养猪废水处理方案.docx
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养猪废水处理方案
养猪废水
日处理300m3污水处理工程
设
计
方
案
技
术
标
书
单位名称：
二О一六年三月
附件：
污水处理厂平面布置图
一.绪论
1.1污水来源及其组成和危害
养殖场污水主要包括尿、部分粪便和冲洗水，属于高浓度有机污水，而且悬浮物和氨氮含量高。
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，使水质变换。
污水中含有大量的病原微生物将通过水体或通过水生动物进行扩散传播，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道路，必须对其污水进行有效的治理。
二.概述
××有限公司下属的第三商品猪场位于××××镇，存栏量为30000头。
根据发展的需要，计划配套建设生产污水处理处理设施，该项目的日处理能力为300吨，排水执行当地标准。
我公司本着处理工艺先进可靠、整体布局合理、运行管理方便、出水水质达标且水质稳定、处理成本低的设计原则，结合我公司在禽畜养殖业废水处理的工程经验基础上，编写出本养猪场废水处理工程设计方案，请尊敬的专家和领导们审查。
第一章设计依据、原则及范围
第一节设计依据
1、养殖场现场勘察
2、养殖场提供的水量和资料、同类养殖场废水资料
3、《污水综合排放标准》（8978-1996）
4、《室外排水设计规范》（GB50101—2005），1997年出版
5、《三废处理工程技术手册》（废水卷），化学工业出版社
6、《建筑给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社
7、《给水、排水工程设计规范》GBJ69-84
8、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
9、《砖体结构设计规范》GBJ3-88
10、《中华人民共和国环境保护法》
11、《中华人民共和国水污染防治法》
12、《给排水设计手册》（1—12卷）
13、《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）
14、《完全混合式厌氧反应池废水处理工程技术规范》（HJ2024-2012）
15、《建设项目环境保护管理条例》（1998年11月29日国务院令）
16、《给排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范》CECS138-2002
17、《声环境质量标准》GB3096-2008
18、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
19、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
20、《砌体结构设计规范》GB50003-2001
21、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
22、《建筑照明设计规范》GB50034-2004
23、《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001
第二节设计原则
1、污水处理工艺技术可靠，运行费用低廉，投资经济合理，设备先进可靠；
2、工艺设计具有很好的耐冲击负荷和操作的灵活性；
3、整体布局简洁、合理、美观，符合国家有关绿化及环保、消防规定；
4、动力设备采用先进设备，保证能长期平稳运行；
5、综合具体的场地条件，设计时能考虑设备和构筑物的平面布置及其合理的高程分布，同时考虑采用高效率的设备，尽量减少占地面积；
6、采用切实可行的技术手段，提高装备水平，使污水处理站的生产尽可能实现自动化操作，以减少运行人员，降低劳动强度；
7、妥善处理污水处理过程中产生的栅渣、污泥、气味等，不对环境产生二次污染；
8、以环保法规和有关规范、标准为依据，确保污水处理后达标排放。
第三节设计范围
1、该公司养猪场废水处理工艺的设计。
2、污水处理场区内土建工程，电器仪表及设备安装。
3、污水处理设施中构筑物的参数设计；
4、工艺设备、电气设备及自控仪表的选型；
5、工程投资估算、运行成本分析及经济效果评价；
6、平面布置图。
第二章水污染治理工艺设计
2.1污水治理工程设计规模、原水水质及排放要求
2.1.1设计规模
根据业主提供资料:
设计进水量Q=300m3/d设计进水小时流量Q=12.5m3/h
2.1.2进水水质
由于公司养殖废水无实测进水水质数据，所以参考同类企业污水水质，结合我司多年做此类废水的经验，设计污水处理站进水水质如表2-1-1：
