养猪场废水处理工艺设计

.z.中文摘要本设计的任务是养猪场污水处理工程的设计，要对污水处理进展整体的设计与规划。所提供的污水厂进水水质为：Q=3000m3/d,BOD5=3900-4900mg/L，CODcr=9000-13000mg/L，SS=3200-3500mg/L，NH3-N=450-650mg/L，pH=9.0～11.0。要求经过处理后出水水质为：BOD5=150mg/L，CODcr=400mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=80mg/L，pH=6.0～9.0，最终满足"畜禽养殖业污染物排放标准"〔GB18596—2001〕要求。设计中采用的主要污水处理工艺是：氨吹脱——厌氧反响——生物接触氧化——消毒——出水。所涉及的具体工作是对工艺流程中的各个构筑物进展计算，确定其尺寸，对处理工艺中需要的各种设备进展选型，并确定污水处理场的平面和高程布置。本设计还对污水处理场的建立和运行费用做了初步的估算。最终的设计成果还有多分以CAD软件绘制的工程图纸，包括：污水场平面布置图、污水场高程布置图以及几个主要的处理构筑物。关键词：养猪污水，氨吹脱塔，UASB反响器，生物接触氧化池。PigfarmwastewatertreatmentengineeringdesignAbstractThisdesigntaskisraisingpigfactorywastewatertreatmentengineeringdesign,therequirementisonwastewatertreatmentplantforoveralldesignandplanning.Thewastewatertreatmentplantisprovidedfor:Q=iningwater3000m3/d,BOD5=3900-4900mg/L,CODcr=90-13000mg/L,SS=32-3500mg/L,NH3-N=450-650mg/L,pH=9.0~11.0.DemandforprocessedeffluentBOD5=150mg/L,andCODcr=400mg/L,SS=200mg/L,NH3-N=80mg/L,pH=6.0~9.0Finallymeetthelivestockandpoultrybreedingstandardsforpollutantsdischarge"(GB18596-2001)requirements.Designthemajorsewagetreatingtechnologyis:ammoniatoremove-anaerobicreaction-biologicalcontacto*idation-disinfection-outofthewater.Thespecificworkisinvolvedinvariousstructuresinprocessiscalculated,determineitssize,toprocessallkindsofequipmentneededinselectionanddeterminesewagetreatmentplant,theplaneandelevationlayout.Thisdesignofsewagetreatmentplantconstructionandoperationcostsmakesapreliminaryestimates.ThefinaldesignresultsandpointstoCADsoftwarerenderingengineeringdrawings,including:sewageplantlayout,sewageplantelevationlayoutandseveralmainprocessingstructures.Keywords:Pigsewage,Ammoniatoremovetower,UASBreactor,Biologicalcontacto*idationponds.目录TOC\o"1-3"\u第一章绪论11.1养猪污水的来源11.2养猪污水的特点11.3养猪污水对环境的危害11.4养猪污水的资源化21.5养猪污水的处理方法2第二章方案设计说明72.1工程设计资料7设计资料7设计依据7指导思想72.2养猪污水处理工艺流程的设计82.2.1方案选择82.3处理工艺流程设备说明112.3.1格栅间112.3.2沉砂池112.3.3调节池11初沉池122.3.5中间水池122.3.6氨吹脱塔12上流式厌氧污泥床〔UASB〕13生物接触氧化池142.3.9二沉池152.3.10污泥贮池152.3.11污泥浓缩池152.3.12污泥脱水162.3.13粪渣干化场162.3.14消毒池162.3.15计量堰16其他附属构筑物162.3.17主要设备17第三章设计计算183.1格栅18格栅设计数据183.1.2格栅设计计算193.2沉砂池243.2.1沉砂池设计主要原则24平流式沉砂池的设计参数24设计计算243.3调节池293.3.1设计数据29设计要点与设计要求293.3.3设计计算303.4初沉池的设计32简介32沉淀池的一般设计原则及设计参数32设计计算333.5中间水池373.5.1简介37中间水池设计计算373.6氨吹脱塔38简介38设计计算383.7上流式厌氧污泥床〔UASB〕423.7.1简介423.7.2设计计算433.8生物接触氧化池503.8.1简介503.8.2设计依据51设计计算513.9二次沉淀池55简介553.9.2设计参数553.9.3设计计算563.10贮泥池593.10.1贮泥池的作用593.10.2贮泥池计算593.11污泥浓