某养猪场废水处理方案.docx
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某养猪场废水处理方案
养猪场废水治理工程设计方案
欧阳光明（2021.03.07）
（初稿）
一、概述1
二、设计依据1
2.1、污水水质、水量1
2.2、执行污水排放标准2
2.3、设计技术规范及相关标准2
三、污水处理工艺流程4
3.1、设计范围4
3.2、设计原则4
3.3、处理工艺的选择5
四、系统主要设备和构筑物设计与选型6
五、各处理单元构筑物污染物去除分担率10
六、构筑物规格一览表10
七、工程总造价10
7.1、直接费用10
7.2、设备投资概算10
7.3、间接费用11
八、动力设备功率一览表12
九、运行费用12
十、其他分项设计13
10．1．总图设计和高程设计13
10.1.1总图设计13
10.1.2高程设计13
10．2、电气设计14
10.2.1电气设计原则14
10.2.2电源、敷线方式及保安措施14
10.3环境保护15
十一、安装调试、质量保证和售后服务17
11．1、安装调试17
11．2、质量保证17
11．3、售后服务17
一、概述
由业主提供80m3/D的规模专业养猪场。
猪场污水主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水，属高浓度有机污水，而且悬浮物和氨氮含量大。
这种未经处理的污水进入自然水体后，使水中固体悬浮物、有机物和微生物含量升高，改变水体的物理、化学和生物群落组成，使水质变坏。
污水中还含有大量的病原微生物将通过水体或通过水生动植物进行扩散传播，危害人畜健康。
为了做到经济效益、社会效益和环境效益的三者有机结合，使企业走可持续发展的道路，必须对其污水进行有效的治理。
按照当地环保部门的要求，我公司受该场委托进行污水处理工程的方案设计。
根据场方提供的有关基础资料，结合本公司多年处理养殖业污水的经验，现提出如下设计方案，供养猪场领导及上级环保主管部门审定。
二、设计依据
2.1、污水水质、水量
该养殖场采用干清粪方式，由人工清扫猪舍收集粪便，再用人力车运到集粪场堆放出售。
污水主要来自猪尿和猪舍冲洗水，其中含有部分粪便。
污水水质情况见表2.1。
污水处理站设计处理污水能力80t/d，每天24小时运行。
表2.1污水水量和水质表
污染源
污水量（t/d）
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
氨氮（mg/L）
总磷（以P计）（mg/L）
污水
80
7000
3000
3000
300
45
2.2、执行污水排放标准
处理后的水质应达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001中表5标准,具体标准值见表2.2。
表2.2畜禽养殖业水污染物排放浓度
序号
污染物
标准
1
COD
≤400mg/l
2
BOD
≤150mg/l
3
SS
≤200mg/l
4
氨氮
≤80mg/l
5
总磷（以P计）
≤8.0mg/l
2.3、设计技术规范及相关标准
本污水处理项目的设计，施工与安装严格执行国家的专业技术规范与标准，其主要规范与标准如下：
l《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001
l《室外排水设计规范》GBJ14-87
l《室外给水设计规范》TJ13-86
l《混凝土结构设计规范》GBJ10-89
l《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89
l《建筑抗震设计规范》GBJ11-89
l《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84
l《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141-90
l
《钢结构设计规范》GB17-88
l《水下混凝土结构设计规范》SDJ20-78
l《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78
l《地下工程防水技术规范》GBJ108-87
l《钢筋混凝土工程施工及验收规范》GBJ204-83
l《建筑安装工程质量检验评定标准》TJ307-74
l《机械设备安装工程施工及验收规范》TJ231-75
l《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GBJ236-82
l《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