养殖废水进水水质单位：
mg/L，pH无量纲
项目
pH
COD
BOD5
SS
氮氮
生产废水
6～9
≤14000
≤8000
≤1000
≤900
2.1.3排放要求
废水经处理后出水达到畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001），具体参数见下表：
表2-1-2养殖废水处理后排放要求单位：
mg/L，pH无量纲
项目
pH
COD
BOD5
SS
氨氮
进水水质
6～9
150
80
80
30
2.2水污染分析（污水来源及主要污染物）
主要污染来源于畜牧养殖产生的废水，包括：
动物粪便、尿液、冲洗和饲养管理用水。
养殖废水具有：
BOD5和COD浓度高、水质水量变化大、氨氮的含量较高、悬浮物较多等特点，针对此类废水已有一套成熟处理工艺，须先做好预处理，再进行生化处理。
2.3污染物去除原理及工艺选择
2.3.1污染物去除原理
（1）SS的去除
废水中大颗粒的SS主要依靠格栅去除，小颗粒的SS及胶体则依靠化学絮凝、气浮及生物分解作用去除。
对于养殖废水现已有成熟工艺，处理效果好坏与预处理的处理效果有很大联系，再由于本工程废水为干清粪工艺所产污水故采用固液分离机即可。
（2）COD的去除
废水中的COD主要依靠生化处理去除。
废水的生化处理是在适宜的环境条件下，利用微生物吸附、降解废水中有机污染物的一种生物处理方法。
根据微生物对氧的需求不同，可以把生化处理分为好氧处理和厌氧处理两大类。
好氧处理是利用微生物在有氧条件下，能将废水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需能量的特性，从而去除废水中有机污染物，其最终产物是CO2和H2O。
好氧处理需要源源不断的供给氧气，处理速度快，污泥负荷相对低，出水水质好。
厌氧处理是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
厌氧分三个阶段：
①水解阶段：
复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解为较简单的有机物，继而在产酸菌的作用下经厌氧发酵和氧化转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类。
②产氢产乙酸阶段：
产氢产乙酸菌能把除乙酸、甲酸、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物（如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类）转化为乙酸和氢，并有CO2产生。
③产甲烷阶段：
产甲烷菌将第一、二阶段产生的乙酸、氢和CO2等转化为甲烷。
厌氧不需要供给氧气，污泥负荷相对较高，能处理较难生物降解的物质，但所需时间长，出水一般需要后续处理才能达到排放标准。
（3）BOD的去除
废水中BOD的去除原理与COD基本相同。
（4）生物脱氮
①硝化过程
硝化菌
氨经过某些微生物的作用最终会氧化成硝酸，这是一个非常复杂的过程，简单说来，氨先在亚硝化细菌的作用下氧化为亚硝酸，然后在硝化细菌的作用下亚硝酸氧化为硝酸。
这一过程称为硝化过程，反应过程如（4－1）式、（4－2式）所示。
（4－1）
（4－2）
图4.1硝化过程
亚硝化细菌与硝化细菌都是专性好氧的化能自养菌，因此硝化过程中必须有足够的氧存在。
另外还有一些好氧性异养菌和真菌也能够将NH4+氧化为NO2-和NO3-只是它们并不依靠这个过程作为能量来源而已。
②反硝化过程
亚硝酸盐、硝酸盐在缺氧的情况下可在反硝化细菌作用下最终还原成氮气，这一过程称为反硝化过程。
其过程如图所示。
从图4.1、图4.2可以看出：
①硝化过程消耗溶解氧，属好氧过程；反硝化过程主要利用NOx中的氧；属缺氧过程；在A/O工艺工艺中，这两个过程分别在好氧段与缺氧段完成；
②在上述两个过程中都需要消耗碳源；
③硝化过程中会产生一定的酸度，因此需要补充碱。
图4.2反硝化过程
2.3.2工艺选择
（1）物化处理工艺
对于畜禽养殖废水处理前应强化预处理，经过固液分离单元可以将大部分的固体杂质去除。
（2）生化处理工艺选择
对于畜牧养殖废水预处理大多采用“固液分离”的常规路线，而对于生化处理选择则较广泛，因为生化处理工艺及其本身的改进工艺繁多，下面就生化主要工艺做简单的介绍。
厌氧UASB法工艺处理
升流式厌氧污泥床UASB（Up-flowAnaerobicSludgeBed，注：
以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。
