畜禽养殖废水污水处理站的设计

1、word畜禽养殖废水污水处理站的设计摘要:畜禽养殖废水是一类高浓度的有机废水，主要来源于畜禽的粪尿和冲洗废水。废水中含有重金属、残留的兽药和大量的病原体等污染物，如不经过处理就排放于环境或直接农用，会对当地的生态环境和农田以及周围环境的水质造成较为严重的污染。本设计畜禽养殖废水污水处理站的日处理量为100，进水的BOD5为1200 mg/L，COD为2000mg/L，废水的可生化性好；处理后出水的BOD5为41 mg/L，COD为87mg/L。 本次设计采用预处理水解酸化生物接触氧化处理工艺，水解酸化阶段可将大分子物质水解为小分子物质，减小后续生化处理阶段的有机物负荷，水解酸化阶段BOD5的去

2、除率是42.3，COD是45.7；生物接触氧化阶段BOD5的去除率是85，COD是80。经该工艺处理后的出水可以到达?中华人民共和国规模畜禽养殖业行业标准?。本处理站占地面积为4496，总投资为91.6万元,运行本钱为2.69元/。关键词：畜禽养殖废水；生物接触氧化；有机废水；水解酸化The Design of Sewage Treatment Station of Livestock WastewaterAbstract: Livestock wastewater is a high concentration of organic wastewater,mainly derived fro

3、m animals waste and the wastewater by washing.The wastewater contains mang pollutants, such as heavy metals,residues of veterinary drugs and large numbers of pathogens and so on, If leting it out to the environment or directing to the farm-oriented without bing treated,it wil lead more serious water

4、 pollution to the local ecological environment,the surrounding farmland and the water quality of the surrounding environment.The daily handling capacity of the design of sewage treatment station of livestock wastewater is 100,BOD5 is 1200 mg/L and CODcr is 2000mg/L of influent water,and the biodegra

5、dability of wastewater is good. By the process,BOD5 is 41 mg/L and CODcr is 87mg/L in effluent water. This design adopts the techonlogy in the following: pretreatmenthydrolyzation acidificationbiological contact oxidation,on the stage of hydrolyzation acidification the removal of BOD5 is 42.3%,CODcr

6、 is 45.7%;on the stage of biological contact oxidation the removal of BOD5 is 85%,CODcr is 80%.And on the stage of acid hydrolysis macromolecular material can be hydrolyzed to small molecules,decreasing the organic load of biochemical treatment of follow-up phase,achieving the better effect of the b

7、iochemical.Treated water may achieve thePRC-scale animal husbandry industry standards.The stations footprint is 4496,the total investment is 916.000 yuan,the operating cost is 2.69 yuan /. Keywords : livestock wastewater, biological contact oxidation , xidation of organicwastewater , hydrolyzation a

8、cidification 目 录前 言1第1 章 总 论21.1 畜禽养殖业废水概述21.2 畜禽养殖废水水质特性分析21.3 畜禽养殖废水对环境的影响及治理现状21.3.1 畜禽养殖废水对环境的影响21.3.2 畜禽养殖废水治理现状3第2 章 设计任务说明6设计依据6设计原那么6设计范围和规模7设计范围7设计规模7 设计进出水水质和根底资料7设计进出水水质72.4.2 设计根底资料7第3 章 污水处理工艺的比选及说明83.1 工艺流程的选择83.2 工艺的比选83.2.1 初沉池83.2.2 厌氧生物处理93.2.3 好氧生物处理103.3 工艺流程图及说明123.3.1 工艺流程图123.

9、3.2 工艺说明133.4 各个构筑物对BOD5、CODcr的去除率15第4章 构筑物的设计计算164.1 网筛和格栅渠164.1.1 网筛164.1.2 格栅渠164.2 初次沉淀池174.3 调节池194.4 水解酸化池204.5 生物接触氧化池214.6 平流式二次沉淀池224.7 干化场254.8 消毒接触池264.9 清水池27第5章 管道设计计算285.1 污水管道的计算285.2 污泥管道的计算295.2.1 初沉池295.2.2 二沉池30第6章 高程的计算316.1 格栅渠高程的计算316.1.1 格栅渠的水面标高316.1.2 格栅渠的池底及池顶标高316.2 初沉池高程的

