博爱绿源养殖废水治理方案讲解Word下载.docx
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（12）国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》
（13）焦作市环境保护局下发的《焦作市“三河三湖流域畜禽养殖资金项目治理技术规范”》
1.2.2相关规范和标准
（1）《畜禽养殖业污染防治技术政策（环发[2010]151号2010-12-30实施）》
（2）《畜禽养殖业粪污排放标准》（GB18596-2011）
（3）《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）
（4）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
（5）《建筑给水排水设计规范》（GBJ5015-2009）
（6）《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）
（7）《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）
（8）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
1.3设计内容
本次方案的设计内容主要包括：
1、干清粪；
2、雨污分流工程；
3、粪便、废水处置工程，包括堆粪工程和沼气系统两部分；
4、沼气工程。
1.4设计目标
本方案实施后，将达到如下目标：
1、粪便无害化综合利用；
2、污水无害化综合利用；
3、恶臭污染物大幅削减，场区内蚊蝇数量减少，环境卫生条件改善；
4、病死猪尸体安全填埋，得到及时处置。
2工程概况
2.1工程产品方案及规模
焦作市博爱县绿源养殖专业合作社产品方案及规模详见表2-1。
表2-1工程产品方案及规模一览表
产品名称
规模（存栏）
商品猪
5000
2.2工程组成及平面布置情况
焦作市博爱县绿源养殖专业合作社主要构筑物包括办公生活区、猪舍、料房、沼气系统和堆粪场等，猪舍按照统一标准建设，沼气系统包括沼气池、沼液池等。
其中办公生活区布置在厂区西北部，料房布置在办公区西临，猪舍全部布置在厂区东部，猪舍全部为东西走向，由东至西8排3列布置，沼气系统、堆粪场及安全填埋井布置在厂区西南部，沼气系统布置在堆粪场北侧，安全填埋井布置西侧猪舍南端。
工程主要构筑物详见表2-2，工程平面布置示意图见图2-1,。
表2-2工程主要建筑物一览表
类别
规格
数量
污水沟
1590m
27
沉砂集水池
360m3
1
UASB厌氧反应器
396m³
沼气池
828m3
沼液贮存池
1190m3
262.5m3
175m3
沼渣贮存池
300m³
堆粪场
170m³
渗滤液贮存池
9m3
综合设备用房
238m2
附图2-1厂区平面布置示
意图
2.3工程主要设备
工程主要设备有饲料粉碎机、预混机、水泵、消毒泵和风机等。
工程主要设备详见表2-3。
表2-3工程主要设备一览表
名称
规格及型号
饲料粉碎机
7.5kw
2
风机
1.2kw
48
潜水排污泵
3kw
潜水污水泵
3
高压消毒泵
2.4工程污染物产生及治理情况
2.4.1废水
工程废水主要为猪尿、猪舍冲洗水和员工生活污水。
1、猪尿产生于生猪养殖过程。
猪尿产生量为3.3kg/（头•天），损失量按排尿量的10%计。
猪饲养周期为199天，工程按365天计算，项目全年猪群尿液排泄量为6022.5t/a，猪尿损失量为602t/a。
则实际排出的猪尿为5420.5t/a。
2、猪舍需要每天定时冲洗，根据实际养殖经验，每栋猪舍每次清洗需0.5t水，本项目共建猪舍24栋，则猪场每年需冲洗水4380t。
考虑到猪舍地面吸收残留及自然蒸发，评价损耗按10%计，则猪场每年产生冲洗废水3942t。
3、项目劳动定员50人，按每人每天用水量140L计算，工程年耗水量为2555t/a，生活污水产生量按用水量80%计，则项目生活污水年产生量为2044t/a。
总计综合废水量为11406.5t/a。
2.4.2固废
工程固废主要为猪粪和病死猪。
1、工程存栏商品猪5000头，养殖过程中猪每天产生粪便2.0kg/头，猪饲养周期为199天，工程按365天计算，工程养殖过程中产生猪粪3650t/a，含水率约80%。
依据规范进入沼气系统必须有3578t/a的粪便。
剩余72t/a的粪便用于堆肥处理。
