反硝化环境，同时，因为现在农村污水中总氮有升高趋势，所以，在反硝化菌作用下，有机物需求量大，C/N比不合理，所以，难以高效脱除。3.3.4 A/O土地渗滤工艺 伴随水处理技术发展和行业标准提升，单一个类污水处理技术极难在空间、时间上同时实现全部污染物最好去除率和经济技术指标最优，所以，越来越多组合工艺被应用于新农村污水处理工程中。其中，A/O土地渗滤组合工艺因其处理效果显著和相对投资低特点，逐步受到大家关注。3.3.5多种工艺综合比较针对京郊地域污水处理，本文对上述5种常见工艺关键污染物平均去除率进行比较，结果如表3.3所表示，能够看出水质平均处理效率排序为MBRA/O土地处理生物接触氧化厌氧生物滤池人工湿地。但从投资成本上分析，基础以下：MBR人工湿地 A/O土地处理生物接触氧化厌氧生物滤池。所以，综合分析，现有工艺存在处理效果好，投资运行费用高；集约化程度高，运行费用高。而其它工艺则存在占地面积大，处理效果不佳，环境影响大问题。表3-3常见污水处理工艺污染物平均去除率 去除率工艺CODcrBOD5氨氮SS总氮总磷生物接触氧化82.9 91.7 79 87.9 37.8 11.8 厌氧生物滤池76.2 86.3 90.2 63.4 24.9 51.5 人工湿地64.2 75.7 8.2 54.5 5.5 23.7 MBR96.6 92.1 96.8 83.3 33.5 28.1 A/O土地处理84.2 94.4 87 78 79 88.8 3.3.6国外村镇污水处理技术发展经验借鉴现在，国外村镇污水处理工艺大致分为两类，（1）自然系统：即利用土壤作为处理和处理媒体，包含土地应用、人工湿地、地下渗滤等。（2）生物化学处理系统：即结合生化和物化工艺，由池、泵、鼓风机和其它机械装置组成系统。大多数欧美国家人口稀少，面积宽广，关键采取土地处理等自然生物处理技术实现乡村地域生活污水净化；而挪威等国家在土壤渗透性差而不能使用土地渗滤系统地方，常常使用预制集成式微型生物处理设备。土地资源担心国家常使用生物膜法处理技术进行污水净化。日本农村污水处理协会设计、推广净化槽污水处理装置体积小、成本低、操作运行简单，十分适适用于农村。国外分散式生活污水处理在理念和工艺、技术上展现以下发展趋势：（1）生活污水达标排放和回收再利用并重，尽可能将现地处理水就地利用，以节省淡水资源；（2）关键研究开发低成本、小型化、集成式污水处理设备；（3）世界各国全部在依据本国国情，因地制宜，大力发展低成本自然处理系统，这也是农村生活污水处理技术发展一个关键方向；（4）大量实例表明研究开发组合生活污水处理工艺前景宽广，单一处理工艺多数情况下无法达成净化要求，经过组合工艺能够有效处理这一问题。3.3.7昌平区农村生活污水处理技术适宜选择 北京农村地域人口较少，分布广而分散，生活污水水质水量波动性大，排水管网不健全；村镇经济力量相对微弱；缺乏污水处理专业人员。针对这些现实状况问题，在进行污水处理工艺技术选择时，应给以下几方面考虑： （1）依据原水水质水量、受纳水体环境功效和环境承受能力，通常说来，处理工艺应含有较强冲击负荷能力； （2）优先采取低能耗、低运行费、低基建费、少占地、操作管理简便成熟处理工艺；处理工艺应含有管理简单、运行稳定、维修方便等特点； （3）所选择处理工艺应含有能够方便改变其处理步骤能力，这关键是为了满足数量众多村镇多种不一样需求； 如：有村庄地处封闭水体，污水需要脱氮除磷，而有些村庄周围有河流，这就要求所选择处理工艺步骤能够很方便地发明好氧、缺氧和厌氧环境。