养殖废水治理工程.docx

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养殖废水治理工程

1000m3/d养殖废水治理工程

技

术

方

案

第一章、总论

养殖业是我国农村发展的重要产业。

近年来，随着养殖规模的不断扩大，饲养数量的急剧增加，集约化、规模化的畜禽养殖业迅速的崛起和发展，使得大量的畜禽粪便污水成为污染源，这些养殖场产生的污染如果得不到及时处理，必将对环境造成极大危害，造成生态环境恶化，畜禽产品品质下降并危及人体健康，并严重制约养殖业的可持续发展。

根据建设项目“三同时”的要求，该养殖场建设废水治理工程势在必行。

第二章、项目提出的背景、治理的必要性

1、治理项目提出的背景

根据建设项目“三同时”的要求，该养殖场需建设养殖废水治理工程。

受养殖场的委托，对照政府环保部门的要求，特编制《10000m3/d养殖废水治理工程技术方案》

2、项目治理的必要性

养殖业是我国农村发展的重要产业。

近年来，随着养殖规模的不断扩大，饲养数量的急剧增加，集约化、规模化的畜禽养殖业迅速的崛起和发展，使得大量的畜禽粪便污水成为污染源，这些养殖场产生的污染如果得不到及时处理，必将对环境造成极大危害，造成生态环境恶化，畜禽产品品质下降并危及人体健康，并严重制约养殖业的可持续发展。

根据建设项目“三同时”的要求，该养殖场建设废水治理工程势在必行。

第三章、方案编制的原则、依据、范围及规范标准

1、编制原则、依据

⑴业主方提供的基础资料；

⑵当地环保部门的要求及当地地表水所属区域性质；

⑶贯彻“安全第一，预防为主”的方针，确保本项目投产后符合职业安全卫生的要求，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康的原则；

⑷以国家环保法规与标准为指导，力求达到最大的经济效益和环境效益。

充分考虑当地的实际情况与客观条件，全面规划、合理布局、整体协调，使工程的设计、运营管理都能达到预期目标；

⑸贯彻执行国家经济建设和新、改、扩建项目的一系列方针政策和规范，在工程设计中贯彻切合实际、技术先进、经济合理、安全适用原则，确保养殖废水达标排放并最大限度地提高工程的经济效益；

⑹企业的生产要符合环保要求，生产中的“三废”需予以处理，以满足规定的排放标准；

⑺本设计坚持基本建设程序，依据现有的地理条件及其他基础设计资料进行工程设计。

废水处理工艺力求科学、可靠、先进、能耗低、投资少，占地面积少。

总体上做到最大程度上节约设备；

⑻养殖废水治理工程最大程度结合矿方的生产及运营经济效益进行考虑，一切以业主的利益为先；

⑼养殖废水治理工程总平面布置力求紧凑,土方平衡,减少占地和投资费用；

⑽劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格按照国家和地方的有关规定执行；

⑾养殖废水治理工程设备、仪表的选用，遵循质量第一的原则；

⑾遵循售前、售中、售后跟踪服务，免费技术咨询的原则。

2、编制范围

⑴废水处理站内的土建工程、设备、工艺管道安装工程，电器控制工程。

⑵废水处理站以外的给水、供电不在编制范围，可由业主根据实际情况解决。

3、设计规范

《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）

《室外给水设计规范》（GB50013-2006）

《室外排水设计规范》（GB50014-2006）

《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）

《建筑设计防火规范》（GBJ50016-2006）

《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87）

《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）

《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

《低压配电设计规范》（GB50054-95）

业主方提供的水质、水量及外排水要求及当地环保局的相关规定与国家有关工程质量、安全、卫生、消防等方面的强制性标准条文的规定。

4、设计标准

处理后的出水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001表5中相关排放标准，如业主方对处理后的废水排放水质有更高的标准要求，我公司可在上述行业标准处理工艺的基础上增加深度处理工艺使处理后的水出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）中一级A相关标准的要求。

具体标准如下:

《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001

污染物指标

COD

BOD5

SS

NH4-N

pH

粪大肠菌群

浓度

≤400mg/L

≤10mg/L

200mg/L

≤5mg/L

6-9

1000个/L

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）一级A

污染物指标

COD

BOD5

SS

NH4-N

pH

粪大肠菌群

浓度

≤50mg/L

≤10mg/L

10mg/L

≤5mg/L

6-9

1000个/L

第四章、治理方案主要内容

1、治理方案的合理规模和综合利用产品

根据《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）表4中相关规定，养殖5万头牛的养殖场，最大废水排放量为Q=10000m3/d

常规养殖废水水质指标：

污染物指标

CODcr

BOD5

pH

SS

NH4-N

粪大肠菌群

浓度

8000mg/L

4000mg/L

6-9

6000mg/L

500mg/L

108个/L

2、环境保护标准

处理后的出水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001表5中相关排放标准，如业主方对处理后的废水排放水质有更高的标准要求，我公司可在上述行业标准处理工艺的基础上增加深度处理工艺使处理后的水出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）中一级A相关标准的要求。

具体标准如下:

《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001

污染物指标

COD

BOD5

SS

NH4-N

pH

粪大肠菌群

浓度

≤400mg/L

≤10mg/L

200mg/L

≤5mg/L

6-9

1000个/L

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）一级A

污染物指标

COD

BOD5

SS

NH4-N

pH

粪大肠菌群

浓度

≤50mg/L

≤10mg/L

10mg/L

≤5mg/L

6-9

1000个/L

3、治理方案

3.1废水处理工艺简介及流程图

该废水所采用的工艺流程为：

预处理+生化处理+深度处理。

3.1.1预处理

预处理部分由格栅、调节池和固液分离机组成。

格栅用来去除水中粗大的悬浮物，调节池用以调节废水的水质、水量，可以有效地保证后续处理构筑物的稳定运行，固液分离机用来除去包含于粪、粪尿混合液或废水等材料中固型物。

经预处理后，CODCr虽有相当的去除率，但含量仍然很高，必须进一步进行生物处理，从而使废水达标排放。

根据目前国内养殖废水处理技术及其发展趋势，结合养殖废水处理工程的实际设计和运行经验，并结合该项目的特点，我公司拟对该养殖废水采取以下生化处理及深度处理工艺：

厌氧+A/O+A/O+深度处理工艺。

3.1.2生化处理工艺

固液分离机出来的水经集水井收集后由泵打入UASB，经厌氧消化作用，去除污水中的大部分CODCr，降解物形成少量的污泥,另一部分以沼气形式逸出。

厌氧反应池出水进入两级A/O工艺，池内设有填料，池底布有高效曝气器，可去除部分有机物，第二级A/O池的出水自流入辐流式沉淀池，经辐流式沉淀池沉淀后的出水可满足《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001中的相关要求，但仍达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）中一级A的相关标准，如业主方需要处理后的水质达到更高的水质标准，则必须经进一步深度处理后才可达标排放。

3.1.3深度处理工艺

由辐流式沉淀池出来的水自流入絮凝式沉淀池沉淀后进入曝气生物滤池进一步处理后达标排放。

3.1.4污泥处理系统

由UASB、沉淀池产生的污泥进入污泥浓缩池，再由泵输送至卧式螺旋离心机，经离心机脱水后的泥饼外运，脱离液与污泥浓缩池上清液自流入集水井后进入废水处理系统进一步处理后达标排放。

具体工艺流程如下：

3.2工艺流程说明：

3.2.1预处理

养殖废水中含有较大的漂浮物、悬浮物，会对后续构筑物产生很较大的负荷，毁坏后续构筑物。

养殖废水经粗格栅拦截较大的漂浮物和悬浮物后进入调节池，废水在调节池内进行水质、水量的调节后，用渣浆泵输送至固液分离机进行更近一步的预处理，将会很好的减轻水处理负荷并为后续构筑物的正常运行创造更好的条件，同时被拦截下的漂浮物、悬浮物经堆肥处理后可作为很好的农田肥料。

3.2.2厌氧处理

预处理后的出水经泵输送至UASB。

在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，最终被转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。

在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。

有机物的降解过程可分为四个阶段：

水解阶段，高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，不可能为细菌直接利用，因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。

这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用；发酵阶段，上述小分子化合物在发酵细菌（即酸化酶）的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细胞外，这一阶段的主要产物有挥发性的脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，如此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥；产乙酸阶段，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸和新的细胞物质；产甲烷阶段，这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