1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。
使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。
1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granularsludge）。
颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。
UASB工艺对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。
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，集中在气室的沼气，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。
UASB模型图
好氧（生物接触氧化法）处理
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺。
污泥连续流经固体填料，在填料上形成污泥状的生物膜，生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起活性污泥同样的净化作用，吸附和降解水中的有机污染物。
从填料上脱落下来的衰死生物膜随污水流入沉淀池，经沉淀池被澄清净化。
生物接触氧化工艺原理是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程，它既是利用生物处理也是用物理方法进行处理污水的一种工艺双面结合，对于去除有机磷和无机磷酸盐是我们首当其冲的选择，并且去除率相对比较高。
接触氧化池内设有填料，大部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，小部分则是悬浮生长于水中。
充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。
填料上长满生物膜，污水于生物膜相接触，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化成新的生物膜。
从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。
生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应力，污泥产生量小，可保证出水水质。
我方拟采用运行成本、管理要求最低的，同时又节省用地的接触氧化法。
即在曝气池中添加生物填料，通过设置兼氧好氧工况对不同种污染物进行去除。
在池内设置生物填料，增加了比表面积，池内充氧条件良好，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷。
这种工艺往往适用于用地紧张的污水处理项目。
生物接触氧化池内活性污泥以及各种微生物量多，水流属完全混合型，对水质水量的骤变有较强适应能力。
相当一部分微生物固着生长在填料表面，可以不设置污泥回流系统，从而降低投资，减少操作和维修的工作量，降低运行费。
同时生物接触氧化池中填料上附着的微生物种类繁多，存在厌氧、兼氧、好氧等多种生化状态。
生物群落之间形成食物链，衰死脱落的生物膜量较低，污泥产量低于一般活性污泥法。
这也降低了运行操作的工作量，减少了污泥处理的费用。
特别适合高COD、高悬浮物污水处理，由于此法可有效的控制污泥膨胀，用此方法可为以后运行管理带来便利。
生物接触氧化法的结构形式
可采用的结构形式多种多样，可以是钢结构整体焊接成型的地埋式生物接触氧化处理设备，也可以采用地埋式或半地埋式的钢砼结构的生化反应池。
在兼氧池通过控制池内的溶解氧（DO），使兼氧微生物进行水解酸化反应和反硝化反应，使水体中的大分子有机物降解生成小分子的有机物（如：
甲酸、甲醇等等），硝态氮和亚硝态氮还原成无害且稳定的氮气（N2）外排，营养物质磷转变成为易于处理的磷酸盐（PO43-）。
好氧池中通过驯化培养，使多种好氧微生物附着生长在填料上，当污水流经填料时，微生物发生吸附反应和生物氧化反应，完成对绝大部分有机物、氨氮；同时，通过化学除磷和微生物在好氧状况下的吸磷作用去除。
接触氧化法具有以下特点：
体积负荷高，处理时间短，节约占地面积。
其最高的体积负荷可达到3～6kgBOD/（m3.d），是传统活性污泥法的5倍；生物活性高，微生物浓度大。
微生物浓度可达10～20g/L，是传统活性污泥法的10倍；污泥产量低，微生物氧化彻底；出水水质稳定，抗冲击能力强，系统恢复简便，且恢复速度快；动力消耗低，比传统活性污泥法节省能耗1/3；不存在污泥膨胀问题。
