宋灿辉60t养猪场废水处理工程方案

1、养 猪 场 废 水 处 理 工 程 设 计 方 案PAGE PAGE 19华中科技大学 环境科学与工程学院华盖养猪场废水处理工程设 计 方 案目 录TOC o 1-2 h z HYPERLINK l _Toc202026204 第一章概述 PAGEREF _Toc202026204 h 2 HYPERLINK l _Toc202026205 一、工程概况 PAGEREF _Toc202026205 h 2 HYPERLINK l _Toc202026206 二、设计依据 PAGEREF _Toc202026206 h 2 HYPERLINK l _Toc202026207 三、设计范围 PAG

2、EREF _Toc202026207 h 2 HYPERLINK l _Toc202026208 四、设计原则 PAGEREF _Toc202026208 h 3 HYPERLINK l _Toc202026209 第二章养猪场废水的水质、水量和处理要求 PAGEREF _Toc202026209 h 3 HYPERLINK l _Toc202026210 一、污水的水质水量 PAGEREF _Toc202026210 h 3 HYPERLINK l _Toc202026211 二、排放标准 PAGEREF _Toc202026211 h 4 HYPERLINK l _Toc202026212

3、 第三章废水处理的工程设计 PAGEREF _Toc202026212 h 5 HYPERLINK l _Toc202026213 一、处理工艺的选择 PAGEREF _Toc202026213 h 5 HYPERLINK l _Toc202026214 二、污水处理工艺设计 PAGEREF _Toc202026214 h 8 HYPERLINK l _Toc202026215 三、主要构筑物及工艺设备一览表 PAGEREF _Toc202026215 h 15 HYPERLINK l _Toc202026216 第四章总图、建筑、结构和公用工程 PAGEREF _Toc202026216 h

4、 17 HYPERLINK l _Toc202026217 一、总图布置 PAGEREF _Toc202026217 h 17 HYPERLINK l _Toc202026218 二、建筑、结构 PAGEREF _Toc202026218 h 17 HYPERLINK l _Toc202026219 三、电气 PAGEREF _Toc202026219 h 17 HYPERLINK l _Toc202026220 四、分析、化验 PAGEREF _Toc202026220 h 18 HYPERLINK l _Toc202026221 第五章环保、劳动安全卫生、节能、消防与防洪 PAGEREF

5、_Toc202026221 h 18 HYPERLINK l _Toc202026222 一、环保 PAGEREF _Toc202026222 h 18 HYPERLINK l _Toc202026223 二、劳动安全卫生 PAGEREF _Toc202026223 h 19 HYPERLINK l _Toc202026224 三、节能 PAGEREF _Toc202026224 h 19 HYPERLINK l _Toc202026225 四、消防 PAGEREF _Toc202026225 h 20 HYPERLINK l _Toc202026226 第六章管理机构、劳动定员PAGEREF

6、 _Toc202026226 h 20 HYPERLINK l _Toc202026227 第七章投资估算或概算 PAGEREF _Toc202026227 h 20 HYPERLINK l _Toc202026228 一、工程总造价 PAGEREF _Toc202026228 h 20 HYPERLINK l _Toc202026229 第八章运行成本分析 PAGEREF _Toc202026229 h 25 HYPERLINK l _Toc202026230 第九章结论和存在问题 PAGEREF _Toc202026230 h 25第一章 概 述一、工程概况拟建的畜禽废水处理工程设施位于养

7、猪场内，不影响主体规划，也不会对养猪场附近居民造成任何影响，废水经处理达标后就近排入地表水体。二、设计依据中华人民共和国环境保护法(1989年12月)；中华人民共和国水污染防治法(1996年5月修正)；给排水构筑物施工及验收规范（GBJ125-1989）；室外排水设计规范（GBJ14-1987）；给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-1997）；给排水工程结构设计规范（GBJ69-1984）；给水排水标准规范实施手册（GB17-1988）；低压电器设计规范（GB50054-1995）；畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T 812001）畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001

8、）规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范（NY/T 1222-2006）三、设计范围1、本方案设计范围从污水处理站进水拦污渠进水口起至处理达标后规范排污口止。2、本方案设计内容包括污水处理工艺、设备选型、土建、电力、仪表及工程概算。四、设计原则1、贯彻国家环境保护的基本国策，执行国家、地方的相关法规、政策、规范和标准。、根据生产废水水质特点及排水水质要求，在确保出水水质能稳定达标的条件下，选用切合实际的、先进的、成熟的污水处理工艺技术，以便达到低能耗、低运行费用、低投资、污泥少、运行稳定、管理方便的目的。、选用质量好、性能稳定、价格合适的仪器、设备，以减少维修工作量，增强设施运行的稳定性。、流程先进

