1、安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 装 订 线 安徽工业大学 毕业设计 (论文 )任务书 课题名称 存栏 10000 头生猪养殖场废水处理工程 设计 学 院 能源与环境学院 专业班级 环 121 姓 名 学 号 1290 毕业设计 (论文 )的主要内容及要求 ： 本课题针对生猪养殖场 水质水量的特点，要求经处理达标后排放，具体设计内容如下： 1阅读英语学术论文，并翻译成中文； 2根据设计资料和要求，参考相关文献与设计资料，确定最佳的处理工艺，撰写文献综述； 3根据设计计算主要的工艺参数，确定各处理构筑物的尺 寸，其次查阅相关书籍完成水力计算，完成设计计算书的编写； 4根据计算结果绘制工艺流程
2、图、平面布置图、高程布置图、主处理构筑物的平剖面图：要求用 CAD绘制，总数不少于 10张 A1 图纸（至少一张手工图）； 5查阅给排水设备手册对处理过程中需要的通用设备进行选型； 6根据现市场平均价格对本设计进行投资估算及运营经费估算； 7完成本论文设计说明书的编写并详细审核。 指导教师签字： 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 装 订 线 摘 要 随着我国城市化进程和养殖业的发展，由规模化养猪场所引起的环境问题也越来越突出，特别是有关猪场粪污水的处理达标排放问题。高浓度废水的排放对环境会造成严重的污染，因此，需要对养猪场废水进行处理。 本设计为存栏 10000 头生猪养殖场废水处理工程设
3、计，主要对养猪场排放的高浓度有机废水进行治理。养猪场废水的主要特点是含有大量有机物和悬浮物质，属于高浓度有机废水，直接排放会对环境造成巨大污染，故要求对其进行 处理，经处理后水质应达到畜禽养殖业污染物排放标准（ GB18596-2001）。 结合生猪养殖场的废水的特点，可采用两级处理使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除废水中的悬浮物和无机物。二级处理主要采用生物法中的厌氧 -好氧组合工艺（ UASB+CASS）可有效去除污水中的 COD 和 BOD5，达到了畜禽养殖业污染物排放标准（ GB18596-2001）。 关键词 ： 生猪养殖场废水 高浓度有机废水 UASB 工艺 CASS 工
4、艺 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 装 订 线 Abstract Along with the development of our country urbanization advancement and breeding industry, the environmental problems caused by the formalization piggry have become increasingly prominent, especially the piggery wastewater treatment discharge standards issues. The
5、discharge of high concentration wastewater can cause serious pollution to the environment, therefore, it is necessary to deal with the pig farm wastewater. The design for the 10000 herds of pigs farms in engineering design, mainly for treatment of high concentration organic wastewater from pig farm.
6、 The main characteristic of the pig farm wastewater is a large amount of organic matter and suspended matter, which belongs to the high concentration organic waste water. For the direct discharge of wastewater will cause great pollution to the environment, so it is request to treat the wastewater. T
7、he quality of effluent after treatment should be reach the level of Emission standard of pollutants for livestock and poultry breeding industry (GB18596-2001). Combined with the characteristics of the waste water of the pig farm, two treatment can be used to make the water up to the standard. First
8、level of processing mainly use the physical methods, which removes the suspended matter and the inorganic substance in the sewage. Second levels of processing mainly use the anaerobic-aerobic combined technology of biology methods（ UASB+CASS), which can be effective in the removal of COD and BOD in
9、the sewage, reached the level of Emission standard of pollutants for livestock and poultry breeding industry (GB18596-2001). Keywords:Pig farm wastewater； High concentration of organic wastewater; UASB process； CASS process安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 3 页 第 1 页 装 订 线 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 生猪养殖场废水来源 . 1 1.2 生猪养
10、殖场废水特点 . 1 1.3 生猪养殖场废水危害 . 1 1.4 常见处理工艺 . 2 1.5 厌氧 -好氧组合工艺 . 2 第二章 方案比较与选择 . 3 2.1 设计基础资料 . 3 2.1.1 废水进水水质 . 3 2.1.2 废水排放标准 . 3 2.1.3 废水进水水量 . 3 2.1.4 设计范围 . 3 2.2 方案选择原则 . 3 2.3 工艺方案比较与选择 . 4 2.3.1 预处理工艺比较与选择 . 4 2.3.2 厌氧 -好氧组合工艺比较与选择 . 5 2.3.3 污泥处理及处置工艺选择 . 8 2.3.4 方案确定 . 8 第三章 污水处理构筑物设计计算 . 11 3.