缩池60简介603.11.2设计计算603.12污泥脱水机房64简介643.12.2机械脱水前预处理643.12.3带式压滤机设备选型653.13粪渣干化场67简介673.13.2设计计算673,14消毒池68简介68紫外线消毒的优点683.14.3影响紫外线消毒的因素683.14.4紫外消毒设备693.14.5设计要点69设计计算703.15计量设备713.15.1计量设备布置原则713.15.2咽喉式计量槽的一般规定72第四章污水处理站的平面布置与高程布置734.1污水处理站的平面布置73简介73各处理单元构筑物的平面布置734.1.3管、渠的平面布置734.1.4辅助建筑物744.2污水处理站的高程布置75简介75污水高程754.2.3污泥高程824.2.4损失计算844.2.5确定高程86第五章投资预算875.1工程建立投资预算875.1.1工程建立投资欲算875.1.2设备投资欲算87致89参考文献90附件91-.z.第一章绪论1.1养猪污水的来源随着畜牧业的开展，畜产废水排放量日益增加，对农业生态环境和水体环境产生的负面影响也日益严重。养猪场污水主要是猪的排泄物〔猪尿及局部猪粪〕和猪舍冲洗水的混合物。据有关部门测算：１头猪日排泄粪尿按6kg计，年产粪尿达2.5t。一个千头猪场日排泄粪尿达6t，年排量达2500t。如果用水冲式清粪，１头猪日排污量约为30kg，年排污水达１万多t。污水中悬浮物、有机物及氨氮含量均较高，其中五日生化需氧量BOD5介于600～7000mg/L，化学需氧量COD浓度可达13000～17000mg/L。[1]1.2养猪污水的特点养猪场污水排水量大、污染负荷高，有机物浓度高，固液混杂。而养猪行业的利润水平又低，因而要求污水处理工程投资低、运行费用低、处理效率高。因此，我们必须研究出投资少，运行本钱低，管理方便，处理效果好的装置和相配套的发酵工艺，尽可能使污水处理后得到资源化利用，既消除污染，又化害为利，促进经济开展。1.3养猪污水对环境的危害目前，我国的养猪业集约化程度较低，养猪业带来的污染问题尚未引起广泛关注，而养猪业集约化比率增高，排泄物中含有的氮、磷及剩余饲料将导致单位面积土地上的排泄量显著增加。如果不加以重视，会给环境带来严重的后果。养猪废水含有大量的氮和磷。如果氮和磷被排入水体，则容易导致水体富营养化，污染水体。以硝酸盐形式存在于水中的氮倘假设被人饮用，则会对人体安康造成损害。而土壤中的养分过剩，则会使打破土地的生态平衡。排泄物中残留的抗生素等对人类安康的损害也引起了人类安康学家和畜牧业工作者的重视。规模化养猪场每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如残留的兽药以及大量的病原体等，因此如果污水不经过处理就排放于外界环境或直接农用，将会导致当地生态环境和农田的严重污染【2】。因为我国畜禽养殖企业长期以来只是片面追求经济效益，环保意识薄弱，对粪便污水处理方法落后，致使大量的粪便随冲洗水直接排放，甚至有的将粪便直接排入外界水环境中，严重污染了大江大河的水质。养猪场排放含粪尿的污水中的生化指标极高，其中COD值和BOD值远远超过国标。高浓度的有机污水排入江河湖泊中，造成水质不断恶化，其中污水中高浓度的氮、磷是造成水体富营养化的主要原因,使水中的藻类过度生长，从而导致鱼类的大量死亡(Roland等，1993)严重威胁到了水产业的开展。畜禽粪便污水不仅污染到了地表水，至使地表水中的硝酸盐含量超出规定围(50mg/L)，而且其有毒、有害成分还容易进入到地下水中，严重污染地下水。一旦地下水被污染了，是极难治理恢复的，将会造成较持久性的污染。养猪场在污染周围环境的同时，也污染了自身的环境，严重地威胁了畜牧养殖业的自身可持续开展。猪体的微生物主要是包含在粪便通过消化道排出体外，通过养猪场污物的排放进入外界环境中从而造成严重的微生物污染。如果对这些粪污不加以无害化处理，大量的有害病菌一旦进入环境，不但会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重威胁到人体安康。【3】1.4养猪污水的资源化使养猪场的粪污得到资源化利用：畜禽养殖业污水中含有较多的氮、磷、钾等养分，污水经过适当的净化处理可以用于农田、绿地的灌溉，进入渔塘养鱼，有条件时还可考虑回用冲洗畜舍；固体粪污经处理后可作为高效有机肥。利用畜禽粪便生产有机肥，不仅可减轻畜禽粪便对环境的污染，还可提高土壤有机质含量，提高土壤肥力。1.5养猪污水的处理方法物理处理方法物理处理是指通过物理方面的重力或机械力作用使污水水质发生变化的处理过程。物理处理方法有：格栅、沉淀、过滤等。物理方法主要是去除污水中较大的悬浮物和杂质、饲料残渣、猪毛猪尿及其它可以堵塞或磨损管道和水泵的物质，还有污水经化学处理的反响产物，污水生物处理后生成的活性污泥或生物膜【4】。化学处理方法化学处理是利用化学反响的作用以去除水中的杂质。化学处理方法有：混凝、消毒、中和等。污水化学处理对象有：污水中溶解性的有害物质，如酸碱性有机物、和各种有机溶剂等。生物处理方法生物处理是微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新代功能，对污水中的污染物质进展分解和转化。〔1〕厌氧生物处理技术：厌氧生物处理时在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。【5】1水解酸化池水解酸化池主要包括以下几个局部：①池体一般为矩形或圆形，水解酸化池的经济高度一般为4～6m之间，另外，可以对水解酸化池进展分格，分格后，每一单元尺寸减少，可提高配水的均匀性，同时有利于维护和检修。