9、、简洁、可靠，便于操作管理。、减少污泥的产生，以减轻污泥处置的困难，把污泥可能产生的对环境二次污染影响降到最小。、处理站的平面布置力求紧凑、美观、操作方便。第二章 养猪场废水的水质、水量和处理要求一、污水的水质水量1、污水来源及水质特征养猪场废水主要有尿液、残余的粪便、饲料残渣和冲洗水等组成。养殖场废水水质特征与畜禽舍结构、清粪方式与冲洗水的使用、饲料营养、畜禽消化功能和生产管理等有关。由于养殖业粪污中含有大量的氮、磷、悬浮物和致病菌等成分，这些污染物如不进行适当处理，一旦进入天然水体、农田就会导致严重的环境污染。2、污水水量根据公司提供的设计参数，畜禽废水量约为60m3/d，排放时间2h。3

10、、污水水质对养猪场废水水质2008年6月进行监测，结果如表1。表1养猪场2008年6月原水水质监测结果名 称CODcrBOD5SSNH3-NTP原水水质(mg/L)设计废水水质由于监测结果显示的是单日单次采样水质，因此具有一定的局限性，出于实际考虑，取安全系数，本工程设计废水水质依据表2。表2本工程采用设计废水水质名 称CODcrBOD5SSNH3-NTP设计采用水质(mg/L)20000160009001000二、排放标准本工程处理后的水质执行畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001），如下表3所示。表3 出水水质名 称CODcrBOD5SSNH3-NTP出水水质(mg/L)400

11、150200808第三章 废水处理的工程设计一、处理工艺的选择畜禽废水处理工艺的选择应综合考虑基建投资、运行管理费用、出水水质要求、操作管理难易、占地面积的大小等多种因素。根据畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T81/2001）和规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范（NY/T 1222-2006）中的相关规定，参考国内外针对畜禽养殖废水处理的工程实例，畜禽养殖废水处理的基本工艺路线为：预处理+厌氧消化+后处理。预处理工艺的选择针对畜禽养殖废水的预处理工艺主要有格栅，固液分离机，沉淀池和调节池等。根据公司提供的水质资料，预处理工艺主要采取人工格栅+调节池+斜板式沉淀池。厌氧消化器的选择（1）厌氧消化

12、器介绍厌氧消化器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。根据SS含量不同，可分为两类，一类是适用于高SS浓度的厌氧消化器，如USR、全混池、卧式推流池等，另一类是适用于低SS浓度的厌氧消化器，如UASB、厌氧滤器、厌氧流化床等。根据本工程的预处理工艺和废水特点，参考国内外养猪场废水处理工程经验，厌氧消化器选用折流式厌氧反应器（ABR）.（2）折流式厌氧反应器（ABR）介绍折流式厌氧反应器(Anaerobic Baffled Reactor，简称ABR) 是由美国Stanford大学的McCarty等人于80年初在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器。ABR反应器内设置若干竖

13、向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的UASB系统，废水进入反应器后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物充分的接触而得到去除，借助于废水流动和沼气上升的作用，反应室中的污泥上下运动，但是由于导流板的阻挡和污泥自身的沉降性能，污泥在水平方向的流速极其缓慢，从而大量的厌氧污泥被截留在反应室中。（3）ABR反应器的特点上下多次折流，使废水中有机物与厌氧微生物充分接触，有利于有机物的分解，处理效率高；不需要设置三相分离器，不设搅拌设备，反应器能耗低，构造较为简单；由于进水污泥负荷逐段降低，沼气搅动也逐段减少，不会发生因厌氧

14、污泥床膨胀而大量流失污泥的现象，出水SS往往较低；反应器内可形成沉淀性能良好，活性高的厌氧颗粒污泥，可维持较多的生物量，因此抗冲击负荷能力强。好氧工艺选择（1）好氧工艺介绍为废水达标排放厌氧出水需做进一步处理。用于畜禽养殖废水后处理的主要工艺包括好氧生物处理系统、稳定塘、好氧生物处理系统+稳定塘和其他处理方法，如膜分离法、人工湿地等。在好氧生物处理系统中，按生物在曝气池内的生长方式可分为悬浮生长和附着生长两类。前者就是活性污泥法及其演化的变种，后者就是生物膜法。生物膜法的优势就是具有脱氮功能和没有污泥膨胀之虞。但在本方案中，若采用生物膜法势必因为大量使用填料而导致工程投资和维护费用增加。在活性