（4）主动慎重地采取经实践证实是行之有效新技术、新工艺、新材料和新设备；（5）处理出水水质应符合国家和地方现行相关要求； 因各村镇经济情况和工程投资情况差异性，经济条件良好农村地域，选择工艺时应关键考虑经济效益、占地面积等其它条件。值得注意是，当处理较高浓度农村污水时，单独应用人工湿地极难达成出水标准。借鉴国外村镇生活污水治理工艺选择经验，农村地域应考虑关键使用人工湿地/土地渗滤等自然生物处理技术和投资运行费用较低生物膜法处理技术/厌氧生物处理技术，甚至可进行以上述技术体系为主微型或小型家庭污水处理设备开发和研制；而对在水源保护区内、经济情况优越、排水水质标准较高村镇地域可考虑采取MBR工艺及部分高效组合工艺。依据农村地域污水处理工艺技术选择关键点，结合各污水处理工艺污水处理效率差异，将多个推荐工艺性能及适用范围对比分析如表3-4。表3-4处理工艺对比分析表工艺名称适用范围占地面积/（m2m3）投资运行费用（含维修费）/（元m3）维护人员水平要求生物接触氧化污染程度较高，规模较大村镇污水处理1.22较低0.81.4较高厌氧生物滤池经济水平较低、进水污染物浓度较低、有高程落差条件、无闲置土地村庄污水处理1.52较低0.30.5通常人工湿地村庄周围有闲置荒地、场地开阔、排放标准要求不高村庄污水处理10较低0.10.2通常MBR污染程度较高且排放标准较高水源地污水处理12较高1.32.0高A/O土地处理出水排放标准较高、规模较大和场地宽大污水处理1.53中等0.81.4高3.4本项目工艺选择3.4.1芽孢杆菌处理工艺农村地域居住分散，地域经济力量差异较大， 缺乏污水处理专业人员，其适宜污水处理工艺选择、家庭规模微型污水处理工艺系统开发和研制、完善农村地域污水处理工程体系建立任重而道远，应在不停技术更新中筛选适宜农村污水处理工艺模式，在将其应用于实际农村治污工程后进行工艺优化和创新，由此形成良性循环。依据昌平区南邵镇农村特点和新农村建设要求，本方案推荐芽孢杆菌生物膜处理技术工艺，选择现在在日本、韩国广泛使用芽孢杆菌作为优势菌群，结合独特生物膜装置，发明性处理高低浓度污水。它和传统活性污泥法比较以下图：由上图可知，芽孢杆菌生物膜处理技术和传统活性污泥法相比较，存在着以下优势： 除臭能力好； 氮磷消除效果好； 有机物BOD消除效果好； 省能源，省空间； 剩下污泥少，在较低处理量时能够不做剩下污泥处理； 设备扩建、改造成本低； 提升了现有设备处理能力； 运行成本低。现在在日本和韩国运行芽孢杆菌生物膜装置多个实例表明，芽孢杆菌生物膜相比较传统活性污泥法，具体数据差异如表3-5。表3-5 传统活性污泥法和芽孢杆菌生物膜法比较对比项传统活性污泥（A）芽孢杆菌生物膜法（B）优势(A)-(B)占地面积100%30.1%69.9%曝气槽容积100%30.0%70.0%电力负荷100%43.3%56.7%年消耗电力100%42.7%57.3%废水处理量100 m3/d，原水BODmg/l，出水BOD 20mg/l。依据本工程具体情况，拟借鉴日本高度处理净化槽技术、农业村落排水处理技术和内部循环技术，形成针对性农村村落污水处理技术芽孢杆菌生物膜处理技术。