11、1 格栅 . 11 3.1.1 设计依据 . 11 3.1.2 设计参数 . 11 3.1.3 格栅设计计算 . 12 3.2 调节池 . 14 3.2.1 调节池的容积 . 15 3.2.2 调节池的尺寸 . 15 3.2.3 搅拌机及提升泵选型 . 15 3.3 平流式沉淀池 . 16 3.3.1 设计原则 . 16 3.3.2 设计参数 . 17 3.3.3 设计计算 . 17 3.4 水解酸化池 . 20 3.4.1 设计计算 . 20 3.5 UASB 工艺 . 20 3.5.1 设计规范 . 21 3.5.2 设计参数 . 21 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 3 页 第
12、 2 页 装 订 线 3.5.3 设计计算 . 22 3.6 CASS 工艺 . 30 3.6.1 设计参数 . 31 3.6.2 设计计算 . 31 3.7 消毒池 . 39 3.7.1 设计参数 . 39 3.7.2 设计计算 . 39 第四章 污泥处理构筑物设计计算 . 40 4.1 污泥浓缩池 . 40 4.1.1 设计参数 . 40 4.1.2 设计计算 . 40 4.2 污泥脱水 . 42 4.2.1 设计参数 . 42 4.2.2 设计计算 . 43 第五章 污水厂平面布置 . 44 5.1 平面布置内容 . 44 5.2 平面布置的原则 . 44 5.3 管线设计 . 44 5
13、.3.1 污水管线设计 . 44 5.3.2 污泥管设计 . 45 5.3.3 给水管设计 . 45 5.3.4 空气管设计 . 45 第六章 污水厂高程布置 . 46 6.1 高程布置原则 . 46 6.2 污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算 . 46 6.3 污水各构筑物间高程布置 . 47 6.4 污泥各处理构筑物之间连接管渠水力计算 . 48 6.5 污泥各处理构筑物高程布置 . 48 第七章 经济技术计算 . 50 7.1 工程造价估算 . 50 7.1.1 土建费用 . 50 7.1.2 设备估价 . 51 7.1.3 工程直接投资 . 52 7.1.4 工程建造其他费用 . 5
14、2 7.2 工程总造价 . 52 7.3 运行管理费用 . 52 第八章 结论 . 54 参考文献 . 55 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 3 页 第 3 页 装 订 线 致谢 . 56 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 56 页 第 1 页 装 订 线 第一章 绪论 近年来，我国规模化生猪养殖业发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几十万头。但与此同时，规模化生猪养殖场往往建在大中城市近郊和城乡结合部处，由于环境法规不健全、对污水处理认识不足，特别是养猪场资金短缺，绝大多数养 猪 场在建场初期未考虑猪粪 便 和污水 的处理问题。养猪场排放的大量粪、尿与养殖场的
15、大量废水大多数未经妥善回收利用与处理便直接排放，对环境造成严重的污染，产生极其不良的影响。不少养 猪 场粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了周围环境，也直接影响着养 猪 场本身的卫生防疫水平，降低了畜产品的质量。城市畜禽养殖业已经成为或正在成为与工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源。对养猪场废水合理、有效的治理是必不可少的。 1.1 生猪养殖场废水来源 生猪养殖场废水的来源主要是冲洗猪舍、粪便产生的大量废水，还有少量厂区卫生设备、公共大楼排放的污水。 1.2 生猪 养殖场废水特点 （ 1） 水量大、水力冲击负荷强； （ 2） 有机质浓度大，氨氮含量高。 BOD5 值高达 2000-8000
16、mg/L， COD 值一般在5000-7000mg/L 左右； （ 3） 废水的可生化性较好，水解、酸化快，沉淀性能好； （ 4） 废水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体 1。 1.3 生猪养殖场废水危害 （ 1） 对水体的污染 生猪养殖场废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，如果流入水体中将可能造成地表水或者地下水水质的严重恶化。由于猪粪、尿的淋溶性很强，猪粪、尿中含大量的氨、磷及水溶性有机物，如果不能妥善处 理，就会通过地表径流或渗滤进入地下水层污染地下水 ， 不经处理的废水流入河流、湖泊会引起水体富营养化，严重污染水体环境。 （ 2） 矿物元素和重金属污染 在生猪