末端产物主要为乙酸和氢气，在甲烷菌的作用下乙酸、氢气再次被降解转换为沼气。

上流式厌氧污泥床（UASB）工艺是目前国内实际运行数量最多，效果最理想的厌氧污水处理工艺，其技术的先进性、可靠性及投资运行的经济性均得到了证明。

UASB在反应器的上部设置三相分离器，下部为污泥悬浮区和污泥床区，底部为布水区，它还能在反应器内实现污泥颗粒化，颗粒污泥其良好的沉降性能和三相分离器对污泥的良好截留作用，混合液在沉淀区进行分离，污泥可自行回流到污泥床区，这使污泥床区能保持很高的污泥浓度。

因此UASB工艺对高浓度有机废水的处理更具有容积负荷高、去除效果明显、抗冲击能力强、污泥浓度高的优势，很高的产甲烷活性。

由于UASB不设填料，避免了堵塞问题，不设沉淀池和污泥回流设备，简化了工艺设施，降低了基建投资，运行费用也很低廉，UASB在各种高浓度有机废水处理领域应用广泛，设计及运行经验丰富。

上流式厌氧污泥床反应器在工艺上较一般厌氧装置效率高，可节约投资，减少占地面积，具有以下优点：

（1）明显降低有机物污染，具有较高的去除率，CODCr去除率可达70-90%，并将大部分有机物转化为甲烷；

（2）与好氧相比，厌氧过程动力消耗低，一般为活性污泥的1/10，产生的甲烷可作为能源；

（3）适于处理高浓度废水，具有较高的运行负荷，可大大减小设备容积；能使一些好氧处理难降解的长链大分子有机物转化为易降解的短链小分子有机物，提高废水的可生化性，为后续的好氧处理创造良好的条件。

3.2.3两级A/O工艺

厌氧出水还不能达到排放标准，出水中的含氧量低，放入地面水体时会造成局部缺氧，同时，出水中含粪大肠菌群数、NH3-N、臭味等，因此，有必要在厌氧后再进一步处理，去除污染物和臭味，保证出水低于排放标准；鉴于该项目废水中含有较高的NH3-N，单纯的一级A/O工艺很难将废水中的NH3-N处理达标，因此我公司针对该项目特采用两级A/O工艺。

从UASB出来的废水自流入A/O系统内进行生化处理。

A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A（Anacrobic）是厌氧段，通过硝化细菌的反硝化作用达到脱氮的目的；O（Oxic）是好氧段，通过水中好氧微生物的新陈代谢活动去除水中的含磷有机物和其他有机物。

该工艺具有适应能力强，耐冲击负荷，高容积负荷，不产生污泥膨胀，排泥量少，脱氮效果较好等特点。

A／0工艺由缺氧池和好氧池串联而成，在去除有机物的同时可以取得良好的脱氮效果。

该工艺的显著特点是将脱氮池设置在除碳过程的前部，即先将污水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NO—x-N）还原成N，从而达到脱氮的目的；污水接着进入好氧池，大部分有机物在此得到硝化降解，好氧池后设置二沉池，部分沉淀污泥回流至缺氧池，以提供充足的微生物，同时将好氧池内混合液回流至缺氧池，以保证缺氧池有足够的硝酸盐。

该工艺的特点如下:

（1）流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

（2）反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；

（3）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；

（4）A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。

O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。

3.2.4辐流式沉淀池

近十几年来，我国的城市污水处理有了很大的发展，改良的活性污泥法，如A2/O、氧化沟、AB、SBR等工艺得到推广应用。

这些工艺往往都不设初沉池，从而减少占地面积、节省投资。

沉淀池设置在生物池之后，在污水生化处理系统中的作用非常重要。

一方面，沉淀池起着固液分离的作用，其分离效果直接影响出水水质；另一方面，为生物池提供一定浓度的回流污泥，保证生物池内的生物量。

沉淀池可分为流入区、流出区、沉淀区、污泥区和缓冲层五个部分。

流入区和流出区使水流均匀地流过沉淀区，保持沉淀区有一定水位；沉淀区即工作区，是可沉固体与污水分离的区域；污泥区是污泥贮放和排出的区域；而缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层，保证已沉下的颗粒不因水流搅动而再浮起。