10、计算316.2.1 初沉池的水面标高316.2.2 初沉池的池底及池顶标高326.3 调节池高程的计算326.3.1 调节池的水面标高326.3.2 调节池的池底及池顶标高346.4 水解酸化池高程的计算346.4.1 水解酸化池的水面标高346.4.2 水解酸化池的池底及池顶标高356.5 生物接触氧化池高程的计算35.1 生物接触氧化池的水面标高356.5.2 生物接触氧化池的池底及池顶标高366.6 二沉池高程的计算366.6.1 二沉池的水面标高366.6.2 二沉池的池底及池顶标高376.7 接触池高程的计算376.7.1 接触池的水面标高376.7.2 接触池的池底及池顶标高386

11、.8 清水池高程的计算386.8.1 清水池的水面标高386.8.2 清水池的池底及池顶标高396.9 干化场高程的计算396.9.1 干化场的底部及顶部标高406.9.2 二沉池至干化场的污泥综合管的损失406.9.3 污泥泵扬程确实定416.10 污水回流泵426.10.1 污水回流管的阻力损失426.10.2 污水回流泵扬程确实定43第7章 污水处理站的总体布置447.1 污水处理站的平面布置447.1.1 平面布置原那么447.1.2 污水站的平面布置447.2 污水处理站的高程布置447.2.1 高程布置原那么447.2.2 污水站的高程布置45第8章 设备及材料的选型46污水泵46

12、8.2 污泥提升泵468.3 搅拌机调节池468.4 鼓风机生物接触氧化池478.5 蜂窝填料生物接触氧化池478.6软性填料水解酸化池478.7 JY型加药设备消毒接触池47次氯酸钠发生器加药间48第9章 技术经济分析499.1 根本建设投资499.1.1 土建费用499.1.2 设备费用509.1.3 管材费用及其它费用509.1.4 工程根本建设总投资51污水处理日常运转费用519.2.1 水费519.2.2 电费529.2.3 药剂费52员工工资529.2.5 其它费用539.2.6 污水处理本钱估算53第10章 工程效益及环境保护5410.1 环境效益5410.2 经济效益5410.

13、3 社会效益5410.4 节约能源5410.5 保护环境54结 论55致 谢56参考文献57.word前 言水是人类日常生活不可缺少的重要物质，也是环境的重要组成局部。水作为一种珍贵的资源，在工农业生产、生活、航运、渔业和旅游业等诸多方面发挥着重要作用。水资源是经济可持续开展的根本保证，污水的随意排放或处理不彻底的排放，都会给水环境带来严重的污染问题。随着城市和工农业的开展，污废水的排放量与日俱增。为了保护环境和充分利用水资源，污废水处理与再用已势在必行。而畜禽养殖作为养殖业的重要组成局部，它所排放的污水已经对水环境产生了越来越大的影响，必将成为与工业废水相当的污染源，所以控制和降低畜禽粪便污

14、染已到了该引起我们足够重视的时候了。据调查，目前我国中小型畜禽养殖业的养殖数占养殖总量的70以上，所造成的污染是全国养殖业污染的主要局部。此外，7头猪每天排放的污水量相当于7人生活产生的废水，1头牛每天排放的废水量更超过22人生活产生的废水。畜禽养殖业已成为环境污染的重要因素。据国家环境保护总局对全国23个省(区)、市规模化畜禽养殖业污染状况调查说明，畜禽粪便产生量为工业固体废弃物产生量的2.4倍，畜禽粪便化学需氧量(CODcr)远远超过我国工业废水和生活污水化学需氧量排放量之和1。许多地区畜禽养殖带来的污染已经或正在成为当地环境主要污染源。本设计主要是对对规模化畜禽养殖场废水的处理，因此主要

15、采用预处理水解酸化好氧生物处理工艺。本设计目的在于集国内外众家之长，在已有研究的根底上探讨新的设计方案，争取最大限度的提高处理效率，降低处理本钱，使之符合我国的实际情况。第1 章 总 论1.1 畜禽养殖业废水概述畜禽养殖是养殖业的重要组成局部。据调查，目前我国养殖场平均规模是猪场650头，鸡场2200只，其中中小型畜禽养殖业的养殖数量占养殖总量的70以上，我国畜禽养殖生产逐步向着集约化生产的方向开展。据统计，规模化畜禽养殖场每天排放的废水量大、集中，并且废水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，假设不经过处理就直接排放或农用，会对周围环境的水质造成较为严重的污染。同时还会因为

