养猪场废水处理工程方案

广东环境保护工程职业学院

课程设计题目：养猪场废水处理工程方案系部：环境工程与土木工程系专业：环境监测与治理技术班级：12环境监测与治理技术4班姓名：李锐 侯耀文 林海莹指导教师：完成时间：2014年5月12日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章设计内容和任务 3一、 设计题目 3二、 设计目的 3三、 设计要求 3四、 设计依据 3五、设计任务 3\o"CurrentDocument"第二章污水处理工艺流程说明 4\o"CurrentDocument"第三章工艺流程设计计算 5一、格栅 5二、 调节池 6\o"CurrentDocument"三、 固液分离设备 6\o"CurrentDocument"四、水解酸化池 7\o"CurrentDocument"五、 UASB厌氧处理 8\o"CurrentDocument"六、 生物接触氧化 10\o"CurrentDocument"七、 竖流式沉淀池 10\o"CurrentDocument"八、消毒池 11第四章构筑物设备一览表 12\o"CurrentDocument"第五章工程概算 14\o"CurrentDocument"第六章运行成本核算 14\o"CurrentDocument"附件 14\o"CurrentDocument"一、工艺流程图 14\o"CurrentDocument"二、平面布置图 14\o"CurrentDocument"三、各构筑物图 14\o"CurrentDocument"结束语 14\o"CurrentDocument"参考文献 14第一章设计内容和任务1.1、设计题目3000m3/d养猪场废水站处理设计1.2、设计目的1、温习和巩固所学知识、原理；2、掌握一般水处理构筑物的设计计算1.3、设计要求1、独立思考，独立完成；2、完成主要处理构筑物的设计布置；3、工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；4、提交的成品：设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图1.4、设计依据依据标准：畜禽养殖业污染治理工程技术规范(HJ497—2009)畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)1.5、设计任务1)废水水质情况水质指标pHSSCODCrBOD5氨氮色度(倍)数值7-81000-15002500-1000001500-1600300-50050排放标准6-920040015080注：上述表中除pH无量纲外，其余指标单位均为mg/L第二章污水处理工艺流程说明2.1、工艺的确定：由于养殖业废水属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水。因此厌氧技术成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。对于养殖场这种高浓度的有机废水，采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物，COD去除率达85%〜90%,而且能杀死传染病菌，有利于养殖场的防疫。但厌氧处理出水水质很难达标排放，因此养殖废水要厌氧处理和好氧处理技术相结合。厌氧处理过程选用UASB升流式厌氧污泥床反应器，好氧处理过程选用生物接触氧化工艺。即可保障废水处理在经济环保的前提下稳定达到排放标准排放。2.2、工艺流程的说明：从养殖场排放的废水首先进入格栅渠，在格栅的拦截作用下大部分较大悬浮颗粒物得以分离处理，接着废水进入调节池，在调节池中水质和水量得以很好的调节控制，保障了后续单元的稳定处理，调节池出水经提升泵提升到固液分离器，分离器出水进入水解酸化池，作为厌氧处理的预处理阶段，水解酸化池中由于微生物的厌氧作用，大分子的有机物被分解为小分子有机物，减轻了厌氧处理的容积负荷。厌氧处理选用UASB升流式厌氧污泥床反应器，废水通过布水布置以此进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区，与其中的厌氧微生物进行反应生成沼气，气、液、固混合液通过上部三相分离器进行分离，污泥回落到污泥悬浮区，分离后废水排出系统，进入好氧生物接触氧化池。污水与固着在填料表面的生物膜充分接触，通过生物降解作用去除污水中的有机物、营养盐等，使污水得到净化。出水进入消毒池进行紫外消毒，最后达标排放。第三章工艺流程设计计算3.1、格栅相关参数：Q=0.03m3/s水深h=0.4m过栅流速v=0.6m/s栅条间隙宽度b=10mm栅条厚度s=10mm3.1.1、栅条的间隙数nn=QmaXsina一二 °.°3X°.9 =11.25〜12bhv0.01x0.4x0.6设计一组格栅，格栅间隙数为n=12条3.1.2、 格栅宽度B设栅条宽度为S=0.01m总格栅宽B=S(n-1)+bn=0.01x(12-1)+0.01x12=0.23m3.1.3、 过栅水头损失々=kq畧诚=3x2.42x鴿）：X岛XSin60=0.043m3.1.4、高度超咼：h=0.3m2栅前咼度：H=h+h=0.4+0.3=0.7m12栅后咼度：H=h+h+h=0.4+0.043+0.3=0.75112