芽孢杆菌生物膜处理技术正是针对传统污水处理方法存在不足所提出污水生物处理改善技术，即生物增强技术(Bioaugmentation)，指为提升处理系统处理能力，向该活性污泥体系投加从原系统中分离出来高效菌或外源引进菌种从而实现对目标污染物高效去除方法。所投加菌种通常是经过直接生物降解作用和污染治理体系中原有细菌共代谢作用来完成对目标污染物去除。生物强化技术关键在于高效菌种筛选，芽孢杆菌正是现在高浓度有机废水处理领域备受关注一个高效菌，含有絮凝性好、耐酸碱、抗冲击负荷、耐受强烈温度改变等优点，已在日本、韩国等国家广泛使用。3.4.2芽孢杆菌处理工艺特点及应用芽孢杆菌（bacillus），细菌一科，俗称土壤菌，是一个天然微生物，特指能形成芽孢（内生孢子）杆菌或球菌，通常为好氧或兼性厌氧菌，革兰氏染色呈阳性。在某种环境下，菌体内结构发生改变，经过前孢子阶段，形成一个完整芽孢。包含有芽孢杆菌属、芽孢乳杆 菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等。在芽孢杆菌属中，对种划分是以菌体大小、孢子形状及其在菌体内位置、糖利用及其产物、能否还原硝酸，和在高浓度食盐条件下能否生长等为依据，代表种是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌。芽孢杆菌在水处理过程中含有以下突出优势：（1）对外界有害因子抵御力强。芽孢原生质外围有三层膜，从内到外是厚皮层（cortex）、孢子壳和孢子外膜。独特结构决定其对热、放射线和化学物质等有很强抵御力，能广泛存在于多种环境。在对高浓度有机废水处理过程中，芽孢杆菌对高低温和高盐等环境有很好适应性，并对酸碱环境适应性强。（2）絮凝性好。芽孢杆菌菌体外包有一层或多层荚膜，因为其含羧基和羟基等多个极性功效团，可经过离子键、氢键和范德华力同时吸附多个胶体颗粒，在颗粒间产生架桥现象，从而形成三维结构，有利于吸收悬浮颗粒和胶体物质，这是该菌能起絮凝作用关键原因，如胶质芽孢杆菌能絮凝Pb，Mn和Cr等金属离子，去除淀粉废水、制药废水和生活污水中固体悬浮颗粒及对墨汁溶液进行脱色，效果显著高于其它微生物多糖和传统化学絮凝剂，是良好生物絮凝剂生产菌种。（3）去碳（COD）功效。芽孢杆菌含有丰富蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、脱氢酶、脱羧酶、氧化酶等，能强烈分解碳系污染物，分解蛋白质和复杂多糖，对水溶性有机物分解也相关键作用。（4）去氮、脱硫功效。芽孢杆菌可利用其丰富酶，强烈分解氮系、硫系污染物，净化水体。应用芽孢杆菌为主导菌复合微生态体系，可增加溶解氧(DO)，快速显著降低NH4+-N、NO2-N及H2S，改善环境。（5）硝化作用。NO3-在芽孢杆菌作用下，经NO2-，NO，N2O被还原为N2。即芽孢杆菌是好氧菌和兼性厌氧菌，以分子氧为载体，在供氧不充足时间和空间，能够利用硝酸盐或亚硝酸盐为最终电子载体产生NO2-N和N2，而起反硝化作用，将硝酸盐移出系统外，从而有效处理总氮处理问题。基于芽孢杆菌本身含有特征，采取芽孢杆菌处理废水有效处理了活性污泥法处理污水时常见污泥膨胀、低温时处理效果下降等问题。枯草芽孢杆菌和活性污泥法相比处理过程中无臭气产生，且产生剩下污泥量降低50%。以城市污水为例，和活性污泥法相比，建设投资及运行成本均降低20%以上，且在水温低于10情况下，仍然可确保出水全部指标达成GB18918-“一级A”或“一级B”标准。