l《电气装置施工及验收规范》GBJ232-82
l《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
l《供水排水用铸铁闸门》CJ/T3006-92
l《电动装置技术条件》JB2921-81
l《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88
l《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95
l《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-92
l《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-92
三、污水处理工艺流程
3.1、设计范围
1、污水处理工程从分质集水池进水口到污水排放口的污水处理及在处理过程中产生的污泥治理。
2、设计包括此污水处理工程的工艺流程，单体土建结构、电器控制、设备选型及管道管件的安装。
3、道路及场区绿化仅在设计过程中进行总体规化，不包括在工程设计范围内。
3.2、设计原则
1、本着使厂方投资小，收益佳的基本原则设计此工艺流程；
2、根据养殖场排放的污水水质特点，参考国内外各种文献资料，结合我公司多年的实际经验，采用目前成熟的、可操作性强的、较为经济的污水处理工艺。
3、处理工艺简明、高效、操作方便，能实现较高水平的自动化。
4、在达到出水标准的前提下，不仅要减少投资，更要降低日常运行费用。
5、设计中各参数要考虑到工艺的安全可靠，耐冲击负荷，整个系统运行的稳定性。
6、整套设施性能优良，耐久性好，便于管理维护。
7、整个系统布局合理紧凑、不但能降低能耗，而且融入建筑美学，适应整个场区的总体布局。
3.3、处理工艺的选择
猪场废水处理方法可简单地归纳为物理处理法、物理化学处理法、化学处理法和生物处理法，应用最广泛的是生物处理法，即主要通过微生物的生命过程把污水中的有机物转化为新的微生物细胞以及简单形式的无机物，从而达到去除有机物的目的。
养殖污水的特点是排放集中、水力冲击负荷强、有机质浓度高、水解酸化快、沉淀性能好，且该猪场采用干清粪方式收集猪粪，污水中以冲洗水为主。
据此我们采用
“化粪池+缺氧池+生物接触氧化+氧化塘”工艺处理本项目污水，处理后的水质应达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001中表5标准。
猪场粪水（经干清粪后）自流入化粪池，经化粪池内完成固液分离并进行水解酸化，然后粪液进入缺氧池，进行在缺氧条件下进行生化处理，出水经沉淀后进入接触氧化池，好氧处理后出水排入水生生物氧化塘经植物吸收和自净后达标排放。
污水处理工艺流程见图3.1。
猪场废水
（80t/d）
污泥部分回流
图3.1项目污水处理工艺流程图
四、系统主要设备和构筑物设计与选型
1、化粪池
污水由进粪口自流进入第一池，池内粪便开始发酵分解、因比重不同粪液可自然分为二层，下层为块状或颗状粪渣，上层为比较澄清的粪液。
下层粪渣中含细菌和寄生虫卵最多，粪液层含虫卵最少，初步发酵的粪液经过溢流至
第二池，而将大部分粪渣阻留在第一池内继续发酵。
流入第二池的粪液进一步发酵分解，虫卵继续下沉，病原体逐渐死亡，粪液得到进一步无害化，产生的粪渣比第一池显著减少。
再经过溢流入第三池的粪液更加澄清。
粪液在第三池中发生水解酸化。
水解酸化反应利用厌氧反应中的水解、产酸作用，使污水、污泥一次得到处理，大分子降解为小分子；同时可去除部分SS和COD。
水解反应器中的大量微生物将进水中颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，这是一个物理过程的快速反应，一般只要几秒到几十秒即可完成，因此，反应是迅速的。
截留下来的物质吸附在水解污泥的表面，漫漫地被分解代谢，其在系统内的污泥停留时间要大于水力停留时间。
在大量水解细菌的作用下将大分子、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质后，重新释放到液体中，在较高的水力负荷下随水流移出系统。
由于水解和产酸菌世代期较短，往往以分和小时计，因此，这一降解过程也是迅速的。
在这一过程中溶解性BOD、COD的去除率虽然表面上讲只有10%左右，但是由于颗粒有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度，因此，溶解性BOD、COD去除率远远大于10%。
