1、 沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY毕业设计（论文）题目： 沅江畜禽养殖业公司600m3/天养猪场废水处理工程设计课 题 类 别： 设计 论文 学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 07-02专业（全称）： 环境工程指 导 教 师： 2011 年 6 月沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计目录1 工程概况 .12 设计依据 .13 设计原则 .24 设计范围 .25 设计参数 .36 设计说明 .36.1 初沉池 .36.2 厌氧生物处理 .46.3 好氧生物处理 .
2、56.3.1 氧化沟法 .56.3.2 接触氧化法 .66.3.3 生物滤池法 .66.3.4 序批式活性污泥法 .77 工艺流程 .98 主要构筑物及设备的选型 .108.1 格栅渠 .108.2 集水池 .128.3 水力筛 .138.4 混凝沉淀池 .148.4.1 混合阶段 .148.4.2 絮凝阶段 .148.4.3 沉淀阶段 .168.5 调节池 .208.6 水解酸化池 .21沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计8.6.1 反应池容积 .218.6.2 上升流速的核算 .218.6.3 配水系统 .228.6.4 出水系统 .228.6.5 填料系统 .248
3、.7 厌氧反应器 UASB .248.7.1 反应机理 .248.7.2 工作原理 .248.7.3 设计计算 .258.8 配水池 .348.9 好氧反应器 SBR .358.9.1 设计参数 .358.9.2 设定条件 .358.9.2 水质指标 .358.9.3 设计计算 .368.9.4 注意事项 .438.10 高效浅层气浮池 .448.11 污泥处理系统 .458.11.1 污泥产量 .458.11.2 处理方式 .458.11.3 集泥井容积 .468.11.4 集泥井排泥泵 .468.11.5 污泥浓缩 .468.11.6 脱水系统 .478.13 接触消毒池 .489 主要构
4、筑物及设备一览表 .5010 平面与高程布置 .5110.1 平面布置 .51沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计10.1.1 平面布置原则 .5110.1.2 构筑物平面布置 .5210.2 高程布置 .5210.2.1 高程布置原则 .5210.2.2 构筑物高程布置 .5211 技术与经济分析 .5311.1 基本建设投资 .5311.2 日常运转费用 .5411.2.1 耗电费 .5411.2.2 药剂费 .5511.2.3 员工工资 .5511.2.4 其它费用 .5511.2.5 成本估算 .5512 工程效益及环境保护 .5612.1 环境效益 .5612.2
5、 经济效益 .5612.3 社会效益 .5612.4 节约能源 .56参考文献 .57致谢 .59附件 .60沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计第 1 页 共 60 页1 工程概况近年来，我国工厂化生产的大型猪场发展迅速，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，由于规模化养猪场往往建在大中城市近郊和城乡结合部，由于环境法规不健全，认识不足，特别是资金短缺，绝大多数养殖场在建场初期未考虑畜禽粪便处理。畜禽排放的大量粪尿与养殖场的大量废水，大多未经妥善回收利用与处理、处置即直接排放，对环境造成严重的污染，产生极其不良的影响。不少养殖场粪便随地堆积，污水任
6、意排放，严重污染了周围环境，也直接影响着养殖场本身的卫生防疫，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。本方案废水设计为沅江畜禽养殖业公司一养猪场年产 80000 头猪的养殖废水处理工程。该养殖场主要的废水由猪厂的粪便（以固体形式为主）和清洗养猪厂形成的污水（包括残留猪粪尿液）两个方面组成，排放总量约为 600m3/d左右。废水中含有大量的固体悬浮物，有机物、氨氮含量高，恶臭严重，这些废水如果不处理将使养殖厂臭气熏天、蚊蝇成群，地下水的硝酸盐严重超标，少数地区传染病与寄生虫病流行。而且，污水的不合格外排，对周围的水系造成很大的污染。目前国内对
7、于畜禽养殖业废水的处理方法主要有厌氧法，活性污泥法，生物接触氧化法等。一般均为几个方法的组合，这些方法又受地区气候的影响，厂区废水处理场地的影响等。根据本工程项目的具体情况，本工程设计采用厌氧法和序批式活性污泥法相结合的方法来处理本工程污水。2 设计依据2.1 厂家提供的有关设计文件和基础数据；2.2 污水综合排放标准 （GB8978-1996） ；2.3 给水排水设计手册第五册 城市排水；沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计第 2 页 共 60 页2.4 给水排水快速设计手册第二册 排水工程；2.5 环境工程设计手册 （修订版） ；2.6 给水排水工程结构设计规范 （GB