②配水系统常用的配水方式有：一管一孔布水、一管多孔配水方式、分枝式配水方式。③出水收集装置水解酸化池的出水可以采用设于池水外表三角出水堰进展收集。④排泥系统当水解酸化池污泥到达一定高度后应进展排泥，排泥的高度的设定应考虑排出低活性的污泥，保存高活性的污泥，通常污泥的排放点设在污泥区的中上部，可采用定时排泥方式，每日排泥一至二次。作用机理：通常把厌氧发酵过程分为四个阶段，即a、水解阶段b、酸化阶段c、酸衰退阶段d、产甲烷阶段。水解阶段：能使固体有机物降解为污水中的溶解性物质，以及将大分子有机物质降解为小分子物质，在产酸阶段，碳水化合物等有机物被降解为有机酸，主要是乙酸、丁酸等。水解和酸化反响进展得相对较快，一般不容易将它们分开，此阶段的主要微生物是水解—产酸细菌。【5】水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质，将环状构造转化为链状构造，进一步提高了废水的BOD/COD比，增加了废水的可生化性，为后续的消毒处理创造了良好的环境。污水经过水解反响后可提高其生化性能，降低污水pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造有利条件。2升流式厌氧污泥床反响器〔UASB〕上升式厌氧污泥床反响器是由荷兰的Lettinga教授等在1972年研制，于1977年开发的。由于在反响器可以培养出大量厌氧颗粒污泥，使反响器的负荷很大。对一般的高浓度有机污水，当水温在30℃左右时，负荷可达10-20KgCOD/(m3·d)。【5】UASB法与其它厌氧反响器相比，具有一系列的优点：〔1)污泥床生物量多；〔2〕容积负荷率高，污水在反响器的水力停留时间短，因此所需池容大大减小；〔3〕设备简单，操作方便，无需设污泥回流装置，不需填充填料，也不需要设置机械搅拌装置，造价相对廉价，便于管理而且不存在堵塞问题。3厌氧生物滤池厌氧生物滤池是密封的水池，池放置填料。微生物附着生长在填料上，平均停留时间可长达100d左右。滤料可采用拳状石质滤料，如碎石、卵石等，粒径在40mm左右，也可以采用塑料填料。塑料填料具有较高的孔隙率，质量也轻，但是价格较贵。根据对一些有机污水的实验结果，当温度在25-30℃时，在使用拳状滤料时，体积负荷可达3-6KgCOD/(m3·d)；在使用塑料填料时，体积负荷可达3-10KgCOD/(m3·d)。厌氧生物滤池的主要优点是：处理能力较高；率池可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水别离设备；出水SS较低；设备简单；操作方便等。厌氧生物滤池的主要缺点是：滤料费用较高；滤料容易堵塞，特别是下部，生物膜很厚，堵塞后，没有简单有效地清洗方法。〔2〕好氧生物处理技术：污水的好氧生物处理技术是在有氧存在的条件下，利用好氧微生物，将有机物降解的污水处理方法。污水中存在的各种有机污染物，主要是以胶体状或溶解态存在。这局部有机物经过一系列的生化反响，逐级降解，最终将转化为无机物，到达无害化。1活性污泥法性污泥法是目前污水处理中应用最广泛的好氧生物处理技术，也是一项极具开展前景的污水处理技术。近几十年以来，对其生物反响和净化机理的研究取得了长足的开展，工艺流程渐渐成熟、合理。活性污泥法适用于大规模、较高浓度的污水处理。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。【3】氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟的技术特点：氧化沟利用连续环式反响池〔CintinuousLoopReator,简称CLR〕作生物反响池，混合液在该反响池中一条闭合曝气渠道进展连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反响池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。间歇式活性污泥法〔SBR法〕

SBR是序列间歇式活性污泥法〔SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess〕的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反响替代稳态生化反响，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反响池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。【5】2生物膜法生物膜法是利用附着生长于*些固体物外表的微生物〔即生物膜〕进展有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进展厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以到达净化污水的目的。1〕生物转盘生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种，是污水灌溉和土地处理的人工强化，这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥－－－生物膜。污水经沉淀池初级处现后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。在气动生物转盘中，微生物代所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供应。