16、恶臭影响环境空气质量和周围居住的居民；因渗漏而污染地下水；并可能造成病菌的交叉感染，危害人畜健康，给农业生态环境带来不良影响。1.2 畜禽养殖废水水质特性分析畜禽养殖废水主要来源于畜禽的粪尿和冲洗废水，废水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等。此外，畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分。目前，各饲料厂和养殖场均普遍采用高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂，由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低，易随粪便排出体外进入环境，已成为我国的一大环境公害。另外，在畜禽养殖过程中，为了防治畜禽的多发性疾病，常在饲料中添加抗菌素和其他药物，这些药物随饲料进入动物消化道后，短时间内进入动物

17、血液循环，最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外，只有极少局部的药物和抗菌素残留在动物体内。大量研究说明，大多数饲料用抗菌素都有残留，只是残留量大小不同。随着科技水平的不断提高，人们发现抗生素作为饲料添加剂使用，对养殖环境已造成了严重的负面后果。 1.3 畜禽养殖废水对环境的影响及治理现状畜禽养殖废水属于高浓度有机废水，其中含有重金属、残留的兽药和大量的病原体等，如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染。 畜禽养殖废水对环境的影响1、对水体的影响 畜禽养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，大量有机物质进入水体后，有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧，使

18、水体发臭；当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡；并且畜禽粪尿的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。此外，废水中的大量悬浮物可使水体浑浊，降低水中藻类的光合作用，限制水生生物的正常活动，使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，从而进一步加剧水体底部缺氧，使水体同化能力降低；氮、磷可使水体富营养化，富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜假设长期饮用会引起中毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水生

19、动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡；粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。 2、对农田及作物的影响畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分，如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用，那么会给土壤和农作物的生长造成不良的影响，如引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积，虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、真菌、细菌等提供营养物质和适宜的环境，但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生；此外，大量有机物的积累也会使土壤呈强复原性，而强复原性的条件不仅影响作物的根系生长，而且易使土壤中原本处于惰

20、性状态的有害元素得到复原而释放。3、对生态环境和人体的影响畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外，通过养殖场废物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。如果对这些粪污不进行无害化处理，大量的有害病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康。另外，畜禽产品中药物残留进入环境后，可能转化为环境激素或环境激素的前体物，从而直接破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。 畜禽养殖废水治理现状畜禽养殖业对环境和生态的影响主要是畜禽粪便污水的影响。对粪便污水的处理方法主要有以下几种。1、畜禽粪便污水还田作肥料的处置方法：经济兴旺的美国约90的养殖场采用还田方法处理畜禽废弃物。鉴于畜禽粪尿

21、污染的严重性和处理难度，英国和其他欧洲国家已开始改变饲养工艺，由水冲式清洗粪尿回归到传统的稻草或作物秸秆铺垫吸收粪尿，然后制肥还田。我国上海地区在治理畜禽养殖污染过程中，经过近10年的达标治理实践，又回到还田利用的综合处理模式中2 。美国粪便污水还田前一般未经专门厌氧消化装置厌氧发酵，而是贮存一定时间后直接灌田。由于担忧传播畜禽疾病和人畜共患病，畜禽粪便废水经过生物处理之后再适度应用于农田已成为新趋势。德国等欧洲国家那么将畜禽粪便污水经过中温或高温厌氧消化后再进行还田利用，以到达杀灭寄生虫卵和病原菌的目的。我国一般采用厌氧消化后再还田利用，可防止有机物浓度过高而引起的作物烂根和烧苗，同时经过厌

22、氧发酵可回收能源CH4，减少温室气体排放，且能杀灭局部寄生虫卵和病原微生物。国外对畜禽粪便污水还田利用的研究主要侧重于平安性评估以及减少风险的措施3。我国该方面研究那么主要着眼于畜禽粪便污水厌氧消化液(沼液)的正面影响即改进土壤及增产效果4，而对其副作用即长期施用所产生的危害尚未引起足够重视。2、法县长y良土壤及增产效果自然处理模式：主要采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等自然处理系统。该模式在美国、澳大利亚和东南亚一些国家应用较多，且国外一般未经厌氧处理而直接进入氧化塘处理畜禽粪便污水，往往采用多级厌氧塘、兼性塘、好氧塘与水生植物塘，污水停留时间长(水力停留时间长达600d)，占地面积大5，