8、J69-84） ；2.7 程式区域环境噪声标准 （GB3096-93） ；2.8 氧气曝气设计规程(CECS 114：2000)；2.9 给水排水构筑物施工及验收规范(GBJ14190)2.10 建筑结构可靠度统一设计标准 （GB50068-2001 ）2.11 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS 138:2002)2.12 农田灌溉水质标准 （GB5084-92）3 设计原则3.1 贯彻执行国家环境保护政策，按照国家有关法规、规范及标准进行设计；3.2 工艺流程选择要考虑当地的具体情况，要根据进水水质和出水水质的要求，选择工艺技术先进，处理效果稳定、可靠，操作管理简单，节能，占
9、地面积小，工程投资省和运行费用低的工艺；3.3 选用国内先进，高效节能，性能可靠、运行管理方便的设备，提高自动化程度，减少维护工作量，减轻操作人员的劳动强度；3.4 采用现代化管理模式，系统分散控制，集中管理，减少人员编制；3.5 设计中充分考虑防止环境污染，噪声低、基本无异味，不影响周围环境；3.6 厂区平面布置力求布局合理，功能齐全。 在便于施工安装和维修的前提下，使处理构筑物尽量集中，布置紧凑，节约用地，保证绿化面积，同时留有适当的发展余地。3.7 畜禽粪便污染物尽可能的最大资源化，变废为宝，回归大自然。4 设计范围设计规模为 600 吨/天废水处理站，对废水处理站内废水处理构筑物和必要
10、的附属建筑物进行工艺、土建、电气、仪表和自控的设计。对于废水处理站外的沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计第 3 页 共 60 页进、出水管道，道路，供电，通讯，线路设计不属于本方案范围。5 设计参数5.1 废水性质：养猪场废水5.2 设计水量：600 吨/天，(25 吨/小时)5.3 废水水质见表 5-1：表 5-1 废水进水水质表项目 CODcr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) TP(mg/L) PH废水 12000 7000 13000 150 30 795.4 出水水质见表 5-2：执行污水综合排放标准 （GB8978-1
11、996）一级排放标准表 5-2 废水进水水质表项目 CODcr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) TP(mg/L) PH废水 100 20 70 15 0.5 5.58.56 设计说明6.1 初沉池初沉池主要对废水中以无机物为主密度大的固体悬浮物进行沉淀分离，当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至 0.02 m/s 以下，从而极大地减小了水流夹带悬浮物的能力，使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度小于 1 的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。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。三种类型池子的优缺点及适用条件见表 6-1：表
12、6-1 各类沉淀池的优缺点及适用条件优 点 缺 点 适用条件沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计第 4 页 共 60 页平流式 对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，有效沉淀区大，沉淀效果好；施工简单，造价低采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥时，机件设备与驱动件均浸与水中，易锈蚀适用地下水位较高及地质较差的地区；适用大、中、小型污水处理厂竖流式 排泥方便，管理简单；占地面积小对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；造价高；池径不宜太大适用水质不好的小型污水处理厂辐流式 采用机械排泥，运行较好，管理亦较简单；池水水流速度不稳定；机械排泥设备复
13、杂，对施工质量要求较高适用大、中型污水处理厂因为本设计所处理的水量较小，属于小型污水处理站，且主要是对废水中的粪便和 BOD5、COD cr 进行处理，所以选用平流式沉淀池。它具有沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工简单，造价低，多个池子易于组合为一体，节省占地面积等优点。6.2 厌氧生物处理厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（COD cr2000mg/L,BOD51000mg/L） 。它是在无氧条件下，靠厌氧细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参与生物降解的有机基质有 5090转化为沼气（甲烷） ，而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。厌氧生物处理包括多种方法，有化粪池、厌氧