转金外表覆有空气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转金转动，当转金离开污水时，转金外表上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。2〕生物流化床生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率，以砂〔或无烟煤、活性炭等〕作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供养，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。构筑物中填料的外表积超过3300m2/m3填料，填料上生长的生物膜很少脱落，可省去二次沉淀池。床中混合液悬浮固体浓度达8000-40000mg/L，氧的利用率超过90%，根据半生产性试验结果，当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除率均大于90%，此时填料粒径为1mm，膨胀率为100%，BOD负荷16.6kg(BOD5)/(m3·d)。生物硫化床工艺效率高、占地少、投资省，在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚、制药等工业废水处理。3〕生物接触氧化法生物接触氧化法是以附着在载体〔俗称填料〕上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不管应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。【3】本设计的处理废水为养猪废水，拟采用的主要工艺是：氨吹脱塔—UASB—生物接触氧化，最终给出水要到达"畜禽养殖业污染物排放标准"〔GB18596—2001〕的要求。设计中将采用CAD制图，绘制污水厂平面布置图、高程图、格栅与沉砂池、氨吹脱塔、二沉池、污泥浓缩池。第二章方案设计说明2.1工程设计资料设计资料(1)水质水量a.水量设计规模为3000m3/db.污水水质表1污水水质工程pH设计浓度9000-130003900-49009-113200-3500450-650出水浓度4001506-920080设计依据(1)污水处理场委托设计合同。"畜禽养殖业污染物排放标准"〔GB18596—2001〕。指导思想(1)设计方案必须在经济上合理，在保证出水水质条件下，尽量节省投资，平安可靠，管理方便。(2)以养殖场可持续开展为目标，即以污水处理、有机肥加工等进展优化组合，做到能量多极利用，物质良性循环，形成没有污染的农业生态系统。(3)剩余污泥是优质的有机肥料，可加工成高效有机复出售。2.2养猪污水处理工艺流程的设计方案选择方案①格栅集水池PH调整池加药池板框过滤机厌氧池兼氧生物滤池污泥浓缩反冲洗鼓风机回水出水砂滤池沉淀池生物接触氧化池图1方案①工艺流程简述：方案①利用的是厌氧—兼氧—生物接触氧化法处理养猪污水的工艺流程。工艺流程中初级处理的设备为【6】：1)格栅：去除大块的呈悬浮状态的污染物，为后续处理构筑物或水泵机组提供保护作用。2)集水池：把污水储存起来同时均质均量，保证污水处理设备和设施的正常运行。3)板框压滤机：去除污水中较大的猪粪便和毛等。工艺流程中二级处理构筑物主要是厌氧池，兼氧生物滤池、生物氧化池和沉淀池。【6、7】1)厌氧池：主要用来去除有机物，提高污水的可生化性。2)兼氧池：兼氧池的作用，首先是反硝化，获得不含硝酸盐的污泥，进而提高释磷效率，再者是利用好氧池中的硝酸盐除磷。3)生物接触氧化池：其优点有容积负荷高，占地小，污泥少，不产生丝状菌膨胀，无需污泥回流，管理方便等。生物接触氧化池停顿工作后，重新启动快，因而企业因节假日或设备检修停顿生产无污水排放对其影响较小。尽管生物接触氧化法投资较高，但因其能适应企业污水管理水平较低和用地较紧等困难处境，所以应用越来越广泛。此方案的优点：本工艺的主要优点是采用了厌氧-兼氧-好氧处理工艺，有机物及氮磷能够较完全地去除，板框压滤机用于去除水中淀粉状悬浮颗粒以及胶质。此方案的缺点：因为板框压滤机是间歇工作的，其工作时间、间隔时间需要通过实验确定，所以设计工作量就相对来说很大，不宜于计算和应用。板框压滤机是间歇式工作的，所以板框压滤机在这个位置也会影响后续构筑物的连续运行。方案②沼气空气污水集水池PH调整池折流厌氧塘兼性塘强化好氧塘排放污泥污泥脱水污泥浓缩贮泥池图2方案②工艺流程说明：方案②采用的是"折流厌氧塘—兼氧塘—强化好氧塘工艺〞对养猪污水进展处理。【5、8、7】〔1〕折流厌氧塘可以将可生物降解有机物质转化为CO2和CO4。此厌氧塘相对较深，混合度比拟好，可以尽量减小单位体积的外表积，进而尽可能减小氧气传递、臭味扩散和外表热的损失。〔2〕兼性塘的厌氧状态，可将局部有机物通过厌氧过程转化为CO2和CO4。氧化塘的好氧状态，可将局部有机物好氧降解。同时好氧状态能够氧化厌氧状态产生的复原性化合物，减少臭味和氧化溶解性化合物。兼性塘容易受周围环境条件影的响而发生变化。〔3〕强化好氧塘与活性污泥系统相似，通过充分混合保持微生物处于悬浮状态，将有机质降解为二氧化碳和水，同时转化为生物量而去除有机物，通过好氧硝化使有机物得到稳定化。方案②的优点：本工艺较为简单，处理构筑物较少，采用了折流式厌氧塘，这是一种将可生物降解有机物质转化为二氧化碳和甲烷的厌氧工艺。此厌氧塘相对较深，混合度比拟好。厌氧塘不需设置机械搅拌，有机物硝化过程中释放出来的气体能够引起一定程度的混合。该工艺可以将污水中的大局部可溶性有机物降解酸化去除。另外本工艺投资较少、运行费用较低、处理效率高。