23、多数情况下氧化塘只作为人工湿地的预处理单元。欧洲及美国较多采用人工湿地处理畜禽养殖废水。墨西哥湾工程(GMP)调查收集了68处共135个中试和生产规模的湿地处理系统约1300个运行数据，并建立了养殖废水湿地处理数据库，发现污染物平均去除效率生化需氧量(BOD5)为65，总悬浮物53，NH3一N 48， 总N 42，总P 426。人工湿地存在的主要问题是堵塞7，而引起堵塞的主要原因是悬浮物，微生物生长的影响却很小。防止堵塞的方法主要有加强预处理、交替进水和湿地床轮替休息7，近年还开展了“潮汐流以及反粒级(上大下小)等防止堵塞8。我国南方地区如江西、福建和广东等省也多应用自然处理模式，但大多采用厌

24、氧预处理后再进入氧化塘进行处理，厌氧处理系统分地上式和地下式，氧化塘为多级塘串联。我国在人工湿地处理养殖废水方面进行的一些实验研究和工程应用，主要着眼于植物筛选和处理效果的考察9，而在氧化塘以及人工湿地处理养殖废水设计中，一般参照氧化塘或人工湿地处理其他污水的资料作为设计依据或者随意设计，但针对畜禽养殖废水，其氧化塘、人工湿地究竟需要多大面积出水才能到达标准，季节温度变化对自然处理系统效果的影响等方面尚缺乏深入研究和标准可依。3、工业化处理模式：主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧好氧处理等不同处理组合系统。韩国、意大利和西班牙等国少局部养殖场应用该模式处理粪便污水，而日本那么大量应用该模式，美

25、国亦开始该模式的研究与应用；我国目前已有相当多的养殖场采用该模式处理粪便污水。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业可持续开展的好途径。但是，目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后，加上综合利用前厌氧处理的不到位，常使畜禽废水在综合利用的过程中产生许多问题，如废水产生量大、成分复杂、处理后污染物浓度仍很高、所用稀释水量多和受季节灌溉影响等10。对于处理达标排放来讲，虽然国内外所用的工艺流程大致相同，即固液别离-厌氧消化-好氧处理。但是，对于我国处于微利经营的养殖行业来讲，建设该类粪污处理设施所需的投资太大、运行费用过高。因此，探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法，

26、已成为解决养殖业污染的关键所在。 鉴于此，本次设计采用预处理水解酸化好氧生物处理工艺，此工艺不仅对BOD5和CODcr到达了很好的降解效果，而且工艺较简单方便，经济方面也可行。第2 章 设计任务说明2.1设计依据1?中华人民共和国环境保护法?2?中华人民共和国水污染防治法?3?污水综合排放标准? (GB8978-96)4?畜禽养殖业污染物排放标准?GB18596-20015?建筑给排水设计标准?(GBJ15-88)6?三废处理手册?废水卷7?污水处理工程设计?、?城市污水处理设施设计计算?、?废水处理工艺设计计算?、?水处理工程师手册?、环境工程手册?水污染防治卷?相关计算例题和设计参数8?给

27、排水设计手册?第112册9?给水排水工程概预算与经济评价手册?1993年12月2.2设计原那么1采用预处理水解酸化好氧生化处理工艺，经处理后出水水质到达国家规定的畜禽养殖业行业标准，并且使其对周围的水体的影响降至最低程度,以确保污水站周围的环境质量。2尽可能采用构筑物组合化，减少占地面积、节省工程投资。技术成熟可靠,对此进水有很好的针对性,处理效果稳定,保证长期连续运行,出水水质稳定达标。3采用组合化设施合理配置设计，调节池液位自控等措施，减轻劳动强度，方便操作管理。4尽可能采用节能技术和高效设备，根底投资合理,运行费用低,运转方式灵活,尽可能以较小投入取得尽可能大的收益。管理简单，操作方便，

