集约化畜牧养殖场废水处理技术

目录1、概述………………………………………………………12、废水水质水量及处理要求………………………………33、设计原则…………………………………………………44、设计依据…………………………………………………45、废水处理工艺选择………………………………………36、废水处理工艺设计及说明………………………………67、工艺技术特点……………………………………………88、主要构筑物及设备………………………………………10-2-1、概述山西省某市要新建一座猪、牛养殖场，该养殖场规模为：年养猪3000头，养牛2000头。废水水量为1500m3/d，水质见下表，处理水要求达到《杂用水水质标准》（CJ25.1-89）。项目水质单位：mg/LCODcrBOD5SSNH3-NTP细菌（个）pH值猪粪尿4000-80003000-6000400012001801066-9牛粪尿1200-25001000-2000800-1500400603×1056-9混合废水1810-36201435-28701460-2020560846-9杂用水水质标准≤50mg/L≤10mg/L≤10mg/L≤15mg/L≤1mg/L6-9要求：1、选择最佳废水处理工艺并说明理由。2、用框图说明废水处理工艺流程。3、说明主要处理构筑物的作用。4、利用A4纸（最少2000字）2、废水水质水量及处理要求根据同类工程调查和业主提供的资料，废水主要来源于猪尿、地面冲洗废水，含有粪便、尿、饲料等。根据项目所在地受纳水体功能及当地环保部门要求，废水经治理后要求出水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）标准要求，废水中污染物及其浓度和排放要求如表2.1。表2.1:废水进水水质及出水要求单位:（mg/L）名称废水污染物浓度CODcrBOD5NH3-N总磷SS蛔虫卵大肠菌群数(个/L)废水水质15000～250004000～70001000～15005000～70002.4×108排放标准400150808200210000-3-3、设计原则（1）充分考虑企业的实际情况，采用实用、可靠、先进的处理工艺技术，并确保废水处理系统投产后运行稳定，易于操作、管理和维护。（2）在确保废水处理后达以排放标准的前提下，因地制宜，合理确定设计参数，使工程投资省、占地少、运行管理费用少，经济合理。（3）采用安全可靠的处理工艺。最大程度减少污水处理站对周围产生空气及噪声污染，减少外排污泥量。4、设计依据（1）《建设项目环境保护管理条例》；（2）《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）；（3）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）；（4）《给水排水标准规范实施手册》；（5）业主提供的有关基础资料。5、废水处理工艺选择养殖场外排废水的主要特征是：有机物浓度高、悬浮物多、色度深，并含有大量的细菌，因含有大量动物的屎尿而使NH3-N浓度很高。废水中的污染物主要以固态、溶解态存在的碳水化合物形式存在，使废水表现出很高的BOD5、CODcr、SS和色度等，污染物可生物降解性好，此外废水中含有大量的N、P等营养物-4-质。废水中的固体残渣主要为有机物质，如不进行有效固液分离，就会给后续处理带来困难，增加处理负荷，影响处理效果。因此在工艺上必须强化预处理。采用物理方法作为强化预处理工艺，对废水进行固液分离是降低有机物负荷最有效方法，物理方法占地面积小，处理效率高，不受负荷、水质、温度等其它条件影响，不对环境造成二次污染。对于浓度较高的有机废水单独的厌氧处理一般不能够达到处理要求，单独的好氧处理运行费用高，厌氧—好氧串联工艺结合了厌氧处理工艺和好氧处理工艺的优点而避免了各自的缺点，厌氧处理工艺能耗低、污泥产量低，负荷高，但出水不达标；好氧处理工艺出水水质好，运行稳定，但需能耗，污泥产量较高。