在工程应用上，现在采取枯草芽孢杆菌处理废水用于实际工程治理关键集中在日本和韩国，中国也开始引进该技术用于垃圾渗滤液、高含盐废水、化工废水、生活污水等。其中日本全部应用在产业废水领域；韩国在产业及市政均大规模采取。日本自1996年起开始使用，迄今已经有几百家企业采取枯草芽孢杆菌处理废水，行业遍布水产及海产品加工、乳制品、饮料、屠宰、酿造、餐厨、制药、制糖、食品加工、养殖、化工、洗涤、调料加工等，处理规模最大为2500m/d。韩国自1997年引入后，发展较快，现在已成为其中国关键采取处理工艺之一。现用枯草芽孢杆菌处理废水包含产业关键有乳制品、动物养殖、水产加工、油脂加工、饮料、快餐、医疗、屠宰等；另外在城市污水、垃圾渗滤液处理、集中化粪池污水处理等领域也得到了大规模应用。世界最大化粪池污水处理设施釜山市污泥处理场，将原有活性污泥法处理3500m/d污水设施，改用枯草芽孢杆菌进行处理；起城市污水处理设施开始大规模推广枯草芽孢杆菌技术，含有代表性工程集中在P yong市，处理规模在50000m/d 。现在使用枯草芽孢杆菌进行改造工程最大处理规模为900000 m/d。我企业在浙江利用芽孢杆菌生物膜技术处理垃圾渗滤液，不经稀释，直接处理垃圾场原始渗滤液，结果发觉：分解水体中有机物速度快，COD去除率高90%左右，NO2-N则可达成99%，对碳氮比要求低，污泥浓度高，展现球型。尤其是即使pH发生重大改变，污泥浓度仍然增加，且絮凝效果极好，出水清澈透明，经测定芽孢杆菌浓度约为30-40%。芽孢杆菌能改善水体水质、降低病害发生特征现在也引发大家关注。芽孢杆菌进入养殖水体后，能将养殖动物排泄物、残余饲料、动植物残骸等有机物快速分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐等，为单细胞藻类生长繁殖提供营养；而单细胞藻类进行光和作用又为有机物氧化分解、微生物及养殖生物呼吸提供溶解氧，由此组成一个良性生态循环，使水体中菌藻趋于平衡，从而维持良好水质条件。另外，芽孢杆菌还能够经过释放抗生素抑制病原菌生长，或经过机体细胞免疫和体液免疫，如提升干扰素和具噬细胞活性，刺激产生非特异性免疫因子。对于虾养殖水体来说，投入芽孢杆菌能增加沉积物好氧菌数量，抑制弧菌数量，加紧有机物分解过程，从而有效控制弧菌病发生。高效芽孢杆菌生物转盘系统增强了传统活性污泥法废水处理系统功效。利用生物转盘培养高浓度芽孢杆菌能够处理传统污泥法没法处理高浓度有机废水，在消除氮、磷及恶臭等方面含有划时代意义。高效芽孢杆菌生物转盘系统系统含有很强负荷能力，它能够在不稀释状态下很好处理高浓度有机废水(BOD)，氮磷出去率也很高，芽孢杆菌首先成为生物转盘优势菌群，且整个系统不需要进行连续投加芽孢杆菌，关键因为芽孢表面分泌一个酶，可抑制其它细菌等快速增加。去除恶臭能力变强(不需要除臭设备)。同时因为污泥絮凝和沉淀性变好。剩下污泥降低，这么就降低了污泥处理成本。3.4.3芽孢杆菌处理工艺步骤芽孢杆菌生物膜处理技术工艺步骤框图见图1。生活污水进口格栅/配水槽生物膜转盘出水回用内回流一体化曝气槽剩下污泥回用图1 工艺步骤框图3.4.4工艺说明本工程采取芽孢杆菌生物膜工艺，该系统包含格栅池、生物膜转盘系统和远程监控系统，设计污水由村落内部污水管网引至污水处理站，经格栅后进入一体化高效生物转盘，一体化高效生物转盘是由转盘和高效芽孢杆菌组成，转盘在池内按一定速度进行转动，伴随这个过程，附着在转盘上污泥进行好氧-厌氧过程。