28、平面布置力求紧凑、合理。5运行管理方便,并可根据进水水质波动,调整运行方式和参数,最大限度发挥处理构筑物的处理能力。6针对本工程废水排放的实际情况，采用技术先进并成熟可靠的废水处理技术，处理工艺尽可能考虑运行操作的灵活性，综合考虑投资和运行费用之间的关系，争取到达最正确经济效益便于实行工艺过程的调整,提高管理水平,降低劳动强度和人工费用。设计范围和规模设计范围本工程设计范围为规模养殖场废水处理的全过程(包括工艺流程确实定,构筑物的设计计算，工艺设备及填料等材料的选型,废水处理站的平面布置、管线布置和高程布置,整个设计的工程概算和技术经济分析)。所处理的污水来源于尿液和冲洗废水，污水可生化性好。

29、2设计规模本设计水量为100m3/d,设计运行天数为365天。2.4 设计进出水水质和根底资料设计进出水水质设计进水水质及出水水质如表21及表22所示表2-1 设计进水水质CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)20001200表2-1 设计进水水质CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)4001202.4.2 设计根底资料(1) 气象水文资料风向：多年主导风向北北东风气温：最冷月平均气温0C 最热月平均气温0C 极端气温，最高为0C，最低气温0C，最大冻土深度水文：降水量多年平均为每1210mm 蒸发量多年平均为每年758mm 地下水位，地面下3-4m(2) 厂区地形污水处理厂的海拔标高

30、在540-560m之间，平均地面标高为550m。平均地面坡度0.03%0.05%，地势西北高，东南低。第3 章 污水处理工艺的比选及说明 工艺流程的选择畜禽养殖场排放的废水具有废水量大、集中等特点，并且废水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等。畜禽粪便化学需氧量(CODcr)远远超过我国工业废水和生活污水化学需氧量排放量之和1，如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染。目前，畜禽养殖废水的处理主要有好氧生物降解，厌氧处理，还田作肥料，氧化塘、土地处理系统或人工湿地技术，但这些大都存在技术投资大，运行费用偏高等缺点，有些工艺还会产生副作用且受季节

31、变化的影响11。通过查阅国内外资料和结合目前已有的多个成功范例说明以生物治理为主的治理路线是稳定达标的治理路线，因此针对畜禽养殖废水的水质情况和目前的技术研究情况，采用预处理水解酸化好氧生物处理工艺是可行的。采用的工艺流程是：网筛初沉池调节池水解酸化池生物接触氧化池二沉池消毒接触池清水池，产生的污泥集中放在干化场中进行处理。3.2 工艺的比选3.2.1 初沉池初沉池主要对废水中以无机物为主密度大的固体悬浮物进行沉淀别离，当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至0.02 m/s以下，从而极大地减小了水流夹带悬浮物的能力，使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度小于1的细小漂浮物那么浮至水面形

32、成浮渣而除去12。沉淀池按水流方向来区分为平流式，竖流式及辐流式等三种。三种类型池子的优缺点和适用条件表31所示：表31 各种沉淀池的特点优 点缺 点适用条件平流式对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，有效沉淀区大，沉淀效果好；施工简单，造价低采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥时，机件设备与驱动件均浸与水中，易锈蚀适用于地下水位较高及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂竖流式排泥方便，管理简单；占地面积小池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；造价高；池径不宜太大适用于水质不太好的小型污水处理厂辐流式采用机械排泥，运行较好，管理亦

33、较简单；池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高适用于地下水位较高的地区；适用于大、中型污水处理厂因为本设计所处理的水量较小，属于小型污水处理站，且主要是对废水中的粪便和BOD5、CODcr进行处理，所以选用平流式沉淀池。它具有沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工简单，造价低，多个池子易于组合为一体，节省占地面积等优点。3.2.2 厌氧生物处理废水的厌氧处理方法主要有传统消化法、水解酸化法、厌氧生物滤池法、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反响器13。几种厌氧处理方法的特点和优缺点表32所示：表32 几种厌氧处理法方法或反响器特 点优 点 缺 点传统消化法在一个消化池