17、的养殖过程中，饲料是不可缺少的。饲料中会大量添加无机磷等元素，添加的无机磷约 75%为植物磷，由于植物磷不能被动物吸收、利用而直接排出体外，引起对环境的污染；饲料厂和养殖场普遍采用高铁、铜等微量重金属元素作为添加剂，由于禽畜对这些重金属元素的吸收和利用率都很低，易随粪便排出体外进入水体、土壤等环境，造成严重的环境污染。 （ 3） 微生物污染 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 56 页 第 2 页 装 订 线 在生猪的养殖过程中 ，微生物会通过养殖场的废水排放而进入环境，从而造成严重的微生物污染。如果对这些废水不进行无害化处理，大量的有毒病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁禽畜自身的生长和生
18、存，对人体健康也会是个严重的威胁 2 。 1.4 常见处理工艺 目前我国对于生猪养殖业废水的深度处理方法主要是利用生物法处理。 生物法是利用微生物来氧化分解水中污染物的方法，主要处理有机物，也能处理少量的无机物。生物法处理废水具有基础建设投资少、处理费用低、去除效果好、最终产物不产生二次污染和过程控制稳定等优点。因而常用来处理高浓度有机 废水。生物处理技术主要分为好氧和厌氧处理技术。好氧处理主要有生物膜法和活性污泥法两大类；厌氧处理包括： UASB， IC 塔等 3 。 （ 1）好氧生物处理：是指在游离分子氧存在的条件下，好氧微生物降解有机污染物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧生物处理的反应
19、速度快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小，且处理过程中散发的臭气较少。所以目前对中、低浓度的有机废水，或者说 BOD5浓度小于 500mg/L 的有机废水，基本上采用好氧生物处理。但是对于高浓度废水，好氧工艺进水时需对原废水稀释十倍甚至百倍，因此动力和清水消耗大，成本高。在养猪场废水中常用的好氧生物处理主要有：活性污泥法、生物接触氧化法，一般 COD 和 BOD5的去除率为 75%97%4 。 （ 2）厌氧生物处理：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳、甲烷、水、硫化氢和氨等产物。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段：第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是甲烷
20、发酵阶段。废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量（ CH4）等优点。但是通常厌氧处理后的污水达不到排放要求。养猪场 废水厌氧处理中常用工艺有：升流式厌氧污泥床（ UASB）、厌氧流化床等。一般 COD 和 BOD5的去除率为80%90%5 。 1.5 厌氧 -好氧组合工 艺 从 80年代开始，厌氧 -好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺 。厌氧 -好氧组合工艺中：厌氧工艺能去除废水中大量的有机物和悬浮物，使与之组合的好氧工艺有机负荷减小，好氧污泥量也相应降低，使整个工艺的反应容积变小；厌氧阶段的容积负荷高、抗冲击负荷能力强，能够降低系统的基础建设
21、费用，同时还可以回收沼气；厌氧工艺作为前处理工艺能起到均衡水质的作用，减少后续好氧工艺负荷的波动，使好氧工艺的需氧量大为减少且较为稳定，这样既节约能源又方便工业上的实际操作；好氧阶段的主要作用是进一步降低厌氧系统出水的各项污染指标，以便达 到排放标准6。所以采用厌氧 -好氧工艺处理养猪场废水，不仅克服了好氧处理的高能耗、高运行费用等缺点，也克服了厌氧处理出水不能达标排放的缺点，在经济及技术上均可行。因此从工程应用角度应优先采用厌氧 -好氧组合工艺 。 安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 56 页 第 3 页 装 订 线 第二章 方案比较与选择 2.1 设计基础资料 2.1.1 废水进水水