方案②的缺点：兼性氧化塘易受周围环境影响，与季节和地理有关，在寒冷地区，氧化塘在冬季易结冰，严重影响其性能。方案③粪渣干化场消毒池粪渣污水格栅沉砂池调节池初沉池氨吹脱塔UASB生物接触氧化池二沉池污泥污泥污泥脱水污泥浓缩池贮泥池图3方案③工艺流程说明：氨吹脱塔可以用来降低污水中的高含量的氨氮。粪渣干化场：利用空地修整出干化场来处理粪渣，这样可以减轻污泥处理压力。【7】方案③优点：本工艺比其他方案多了调节池，因为猪圈的冲洗污水，开场时和最后时污水量是不一样的，所以调节池可以调节各个时间的污水量，均量水质，从而使后续处理可以很好的进展。本方案的另一个优点就是它设计了氨吹脱塔，可以处理污水中高含量的。方案③采用的生物接触氧化法特点是：1生物膜微生物相丰富，包括细菌、真菌、原生动物和后生动物；2生物接触氧化法的有机负荷较高，处理效率高，占地面积小；3生物接触氧化法运行得当还可以实现脱氮，可作为深度处理技术；4操作简单，易于维护和管理，无需污泥回流，没有污泥膨胀问题，污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀去除；5对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行时仍能保持良好的处理效果，更适用于产生污水量不均匀的企业。比拟：方案①与方案②相比，方案①采用的是兼性生物滤池，其缺点就是容易堵塞。因为本设计中污水的SS较高，所以生物滤池容易被破坏。而②方案采用的是氧化塘，虽然它的占地面积较大，但是它不存在堵塞问题，所以，相比拟来说，方案②较好。方案②和方案③比拟来说，方案③更加全面。它考虑到了氨氮的去除，采用了氨吹脱技术，同时又省掉了兼性厌氧池。所以，方案③更加简单经济。综上所述，本次设计采用方案③。2.3处理工艺流程设备说明格栅间格栅渠道为地下式钢筋混凝土构造，格栅间地上局部为地上式砖混构造。eq\o\ac(○,1)格栅间尺寸7.67m×1.80meq\o\ac(○,2)附属设备机械格栅型号NC-800栅宽B=494mm栅隙b=8mm安装角度75°数量2台闸门数量4道沉砂池①沉砂池尺寸有效水深0.38m座数1座格数2格/座②沉砂斗上口尺寸下口尺寸高度0.63m③进水渠道宽度0.6m高度0.5m④出水槽宽度0.6m有效水深0.3m⑤出水管道管径300mm材质钢管⑥排砂管道管径200mm⑦穿孔墙孔尺寸个数10个/格间距0.01m调节池设计中，拟将泵房直接设置在调节池中，即调节池末端设置有污水提升泵。eq\o\ac(○,1)调节池尺寸有效容积5②布水廊道宽度11m③配水孔直径66mm个数50个/格④附属设备搅拌机型号QBG型鼓风式潜水曝气搅拌机配套电机功率4kw转速潜污泵型号150QW-2规格Q=210m效率73%数量3台〔两用一备〕起重机数量1台2.3.4初沉池本设计采用平流沉淀池，可以有效地收集污泥。①沉淀池尺寸座数1座有效水深2.25m有效容积②污泥斗容积尺寸〔上〕〔下〕泥斗高度5.632.3.5中间水池因为氨吹脱技术要求污水由塔顶一次性经过填料后滴落下来，所以要通过水泵将水打到氨吹脱塔。因而在初次沉淀池和氨吹脱塔之间添加一个中间水池，可以将泵设在池子里，以便于对水的提升。①中间水池尺寸有效容积个数1座②水泵型号150QW-2数量2台〔1备1用〕2.3.6氨吹脱塔因为养猪污水中含有的量很大，所以，为了后续构筑物可以顺利工作，需要将其氨氮去除，本设计中选用氨吹脱塔来脱除氨氮。①氨吹脱塔直径6.2m②填料材质石灰层数2层高度2.5m/层间隙高度0.5m③鼓风机型号罗茨鼓风机RG-350数量2座口径转速排气压力理论流量所需轴功率所配电机功率2.3.7上流式厌氧污泥床〔UASB〕①污泥床有效容积座数4座截面形状矩形单池尺寸②三相别离器单元数6个/座高度1.99③配水系统方式多孔多管总水管直径100mm数量1根/4座支管直径50mm数量10根/座间距1.0m配水孔直径30mm孔距1m个数10个④出水系统出水槽深度0.2m宽度0.4坡度0.001排水管管径3充满度0.55⑤排泥系统排泥管数量4个材质钢管管径D=200mm污泥泵型号CP〔T〕-51.5-65流量扬程1电机功率1.5kw数量4台⑥回流缝上三角回流缝总面积下三角回流缝总面积宽度0.3m⑦沼气收集系统集气管数量6个/池直径100mm沼气主管直径150mm管道坡度0.5%充满度0.8沼气总管直径500mm充满度0.62.3.8生物接触氧化池该工艺是本方案设计处理达标的核心局部。本设计中，拟定容积负荷为4.5kgBOD5/〔m3·d〕，气水比为15m3气/m3污水，单池的面积≤25m2①生物接触氧化池有效容积单格池子尺寸5.0m×5.0m数量共34格池子构造形式半地下式钢筋混凝土②附属设备填料形式弹性立体填料类型ZH901弹性立体填料规格安装距离150mm成膜后重量总体积621m鼓风机型号L52LD罗茨式转速980r/min数量3台〔二用一备〕配套电机型号Y225M-6功率30kw重量1190③空气管道干管管径40mm数量2根支管管径20数量24根间距200孔眼直径6数量60个/根间距8④进水系统进水总渠道宽度0.8m深度0.8m配水孔尺寸数量12个/格⑤出水系统形式三角堰堰宽0.三角堰个数15个/池2.3.9二沉池本设计二沉池采用的是平流式沉淀池。①沉淀池有效容积尺寸②污泥斗上口尺寸下口尺寸③排泥系统排泥管直径200mm0污泥贮池污泥来源有三处即初沉池、二沉池和UASB反响器。三者排放的时间不同，所以需要一个池子来聚集这三处的污泥。①污泥贮池尺寸6.0m×5.0m×2m座数2座②污泥泵型号CP〔T〕-51.5-65数量2座〔1用1备〕1污泥浓缩池①污泥浓缩池形式竖流式浓缩池直径4.