14、生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器、两段厌氧处理法、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和两相厌氧法等。废水的厌氧处理方法主要有传统消化法、厌氧生物滤池法、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器。几种厌氧处理方法的特点及优缺点见表 6-2：表 6-2 各类厌氧处理法的特点及优缺点反应法 特 点 优 点 缺 点传统消化法 在一个消化池内进行酸化，甲烷化和固液分离设备简单 反应时间长，池容积大。污泥易随水流带走。厌氧生物滤池 微生物固着生长在滤料表面。适用于悬浮物量低的废水。设备简单。能承受较高负荷。底部易发生堵塞。填料费用较贵。厌氧接触法 用沉淀池分离污泥并进行回流。消化池中进行适当搅拌，
15、池内完全混能承受较高负荷。有一定的抗冲击负荷能力，运行较稳负荷高时污泥会流失。设备较多，操作上要求较高。沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计第 5 页 共 60 页合,能适应高有机物浓度和高悬浮物的废水。定。上流式厌氧污泥床反应器消化和固液分离在一个池内。微生物量特高。负荷率高，容积小，能耗低，不需搅拌。如设计不善，污泥会大量流失。池的构造复杂。两段厌氧处理法酸化和甲烷化在两个反应器进行。能承受较高负荷，耐冲击。运行稳定。设备较多，运行操作较复杂。综合上所述并结合本设计污水的特点，考虑采用较为成熟的升流式厌氧污泥床(UASB)作为厌氧段的反应器。6.3 好氧生物处理传统活性
16、污泥法、氧化沟法、接触氧化法、生物滤池法、序列间歇式活性污泥法（SBR） ，这四种是在养猪场废水处理中应用比较多的好氧反应器。6.3.1 氧化沟法氧化沟是在传统活性污泥法的基础上发展起来的连续循环完全混合工艺，是用延时曝气法处理废水的一种环形渠道，平面多为椭圆形，总长可达几十米，甚至几百米以上。在沟渠内安装与渠宽等长的机械式表面曝气装置，常用的有转刷和叶轮等。曝气装置一方面对沟渠中的污水进行充氧，一方面推动污水作旋转流动。氧化沟多用于处理中、小流量的生活污水和工业废水，可以间歇运转，也可以连续运转。氧化沟的平面示意图见图 6-1。图 6-1 氧化沟平面图氧化沟工艺具有以下特点： (1) 氧化沟
17、的沟渠长度较大，污水在氧化沟内停留的时间长，污水的混合效沅江畜禽养殖业公司 600m3/天养猪场废水处理工程设计第 6 页 共 60 页果好。可以不没初沉池，有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度； (2) 对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；(3) 氧化沟的曝气装置具有两个功能:供氧并推动水流以一定的流速循环流动。污泥的 BOD 负荷低，同延时曝气法。对水质和水量的变动有较强的适应性；(4) 污泥龄一般可达 15 到 30 天，为传统活性污泥系统的 3 到 6 倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物，如硝化菌；(5) 如采用一体式氧化沟，可不单独设二次沉淀池，使氧化沟与二沉池
18、合建。中间的沟渠连续作为曝气池，两侧的沟渠交替作为曝气池和二次沉淀池，污泥自动回流，节省了二沉池与污泥回流系统的费用。 氧化沟工艺的缺点：占地面积较大；在寒冷的气候条件下，因为表面爆气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，而污水的温度降低，对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，对氧化沟不利。6.3.2 接触氧化法生物接触氧化处理技术之一是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化；生物接触氧化技术的另一项技术实质是采用与曝气池相同的曝气方法，向微生
19、物提供其所需要的氧，并起到搅拌与混合作用。因此，生物接触氧化是一种结和活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。生物接触氧化法在工艺发面的特点：由于曝气，在池内形成液、固、气三相共存体系，有利于氧的转移，溶解氧充沛，适于微生物存活增殖；在生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链，无污泥膨胀之虑；填料表面全为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，污水在其中通过起到类似“过滤” 的作用，能够有效地提高净化效果。生物接触氧化法在运行方面的特点：对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍然能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义；操作简单、运行方便、易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥
