养殖场废水治理工程

1、课题来源本课题为某养殖场污水处理工程初步设计。设计规模为3500m3/d，污水水质为：水质/项目COD/mg-L-1BOD5/mg-L-1SS/mg-L-1pHNH4+-N/mg・L-1处理前8000〜120003500〜45003000〜40009〜11500〜700处理后4001502006〜980该课题由指导老师方月梅老师指定。2、研究目的和意义随着我国畜禽养殖业的进一步发展，产生粪尿量将进一步加大，污染威胁也将更严重。由此可见，畜禽排泄物已构成了巨大的污染源，若处理不当就会给生态环境带来巨大的威胁。养殖业污染也已在世界范围内受到普遍重视，这一问题引起了各国畜牧部门和环保组织的极大关注。畜禽养殖的粪尿，废水未经有效处理而直接排放、粪尿露天堆置场地在雨季的地表径流是造成地表水、地下水污染的主要污染途径。由于畜禽粪尿的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及BOD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，或在土壤中积累，并造成土壤污染。受畜禽粪尿、废水污染严重的土壤，将会失去作物生产能力，甚至树木、野草也不能生存。据调查，一个饲养母猪100头、繁殖猪1500头规模的养猪场，为堆置猪粪可侵占的0.3〜1.0hm2的土地，因长期受畜禽粪尿污染，土地完全丧失生产能力，且在短时间内难以恢复。2001年国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合颁布了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)，并自颁布之日起在全国实施。标准从废水、恶臭的排放及固体废物的无害化处理等方面，做出了强制性的规定，并督促改进清粪工艺，推动十清粪工艺的发展，以减少养殖废水的排放。为配合《畜禽养殖业污染物排放标准》的执行，国家环保总局起草了“畜禽养殖业污染防治管理办法”，将对大中型畜禽养殖场实施《排污许可证》制度，并严禁在水源地、自然保护区、风景名胜区以及县以上环境保护部门划定的环境敏感区内建设畜禽养殖场，提出县以上环境保护主管部门要根据《畜禽养殖业污染物排放标准》的要求，确定辖区内的大中型养殖场和重点养殖区域限期治理名单，经人民政府批准后分期分批限期治理。环保总局分别于2000年、2001年和2002年在石家庄、肇庆和大连连续三年召开大型环保工作会议，研究解决畜禽养殖业污染问题的策略和途径。标准和管理办法的出台，无疑已将全面开展畜禽养殖业废水的处理提上日程。3、国内外研究现状和发展趋势及综述对于畜禽养殖业带来的环境问题，国外早已有了深刻的认识。日本早在20世纪60年代就提出了“畜产公害”问题。欧洲的荷兰南部、比利时、德国西部的下萨克森州、丹麦、法国的布列塔尼亚等畜禽养殖业发达的城市也都曾被畜禽粪尿与废水造程的严重环境危害困扰，纷纷通过法律及环境管理措施加强对畜禽养殖场粪尿及废水的处理、处置与综合利用。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，以下收集了一些我国近年来在各地研究采用的养猪场污水处理工艺。组合式稳定塘工艺广东某规模化养猪场日产污水量500m3/d，采用新型厌氧-兼氧组合式稳定塘工艺，该工艺主体的组合式稳定塘设计成倒置截头圆锥型，由下向上设置3个微生物反应区，即厌氧反应区、兼氧反应区、好氧和藻类生长区。污水由下向底部均匀向上流动，污水在塘内的停留时间为12d。整个厌氧-兼氧-组合稳定塘出水CODcr的质量浓度保持在3000mg/l，CODcr去除率一般为70%左右，而传统厌氧塘CODcr的去除率为50%左右，相比较起其处理效果得到显著提高，后续辅助号氧池采用活性污泥法，使CODcr等进一步降解，再利用高负荷氧化塘进行污水的硝化脱氮，最后通过藻类沉降塘及生物塘以达到出水水质要求。该工艺实际运行中CODcr平均去除率达99.43%，BOD5平均去除率达99.8%，SS平均去除率为97.7%，NH3-N平均去除率为93.45%。整个污水处理系统投资运行成本较低，运行期间只需一名运行管理人员，操作简单方便，其缺点是占地面积大，不适用于一些土地资源紧缺的地区。