高度6.8构造形式钢筋混凝土构造数量1座②中心进泥管管径0.32m③污泥斗容积高度2.倾角④出水系统溢流堰形式三角堰数量100个周长13.82m溢流管管径150mm出水槽宽度0.1m深度0.05m⑤排泥系统排泥管管径200mm2污泥脱水污泥脱水是污泥处理的最后一步，拟采用带式压滤机。①污泥脱水机房尺寸10m×6m构造形式砖混构造②带式压滤机型号DYL1000功率0.75kW数量2台外型尺寸重量3200kg处理量③附属设备空气压缩机滤带冲洗泵计量泵或转子流量计污泥泵其他3粪渣干化场粪渣干化场面积180尺寸块数6块预留2块4消毒池渠道深度0.4宽度0.断面积长度7.925计量堰长度2.85m宽度0.8m6其他附属构筑物〔1〕鼓风机房鼓风机房中设置安装所有的鼓风机。构造形式为砖混构造，尺寸为10.0m×5m。〔2〕配电室尺寸为5m×5m。〔3〕仓库尺寸为10m×5m。〔4〕化验室尺寸为10m×5m。〔5〕机修间尺寸为10m×5m。7主要设备表1主要设备一览表序号设备名称规格型号单位数量备注1机械格栅NC-800台2格栅2闸门——道4格栅3鼓风机QBG040台3调节池4潜污泵150QW-2台3调节池5起重机——台1调节池7填料弹性立体填料m3621生物接触池9鼓风机L52LD罗茨式台3生物接触池10刮泥机*CG17台2二沉池11提升泵150QW-2台2中间水池12起重机——台1污泥泵房13脱水机DYL1000台2污泥脱水14紫外线设备UV3000PLUS座1消毒池第三章设计计算3.1格栅格栅一般安装在污水处理厂、污水泵站之前，用以拦截大块的悬浮物或漂浮物，以保证后续构筑物或设备的正常工作。格栅一般由互相平行的格栅条、格栅框和清洗耙三局部组成。【5】格栅设计数据(1)设计流量：；(2)栅前进水管道数据：栅前水深〔〕、进水渠宽〔〕与渠流速〔〕之间的关系为，设栅前水深=0.20m，进水渠宽度=0.50m，渠水流速=0.35m/s，取栅前管道超高=0.30m(3)格栅：对于养猪污水，格栅一般采用细格栅〔4-10mm〕。所以取格条间距b=8mm。格栅倾角通常采用45°~75°。采用人工清理格栅时，一般与水平面成45°~60°倾角放置，如果倾角小，清理时较省力，但是占地面积则较大。机械清渣的格栅，倾角一般取60°~70°。养猪污水处理中，由于污水悬浮物含量高、水量大、去除污物数量大，为了减轻工人的劳动量，一般应该考虑采用机械清渣格栅。在本设计中，拟采用机械清渣格栅，格栅的倾角为α=75°。为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间隙的流速通常采用0.6~1.0m/s，最大流量可高于1.2~1.4m/s。但如用平均流量速度为0.3m/s，需另外校核最大流量的流速。栅条断面形状、尺寸及阻力系数计算公式：格栅断面形状示意图(4)取水管道渐宽局部展开角度α1=20°。(5)本设计中，格栅间距为8mm,所以设栅渣量为每1000m3污水产格栅设计计算(1)栅条的间隙数n式中：—最大设计流量，=0.0347m3/s；—格栅倾角，=75°；—格栅间隙，=0.008m；—栅前水深，=0.5m；—过栅流速，=0.3m/s。设计中采用两格格栅。每格中：(2)栅槽宽度式中：—栅条宽度，设=0.01m；—栅条间隙，=0.008m；—栅条间隙数，=28个。每格栅宽度：取置两格格栅之间隔墙厚为0.2m。栅槽宽度(3)进水管道渐宽局部的长度式中：—栅槽宽度，以求得=1.19m；—进水渠宽，设计采用两格格栅=0.5m；—进水管道渐宽局部展开角度，设=20°。(4)栅槽与出水管道连接处的渐窄局部长度则(5)通过格栅的水头损失式中：—阻力系数，其值与栅条断面形状有关，,设计栅条断面为锐边矩形断面，则，,b=0.008m；—过栅流速v=0.3m/s；—重力加速度g=9.8m/s2；—格栅倾角=75°；—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用=3。(6)栅后槽总高度—栅前水深,=0.5m；—设计水头损失,m；—栅前管道超高，一般取=0.3m。(7)栅槽总长度式中：—进水管道渐宽局部的长度,m；—栅槽与出水管道连接处的渐窄局部长度m；—栅前管道深,栅前管道深为栅前水深和超高的和,m。(8)每日栅渣量式中：—栅渣量〔污水〕，一般当格栅间隙为0.008m时，=0.12则因为＞0.2m3/d，所以应该采用机械清渣。(9)设备选型【9】①格栅选型：通过以上计算，本设计选用NC800型机械格栅。NC型机械格栅工作原理：NC型机械格栅由机架、动力装置、齿耙和电控箱组成。斜置于污水渠道中，和地面形成一定的倾角，栅条和机架固定在一起，栅条用于拦截污水中的固体污物，以传动链条带动固定数组的除污齿耙，连续不断地将污水中固体污物提升至顶端。链条运动时，固体物均掉落到栅条后的收集箱。NC型机械格栅特点和用途：NC型机械格栅采用的是机械清理机构，机构紧凑，采用不同的齿耙可对不同的污水进展固液别离。电器控制，操作实现自动化，能耗少，并且劳动强度低。连续除渣干净、别离效率高、噪声低。NC800型机械格栅的主要技术参数：表1NC型机械格栅的主要技术参数技术参数： 电机功率：0.45kW有效栅隙b：8水流速度：≤1m·s-1运动速度：3m·min-1设备宽度B：8有效栅宽B2：680表2格栅安装参数安装参数：安装角度α：75°格栅槽深度H：2格栅地面高度H1：610支座长度L：3014因为格栅设备的尺寸固定，所以要适当调整格栅计算尺寸。通过上表中参数得：；则设计两格栅宽度：；渐宽局部长度：；渐窄局部长度：。整体格栅管道的尺寸都应按NC-800的实际参数相应地进展调整。