沉淀池一般可分为辐流沉淀池、竖流沉淀池和平流沉淀池。

辐流沉淀池表面呈圆形，按进出水方向分为中心进水周边出水辐流沉淀池（中进周出）和周边进水周边出水辐流沉淀池（周进周出）。

中进周出和周进周出两种不同池型内的混合液流态各不相同。

在中进式沉淀池中，活性污泥混合液从池中心进水管以相对较高的流速进入池内，形成涡流，经布水筒逐渐下降到污泥层上，再沿沉淀区中部向池壁方向流动并壅起环流。

分离出的澄清水部分溢流入出水槽，部分在上面从池边向池中心回流；密度大的混合液则在下面从池边向池中心流动，形成了反向流动的环流。

在周进周出的沉淀池中，密度流的方向与中心进水式相反。

辐流沉淀池运行可靠，管理简单；但占地面积大，机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。

竖流沉淀池表面多呈圆形，也有采用方形或三角形的，直径或边长一般在8m以下，多介于47m之间。

污水从池中心下部流入，由下向上流动，污水中的悬浮物在重力作用下沉淀，澄清水由池四周溢出。

该种池型池深比较大，施工困难，对冲击负荷和温端变化的适应能力较差。

平流沉淀池为长方形，污水从池子的一端沿水平方向在池内流动，从另一端溢出。

在缓缓流动过程中，水中悬浮物在重力作用下逐渐沉降到池底。

主要缺点是配水不易均匀，多斗排泥时每个泥斗需要单独设排泥管，操作工作量大。

但目前，机械排泥设备已趋定型，质量可靠，排泥问题已解决。

且沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；平面布置紧凑，施工简易。

根据本工程实际情况推荐沉淀池选用运行可靠，管理简单的辐流式沉淀池。

3.2.5深度处理工艺

该系统深度处理采用絮凝沉淀+曝气生物滤池工艺来进一步处理经沉淀池沉淀后的废水，经深度处理后的废水达标排放。

絮凝沉淀池通过投加絮凝剂，使药剂与水充分混合，去除胶体表面电荷，创造水力条件，使胶体颗粒相互碰撞凝聚，形成大颗粒，利于污染物的沉降，已达到水质净化的目的。

曝气生物滤池又名V型滤池，是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名，它是我国于20世纪80年代末从法国Degremont公司引进的技术，主要是深度去除水中的粒径较小的悬浮物的同时，进一步降低废水中的有机物，使出水水质达标排放。

3.2.6污泥处理工艺

污泥处理工艺是废水处理系统运行工艺中的重要组成部分，废水处理产生的污泥由于含有大量的有机污染物，易于腐化变臭，如不进行处理或妥善的处置，将对环境产生不良影响，造成二次污染，所以必须采用适当的工艺进行处理后，使之达到稳定化、减量化、无害化与资源化的要求，避免产生二次污染问题，降低污泥含水率，减少污泥体积，并减少污泥处置费用。

通常废水处理系统污泥处理工艺为：

剩余污泥→污泥浓缩→污泥脱水→泥饼外运

本工程废水设计规模为10000m3/d。

若采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌和沼气处理利用等一系列构筑物及设备，使投资增加。

因此本工程不设消化池，污泥直接进行浓缩、脱水处理后外运附近农田堆肥处理。

3.3主要处理设施设计参数

本废水处理工程主体采用“预处理+生化工艺+深度处理”的工艺，废水处理站处理总量10000m3/d，取设计值为：

450m3/h。

3.3.1格栅井

⑴设计参数

设计流量：

Qmax＝450m3/h

工艺尺寸：

L×B×H=2.5m×0.7m×1.0

数量：

2座

结构：

钢砼/地下式

⑵设备配置：

机械格栅

栅条间隙：

b＝5mm

格栅宽度：

B＝700mm

过栅流速：

V＝0.80m/s

格栅倾角：

α＝75°

最大水位差：

△h＝200mm

电机功率：

P＝1.5kw

材质：

不锈钢

设备数量:

2台

控制方式:

定时自动控制格栅运行同时可现场手动控制开停。

3.4.2调节池

有效尺寸：

40.60m×23.0m×3.5m1座钢砼

有效容积：

900m3,HRT=6.0h。

渣浆泵：

4台（3用1备）

Q=180m3/h，H=20mN=30kw

3.4.3固液分离机

Q=150m3/h，N=30kw，3台（3用1备）

筛网尺寸:

Φ800mm×800mm

3.4.4集水井

有效尺寸：

7.30m×23.0m×3.5m1座钢砼

有效容积：

450m3,HRT=1.0h。

污水提升泵：

6台（3用3备）

Q=180m3/h，H=30mN=37kw

3.4.5UASB

进水CODcr=8000mg/l，出水CODcr=1200mg/l，去除率85%

单池规格尺寸46.0m⨯22.0m⨯6.0m3座钢砼

NV=5.0kgCODcr/m3.d

总有效容积V=13600m3

污泥产量：

:

4563kg/d.

沼气产量：

29200m3/d

3.4.6A/O

一级A/O

进水BOD：

1080mg/L去除率70%

单池规格尺寸：

48.0m×24.0m×6.0m3座钢砼

污泥负荷取0.12kgBOD/kgMLSS.d

总有效容积：

15552m3,HRT=34.56h

污泥回流比R:

100%

硝化液回流比:

300%

硝化液回流泵：

Q=450m3/h,H=10mN=22kw6台（3用3备）

曝气罗茨风机：

Q=150m3/minN=185kw6台（3用3备）

二级A/O

进水BOD：

324mg/L去除率80%

单池规格尺寸：

33.0m×30.0m×6.0m3座钢砼

污泥负荷取0.06kgBOD/kgMLSS.d

总有效容积：

12930m3,HRT=28.73h

污泥回流比R:

100%

硝化液回流比:

400%

硝化液回流泵：

Q=600m3/hH=10mN=30kw6台（3用3备）曝气罗茨风机:

Q=100m3/minN=132kw6台（3用3备）

3.4.7辐流式沉淀池

单池规格尺寸：

Φ16.0m×6.0m3座钢砼

设计表面负荷：

0.8m3/m2·h

HRT:

4.0h

污泥泵：

Q=300m3/hH=20mN=37kw6台（3用3备）

3.4.8絮凝沉淀池

23.0m×10.0m×4.5m1座钢砼

表面负荷取2.5m3/m2.h

HRT=1h

污泥泵：

Q=50m3/hH=20mN=7.5kw2台（1用1备）

3.4.9曝气生物滤池

单池规格尺寸：

10.0m×4.0m×4.5m3座钢砼

滤速：

4.0m/h

水洗强度：

5.0L/（s·m2）

气洗强度：

15.0L/（s·m2）

滤料高度：

1.2m

反冲洗泵：

Q=720m3/hH=30mN=110kw6台（3用3备）

反冲洗风机：

Q=36m3/minN=55kw6台（3用3备）

3.4.10清水消毒池

单池规格尺寸：

12.0m×10.0m×4.5m1座钢砼

总有效容积：

480m3,HRT=1.1h

二氧化氯发生器：

3.4.7污泥浓缩池：

单池规格尺寸：

Φ18.0m×4.5m3座钢砼

总有效容积：

2200m3,HRT=15h

螺杆泵：

Q=100m3/hH=30mN=30kw6台（3用3备）

第五章环境效益分析

 1、企业排污状况分析

废水治理工程是一项利国利民的环境保护综合治理工程，有利于提高当地的水环境，提高人民生活质量；功在当代、利在千秋，具有深远的环境效益和社会效益。

2、周围环境质量改善状况分析

项目治理前后污染物的削减量一览表（单位：

t/a）

COD

BOD

SS

NH3-N

粪大肠菌群（个/L）

治理前

24000

12000

18000

1500

3×108

治理后

150

30

30

15

3×103

年消减放量

23850

11970

17970

1485

2.99997×108

按年运行300天计，由上表分析可得出，该工程实施前后相比每年COD的削减量为23850吨、BOD的削减量为11970吨、SS的削减量为17970吨、NH3-N的削减量为1485吨、；粪大肠菌群的削减量为2.99997×108个/L；较大的上改善了纳污水体的水质，并有效地改善人民的居住环境质量。