22、质 废水进水水质见表 2-1。 表 2-1 污水进水水质 项目 COD(mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) pH NH3-N 进水水质 12000 6000 600 6.8 300 2.1.2 废水排放标准 该污水处理厂排放的水直接排入附近的河流中，排水标准执行畜禽养殖业污染物排放标准（ GB18596-2001），其标准限值见表 2-2。 表 2-2 废水排放标准限值表 (单位： mg/L) 项目 COD BOD5 SS pH NH3-N 原水水质 12000 6000 600 6.8 300 标准限值 400 150 200 69 80 2.1.3 废水进水水量 该生猪
23、养殖场采用水冲清粪工艺，根据畜禽养殖业污染物排放标准（ GB18596-2001）中关于水冲工艺最高允许排水量的规定，计算设计水量。 查畜禽养殖业污染物排放标准（ GB18596-2001）中的规定，一头成年猪每天产生的粪便需要 0.035m的冲洗水，仔猪的排水量按照成年猪的 50%计算，则每天产生的粪便需要 0.0175m的冲洗水。 该生猪养殖场生猪存栏 10000 头，其中成年猪为 8800 头，仔猪约为 1200 头，则每天产生的冲洗水约为 330m/d。总变化系数 KZ=2.7/3.80.11=2.3，所以设计最大流量为760m/d。 2.1.4 设计范围 本设计范围为：自污水汇流到污
24、水处理厂后 ， 经各个处理单元，至处理后的总排放口为止。包括污水处理构筑物的设计、污泥处理系统设计等。 2.2 方案选择原则 本设计为生猪养殖场废水的处理，其处理方式与处理水量、原水水质、排放标准、安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 共 56 页 第 4 页 装 订 线 建设投资、运行成本、处理效果及稳定性、工程应用状况、维护管理是否方便等因素有关。具体可以从以下几个方面考虑： 1.本设计出水水质要求达到畜禽养殖业污染物排放标准（ GB18596-2001）。 2.采用成熟、稳定、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行费用。同时应充分考虑使用先进的前沿技术。 3.设备选型兼顾通用
25、性和先进性，确保运行高效、稳定、可靠。 4.污水处理厂应运行灵活、管理方便、维修简单，充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。 5.设计应新颖美观、布局合理，具有时代感。 6.采取有效措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理、处置固体废弃物，避免二次污染。 7.处理厂内应设置必要的监控仪表，提高管理水平。 8.工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益三者的最佳统一。 2.3 工艺方案比较与选择 养猪场排出的粪、尿及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌等，对环境质量造成极大影响。设计进水水质浓度高，要达到排放标准，污染物去除率高 ，使得任何单级生物处理都达不到要求
26、，所以必须选择多级处理流程方能达到出水标准7 。 根据国内外工程实践资料，本工程设计选用 “ 预处理 + 厌氧 -好氧组合工艺 +污泥处理 ” 的基本工艺流程。 2.3.1 预处理工艺比较与选择 预处理的目的是使物料的理化性状适合于后续处理工 艺要求，具有调节水质、均衡水量、去除废水中的较大悬浮物，以保证后续处理设施的正常运行以及降低其他处理设施的处理负荷的作用，同时为生物深度处理创造适宜的条件。 1.格栅 生猪养殖场的废水中含有猪粪等较大的固体悬浮物，设计细格栅，可 清除较大的悬浮杂物，保 证 后面的机泵正常运行。 2.调节池 生猪养殖场的废水具有间歇排放的特点，排放的水质、水量变动大，因此设计一个均质调节池，均衡、调节废水的水质、水量、水温变化， 保证后续处理工艺的稳定运行 8 。 3.沉淀池 生猪养殖场的废水中的悬浮物浓 度较高，因此需要采用沉淀池处理悬浮物质。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 9 。三种类型沉淀池的优缺点及适用条件见表 2-3。