因此厌氧—好氧串联工艺在能耗、投资、处理成本和治理效果方面都具有较大的优越性。我们根据废水的水质特点及种猪场具体条件，结合多项工程的成功经验，本着投资省、运行费用低、操作管理方便的原则，确定了UASB厌氧—改良SBR—消毒—兼性塘处理工艺。-5-6、废水处理工艺设计及说明工艺流程见工艺流程示意图石灰风机筛滤池溶液初沉池调节池泵UASB厌氧池改良SBR池污泥二沉池C102接触池兼性塘排放回流浮渣污泥污泥外运与粪渣一起渣外运与粪渣浓缩池污泥干化床堆肥处理一起堆肥处理废水处理工艺I流程示意图废水首先经过筛滤池预处理，筛滤池分二格，分别安装筛滤装置，筛滤装置采用100目不锈钢丝网过滤，可去除废水中绝大部分固体物质，从而减少后续工艺的处理负荷。同时靠出口一端池底设砂滤装置，在池交替使用时滤干积水。筛滤滤出的固体残渣每天理外运与粪渣一起处理。筛滤池出水经提升泵进初沉池，初沉池分四格，废水在初沉池内进一步分离出细小颗粒（如粪便、饲料等）。在初沉池进口投加石灰乳溶液，一方面，投加石灰改善废水的沉降功能，使废水中的胶体物质发生电中和形成絮体，使微小颗粒能共同沉淀下来，在初沉池得到分离；使氨氮经吹脱容易分离。因废水排放量有波动性，为保证后续处理单元的连续稳定运行，废水经初沉池后进调节池进行水质水量调节。调节池分两格，当猪场非常时期对场地消毒时，消毒后所排的废水若进入废-6-水处理装置，必对生化系统产生影响。因此，在消毒时期，其中一格调节池可做贮水池，消毒后的废水积蓄在这格调节池，然后缓慢地连续均匀加入处理系统，减少对系统的冲击负荷。调节池出水经提升泵进入UASB高效厌氧池、改良SBR池二级处理工艺，UASB高效氧池内，废水中蛋白质等大分子有机物质在厌氧菌的作用下首先分解成小分子物质，小分子物质部分降解成CH4等物质，厌氧池出水自流进改良SBR池进行生物氧化。改良SBR池在运行方面兼曝气、沉淀一体，其工艺过程分五个阶段，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段、待机阶段，在处理效果方面集中了好氧氧化与消化—反消化功能，可同时去除废水中COD及NH3—N。为加强SBR池消化—反消化功能，在池内安装潜水搅拌器，在SBR池静置阶段开启搅拌机，从而更利于消化—反消化反应的进行。改良SBR池出水中含有微生物及病菌，为使出水中有害菌和微生物达到标准要求，在改良SBR池后设接触消毒池，采用ABHX型二氧化氯发生器对改良SBR池出水进行消毒，杀灭废水中的有毒有害菌和微生物。ABHX系列二氧化氯发生器，是吸取了国内最新技术研制成功的新一代消毒设备。具有设计新颖、结构合理、产效高（以NaC103计算，有效氯产率可达90%以上）、转化率高（以NaC103计算，C102转化率大于90%）、运行费用低、操作简便、安全等特-7-点，适用于废水的消毒净化。消毒池出水水质可达《畜禽养殖业污染排放标准》（GB18596-2001）标准要求，为使处理系统在气候、负荷冲击影响的条件也能完全达到排放要求，接触池出水进入现有兼性塘进一步净化。初沉池、调节池、UASB厌氧池、改良SBR池、二沉池所排污泥进污泥浓缩池。浓缩后的污泥经污泥泵输送至污泥干化床，干化后干泥饼外运，因污泥是一种很好的有机肥料，经堆肥无菌处理后，亦可作为农肥出售。浓缩池上清液回流至调节池。调节池提升泵安装液位控制装置，提升泵根据调节池内水位自动启动与停机，从而不仅减轻操作强度，而且起到了保护水泵的作用。7、工艺技术特点本设计方案具有以下特点：（1）强化预处理：废水预处理是处理系统的关键之一，如不能及时、有效清理固体悬浮物，就会给后续处理带来困难，增加处理负荷，影响处理效果。