15、污泥法及其演化的变种中，又可按操作方式分为连续操作和间歇操作两种。在连续流操作方式中，有传统活性污泥法、氧化沟、射流曝气活性污泥工艺、延时曝气活性污泥工艺及改进型活性污泥工艺等。间歇操作包括SBR及其变形CASS、CAST和UNITANK等，他们由于操作灵活，比较适合于水量较小且水质变化较大的场合。由于本畜禽粪水中N、P含量较高，因此好氧处理工艺应选择有较高脱氮除磷能力的工艺，如SBR、氧化沟等。根据养殖场的出水需求和实际土地状况，由于氧化沟占地面积大，投资较大，运行控制较复杂，因此本工程后处理工艺选择SBR+氧化塘工艺。（2）SBR工艺介绍SBR（Sequencing Batch React

16、or，简称SBR）工艺是一种间歇运行的废水处理工艺，结构形式简单、运行方式灵活多变、空间上完全混合、时间上理想推流、兼均化、初沉、生物降解、终沉等功能于一池，无须设污泥回流系统。根据SBR的运行功能，可把整个运行过程分为进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期，各个运行期在时间上按序排列，称为一个运行周期。运行时，废水分批进入池中，在活性污泥的作用下得以降解净化，沉降后，净化水排出池外。SBR按间歇曝气方式运行，每个周期包括进水、混合、曝气、沉降、排放和空置等阶段。活性污泥微生物以污水中各种有机物为厌氧，在厌氧混合阶段，积磷菌将储积在菌体内的聚磷分解，并积储PHA，聚磷分解后的无机磷盐释放到积磷

17、菌体外（厌氧放磷）。在好氧阶段，废水中的有机物被氧化成二氧化碳和水（去碳）。氨被氧化成硝酸盐（硝化）；积磷菌将积储的PHA好氧分解，释放出大量能量供积磷菌吸收磷酸盐，并以聚磷形式储积于体内（好氧吸磷）。在缺氧阶段，硝酸盐被还原成气态氮（反硝化）。经过厌氧、好氧、缺氧3个阶段的合理配置交替运行，实现了生物去碳、脱氮、除磷。（3）SBR工艺特点运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好；耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制

18、活性污泥膨胀。处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理；适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。4、本方案的工艺选择 综上所述本方案的工艺流程为：人工格栅+调节池+斜板沉淀池+ABR+SBR+氧化塘。本工艺具有如下特点：（1）工艺流程简单，占地面积小，能耗低，运行成本和造价都较低；（2）工艺运行稳定，出水水质好，沼气产率高，运行管理方便。二、污水处理工艺设计1、工艺流程工艺流程简

19、图如下：工艺流程简介A、为了防止泵及处理构筑物的机械设备和管道被磨损或堵塞，使得进水均匀，使后续处理流程顺利进行设置格栅+调节池+斜板沉淀池作为预处理设施。B、设置两个折流式厌氧反应器（ABR），每次沉淀池出水直接进入其中一个反应器，进行厌氧消化去除CODCr和SS并产生一定量的沼气。C、厌氧池出水直接进入SBR，进一步降低CODCr和SS，同时去除氮磷。D、SBR出水直接进入氧化塘，根据养猪场地理环境和气候等条件，氧化塘采用荷花塘，在氧化塘内通过细菌、藻类和植物等生物协同作用对COD、氨氮和磷都有较好的去除。E、氧化塘出水直接进入规范化排污口达标排放。F、污泥处置：该系统产泥量较少，除了沉淀

20、池沉淀下来的一部分悬浮有机物和无机杂质外，再就是SBR产生污泥回流至ABR进行厌氧消化，ABR中会有一定量的消化剩余污泥，且由于处理养猪场废水过程中产生的污泥中有机营养元素含量较高的，通过较高温度的堆肥处理后对其中的致病菌可以去除，所以可以采取对污泥进行堆肥处理后回用。2、污水处理后的预期效果经过“ABR+SBR+氧化塘”工艺处理后， CODcr、BOD5、SS等环保指标大幅度降低，达到排放要求，各工艺单元预期去除率如表4。表4 设计预期有机污染物生化去除率序号处理单元CODCrBOD5NH3-NSS1调节池进水20000160001000900出水1800014400900900去除率（%）

21、10101002斜 板沉淀池进水1800014400900900出水12600.0 10800.0 810.0 360.0 去除率（%）302510604ABR进水12600.010800.0 810.0 360出水37802700.0810216去除率（%）70750405SBR进水37802700.0810216出水756540121172.8去除率808085206氧化塘进水756540121172.8出水151.25448.686.4去除率（%）809060507总去除率（%）99.2499.329490.43、主要构筑物的特性说明和设计参数（1）、进水拦污渠特性说明废水中常常含有一些