2、项目养殖过程中产生的病死猪主要为仔猪，根据同类企业类比调查和有关资料统计，猪只的死亡率一般占出栏量的1％左右，平均重量以40kg/头计，则本项目死猪产生量约50头/年，共计2t。
2.4.3环境卫生
工程环境卫生状况分为恶臭和蚊蝇两部分。
①恶臭气体的主要来源是猪舍、沼气工程及堆粪场，会产生含NH3、H2S等恶臭气体，采取喷洒防臭剂等措施进行治理。
②场区内的蚊蝇通过喷洒杀虫剂等措施进行治理，蚊蝇数量较少。
工程具体产排污情况见下表。
表2-4工程产排污情况一览表
产污环节
污染物
产生量
商品猪养殖
猪粪
3650t/a
病死猪
2t/a
猪尿
5420.5t/a
猪舍冲洗水
3942t/a
日常生产
生活污水
2044t/a
猪舍、沼气工程、堆粪场
恶臭
-
3技术方案
3.1干清粪
3.1.1设计原理
按照《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）中相关要求，畜禽养殖粪便清理应采用干清粪工艺，干清粪即畜禽排放的粪便一经产生便通过机械或人工收集、清除，尿液、残余粪便及冲洗水则从排污道排出的清粪方式。
3.1.2设计内容
养殖场内猪粪清理采用干清粪的收集方式，干湿分离，即人工定期在猪舍内用铁锹将干猪粪清理至斗车中外运至处置场所，猪尿自行流入猪舍内导流沟，经污水管道入沉砂集水池，并设置专人负责。
3.1.3设备及选型
项目采用人工清理猪舍内粪污，具体情况见下表。
表3-1干清粪工程设备及构筑物
设备/构筑物结构
型号
铁锹、斗车
20
3.1.3投资及运行费用
项目投资主要为铁锹、斗车的购进，投资费用约为2万元。
3.2雨污分流
3.2.1设计内容
按照《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）中相关要求，厂区内实行雨水、污水单独收集处置。
①雨水收集：
通过地面坡度汇集至明沟内，集中用于厂区绿化。
②污水收集：
猪舍冲洗水、猪尿及少量残留猪粪由猪舍内排污沟收集后，直接排入沼气工程的沉砂集水池用于制沼气、生活污水经管道收集后，直接排入沼气工程用于制沼气。
猪舍外导流沟均采取地下埋设，并保证防渗性达到要求，做到雨污分流，防止污水和其它水流的交叉。
3.2.2设备选型及构筑物建设
项目选用砖混结构排污沟，具体情况见下表。
表3-2雨污分流工程设备及构筑物
参数
雨水收集明沟
水泥混凝土
长度1200m
生活污水收集管道
PVC管
长度60m
1条
排污沟
砖混
长度：
结构：
二四砖+表面不小于1cm的水泥混凝土涂层
3.2.3投资及运行费用
项目投资主要为水泥混凝土、PVC管、钢管、彩钢板等的购进及施工人员工资，合计投资费用为32万元。
3.3粪便处理工程
3.3.1堆粪场
1、设计原理
堆粪工艺选取好氧堆肥法。
好氧堆肥原理为在有氧条件下，利用好氧微生物的作用，是固体禽畜粪便达到稳定化、无害化。
堆肥过程中的温度变化分为升温期、高温期和熟化期三个阶段，通过温度的变化，好氧微生物可分解出粪便中的淀粉、糖类、蛋白质、脂肪等物质，同时通过高温杀死粪便中的虫卵和病原菌，使粪便转换为对作物生长有益和容易吸收的有机肥。
（运行中可能会有由于粪便产生不均匀制沼气的粪便不能满足需求，所以堆粪场可能会闲置）。
按照《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）相关要求，堆粪发酵持续时间不得少于5d，堆粪池有效体积应至少能容纳6个月粪便产生量计算，且需建设有收集堆肥渗滤液的贮存池，收集的渗滤液定期由泵送至沼气系统。
2、设计内容
工程养殖过程中产生猪粪3650t/a，72t/a送堆粪场进行堆肥，详细设计参数见表3-3。
表3-3堆粪场设计参数
项目
指标
堆粪发酵时间
5d
堆存高度
1.8m
堆存面积
容纳6个月粪便产生量要求
有效堆存面积系数
0.6
粪便比重
2t/m3
经计算堆粪场面积应不低于50m2，同时应配套建设“三防”设施。
3、设备选型及构筑物建设
选用有机玻璃搭建防雨棚，砖混结构围堰以及水泥混凝土地面，具体情况见下表。
表3-4粪便处理工程设备及构筑物
防雨棚
有机玻璃顶棚
大小：
34×
5×
3m
雨棚的四个边缘要超出堆粪场围堰0.5m
钢管支架
直径不小于5cm的钢管支架
围堰
高度：
0.5m
地面
混凝土
地面进行夯实，上铺设0.2m厚的水泥混凝土
地下钢砼
3×
2×
1.5m
容积：
9m3
导流沟
长度1.5m
4、投资及运行费用
项目投资主要为水泥、砖等的购进及施工，投资费用约为3万元。