34、内进行酸化，甲烷化和固液别离设备简单反响时间长，池容积大。污泥易随水流带走。厌氧生物滤池微生物固着生长在滤料外表。适用于悬浮物量低的废水。设备简单。能承受较高负荷。底部易发生堵塞。填料费用较贵。厌氧接触法用沉淀池别离污泥并进行回流。消化池中进行适当搅拌，池内呈完全混合。能适应高有机物浓度和高悬浮物的废水。能承受较高负荷。有一定的抗冲击负荷能力，运行较稳定。负荷高时污泥会流失。设备较多，操作上要求较高。上流式厌氧污泥床反响器消化和固液别离在一个池内。微生物量特高。负荷率高。总容积小。能耗低，不需搅拌。如设计不善，污泥会大量流失。池的构造复杂。两段厌氧处理法酸化和甲烷化在两个反响器进行。两个反响器

35、内可以采用不同反响温度。能承受较高负荷，耐冲击。运行稳定。设备较多，运行操作较复杂。水解酸化池水解和酸化两个过程在一个池内完成，且反响控制在第二阶段完成之前。可以改变污水的可生化性，减少反响时间和处理过程的能耗；仅产生很少的难于厌氧降解的剩余活性污泥，可在常温下使固体物迅速水解，实现污水、污泥一次处理，不需要经常加热；不需要密闭的沉淀池，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相别离器，降低了造价，便于维护，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程；水解酸化池的体积较小，可节省基建投资。停留时间较难控制通过比拟，本设计采用水解酸化作为厌氧处理工艺。水解酸化工艺是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。

36、水解池是改进的升流式厌氧污泥床反响器。采用厌氧处理技术，在处理水的同时也完成了对污泥的处理，使污水污泥处理一元化，简化了传统处理流程。畜禽养殖废水属于高浓度有机废水，采用水解酸化工艺能有效的将大分子物质水解为小分子物质，使后面的好氧生物处理阶段顺利的进行，到达很好的生化处理效果。不仅可以减少污泥量，降低污泥的VSS，防止不良气味产物的产生，还可以减少反响时间和处理过程的能耗，节省占地面积等。3.2.3 好氧生物处理废水的好氧处理有活性污泥法和生物膜法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物，而生物膜法那么主要依靠固着于载体外表的微生物膜来净化有机物13。与活性污泥法相比，生

37、物膜法主要具有以下特点：(1)固着于外表上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性较好。可处理高浓度难降解工业废水。(2)生物膜含水率比活性污泥小，不会发生污泥膨胀，运行管理较方便。(3)由于微生物固着于固体外表，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比泥龄长的微生物不能繁殖。因此，在生物膜法中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中微生物种群具有一定分布。(4)因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。(5)采用自然通风供氧如滤池、转盘，运行费用较低，装置无泡沫。但受气候的影响较大；活性生物量难以人为控制，因而在运行方面

38、灵活性较差。(6)由于载体材料的比外表积小，故设备容积负荷有限。生物膜法主要有：生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池和生物流化床。各自特点比拟如下：(1)生物转盘优点：无堵塞现象；生物膜与废水接触均匀，盘面积利用率高，无沟流现象；废水与生物膜的接触时间较长，而且易于控制；缺点：盘材较贵，投资大；废水中挥发性污染物影响环境；受气候因素影响较大。(2)生物滤池优点：设备简单，操作容易；能经受有毒废水的冲击负荷。缺点：没有有效的方法控制出水水质；滤池周围的卫生条件比拟恶劣。(3)生物流化床优点：容积负荷高，抗冲击负荷能力强；微生物活性强；传质效果好。 缺点：设备磨损较固定床严重，载体颗粒在湍动过程中会

39、被磨损变小。(4)生物接触氧化池生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水那么自鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。空气是通过设在池底的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供给氧气，有时并借以回流池水14。生物接触氧化法具有如下特点：(1) BOD负荷高，MLSS量大，相对地说效率较高，并且对负荷的急剧变动适应性强。(2)处理时间短。在处理水量相同的情况下，所需装置设备较小，占地面积小。(3