UASB+SBR工艺罗庄区江泉生猪养殖场日处理污水300m3,采用上流式厌氧污泥床UASB反应器发酵工艺，产生沼气通过铺设管道供应给附近居民日常生活使用，使沼气得到充分利用，而所产生的沼渣通过好氧连续式生物堆肥发酵制成复合有机肥料投放市场，经济效益很好，沼液经过SBR池好氧处理后可进行农田灌溉，采用了钢筋混凝土结构使得总体投资成本提高，运行成本也较高，运行成本费用为29万元/年，即2.648元/cm3，但其沼气和沼渣利用也带来可观的经济效益，年获利可达72.5万元，综合效益十分显著。ZWD新型沼气池+生物循环处理工艺福建省农科院研制的ZWD型沼气池是全国最先设计应用的顶盖直管进料，无活动盖，侧面中层大出料口的水压式沼气池型，克服旧式的水压式沼气进出料难，占用有效建造容积等缺点，设计的沼气池占地面积小，结构简单，操做方便，提高了产气率，经过在几个养猪场试投入运行，效果显著，并以此为基础，建立生态牧场，在畜牧场内建立沼气有机废物循环利用系统，提高生物物质循环利用系数，使沼气、沼液、粪渣全部得到充分的利用，确保污水实现零排放，适用与中小型养猪场污水处理，目前在省内数十家养殖场广泛应用。酸化+高速滤池+生物氧化塘北京市大兴区某猪场饲养生猪5000头，采用水冲清粪工艺，每日排污量为100-120t，设计通过自然沉淀法对猪粪污水先进行固液分离，沉淀固体经过调整水分，添加肥料成分，进行堆肥处理，液体部分通过一个调节酸化池和两个串联的高速生物滤池进行厌氧好氧生物处理，处理后的污水进入生物氧化塘进一步降解蓄存，进行农田灌溉。污水通过处理总降解率可达到93.0%-97.0%，COD浓度最低达77mg/L，可达到国家三级排放标准。目前国家对环境污染整治力度的不断增强，地方上也加强了畜牧业污水处理设施的建设，相信在不久以后养殖场的废水处理会更加完善高效4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案4.1主要内容：由于废水中BOD，COD浓度高，并还有较高浓度的氮、磷、粪大肠菌群等，为达到排放标准，需设计一套完整的处理工艺系统。首先需通过厌氧反应来降低COD、BOD的浓度，再通过有效的脱氮除磷工艺来降低氮磷的浓度，从而达到安全排放。4.2方案比较：方案一：中格栅 调节池 UASB A2/O 沉淀池 消毒排放A2/O工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停E时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。方案二中格栅 沼气池 SBR 消毒排放SBR工艺具有以下特点：SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池。处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，处理效果好。有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。方案三：中格栅 调节池 UASB 氧化沟 沉淀池 消毒排放氧化沟具有以下特点：工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20〜30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。最终通过各方面综合考察，选择最优的方案。5、研究基础本人已系统学习和掌握了本课题必备的基本知识、基本理论。如《水污染控制工程》、《环保设备设计与应用》、《流体力学》等环境工程有关课程；在老师的带领下，我们还参观了青山湖污水处理厂、花湖水厂、、西塞山柠檬酸厂、黄石电厂和青岛啤酒厂等，增加了对实际工程的操作及运行的了解；本人查阅了大量的废水处理工程实例，并参观学习了相关的废水处理设施。本人已于大四上学期独立完成了《水污染控制工程》课程设计，为此次毕业设计打下了基础。6、预期达到的目标及进度安排6.1预期达到的目标：设计一套污水处理工艺流程，使其能够达到预期处理效果，满足保护环境的要求。并且提交设计说明书一份、设计计算书一份、绘制设计图纸一套，包括废水处理工艺流程图，过程总平面布置图、高程图、主要单体构筑物图。6.2进度安排：毕业设计各阶段名称起止日期1布置设计课题、收集资料2009.1.22〜2.242外文翻译、查阅资料、开题报告(文献综述)2009.2.25〜3.213方案比较论证、设计计算、绘图3.21〜4.284提交设计成果4.28〜5.75答辩5.107、阅读的主要文