产生污泥膨胀的主要菌种——丝状菌在接触氧化法中可充分发挥其吸附、分解、氧化能力高的特点。
（3）污泥处理
工艺所产生污泥排入贮泥池，定期清理外运。
第四章工艺流程确定
第一节污水特征分析
××养猪场排出的粪尿排泄物及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌并产生恶臭，对环境质量造成极大影响，急需治理。
由于养猪场污水处理不同与工业污水处理，养猪场经济效益不高限制了污水处理投资金额不可能太大，这就需要投资少、处理效果好、最好能回收一部分资源，有一定的经济效益。
而养猪场的污水处理通常并不是仅采用一种处理方法，而是需要根据地区的社会条件，自然条件不同，以及猪场的性质规模、生产工艺、污水数量和质量、净化程度和利用方向，采用几种处理方法和设备组合成一套污水处理工艺。
以建设方提出的废水水质指标为基础，结合我公司积累的废水处理工程经验，借鉴其它地区类似废水处理的成功经验，×××××有限公司我们制定了固液分离预处理＋UASB反应器＋曝气吹脱＋SBR的处理工艺。
（1）畜牧养殖废水处理流程图
（2）工艺说明
从生产区流出的养殖废水流入进料沉淀区，废水中的可沉悬浮物沉入下部的泥斗，由螺旋泵抽到固液分离机进行固液分离，上清液自流至酸化调节池。
②固液分离机将进料沉淀区的池底浓泥浆进行固液分离后，滤液进入酸化调节池，过滤出的粪便干泥渣可根据实际情况资源化。
③在酸化调节池中配搅拌系统使废水均质均量，保证后序UASB厌氧池的处理效果，再用潜污泵进入UASB厌氧池，大部分的有机物在这里被转化为甲烷和二氧化碳。
④在UASB厌氧池中将大分子有机物进行降解成小分子有机物，同时提高废水的可生化性。
出水自流生化法——A/O工艺缺氧段，缺氧段出水进入接触氧化池，通过生物膜法处理后，废水中有机物质绝大多数已经被降解，可以保证出水水质。
⑤接触氧化池出水进入二沉池对好氧池出水进行固液分离，对固体杂质进行再次沉淀。
二沉池出水进入消毒池，消毒后再达标排放。
本工程污泥排入污泥干化场，经过自然水份过滤、蒸发后成干污泥，然后再由人工定期清运。
2.4主要污染物去除
表2-4-1处理废水主要污染物去除预测表（单位：
mg/L，pH无量纲）
指标设计单元
CODcr
BOD5
SS
氨氮
pH
进料沉淀区
进水①
6000
2500
2000
300
6.0~7.0
出水
5400
2250
1000
255
6.0~7.0
去除率
10%
10%
50%
15%
—
酸化调节池
进水②
5400
2250
1000
255
6.0~7.0
出水
5130
2137.5
1000
229.5
8.0~9.0
去除率
5%
5%
—
10%
—
厌氧池
进水
5130
2137.5
1000
229.5
8.0~9.0
出水
1500
619.87
400
149.175
8.0~9.0
去除率
71%
71%
60%
35%
—
缺氧池
进水
1500
619.87
400
149.175
8.0~9.0
出水
1200
495.8
320
89.505
8.0~9.0
去除率
20%
20%
20%
40%
—
接触氧化池
进水
1200
495.8
320
89.505
8.0~9.0
出水
360
148.8
256
71.604
8.0~9.0
去除率
70%
70%
20%
20%
—
二沉池
进水
360
148.8
256
71.604
8.0~9.0
出水
360
148.8
128
71.604
8.0~9.0
去除率
—
—
50%
—
—
消毒池
进水
360
148.8
128
71.604
8.0~9.0
出水
360
148.8
128
71.604
8.0~9.0
去除率
—
—
—
—
—
出水水质
360
148.8
128
71.604
8.0~9.0
出水标准
400
150
200
80
6.0~9.0
2.5污水处理系统设计
2.5.1进料沉淀区
（1）功能：
养殖废水自流入进料沉淀区，废水中的可沉悬浮物沉入下部的泥斗，由浓浆泵抽到固液分离进行固液分离，上清液则自流入调节池。
（2）设计参数：
设计水量：
Q=300m3/d
尺寸：
L×B×H=3.0×3.0×3.3m
结构形式：
砖混土结构
（3）主要设备：
A、粗格栅
数量：
2台（进出水口各设置1台）
间隙：
10mm
B、液下无堵塞泵
数量：
1台
参数：
Q=30m3/h,N=4KW
2.5.2固液分离机
（1）功能：
液下无堵塞泵将进料沉淀区泥斗里的高浓度粪便泥浆水打至固液分离机内，通过安置在筛网中的螺旋轴，挤压分离出固态物质，液体则通过筛网从出液口流出：