22、比较大的杂物，为防止处理构筑物的机械设备和管道被磨损或堵塞，因此设置进水格栅。设计参数根据废水排放规律，废水最大流量5m3/h，水量变化系数取2.0。由于本项目未提供废水处理站进水管的标高，为便于沟渠土建施工和拦污设备安装，进水拦污渠渠深采用0.7m，计算宽度0.5，格栅间距20mm，格栅安装倾角60。主要工程内容进水拦污渠1座，砖混结构，有效尺寸LBH=0.50.30.5m。人工格栅1台，材质A3F,有效尺寸LB=0.80.5m。（2）、调节池特性说明由于养猪场废水水质水量不均匀，所以必须对水质水量进行调节。设计参数根据废水排放规律，一天的废水量为60m3左右，考虑到调节池起到一定的预处理作

23、用，取水力停留时间为24小时。调节池有效水深1.5m，有效容积为60m3.主要工程内容调节池一座，砖混结构，有效尺寸LBH=852m3。（3）、斜板沉淀池特性说明由于养猪场废水中存在有大量固体悬浮，会增加后处理难度，所以需要通过沉淀去除一部分。考虑到处理规模较小，所以选择斜板式沉淀池较经济并方便管理操作。设计参数Q=60m3/d，工作时间按24小时计算，则平均小时流量2.5m3/h；表面负荷：1.0m3/m2.h。主要工程内容斜板沉淀池一座，砖混结构，有效尺寸LBH=2.5m2.0m4m3。（4）、ABR反应器特性说明针对废水高CODCr低SS和水量变化较大的特点折流式厌氧反应器（ABR），最

24、大程度上削减CODCr和SS浓度，产生一定量的沼气；同时，较大的池容和ABR反应器较好的抗冲击负荷能力也起到调节水量及匀化水质的作用。设计参数按CODCr去除率70%，CODCr负荷5kgCODcr/m3计算则所需容积为240m3，为增强厌氧池的调节能力，取有效容积300m3，相当于停留时间为5d，有效水深取3m。按去除1kgCODcr可产0.5 m3沼气计算，沼气产量为420m3/d。主要工程内容ABR反应池1座2格，砖混结构，单格有效尺寸LBH=1053.5m。配置50WQ15-8-0.75型潜污泵2台，流量15m3/h，扬程8m，功率0.75KW；弹性组合填料，规格18080，体积200

25、m3。（5）、SBR反应器特性说明：采用SBR工艺进一步降低CODCr和SS，较好地去除氮磷，同时省去二沉池减小了占地和基建投资。设计参数：按反应器排水比1/3计算，单日排水 1次，单次进水量60m3，反应器总有效容积100m3。主要工程内容：SBR反应器1座，砖混结构，有效尺寸LBH=843.5m；配置WQ80-10-4型潜污泵1台，流量30m3/h，扬程10.0m，功率2KW；离心式潜水曝气机QXB3 2台，功率1.0kw，进气量50m3/h，服务面积26m2。（6）氧化塘特性说明本工程中采用兼性氧化塘，在氧化塘的上层，阳光能够射透的部位为好氧层，由好氧异养微生物对有机污染物进行氧化分解；

26、藻类的光合作用旺盛，释放大量的氧。在塘的底部，由沉淀的污泥和衰死的藻类和菌类形成了污泥层，在这层里由于缺氧，由厌氧微生物进行厌氧发酵。氧化塘被用来作为污水的深度处理存在着运行管理费用低等诸多的优点。设计参数氧化塘表面负荷率采用0.05kgBOD/(m2*d)，塘深取1.5米，总面积为480m2。（7）、规范排污口特性说明规范排污口用于污水采样和计量。设计参数按流量2.5m3/h，考虑2.0系数设计。主要工程内容规范排污口1座，砖混结构，有效尺寸LBH=0.50.30.5m；穿孔稳流板2套，PVC材质，有效尺寸LB=0.50.3m；三、主要构筑物及工艺设备一览表表5、主要构筑物一览表序号建、构筑

27、物名称规 格数 量尺 寸附 件备 注1进水拦污渠0.075 m31座0.50.30.5m人工格栅砖混2调节池80 m31座852m3砖混3斜板沉淀池20 m31座2.52.04 m3斜管材料砖混4ABR反应器350m31座2格1053.5m潜污泵、弹性组合填料砖混5SBR反应器112m31座843.5m离心式潜水曝气机、潜污泵砖混6氧化塘720 m31座24201.5m7规范排污口0.075 m31座0.50.30.5m穿孔稳流板砖混表6、主要工艺设备一览表序号设备名称型 号规 格数 量备 注1格栅-LB=0.50.3m，栅条间距：20mm1台材质：A3F2弹性组合填料m33潜污泵24潜污泵1