40、)维护管理方便，无污泥回流，没有活性污泥法中所容易产生的污泥膨胀。剩余污泥量少；适应于低浓度污水处理(4)易于培菌驯化，较长时间停运后，假设再运转时生物膜有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和少量的CO2、N2和H2。水解和酸化进行恢复快。通过对以上三种方法得综合比拟以及对所处理的废水水质、水量的分析，本设计采用生物接触氧化法作为好氧生物处理工序。3.3 工艺流程图及说明 工艺流程图 畜禽养殖废水污水处理站的工艺流程图如图31所示： 禽畜废水 网筛 初沉池调节池 沉渣水解酸化池 干化场 外运作肥料生物接触氧化池 沉渣二沉池接触池 清水池图31 工艺流程图废水经网筛对悬浮物进行初步处理后

41、进入初沉池，初沉池将废水中的粪便沉积；初沉池出水流入调节池，对水质、水量进行调节，以备后续处理稳定进行；调节池出水进入水解酸化池，在水解菌和产酸菌的作用下将大分子有机物水解酸化变成小分子，将大局部不溶性有机物降解为溶解物质；水解酸化池出水流入生物接触氧化池(曝气池)，使废水与细菌得到充分的接触氧化，有机物得以充分降解；而后出水流入二沉池进行物化沉淀，泥水别离处理，上清液进入消毒接触池，经过氯气消毒处理后进入清水池存放。将初沉池、二沉池和水解酸化池产生的污泥用泵提升进干化场进行处置，最后干化成肥料外运。 工艺说明1、网筛本设计最先选用的是格栅,但是设计的污水处理量较小只有100m3/d,计算出的

42、栅条数目只有个,无法应用于实际工程。由于畜禽废水中的固体悬浮物较少,所以考虑选用网筛，既可减少设备，又能使操作简便。而且经济上也合算。经过查阅资料知：网筛一般可去除砂等杂粒80%90%，SS 15%30%，BOD5 15%25%，CODcr25%35%15。所以在进水处选用网筛既可以去除污水中的悬浮物又可以去除局部的CODcr及BOD5。2、初沉池网筛的出水直接进入初沉池，去除其中的粪便等固体沉淀物。由于处理的水量较小，且废水主要来源于尿液和冲洗废水，所以悬浮物也较少。因此初沉池产生的污泥较少，取初沉池的污泥量为0.4L/m3。初沉池对BOD5的去除率为35%左右，对CODcr的去除率为35%

43、左右16。3、调节池所有进入废水处理系统的废水,其水质和水量随时都可能发生变化,这对废水处理构筑物的正常运转非常不利,水质和水量的波动越大,处理效果就越不稳定,甚至会使废水处理构筑物遭受严重破坏。为减少水质和水量变动对废水处理工艺过程的影响,在进水处应设置调节池,以均和水质和均衡水量。使后续处理构筑物在运行期间能得到均衡的水量和均和的水质,到达理想的处理效果。废水处理设施中调节池的作用是:(1)提供对有机物负荷的缓冲能力,防止生物处理系统负荷的急剧变化。(2)控制pH值,以减少中和作用中的化学品的用量。(3)减小对物理化学处理系统的流量波动,使化学品添加速率适合加料设备定额。(4)调节池有蓄水

44、的功能，使进入处理系统的水质均和和水量均衡。4、水解酸化池在水解酸化池中，大分子的有机物被水解为小分子有机物，提高了废水的可生化性，产生少量的污泥。水解酸化池可以挂填料或者布水，本次设计采用填料式的水解酸化池。污水经进水槽和配水槽后到达填料，在填料上废水中的有机物与滤料接触后，被滤料中的微生物吸附转化为水、二氧化碳、氨气和微生物细胞物质，污水得到净化。5、生物接触氧化池生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，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，随水流到二沉池被去除，废水得到净化。在生物接触氧化池中，微生物所需

45、要的氧气来自水中，而废水那么自鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。空气是通过设在池底的穿孔曝气管进入水流，当气泡上升时向废水供给养气。生物接触氧化池选用玻璃钢蜂窝填料，填料层的高度为3米，池底的曝气管选用管径为50毫米的穿孔管。生物接触氧化池对BOD5的去除率为85%左右,对CODcr的去除率为80%左右17。 6、二沉池生物接触氧化池的出水直接进入二沉池。由于前面的生物接触氧化池对BOD5、COD的去除率较高，废水水质已到达较大改善。所以使用二沉池主要是为了排除流入的少许颗粒物以及接触氧化池中的填料脱落的生物膜。由于本设计的污水水量较小，固体悬浮物也较少，因此二沉池产生的污泥量较少，取二沉池的污