②闸门：在格栅槽前后设置两道闸门，两组格栅共设置四道闸门，手电两用型。本设计中选用的是明杆式铜密封圆形闸门。图为明杆式铜密封圆形闸门外形及安装图③启闭机：用来控制阀门的开闭，无论手动或电动，均采用螺杆启闭机。按螺杆分为明杆和暗杆，本设计中采用的是明杆式。图为蜗杆涡轮式螺杆启闭机1——电动机2——圆柱齿轮3——涡轮蜗杆3.2沉砂池沉砂池设置的目的是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力别离或离心别离为根底，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池可分为平流式沉砂池，竖流式沉砂池，曝气沉砂池等三种根本形式。本设计采用的是平流式沉砂池它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。沉砂池设计主要原则〔1〕污水厂的沉砂池的只数或分格数应不少于2个。〔2〕一般认为大于0.21mm粒径的砂粒是造成后续处理问题的主要原因，所以传统上沉砂池设计是基于去除粒径0.21mm以上，相对密度为2.65的砂粒。〔3〕设计流量应按分期建立考虑。①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；②当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。〔4〕城镇污水的沉砂量可按每立方米污水沉砂0.03L计算，其含水率约为60%，容重约为1500kg/m3。〔5〕沉砂斗得容积不应大于2日沉砂量，沉砂斗壁的倾角不应小于55°，沉砂池排砂宜采用机械方式，并经砂水别离贮藏或外运。人工排砂时，排砂管径不应小于200mm，同时考虑防堵塞措施。〔6〕沉砂池的超高不宜小于0.3m【6】。平流式沉砂池的设计参数(1)污水在池的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s；〔2〕最高时流量时，污水在池的停留时间不应小于30s，一般取30-60s；〔3〕有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25-1.0m，每格宽度不宜小于0.6m；〔4〕池底坡度一般为0.01-0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。设计计算(1)沉砂局部的长度式中：—沉砂池的长度，m；—设计流速，设；—停留时间，设。(2)水流断面面积式中：—水流断面面积，m2；—设计流速，设(3)池总宽度：取n=2格，一格使用，一格备用。式中：为单格宽度，设；(4)设计有效水深式中：—有效水深，m；—水流断面面积，；—单池宽度，m。有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25-1.0m，每格宽度不宜小于0.6m，所以此设计符合要求。(5)沉砂室所需容积式中：—变化系数，取值为1.50；—含砂量，设其值为污水；—停留时间，设其为2d。(6)沉砂斗高式中：—沉砂斗的高度，m；—沉砂斗上口面积，设；—沉砂斗下口面积，。校核沉砂斗角度：角约为80°，大于55°，符合要求。(7)沉砂室高度式中：—沉砂室高度，m；—沉砂池底坡度，一般采用0.01-0.02，本设计取0.02；—沉砂斗上口宽度，0.6m。(8)池总高度式中：—沉砂池总高度，m；—沉砂池超高，设为0.3m。(9)验算最小流速式中：—最小流速m/s，一般采用—最小流量，一般采用；—沉砂池格数〔个〕，最小流量时取1；—最小流量时的过水断面面积，设为0.6。(10)进水渠道设计设计中以格栅的出水通过DN200mm的管道，以1.1m/s的平均流速送入沉砂池的进水渠道，污水在渠道的流速为：式中：—进水渠道水流速度，m/s；—进水渠道宽度，设为0.6m；—进水渠道水深，0.5m。沉砂池进口渐宽处长度设为1.0m。(11)出水管道设计出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池水位标高恒定，堰上水头为：式中：—堰上水头，m；—沉砂池设计流量，；m—流量系数，一般采用0.4—0.5，本设计取0.4；—堰宽，m，等于沉砂池宽度；—重力加速度，9.8。出水槽宽0.6m，有效水深0.3m,出水管道采用钢管，管径为DN300mm。(12)排砂管道设计：采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN200mm〔排砂管道管径不得小于200mm〕。(13)吸砂机的选择沉砂经沉砂装置排除时，选择行车泵吸式吸砂机，该机型适用于平流式沉砂池的排砂。该机通过两台污水泵吸砂，并经旋流式砂水别离器将泥砂别离后排出池外。(14)穿孔墙的计算沉砂池入口处采用穿孔墙形式，每一格沉砂池的穿孔墙的宽度为0.6m，设墙上孔的尺寸为，一共设10个孔，两端距池壁均为0.005孔间距为0.01m，示意图如下：图1为沉砂池入口穿孔墙示意图孔口流速：3.3调节池由于养猪废水排放具有非连续性，废水浓度和产生量波动均较大，猪舍冲洗前期污水浓度高，后期的浓度逐渐下降，这些特点给废水处理带来一定的难度，所以应该设一调节池以均合废水水质水量，减小后续处理中的负荷冲击。为了保证处理设备的正常运行，在废水进入设备之前，应预先进展调节。将不同时间排出的废水，贮存在调节池，并通过机械或空气的搅拌到达出水均匀的目的。调节池根据原水的水质和水量的变化情况，具有调节水质的功能，还有调节水量的作用，调节池还具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。