3.1.5、总长度L=1.0+0.5+ 1=1.9mtga3.2、调节池相关参数流量Q=3000m3/d=125m3/h设计停留时间为4h有效水深为3m调节池容积V=Q•t=125x4=500m32、调节池面积A= =160m233、调节池长度A设池宽为12m，则L=—=B12=13m流量80m3/h，口径100mm，功率4kW水泵选取：流量80m3/h，口径100mm，功率4kW三、固液分离设备取唐山国清环保有限公司，GH-500型固定式固液分离机处理水量150m3/hCOD去除率3%，SS去除率35%cr出水COD=10000—10000x0.3=7000mg/Lcr出水SS=1500—1500x0.35=975mg/L出水BOD=6000—6000x0.3=4200mg/L四、水解酸化池相关参数流量Q=3000m3/d有效水深为4.0mN酸化负荷为15kgCOD/(m3•d)scr进水有机物浓度7000mg/L(COD)1、池体容积QxSV二 —二14000m31000x152、池体表面积人V1400A= = =350m2H4取L二20B二△二型二17.5mL203、 布水系统4、 出水悬浮固体浓度975—975x0.3二680mg/L5、出水有机物浓度7000—7000x0.5二3500mg/L6、出水BOD浓度4800—4800x0.3二2940mg/L

五、UASB厌氧处理设计参数：设计流量：3000m3/d容积负荷：8KgCODCr/(m.d)污泥产率O.lkgMLSS/kgCOD,进水水质：3500C0D(mg/L) 2940BOD(mg/L)1、UASB反应器UASB反应器容积QxSa1000xNs3000x35001000x8=1300m3设计USAB反应器深度为：QxSa1000xNs3000x35001000x8=1300m3设计USAB反应器深度为：H=7mUASB反应器直径直径d=.空'IHH00兀H 3.14x7二15.5m则实际横截面积 A=3.14D2/4=177m2实际表面水力负荷q1=Q/A=125/177=0.7m/hq］在0.5~3.5m/h之间，符合设计要求。2、三相分离器的设计取上下三角形集气罩斜面的水平倾角为0=55°，h2=°・5mb二伫二旦二0.35m1tg0 tg55°b二b-2xb二2.67-2x0.35二1.97m21下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液上升流速v1可用下式计算:S-bxlxn=1.97x8x312Q 25v= =1S 47.281二0.53mh3、布水系统的设计47.28m2进水取DN150的进水干管，采用穿孔管配水。反应器设4根DN150长6.7m的穿孔管，每两根管之间的中心距为2m,配水孔径采用714mm，孔距为2m，即每根管上设4个配水孔，每个孔的服务面积2mX2m=4m2，孔口向下，穿孔管距反应器底0.20m。反应器共有16个配水孔,若采用连续进水,则每个孔的孔口流2.11m/s>2m/s,符合要求.估算布水系统的水头损失为0.7m,UASB的水头损失为0.8m,则废水在UASB反应器中的总水头损失为1.5m。4、 出水渠的设计计算UASB反应器设出水渠，出水渠保持水平，经出水管排出.出水渠:采用锯齿形出水渠，钢结构•渠宽取0.2m，渠深取0.3m三角堰设计计算UASB反应器处理水量7L/s,溢流负荷为1〜2L/(m・s)设计溢流负荷取f=2L/(m•s),则堰上水面总长L=予=2=3.5m设计90。三角堰，堰高H=50mm，堰口宽B=100mm，堰上水头h=25mmL35则堰口水面宽b=50mm，三角堰数量n=-= =70个b0.05设计堰板长为8-0.3=7.7m，共6块，每块堰10个100mm堰口10个670mm间隙，堰上水头校核：则每个堰岀流率q=0007=1X10-4M3/s按90。三角堰计算公式q二士字5则堰上水头为h二丄x0.4=1X10-4x0.4=0.022m1.43 1.43(5)浮渣挡板：为防止浮渣进入曝气池,在出水渠外侧0.3m处设浮渣挡板.挡板深入水面下0.2m，水面上0.025m。5、 排泥管的设计计算(1)排泥量的设计计算UASB的设计流量Q=3000m3/d,进水COD浓度为3500mg/L,C0D去除率为80%,产泥系数为R=0.15kg干泥/kgCOD,则产泥量Q=600X5000-F1000X0.875X0.15=394kg干泥/d设UASB排泥含水率为98%，湿污泥密度为1000kg/m3,则每日产生的湿污泥量Q=394/(1000X2%)=19.7m3/d则UASB的总产泥量Q0=19.7=19.7m3/d