28、5离心式潜水曝气机26穿孔稳流板有效尺寸LB=0.70.5m2材质：PVC第四章 总图、建筑、结构和公用工程一、总图布置养猪场废水处理工程设施的总图布置原则：总图布置应符合工程总体规划的要求，污水处理站建成后不影响原有的布置格局。污水设施附近应设道路有利于货物运输。废水处理设施位于养殖场内，为节省占地，所有构筑物采用合建式。曝气机及水泵置于池体内在水中，防止噪声影响周围环境。二、建筑、结构建筑、结构设计原则：依据国家颁布的现行结构设计规范，行业标准及各专业所提供的基本设计资料。构筑物结构设计力求安全可靠、实用、节省，并满足工艺及使用要求。调节池、沉淀池、ABR反应器和SBR反应器均为砖混结构，

29、合建式设计。氧化塘采用底部防渗，侧墙采用但墙砖加固即可。三、电气1、供电、用电量及保护方式废水处理设施的用电由养殖场的配电房引入。本工程设备总装机容量5KW，电源考虑 380V/220V低压电源，采用就地集中补偿。接地采用TNCS系统，电源进线处PEN线重复接地，接地电阻10。2、自控设计自动化控制设计要求：根据养殖场的实际情况，污水处理系统的运作应尽可能自动完成，不设专门管理人员，能对出现的故障报警。自控设计说明本工艺流程简单，操作简便，主要为ABR反应器和SBR反应器，有转动设备的仅调节池提升泵，ABR反应器内循环泵、SBR反应器出水泵、离心式潜水曝气机。自控方案如下：A、所有电机的运行状

30、态均能集中显示，并通过警灯、蜂鸣器对出现的故障报警。B、ABR反应器内循环泵、SBR反应器出水泵、离心式潜水曝气机均能定时自动切换。C、每相邻构筑物间均设跨越管，一旦某工序出现故障，污水将自动溢流到下一工序继续处理。由于采取上述自控措施，整个污水处理工艺基本上实现了自动运作，不需设专人管理，仅需对系统出现故障报警时予以及时处理即可。四、分析、化验废水处理应作常规检测，并配备必要的分析和化验仪器。检测工作可由化验部门兼管。第五章 环保、劳动安全卫生、节能、消防与防洪一、环保污水处理设施本身是治理环境污染的基础设施，但由于把污染物相对集中，在处理过程中如不加妥善处理，也会对环境产生不良的影响。在工

31、程建设过程中，施工机械引发的噪声、输送建材对交通产生的影响、施工过程中产生的污染等，这些影响可以通过采取适当的措施予以缓解，其内容如下：合理规划施工活动，以保证对社会最小的干扰。选择适当的路线运送材料和设备，使交通时间最少。设置警告讯号，道路封闭时按需进行交通管理，以保证工程正常进行和减少交通障碍。为安全目的，在任何时间尽量减少埋管、沟槽长度，并在施工场地设围，防止儿童进入。限制场地清理范围，能满足工程需要即可。二、劳动安全卫生电气设备的安装、防护以及操作条件均按电器有关安全规定设计。劳动保护与安全生产方面要加强对操作工及施工人员的法制教育，包括建设期及运行管理期，其内容如下：建设期间A、编制

32、和执行各种有关施工安全的政策大纲以及各方面应负的责任。B、对全体职工进行安全培训、事故和偶发事件的报告。C、颁发和使用安全设备如安全帽等。D、制订安全工作实践（如脚手架、开挖支撑等）。E、任命安全监理和安全管理人员。在操作和维护期间A、制订紧急反应计划。B、任命安全监理和安全管理人员。C、制订安全管理系统。D、定期经常对职工作医疗检查。E、颁发和使用安全用品如安全帽、鞋、工作服等。三、节能1、耗能大的设备主要是调节池提升泵、ABR反应器内循环泵、SBR反应器出水泵、离心式潜水曝气机，工程中尽可能选用效率高、能耗少的先进设备和器材，在运转中使水泵工作点位于效率最高区，以节省能耗。2、在高程布置中，节约水头损失，减少跃水高度，以节约水泵提升高度，节约电耗。整个流程仅系统出水部分视情况需一次提升，其余均靠重力自流。3、选用无功功率自动补偿装置，将电柜及设备集中，使电柜处于负荷中心。四、消防站区内构筑物的耐