46、泥量为0.2L/m3。7、消毒接触池二沉池的出水直接进入消毒接触池，利用次氯酸钠对其进行消毒处理，使处理后的出水可以做养殖场的回用水，比方用于浇花，冲洗，景观用水等。8、清水池清水池主要是用来盛放经过处理的净化水,起着暂时贮存水的功能。经过处理系统的废水得到净化后流入清水池,既可以达标排放,也可以将清水池中的水用于浇花、灌溉等。9、干化场干化场主要是将初沉池和二沉池的污泥通过蒸发渗透，使污泥的含水率降低,并将上清液回流至格栅渠进行再次处理,污泥固体物运至填埋场或作为肥料。干化场的主要优点是基建费用低,设备投资少,操作简单,运行费用低,但是干化场受污泥性质和气候影响较大18。由于该处理站的处理水

47、量较小,产生的污泥量少,假设用机械脱水方式会使处理站的基建设备投资大,处理费用较高,这样会使整个污水处理系统费用增加,造成处理本钱增加,从经济角度出发,考虑污水处理的投资本钱和处理效果,最终选用干化场来处理该站的污泥。3.4 各个构筑物对BOD5、CODcr的去除率各个构筑物对BOD5、CODcr的去除率如表33所示：表3-3 主要指标预期效果处理单元CODcr(mg/l)BOD5(mg/l) 进水 20001200网筛进水出水去除率20002000 30120091224%初沉池进水出水去除率1400910 35% 912638.430%水解酸化池进水出水去除率910 45.7%368.44

48、2.3%生物接触氧化池进水出水去除率 80% 368.45585%二沉池 进水 出水去除率 87 12%554125%出 水87(400)41 (150)由表3-3得出，污水经本设计工艺流程后各项指标均到达出水指标要求。所以，本设计工艺可行。第4章 构筑物的设计计算4.1 网筛和格栅渠 网筛网筛主要应用于废水的预处理和毛等纤维物质的回收。是一种能有效截留悬浮物的机械装置，且具有简单、高效及不必投加药剂等优点19。可去除砂等杂粒80%90%，SS 15%30%，BOD5 15%25%。(1) 所需网筛面积A，m2由?废水处理工艺设计计算?P25表2-4选定水力负荷3/ m2min，污水量Q=10

49、0m333/h。 因此网筛面积A= = (2) 网筛台数 m2。选用中孔类、倾斜式、不锈钢丝网网筛2台(一备一用)，网筛的规格型号选用600 mm300 mm。 格栅渠 (1) 格栅渠的有效容积，m3 41 式中：污水在格栅渠中的停留时间取，h ，=4h 那么： (2) 格栅渠的平面尺寸 格栅渠的面积：式中：格栅渠的有效水深，m，取 m。 那么：格栅渠的平面尺寸采用 (3) 格栅渠的总高度，m 42式中：格栅渠的超高，m，取1 m。 那么：所以，格栅渠的几何尺寸： 4.2 初次沉淀池初沉池主要对废水中以无机物为主密度大的固体悬浮物进行沉淀别离。初次沉淀池有平流式、竖流式、辅流式及斜板(管)四种

50、。选用平流式沉淀池，它具有沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工简单，造价低等优点 19。(1) 沉淀池的外表积，m2选择设计流量的总变化系数=那么：最大设计流量 沉淀池的外表积：式中：沉淀池的外表水力负荷，取。那么： (2) 沉淀区的有效水深，m 43式中：沉淀时间，取。那么： (3) 沉淀区的有效容积， (4) 沉淀池长度， 44式中：最大设计流量时的水平流速，取。那么： (5) 沉淀池的总宽度 取(6) 沉淀池的个数 由于较小，所以取那么：(7) 污泥区的容积， 取初沉池的污泥量为 污泥区的容积： 式中：污泥沉淀时间，取=1。那么：(8) 沉淀池的总高度 45式中：沉淀池超高，m，取；沉淀区的有效浓度，m；缓冲层高度，m，采用无机械刮泥，取；污泥区高度，m；泥斗高度，m。 46式中：污泥斗下口宽，取。 梯形高度，m 47式中：污泥斗以上梯形局部上底长