该机机身为铸件，表面漆有防护漆、螺旋轴、筛网为不锈钢制作。
筛网可根据要求，配0.5mm等不同型号网孔，固态物质的干湿度可进行调节，本机以三相380V、50Hz、4.0KW电机驱动，并配有配电箱等附属设备。
（2）设计参数：
设计水量：
Q=8.0m3/h
（3）主要设备
A、固液分离机
数量：
1套
设计参数：
主机功率5.5千瓦，主机每分钟转速36转，主机外围圆口尺寸380mm，滤网280mm。
滤网和绞笼为不锈钢，机器其余部分为铸铁。
主机尺寸长：
2100mm宽：
1000mm高：
1100mm。
机身材质：
优质铸铁；筛网：
304不锈钢；退料器：
304不锈钢；机头：
可依据固态物质的不同要求调节干湿度；驱动：
380V、50hz、三项、并配有电箱等附件设备。
2.5.3水解酸化池
（1）功能：
对养猪废水均质均量，同时可提高废水可生化性，加强厌氧UASB池的处理效果，本工程设计水力停留时间为21h。
（2）设计参数：
设计水量：
Q=300m3/d
尺寸：
L×B×H=10.5×9.0×5.8m。
数量：
1座
结构形式：
砖混结构
（3）主要设备：
A、潜污泵
数量：
2台（1用1备）
参数：
Q=15.0m3/h，H=20m
B、超声波液位计
数量：
1台
2.5.4UASB厌氧池
（1）功能：
进入由布水系统进入厌氧池，再由池底向上流动，经过细菌形成的污泥层，污泥层对有机物进行吸附、网捕、生物学絮凝、生物降解作用，使污水在降解COD的同时也能部分澄清。
UASB采用中温消化的方式，尽量保持池内温度在30-35℃，为厌氧菌维持稳定的生存环境。
厌氧所产沼气采用沼气火炬燃烧掉，以防对周边环境造成污染及危害，且沼气火炬前需脱硫脱水以保证燃烧彻底并不对沼气火炬腐蚀。
（2）设计参数
设计水量：
Q=300m3/d
单座尺寸：
L×B×H=6.5×6.5×8.5m
数量：
2座
总有效容积：
550m3
水力停留时间：
41.25h
容积负荷：
2.1kgCODcr/（m3/d）
结构形式：
半地上式钢砼结构（池子敞开）
（3）主要设备：
A、三相分离器及配水系统
数量：
1套（上下层）
B、进水系统
数量：
1套
规格：
DN65/DN50
C、排泥系统
数量：
1套
规格：
DN100
D、沼气火炬
数量：
1套
E、内循环系统
潜污泵
数量：
3台（2用1备）
参数：
Q=20.0m3/h，H=15m
2.5.5缺氧池
（1）功能：
缺氧池内设置填料及水力搅拌系统，通过微生物的降解作用去
除污水中污染物。
（2）设计参数：
设计水量：
Q=300m3/d
尺寸：
L×B×H=4.00×7.00×4.3m
数量：
1座
有效水深：
3.8m、超高：
0.5m
有效容积：
106.4m³
停留时间：
HRT＝8h
结构形式：
钢筋混凝土结构
2.5.6接触氧化池
（1）功能：
接触氧池内设置填料及曝气系统，附着在填料上的微生物在提供充足的氧的环境下利用自身的新陈代谢作用降解污水中的污染物。
（2）设计参数：
设计水量：
Q=300m3/d
尺寸：
L×B×H=4.4×7.0×4.3m（单座尺寸）
数量：
2座
有效水深：
3.8m、超高：
0.5m
有效容积：
234m³
停留时间：
HRT=18h
结构形式：
钢筋混凝土结构
（3）主要设备：
A、曝气风机数量：
3台（2用1备）
B、填料及支架数量：
半软性填料1套
C、布气系统数量：
1套（内含曝气盘、曝气管、曝气管支座等）
D、混合液回流泵数量：
2台（1用1备）
流量：
Q=30m3/h扬程：
H=15m
2.5.7二沉池
（1）功能：
对好氧池出水进行固液分离，部分沉淀污泥回流到生化系统，剩余污泥排至污泥干化场。
（2）设计参数：
设计水量：
Q=300m3/d
尺寸：
L×B×H=2.2×9.8×4.3m
表面负荷：
0.69m3/（m2.h）
数量：
1座
结构形式：
钢筋混凝土结构
（3）主要设备：
A、污泥泵数量：
2台（一备一用）
流量：
Q=10m3/h扬程：
H=15m
B、出水槽数量：
一套
规格：
L×B×H=2.2×0.2×0.3m
材质：
碳钢防腐
2.5.8消毒池
（1）功能：
杀灭污水中的细菌、病菌等，使出水大肠杆菌达到设计要求。
（2）设计参数
尺寸：
L×B×H=3.3×2.2×4.3m
结构形式：
钢砼
2.5.9污泥干化场
（1）功能：
通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分含水量，均分三块轮流操作。
（2）设计参数：
尺寸：
L×B×H=9.0x18.
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