7、处理效果SS出水浓度680—680X0.3二480mg/LCOD出水浓度3500—3500x0.8二700mg/LBOD出水浓度2940—2940x0.9二300mg/L六、生物接触氧化(1)生物接触氧化池的有效面积QX(S-S0)_3000x(300-150)_1875V— 0—— —18/.5Mxnx1000 3x80%x10002）滤池总面积F—H—罟—62.5m23）滤池格数F62.5on— — —3f25七、竖流式沉淀池1）中心管有效断面积设中心管内流速v0=0.03m/s，沉淀池最大设计流量为0.035m3/sf—人—0035—1.17m2v0.0302)沉淀部分有效断面积设表面负荷q'—2.52m3/m2•h，则上升流速v—u—2.5(2m/h)—0.0007m/s0q0.035 2F——ma^— —50m2v0.00073）沉淀池直径■450+1.17)o■450+1.17)o—8mD—D—: 兀⑷沉淀池有效水深h2

设沉淀时间T=1.5h，则h=vTx3600=0.0007x1.5x3600=3.78m2（5）校核池径水深比—=空=2.06<3（符合要求）h3.782（6）校核集水槽每米出水堰的过水负荷q0q=qma^=0.035x1000=1.39L/s<2.9L/s0 兀D 兀x8符合要求，可不另设辐射式集水槽（9）池子圆截锥部分实有体积V2设圆锥底部直径d，为0.4m，截锥高度为h，截锥侧壁倾角a=55。，则d'2d'h=(—-―)tga=(--°^)tg55°=5.32m5 2 2 2 2兀h 兀x532V= 5(R2+R+r2)=- x(3.92+3.9x0.2+0.22)=88.59>15m32 3 r 3可见池内足够容纳2d污泥量（10）中心管直径d0d0=更1響=512）沉淀池总高度H设池子保护高度h=0.3m，缓冲层高h=0(因泥面很低)，则14H=h+h+h+h+h=0.3+3.78+0.33+0+5.32=9・73m1 2 3 4 5八、消毒池1、灯管设计：设计流量：Q=3000m3/d=0.035m3/s选用TrojanUV3000PTP紫外消毒设备，每3800ms/d需28根灯管，故灯管数N：

N=3000x28=22.1（根）3800取：N=24拟选用4根灯管为1个模块，则模块数n=24/4=64.5（个）<n<6.1（个） 取n=6,2、渠道设计：按设备要求渠道深度为700mm,设渠中水流速度为0.3m/s.则渠道过水断面积为：0.0350.30.0350.3=0.12(m2)渠道宽度：B=A/H=0.12/1=0.12m复核流速：.7.7_Q_0.035A1x0.12_0.3(m/s)选取TrojanUV3000PTP紫外消毒系统，两个UV灯组，每个UV灯组3个模块。每个模块长度为1.5m,进水渠距模块1.0m,渠道出水设堰板调节。调节堰与灯组间距1.5m,则渠道总长L为:L_2x2+1+1.5=5・5m复核辐射时间：2x2t_—_14s(10s<t <100s符合要求)max0.3max第四章构筑物设备一览表序号名称规格数量设计参数主要设备1格栅渠LxB_1.9x0.231座设计流量Q_3000m3/d栅条间隙d_10mm栅前水深h_0.4m过栅流速v_0.6m/s

2调节池设计流量Q=125m3/h设计停留时间为4h有效水深为3m调节池容积V=500m3调节池面积A=160m2调节池长度L=13m上海速能100qw80-10-4型号潜水泵，流量80m3/h，口径,100mm，功率4kW3固液分离设备COD去除率3%，SS去除率35%cr出水COD=7000mg/Lcr出水SS=975mg/L出水BOD=4200mg/L取唐山国清环保有限公司，GH-500型固定式固