3.3.2沼气工程
沼气系统采用“预处理+UASB厌氧处理工艺”的沼气处理系统，主要构筑物为沉砂集水池、UASB厌氧反应器、沼液、沼渣贮存池。
UASB法又称升流式厌氧污泥床法，是利用反应器底部的高浓度污泥床（污泥浓度可达60-80g/L），对上升流废水进行厌氧处理的高速废水生物处理过程。
废水由反应器底部进入，向上流动通过反应器，大部分有机物在污泥床中经发酵转化为气体。
由于所产气体的搅动，污泥窗上部有一个污泥悬浮层。
反应器上部设有沉淀器——气体分离器。
被分离的气体（沼气）导出反应器收集利用，被分离的污泥则回流到厌氧反应区。
对于一般有机废水，当水温在30℃左右时，容积负荷可达10-20kg（COD）/（m3·
d）。
COD去除率可达75-80%。
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
2、工艺流程
养殖场废水通过地下管道进入沉砂集水池，同时每天加入新清理的猪粪，在此进行充分混合搅拌。
物料经潜水排污泵由沉砂集水池进入UASB厌氧反应器，进行厌氧消化处理。
在反应器中，利用厌氧微生物新陈代谢作用，将大部分有机物去除，同时产生大量沼气、沼渣、沼液。
UASB厌氧反应器产生的沼液沼渣自流进入沼液沼渣贮存池，全部外售；
产生的沼气经脱水器后进入脱硫器内脱除硫化氢，防止后续单元被腐蚀，脱水脱硫后的干燥的沼气经调节压力后储存于贮气柜。
贮存的沼气部分用于厂区内员工的日常生活，供给沼气锅炉，用于厂区及猪舍内的供暖，沼气发生系统的保温，其余直接全部通过管道外售给附近居民使用。
沼气工艺详见图3-1。
图3-1沼气工艺流程图
3、设计内容
按照《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）中相关要求，沼气系统沉砂集水池容积应不宜小于最大日排放量的50%；
总固体含量（TS%）≥3%时，厌氧反应器的水力停留时间应不低于8d；
沼液沼渣贮存池的总有效容积应参照当地农作物生产用肥的最大间隔时间和冬季封冻期或雨季最长降雨期进行设计，一般不得小于30d的排放总量；
厌氧处理产生的沼气须完全利用，不得直接向环境排放。
工程进入沼气系统粪便量为10t/d，废水量为31.25m3/d，由此确定设计参数，详细设计参数见表3-5。
表3-5堆粪场设计参数
处理能力
粪便量
10t/d
综合废水产生量
31.25m3/d
设计参数
厌氧反应器流量
41m³
/d
厌氧反应器停留时间
8d
沼液产生量
36.54t/d
沼渣产生量
1.68t/d
沼液沼渣储存时间
30d
沼气产生量
539m3/d
经计算，工程沉砂集水池容积应不小于156m3，厌氧反应器容积应不小于250m3，沼液贮存池容积应不小于1146.6m3，沼渣贮存池容积应不小于50.4m3。
考虑到突发事件，在计算的基础上，沉砂集水池、厌氧反应器、沼液沼渣贮存池的有效容积增加20%，则工程沉砂集水池容积应不小于187m3，厌氧反应器容积应不小于313m3，
沼液贮存池容积应不小于1434m3，沼渣贮存池容积应不小于63m3。
项目选用钢混结构建造沼气系统，同时砖混结构建造配套锅炉房，并进行沼气柜的安装，具体情况见下表。
表3-4沼气工程设备及构筑物
20×
6×
11×
9×
4m
396m3
23×
4
828m³
1#沼液贮存池
5m
1190m3
2#沼液贮存池
2.5×
15×
7m
262.5m³
3#沼液贮存池
10×
30×
4×
2.5m
300m3
4、沼液、沼渣消纳可行性行分析
本项目共建设3座沼液贮存池，分别均设置在场区东南部，位于场区的主导风向下风向，总容积为1627.5m3，分隔为多格形式，便于贮存沼液；
沼渣贮存池拟设置在场区东南部，位于场区的主导风向下风向，体积为300m3。
项目附近多种植小麦、玉米、地黄，当地农作物生产用肥的最大间隔时间为30天，农田灌溉每亩地需沼液40t，沼渣4t左右，养殖场周围有农田900余亩，能够完全容纳该项目所产生的沼液沼渣，同时养殖场将沼液、沼渣供给周边农户用于农田施肥，农户将收获后的麦秆、玉米秸秆供给养殖场，养殖场与周边农户实行双赢，可以使养殖废物资源利用最大化。
5、周边环境与沼气利用的可行性分析
根据《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ／T81—2001），场界与禁建区域边界的最小距离不得小于500m。