但是由于酸化过程的控制不能严格划分，在污泥中可能仍有少量甲烷菌的存在，可能产生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相当可观，故以气体形成释放的甲烷量很少。
可以看出，水解反应器集沉淀、吸附、网捕和生物絮凝等物理化学过程以及水解、酸化和甲烷化过程等生物降解功能于一体。
水解池中污泥的水解率可高达50%以上，排出系统的污泥量比初沉池、消化池联合系统低30%。
经过化粪池的降解COD去除率约在15%左右。
化粪池采用钢砼结构，有效容积：
480m3，大小：
24m×5.0m×4.5m，长向按2：
1：
3分成三格。
停留时间：
6天。
化粪池第三格采用预曝气，曝气强度为q=0.02m3/m2.min。
配套风机型号：
与接触氧化池风机共用
曝气系统：
型式：
穿孔管
数量：
1套
材料：
UPVC管
3、缺氧池
由于原污水浓度较高，内含大量的氨氮等有机物，好氧生化难以降解，故在生物接触氧化池前设置厌氧脱氮装置。
缺氧池内填料采用立体弹性聚丙烯挂膜式填料，材料强度高、抗老化，不堵塞、无死角，厌氧微生物菌容易着床，有利于生物膜生长，提高其活性，同时又作为反硝化细菌的载体。
设计停留时间为4小时。
确保污水在兼氧的条件下，由于兼性脱氮菌的作用，将NO2—N和NO3—N还原成N2，排入空气中，同时有机物分解，完成脱硝过程，最后达到脱氮同时去除大量有机物使污水得到净化。
按理论计算，氧化1kg的NH3-N需用3.4kg的氧气，因此为了提高氧的转移率，缺氧池中曝气装置设计采用微孔曝气，该曝气头为膜式微孔曝气，曝气头不易堵塞，气量由入孔处的阀门来调节，以保证缺氧中的溶解氧小于0.5mg/L。
池体尺寸为：
2.5×3.5×3.5m
有效容积26.5m3，有效水深为3000mm
水力设计停留时间为8小时。
硝化液回流比：
200%。
填料主要技术参数：
规格：
生物膜载体填料
数量：
22m3
搅拌配套系统：
穿孔管、数量1套、材质UPVC管
4、生物接触氧化池
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。
它兼有活性污泥法和生物膜法的优点。
填料为新颖弹性填料，易结膜，不堵塞。
已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。
在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。
接触氧化池分二格，表面呈长方形（内装含聚丙烯填料悬挂填料及生物炭填料），废水从池首端进入，在曝气和水力条件的推动下，混合液均衡地向前流动，并从池尾端流出。
接触氧化池任何两个断面都存在有机基质的浓度梯度，因此存在着基质降解动力，BOD降解菌为优占菌，可避免污泥膨胀问题。
接触氧化池设计水力停留时间16h。
气水比约为15：
1，采用盘状曝气系统曝气（成套设备）。
接触氧化池尺寸为：
5×3.5×3.5m
有效容积52.5m3，有效水深为3000mm
水力设计停留时间为16小时。
填料主要技术参数：
规格：
生物膜载体填料
数量：
43m3
曝气风机二台型号HC50S功率1.5KW气水比15：
1
布气系统采用微穿孔布气系统，数量4套、材质UPVC管。
生物膜载体填料技术参数
一、结构与特点：
生物膜载体填料是接触氧化法工艺的核心部分，它直接影响着处理效果、充氧性能、基建投资、运行周期和费用。
立体弹性填料和混合式立体弹性填料是经各种条件和大量试验和长时间生产性运行结果表明为理想的载体填料。
由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显着、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。
该填料在不同的工艺水质条件应用时，可调节丝条粗细密度及不同的组装形式，完全适用各种废水的厌氧、兼氧、好氧等处理工艺。
二、填料的使用寿命及更换
该填料筛选了聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度。
正常使用寿命在10-15年以上，填料的更换步骤：
1、移除盖板并抽空积水。
2、拆除原有填料，用剪刀剪断上下连接绳，捆扎好吊出池体。
3、清除杂质并对填料支架损坏部分进行修补。
4、安装新的填料。
5、注水并投入使用。
就本工程填料更换工程量约需人工4人，3个工日/人。
5、沉淀池
沉淀池是接触氧化池的配套设施，其作用是使污泥从混合液中分离出来。
本项目工程采用的是竖流式沉淀池。
沉积于污泥斗中的污泥一部分作为回流污泥流入化粪池，其它的则排到污泥干化池。
沉淀池出水则重力流入消毒池。
沉淀池设计表面负荷为1.0m3/m2·h，沉淀时间为3h。
池体尺寸为：
1.5×2.2×3.5m数量：
一只
配套中心桶等配件一套（材质：
A3）
6、水生生物氧化沟
氧化沟利用天然的沟塘进行人工修整而成，将污水在封闭的塘中停留。
氧化塘以其投资小、运行费用低、耗能小、氧化塘污水可回用从而实现污水资源化受到广泛采用。
水生生物氧化沟是在沟中种植具有除污功能的水生植物，如芦苇、荷、莲等，强化氧化塘的净化功能，同时还有使氧化沟得到利用获取一定经济效益（利用原有）。
五、各处理单元构筑物污染物去除分担率
污水治理工艺各处理单元设计处理效果预测值见表5.1。
项目
COD
BOD
SS
氨氮
总磷（以P计）
浓度（mg/L）
去除率（%）
浓度（mg/L）
去除率（%）
浓度（mg/L）
去除率（%）
浓度（mg/L）
去除率（%）
浓度（mg/L）
去除率（%）
进水
7000
-
3000
-
3000
-
300
-
45
-
化粪池
4900
30
2100
30
1500
50
-
-
-
-
缺氧池
2450
50
1050
50
-
-
-
-
-
-
接触氧化池
490
80
210
80
-
-
-
-
-
-
沉淀池
343
30
147
30
120
92
48
84
-
-
氧化塘
-
30
-
40
-
60
-
35
-
-
出水
达标
-
达标
-
达标
-
达标
-
达标
-
表5.1污水处理系统单元设计处理效果预测
六、构筑物规格一览表
构筑物详情见表6.1。
表6.1构筑物详情表
序号
构筑物单元
规格（m）
数量
有效容积
停留时间
1
化粪池
24×5.0×4.5
1座
480m3
6d
2
缺氧池
2.5×3.5×3.5m
1座
26.5m3
8hr
3
生物接触氧化池
5×3.5×3.5m
1座
52.5m3
16hr
4
沉淀池
1.5×2.2×3.5m
1座
10m3
6hr
5
污泥干化场
5.0×5.0×0.5
1座
-
-
6
排水口
2.5×0.8×0.6
1座
—
—
7
设备基础
现场确定
—
—
—
七、工程总造价
7.1、直接费用
土建构筑物投资概算情况见表7.1。
表7.1土建构筑物投资概算表
序号
构筑物单元
规格（m）
数量
池型结构
工程造价（万元）
1
化粪池
24×5.0×4.5
1座
砖混
16.2
2
缺氧池
2.5×3.5×3.5m
1座
砖混
0.95
3
生物接触氧化池
5×3.5×3.5m
1座
砖混
1.85
4
沉淀池
1.5×2.2×3.5m
1座
砖混
0.35
5
污泥干化场
5.0×5.0×0.5
1座
砖混
0.38
6
排水口
2.5×0.8×0.6
1座
砖混
0.10
7
设备基础
现场确定
—
1.00
总价
估算20.83万元业主承建
7、2设备投资概算表
设备投资概算情况见表7.2。
表7.2设备投资概算表
序号
名称
型号
数量
单价
总价
1
废水泵
Q=5m3/hH=10mW=0.75Kw
2台
0.10
0.20
2
沉淀反应池配件
非标
1套
0.50
0.50
3
缺氧池配件
含布水器\填料\填料支架
1套
6.60
6.60
4
接触氧化反应器配件
含填料\布水器\布气系统
1套
8.90
8.90
5
竖流沉淀池配件
非标
1套
1.80
1.80
6
加药系统
非标
2套
0.80
1.60
7
鼓风机
HC-50SQ=1.09m3/minW=1.5Kw
2台
0.90
1.80
8
污泥泵
Q=3m3/hH=20m离心式
2台
0.30
0.60
9
搅拌器
2台
0.50
1.00
10
配电系统
含控制柜、走线管、控制面板等
1套
0.90
0.90
11
管道、配件及加强
—
4.50
4.50
12
运输费
0.55
0.55
13
安装费
4.85
4.85
14
调试费
2.95
2.95
15
税金
3.60
总计40.35万元
合计：
A直接费用（不含土建）：
40.35万元
八、运行费用
运行费用包括电费、人工费，但不包括折旧费及修理基金。
1、
电费
以每度电按0.60元计，每小时3.3吨水的流量，则处理每吨污水的电费为1.0元。
2、人工费（兼管）
3、药剂费（PAC）0.10元
4、消毒剂（根据需要）
十、其他分项设计
10．1．总图设计和高程设计
10.1.1总图设计
本项目拟建在养殖场区内。
根据工艺需要，污水处理中心按不同的功能，分为污水处理区、污泥处理区和辅助设施区三部分，并适当的留出隔离带。
处理构筑物之间间距的确定，考虑各管道施工维修方便，根据人流、物流及运输方便，设置主次道路。
考虑消防安全，设置必要的设施。
按照建成范围和处理要求，进行定量布置。
各处理单元便于衔接。
根据实际情况污水处理中心没有单独的围墙、开放式布置。
污水处理中心平面布置初步设想见附图:
污水处理中心平面图，具体平面布置根据业主提供的地形图而定。
10.1.2高程设计
1）高程布置原则
a．污水处理中心室外地坪标高为±0.00m；
b．污水处理中心设计尽可能考虑土方平衡，并与周围场地道路标高适应
2）设计地面标高
设计以相对标高为参照，设室外地坪标高为±0.00
10．2、电气设计
10.2.1电气设计原则
1）本污水处理系统电力采用三相四线制，380伏；照明电采用单相二线制，220伏。
2）各类水泵、搅拌机等的电动机的自动控制程序由中央控制柜控制，用熔断器、断路器、接触器、热继电器等有关控制按钮等元器件来达到电气控制的目的。
3）各熔断器、断路器等元器件，设置在各电控柜内。
各电控柜控制按钮贴上控制设备名称、位号等标签。
4）有关电力线的型号、规格以及敷设方法根据污水站实际情况及以后工程设计
中加以确定。
5）对于有关电气设备连接、安装，按国家有关规范进行安装施工和测试。
10.2.2电源、敷线方式及保安措施
1）电源
本工程采用照明、电力分别进线方式。
进户线自室外电缆穿钢管埋地引入，室外钢管进口处埋地0.8米。
2）敷线方式
采用钢管沿墙、天地板暗敷设。
在底层地坪内用厚壁敷设，其余用电线管敷设。
3）保安措施
本工程采用TN-C-S系统，电源进线处中性线需重复接地，接地级用40×4mm镀锌扁钢通长敷设，扁钢埋地0.8米，其接地电阻应小于4Ω。
接地级与接地线需可靠焊接，钢管接头处均需按规范要求作跨接，所有不带电之电器设备金属外壳、栏杆、管道等均要作可靠接地。
4）其他
施工说明中未提到之处，均按国家有关标准、规范执行。
10.3环境保护
1）施工期间环境影响
a．施工扬尘、噪声的影响
施工期间挖掘的泥土常堆放在施工现场，风吹及过往车辆使尘土飞扬，影响周围环境。
施工扬尘，使附近的建筑物、植物蒙上尘土，给环境整洁带来麻烦，雨雪天气对周围路面带来泥泞。
施工期间的噪声主要来自施工机械的使用以及建筑材料的运输
中，特别在夜间，施工噪声将产生严重的扰民问题，影响附厂区内职工的工作和休息。
若夜间停止施工，或进行控制，则噪声对环境的影响将会大大减少。
B．生活垃圾的影响
工程施工时，施工区内工作人员的住宿会临时占用现场土地，要对该区域中的水、电及生活污弃物妥善安排，否则会严重影响卫生环境，导致工作人员的体力下降，尤其在夏季，若施工区的污弃物乱扔，则会带来害虫孽生，会严重影响施工区工作人员的身体健康。
C．建筑垃圾的影响
主要包括施工中失效的灰土、混凝土、碎砖瓦砾、污油漆、建材加工污料、植物性秸秆等，也包括施工人员临时搭建的工棚、库房等建筑物。
垃圾成分主要为无机物，若处理不当，可能引起水土流失，河道淤塞、破坏环境景观，污染环境。
2）运行期间环境影响
污水处理中心本身是一个环境保护项目，建成后对改善周围环境、改善排水水质作用显著。
但污水处理中心的运行对周围环境也会产生一定的影响，需采取一定的保护措施。
a．对水环境的影响
处理后降低CODCR、SS、氨氮等污染物，提高了水体的溶解氧，原有污水经过处理后出水水质将得到很大改善。
B．噪声对环境的影响
污水处理站噪声来自厂内机械发出的声音，主要有水泵、鼓风机等设备噪声。
C．固体污弃物
固体污弃物主要是沉淀池、污泥池以及管理人员的生活垃圾。
3）运行期环保设计
a．工艺设备噪声控制
鼓风机安装在一个密闭的空间内，内壁采用弹性玻璃棉及穿孔吸音板等吸音材料的隔音措施。
同时在鼓风机基础下，设立隔振垫，并在鼓风机进、出风管上安装消音器，在出风管上安装橡胶接头，以减少振动的产生。
管道流速采用较低值，降低管道噪声。
B．固体污弃物的处理和处置
污泥进入污泥池，经脱水后外运。
生活垃圾设立垃圾站，集中堆放，定期清理外运处理。
十一、安装调试、质量保证和售后服务
11．1、安装调试
1、所有污水处理设备由承建公司负责按照相关规范进行安装，安装结束后承建公司根据不同的设备进行不同的试车，保证安装后的设备的能正常的运行；
2、安装完成后承建公司根据建设方的情况，安排污水处理设施的调试，直至水处理系统能正常的进行，出水达到污水排放的设计标准，进而转交给建设方来管理和维护系统。
11．2、质量保证
1、所以设备提供三个月的质保期，质保期内实行三包（包修、包换、包退），在无人为损坏或操作不当的情况下出现质量问题，由承建公司安排免费维修，若维修未果，保证更换，若更换还未能解决问题，保证退货。
2、所有设备免费保修一年，终身维修。
11．3、售后服务
1、承建公司负责专门培训管理水处理的人员，使其掌握设计原理、工艺
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