池内设置内回流，利用回流泵实现。生物转盘池设计停留时间约4小时，内置转盘，并投加芽孢杆菌，提升处理效果。并在池底部署曝气系统，起到搅拌作用，加大污水流动能力；在供氧不足时，还能够提升供氧量。关键去除有机物（COD、BOD），同时脱除氨氮和磷进行硝化反硝化反应，最终在一体化装置中进行沉淀分离，然后排水回用。4.关键构建筑物和设备4.1关键构建筑物4.1.1格栅井格栅井井底标高依据管道标高确定，格栅采取移动耙式格栅，能有效去除树叶、废纸、砂石等杂物，含有自清扫功效，清扫后杂物自行掉落于废弃物搜集桶内，装满后由人工搜集后有效尺寸为2.01.02.0m；配栅隙5mm，安装角度70。格栅后配置潜水泵2台，1用1备，功率1kW。运行时间为8小时。液位浮球自动控制开启。4.1.2缺氧池设计缺氧池停留时间为4h缺氧池设计尺寸为：2m2m2.5m4.1.3好氧池设计好氧池停留时间为6h缺氧池设计尺寸为：2m3m2.5m4.1.4沉淀池设计沉淀池尺寸为：2m2m2.5m4.1.5污泥池设计污泥池尺寸为：2m2m2.5m4.2关键设备4.2.1生物转盘本系统采取AT-1024型生物转盘，特殊网状结构，材质为聚偏二氯乙烯（PVDC），该材质耐酸、耐碱、耐腐蚀，耐高温。同时，经拉丝后，密度仅为0.050.06kg/m3。所以，总驱动功率较小。AT-1024关键参数：外观尺寸3121L1330W1515H，处理规模为165吨/天。盘体1/3浸没在污水中。该生物转盘每日可去除75kgBOD5。该生物膜自行更新，不需要反复投加芽孢杆菌。生物转盘0.4kw。二十四小时运行。转速为520转/min。外置回流泵：功率1kw，2台，一用一备，8小时运行。在初始运行时投加营养剂1次。污泥回流比正常运行时1：1，而冬季运行时1：2。 图4-1 转盘接触体 图4-2 高效生物膜图4-3 生物转盘装置4.2.2格栅机格栅机关键是为了阻截污水中较粗大悬浮污染物，如木头、塑料、大型垃圾等，确保后续处理设备正常进行。栅距：5mm功率：0.37kw数量：1台4.2.3进水提升泵进水提升泵关键是将经格栅机处理后污水提升到缺氧池中。一共配置两台，进水提升泵安装方法采取液下自动耦合式安装，它控制方法是依据集水池液位，由PLC自动控制，水泵按顺寻轮值运行，也可现场手动控制。流量：10m3/h 扬程：10m 功率：0.75kw 数量：2个4.2.4搅拌器搅拌器关键是用在缺氧池中，推进搅拌含有悬浮物污水，创建水流，加强搅拌功效，预防污泥沉淀。功率：0.75kw数量：1个4.2.5污泥提升泵污泥提升泵关键是将剩下污泥输送到后处理。流量：10m3/h 扬程：10m 功率：0.75kw 数量：1个4.2.6曝气系统曝气目标一是供给微生物新陈代谢所需氧量，二是使污泥和废水充足混合，达成搅拌目标。曝气系统关键由曝气机、曝气头和曝气管道等组成。曝气机：进气量22m3/h功率1.5kw曝气头：100个曝气管道：若干4.2.7风机风机关键用在曝气中鼓风作用，采取罗茨鼓风机。它特点是在最高设计压力范围内，管道阻力改变时流量改变很小，工作适应性强，故在流量要求稳定阻力变动幅度较大工作场所，可予自动调整，且叶轮和机体之间含有一定间隙不直接接触，结构简单，制造维护方便。风量：0.46m3/min功率：1.2kw数量：1台4.3关键构建筑物汇总表4-1 关键构建筑物汇总表