厂址周围500m内没有居民、学校等环境敏感点，本项目自产的沼气部分用于厂区内员工的日常生活，部分供给沼气锅炉，用于奶站的供暖，沼气发生系统的保温。
剩余部分通过沼气输送管道外售给附近农户。
6、投资及运行费用
项目投资主要为水泥、钢结构、配套设备等的购进及施工，投资费用约为118万元。
3.4病死猪处置工程
3.4.1设计原理
病死猪处置工程设计原理为采用深埋方式对病猪鸡尸体进行处理，同时采用石灰对其进行杀菌消毒。
3.4.2设计内容
按照《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）中相关要求，病死畜禽尸体应进行安全填埋，不得随意处置。
不具备焚烧条件的养殖场应设置两个以上安全填埋井，填埋井应为混凝土结构，深度大于2m，直径1m，井口加盖密封。
进行填埋时，在每次投入畜禽尸体后，应覆盖一层厚度大于10cm的熟石灰，井填满后，须用粘土填埋压实并封口。
3.4.3设备选型及构筑物建设
项目安全填埋井具体情况见表3-7。
表3-7病死猪处置工程设备及构筑物
安全填埋井
1×
2m深6m，
2个
3.4.3投资及运行费用
项目投资主要为水泥混凝土等的购进及施工人员工资，合计投资费用为4.02万元。
4投资估算
4.1土建部分
土建部分投资概算见表4-1
表4-1土建部分投资估算
序号
建设内容
单位
规模
单价（元）
费用合计（元）
备注
立方米
360
260
93600
钢混
沼气、沼液、渣贮池
3151.5
819390
平方米
238
110
26180
170
60
10200
5
9
2340
6
防雨棚总面积
646
120
77520
有机玻璃
7
米
1590
90
143100
8
37.7
180
6786
阀门井、照明、围堰、其它
12000
合计
1191116
4.2设备及材料部分
设备及材料部分投资估算见表4-2。
表4-2设备及材料部分投资估算表
设备名称
总价（元）
提升泵
台
980
沼液泵
1240
搅拌机
4800
UASB反应器
套
200000
防雷系统
2000
水封罐
脱水器
脱硫器
干式阻火器
3000
10
沼气流量计
6000
11
增温管道及管件
22000
12
可燃气体浓度报警装置
13
增压风机
14
配电系统
9000
含设备电缆
15
阀门、管道等
批
7000
设备合计
298020
4.3投资估算及资金筹措
投资估算见表4-3。
表4-3投资估算
项目名称
构成方式
费用（万元）
一
土建工程
119.1
二
工艺设备
29.8
三
设备配套运杂费
（二）×
1%
0.298
四
工艺管道安装工程
5%
1.49
五
本工程直接费合计
（二）+（三）+（四）
31.588
六
本工程间接费
1+2
工程设计费
1.5
指导调试、培训费
七
工程设备、安装投资
（五）+（六）
34.588
八
总投资
（一）+（七）
153.688
注：
项目总投资153.688万元（包含场地平整、物资采购及人工费用等）；
不包含税金。
企业自筹93.688万元，申请中央补助资金60万元。
5防火防爆
工程在沼气使用过程中应注意防火防爆，产生的沼气经管道输送至储气柜进行储气调压，后供给厂区内使用。
工程储气柜、管道及沼气利用设施的设计施工应严格按照《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）及国家下发的有关规范及文件进行。
道路及铺砌载重区与外道路相通，既可为检修使用，同时可作为消防通道。
各构、建筑物均按规范要求设有安全出口，厂区内最远工作地点到外部出口的距离按规范要求设置。
在设计中严格执行有关的防火技术规定。
针对生产过程中各种火灾危险因素，从消除或控制着火源、防止形成可燃介质、阻止或再蔓延三方面着手，加强了安全防护，大大减少了火灾发生机率。
设置了可燃气体浓度报警系统，使得操作人员能及早发现火情，及时进行补救。
在UASB厌氧反应器附近设置消防水栓。
本工程严禁烟火，在UASB厌氧反应器、贮气柜等部位张贴“严禁烟火”标志。
本工程按中危险级C类火灾设计，最低配置基准为55B，综合设备用房、锅炉房以及值班室每间设2具MF/ABC4磷酸铵盐干粉灭火器，室内消防用水量l0L/S，火灾延续时间3小时，一次消防水量108t，应保证消防用水的供给量。
6电气及自动控制设计
6.1配电系统说明
该工程用电为三级负荷，低压电源由业主采用铜芯聚氯乙烯绝缘电缆穿管
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