本设计中，选用矩形调节池。废水从沉砂池排水渠道直接流入调节池的配水槽，由配水孔流入调节池中。不同的时间废水经调节池进入初沉池。考虑到防止调节池中发生沉淀，拟采用空气搅拌。设计数据〔1〕流量为设计流量：3000m3/d=0.0347m3〔2〕空气搅拌：本设计采用穿孔管空气搅拌，空气量为〔3〕停留时间：因为冲洗时间是固定的，所以时间方面变化不大，只是在冲洗开场和完毕时的水质有变化。所以不需要很长的停留时间，本设计中采用水力停留时间为T=4.0h。设计要点与设计要求要点：〔1〕调节池的形状以为方形或圆形，以利形成完全混合状态，长形池宜设多个进口和出口；〔2〕水量调节池实际是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升，池中最高水位不高于进水管的设计高度，水深一般为2m左右，最低水位为死水位；〔3〕调节池中应设冲洗装置，溢流装置，排出漂浮物和泡沫装置，以及洒水消泡装置【8、10】。要求：〔1〕调节池的设计应同整个污水处理工程处构筑物的布置相配合；〔2〕一般调节池容积较大，应适当考虑设计成半地下式或地下式；〔3〕调节池的埋深与污水排放口埋深有关；〔4〕调节池埋入地下不宜太深，一般为进水标高以下2m左右或根据所选位置的水文地质特征来决定；(5〕调节池的埋深与污水排放口埋深有关，如果排放口太深，调节池与排放口之间应考虑设置集水井，并设置一级泵站进展一级提升；(6〕为使在线调节池运行良好，宜设和曝气装置，混合所需功率池容，所需曝气量约：设计计算(1)调节池的有效容积式中：—设计水流量，125m3/h；—停留时间，设为4.0h。(2)调节池的尺寸计算调节池平面形状为矩形。其有效水深采用3.0m。则，调节池的面积：设调节池的宽度=11m，则其长：设调节池超高为=0.5m，池总高：(3)进出水设计①进水局部：废水从沉砂池排放管道流入调节池的配水槽，然后从配水槽进入调节池，废水经配水孔流入。设配水孔流速，则配水孔面积：调节池宽为11m，取n=50孔〔孔间距20cm〕，则单孔直径为:②出水局部：调节池的末端设置三台提升泵〔潜水泵〕，两用一备，即相当于集水井建于调节池中。污水直接由提升泵直接打入初沉池的配水渠中，进入处理设备中。(4)搅拌方式比拟表1几种搅拌方式的比拟名称工作原理优点缺点水泵强制循环搅拌在调节池底设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，用压力水进展搅拌简单，易行动力消耗较多空气搅拌在池底多设穿孔管，产看过与鼓风机空气管相连，用压缩空气进展搅拌搅拌效果好，还可起到预曝气的作用运行费用高机械搅拌在池安装机械搅拌设备，通过其进展搅拌搅拌效果好设备常年浸于水中，易受腐蚀，运行费用也较高设置搅拌机，可以使调节池水质均匀，使其不产生沉淀。本设计采用的是空气搅拌。(5)搅拌机的选型：【4、5】根据经历曝气装置，所需功率池容，所需曝气量约：即：。设计中采用三台风机，两用一备，每台风机的曝气量为。由以上计算得：搅拌机应选QBG型鼓风式潜水曝气搅拌机，具体型号为QBG040。3.4初沉池的设计简介沉淀池是别离悬浮固体的一种常用处理构筑物。初沉池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般污水，初沉池的去除对象是悬浮固体，可以去除SS月40%-50%，同时可去除20%-30%的BOD，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。沉淀池常按池水流方向不同分为平流式、竖流式和辐流式三种。本设计初沉池采用的是平流式沉淀池。平流式沉淀池呈长方形，污水从池的一段流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其他局部池底设有坡度。沉淀池的一般设计原则及设计参数〔1〕在分流制的污水处理系统中，当污水是自流进沉淀池时，应按最大流量作为设计流量，当用水泵提升时，应按水泵的最大组合流量作为设计流量；〔2〕一般沉淀池中的水力停留时间取1.5-2.0h；〔3〕沉淀池的超高不应小于0.3m，有效水深宜采用2.0-4.0m，缓冲层高度非机械排泥时宜采用0.5m,贮泥斗斜壁的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°，坡向泥斗的底板坡度，平流式沉淀池不宜小于0.01,；〔4〕沉淀池出水局部：一般采用堰流，堰口应保持水平，初沉池的出水有堰最大负荷不宜大于2.9L/〔s.m〕；可采用多槽出水布置，减轻单位长度堰口水力负荷，提高出水水质；〔5〕贮泥斗的容积：初沉池一般按不大于2d的污泥量计算；〔6〕拍泥局部：沉淀池一般采用静水压力排泥，初沉池排泥静水头不应小于1.5m(H2O【11】)。设计计算(1)沉淀区的外表积式中：A—沉淀池总外表积，；—最大设计流量，；q—外表水力负荷，设为1.5。则(2)沉淀区有效水深式中：—沉淀池有效水深，m，多采用2—4m；q—外表水力负荷，1.5；—沉淀时间，设1.5h。则(3)沉淀区有效容积式中：—沉淀局部有效容积，；—沉淀池有效水深，2.25m；—池总外表积，83.4。则(4)沉淀池长度式中：—沉淀池长度，m，长深比一般采用8—12，长宽比不宜小于4；—最大设计流量时的水平流速，，一般不大于，取3；—沉淀时间，h，本设计为1.5h。则(5)沉淀池宽度由于污水总量并不是很大，沉淀池所以只设两个格，每格宽度m，长21.6m；长宽比校核：，符合要求。(6)污泥所需容积式中：—分别是进水与沉淀池出水的悬浮物浓度，，设经过格栅和沉砂池SS的去除率为20%，，；—污水含水率，92%；—污