可使COD、BOD5浓度大大降低，渣水分离后小于100目的悬浮物在初沉池进一步沉淀处理，再进入调节池进行水质、水量调节，通过沉淀处理后废水COD、BOD5又可很大程度降低，这样通过强化预处理，不仅可大大降低COD、BOD5浓度，减轻后续工艺的处理负荷，还能防止固体物质对设-8-备造成堵塞。（2）采用先进的厌氧生物净化技术：厌氧池采用UASB厌氧结构，它既函括于复合式厌氧反应装置的生化功能。复合式厌氧反应装置是上世纪八十年代由美国开发的新技术，其反应装置上部为填料，下部为悬浮污泥床，具有容积负荷高、运行稳定、耐冲击负荷、受气温变化影响小，所采用填料表面积大，无堵塞现象，所生成性能优良的颗粒污泥净化效果好，CODcr、BOD5净化效率可达到80—90%，复合式厌氧反应装置内设垂直水流方向的多块挡板以维持反应器内较高的污泥浓度。挡板把反应器分成若干上向流室和下向流室，上向流室比较宽，便于污泥的聚集，下向流室比较窄，两室之间设导流板，便于将水送至上向流室，使泥水充分混合。因而复合式厌氧装置是厌氧中容积利用率最高的，即投资最省的一种形式。同时，因使用了三相分离器，废水中固液汽得以有效分离。（3）采用成熟可靠的好氧生物处理技术：本方案采用的改良型“序列间歇式活性污泥法（SBR）”工艺作为后续好氧工艺，能达到很好的处理效果，是目前高浓度有机废水普遍采用的好氧处理工艺，是一种简易、高效、低能耗的废水生化处理法。具有如下优点：A、工艺简单，剩余污泥处置麻烦少，节约投资。B、投资省、占地少、运行费用低。C、反应过程基质浓度梯度大，反应推动力大，效率高。D、耐有机负荷和毒物负荷冲击，运行-9-方式灵活，由于是静止沉淀，因此出水效果好。E、厌（缺）氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高，有很好的脱氮除磷效果。基于该方法的上述优越性，使该法在国内外的有机废水处理中，得到了迅速的发展和应用。它实际是活性污泥法的演变和延伸，但运行较之更为灵活、稳定和高效。（4）系统能耗低，运行费用低：本方案加强了预处理及厌氧处理效果，使污染在需能耗的好氧处理之前大大去除，从而减少好氧生化处理负荷，同时节省能耗。（5）采用安全可靠、工艺先进的消毒技术：采用二氧化氯消毒与其它氯或氯制剂消毒法比，有操作简单、投资低的优点。此外，原料的运输、贮存安全方便。从处理效果来看，二氧化氯有广谱消毒效果，反应快，消毒后的废水中无有毒的氯代有机物。8、主要构筑物及设备8.1.1筛滤池（1座）结构：砖混内空尺寸：4000×3500×500㎜（H）有效容积：8M3停留时间：2h8.1.2初沉池（2座）结构：砖混内空尺寸：8000×8000×1200㎜（H）有效容积：74M3-10-停留时间：23h8.1.3调节池（2座）调节池A（分两格）结构：砖混、埋地内空尺寸：4000×3500×3000㎜（H）有效容积：27M3（含贮消毒水容积）停留时间：7h调节池B（又称厌氧调节池）结构：钢砼、半地下式内空尺寸：2500×5000×5500㎜（H）有效容积：69M3停留时间：17h8.1.4UASB池（1座）结构：钢砼、半地下式内空尺寸：4500×5000×7000㎜（H）有效容积：157M3停留时间：48h8.1.5SBR池（1座）结构：钢砼、半地下式内空尺寸：7000×5500×5500㎜（H）排水容积：212M3周期运行：每个周期12h-11-8.1.6二沉池结构：砖砌、埋地内空尺寸：直径3000㎜、高3500㎜有效容积：25M3停留时间：6h8.1.7污泥浓缩池（1座）结构：砖砌、埋地内空尺寸：直径3000㎜,高3500㎜（H）有效尺寸：25M38.1.8接触池（1座）结构：砖砌、埋地内空尺寸：直径3000㎜，高2500㎜（H）有效容积：18M3停留时间：4h8.1.9污泥干化床结构：砖砌面积：120m28.1.10干粪棚（1座）结构：砖砌尺寸：8000×8000㎜8.1.11风机房、控制休息室结构：砖混建筑面积：36㎡