废水处理设计方案

养猪场废水处理方案设计指导老师：王电站设计人：王磊日期：2011/11/112摘要本设计较全面地叙述了设计方案的选择与论证、处理构筑物的设计计算、处理场区平面布置和高程布置及工程概算等内容。设计主要采用二级厌氧（UASB+ASBR）–SBR–PFS混凝沉淀工艺处理高浓度养猪场废水，二级厌氧完成对养猪场废水的厌氧消化，去除一部分有机物，并同时转化一部分难生物降解的有机物，保持废水较高的可生化性，之后采用SBR反应器完成对厌氧消化液的生物降解，废水排放前用混凝沉淀的方法进一步改善水质。废水经处理后，出水水质完全达到排放标准的要求。关键词：养猪场废水、二级厌氧（UASB+ASBR）、SBR、混凝沉淀AbstractThedesigndetailedlydescribedtheselectionanddemonstrationofthedesignproject,thedesignaccountofstructures,thelayoutoftreatmentregion,theelevationlayoutandcontent,suchasbudgetfortheproject,respectively.Thecombinedtechnologicalprocessofthetwo-plyanaerobicdigestion(UASB+ASBR)-SBR-PFScoagulatingsedimentationwasusedforpiggerywastewatertreatment,basedontheanalysisofthecharacteristicandexistingtreatmentmeansofpiggerywastewater.Aftertreatment,thetreatedwatercanmeetthedischargingstandard.Keywords:piggerywastewater、thetwo-plyanaerobicdigestion、SBR、PFScoagulatingsedimentation3目录第1章前言…………………………………………………………5§1.1养猪场废水概述………………………………………………5§1.1.1养猪场废水水质及水量…………………………………5§1.1.2废水排放标准……………………………………………6§1.2设计原则、依据及设计范围…………………………………6第2章养猪场废水处理工艺设计……………………………………7§2.1废水处理工艺流程确定………………………………………7§2.1.1处理工艺流程比选………………………………………8§2.1.2处理工艺流程图………………………………………12§2.1.3处理工艺流程说明……………………………………12§2.2废水处理工艺设计计算……………………………………14§2.2.1主要构筑物简介………………………………………14§2.2.2主要处理构筑物尺寸简介……………………………20§2.2.3主要处理构筑物的计算………………………………25§2.2.4主要设备选型…………………………………………35第3章工程投资估算………………………………………………42§3.1土建工程投资估算………………………………………42§3.2设备及器材投资估算………………………………………42§3.3间接费用投资估算…………………………………………43§3.4工程投资总体估算………………………………………44第4章运行费用分析………………………………………………444§4.1计费标准…………………………………………………44§4.2运行费用…………………………………………………44第5章结论…………………………………………………………45参考文献………………………………………………………………46附录（场区总平面图、高程布置图、主要构筑物图）5第1章前言§1.1养猪场废水概述随着我国社会经济的持续高速发展,我国畜牧业产业化快速发展,规模化、集约化养殖场的数量逐年增加,养猪废水已成为中国农牧经济中最活跃的增长点和主要支柱产业之一,现代化养殖技术促进了我国的畜禽养殖业向优质高效发展。但养殖业规模的扩大、饲养方式的转变也带来了严重的环境问题。开发集约型养殖业的高效污染控制治理技术和生态资源处理技术,建设生态型养殖业,对行业的发展是非常紧迫和必要的,也是养猪场废弃物处理的必然选择。养猪场废水主要由猪尿、部分残余或全部猪粪、饲料残渣和猪舍清洁用水组成，属于高浓度有机废水。养猪场废水具有以下特点：一是养猪场排放规律为间歇式，每天上、下午各一次，排放量大，冲击负荷大；二是固液混杂，属高有机、高氮、高磷污水，且碳氮比例失调，有机质浓度高，处理难度很大；三是固体悬浮物(SS)的含量极高、臭味大，并含有大量的病原和散发出强烈的异味。有关研究资料表明，猪场排放废水的BOD高达2000—8000mgrL，化学耗氧量(CODcr)高达5000，20000mg／L，且SS也超标数十倍。§1.1.1养猪场废水水质与水量表1–废水水质与水量排水种类排放量（m3/d）主要污染物含量（mg/L）色度（倍）pHCODcrBOD5SSNH3–N废水39015000～200004000～70005000～70001000～1500507～86污水8.735020020045注：粪大肠菌体2.4×108个/L§1.1.2废水排放标准表2–废水水质排放标准排放标准主要污染物含量（mg/L）pHCODcrBOD5SSNH3–N排放水质400150200806～9注：粪大肠菌体10000个/L§1.2设计原则、依据及设计范围一、设计原则：1、污水处理工艺技术可靠，运行费用低廉，投资经济合理，设备先进可靠；2、工艺设计具有很好的耐冲击负荷和操作的灵活性；3、整体布局简洁、合理、美观，符合国家有关绿化及环保、消防规定；4、动力设备采用先进设备，保证能长期平稳运行；5、综合具体的场地条件，设计时能考虑设备和构筑物的平面布置及其合理的高程分布，同时考虑采用高效率的设备，尽量减少占地面积。二、设计依据：1、《污水综合排放标准》（8978-1996）2、《室外排水设计规范》（GB50101—2005），1997年出版3、《三废处理工程技术手册》（废水卷），化学工业出版社4、《建筑给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社5、《给水、排水工程设计规范》GBJ69-846、《混凝土结构设计规范》GB50010-200277、《砖体结构设计规范》GBJ3-88三、设计范围：1、养猪场废水处理工艺设计；2、污水处理场区内土建工程，电器仪表及设备安装。第2章养猪场废水处理工艺设计§2.1废水处理工艺流程确定养猪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。国内外多年的实践证明，对于易生物降解的有机废水，生化处理是最为有效和经济的处理技术，包括厌氧、好氧技术等。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，知单独的厌氧处理或单独的好氧处理对处理养猪场废水都是不适合的，单独厌氧处理的出水COD达不到排放要求而且不能去除废水中的氨氮，单独的好氧处理不能承受如此高浓度的废水，必然出现污泥膨胀等一系列8问题，而且运行费用较高。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。本设计根据废水的水质特点及养猪场具体条件，基于多项工程的成功经验，结合过去的研究成果，通过比较和权衡处理的效果及经济的合理性，本着投资省、运行费用低、操作管理方便的原则，对养猪场废水处理拟选择二级联合厌氧消化（UASB+ASBR）-SBR-混凝沉淀的处理工艺。§2.1.1处理工艺流程比选国家农业部2001年出台的畜禽养殖业能源环保站设计规范(征求意见稿)中提出畜禽养殖业污水处理的两种方式，即“环保型”和“生态型”。规范中对“环保型”处理方式工艺要求如图2-1。图2-1“环保型”规范处理工艺要求“环保型”处理方法必须符合“技术合理、经济合算、安全可靠、管理方便”原则，达到“产气率高、处理率高、投资合理、运行费用低、稳定达标和管理方便”的目的，为此，必须对现有工艺进行科学的选择。9（1）、固液分离工艺无论猪场废水采用什么系统或综合措施进行处理，首先都需进行固液分离，这是一道必不可少的环节。其重要性及意义主要在两方面：首先一般猪场排放出来的废水悬浮物（SS）的含量很高，可高达160000mg/L，其有机物含量也高。因此，通过固液分离，可使液体部分污染物负荷降低；其次，通过固液分离，可防止大的固体物进入后续处理环节，以防造成设备的堵塞损坏等。此外，在厌氧消化前进行固液分离能增加厌氧消化运行的可靠性，减少所需厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，减少气体产生量30%，并增加COD的去除效率。固液分离技术一般有：筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、絮凝等。这些技术都有相应的设备，从而达到浓缩、脱水的目的。从养猪废水中分离出固体的方法主要是依据悬浮物的稳定性和性质而定。固体的比重大小、表面电荷和形态都会影响固体物在废水中以及处理过程中的行为，废水的粘度、比重也是影响分离过程的重要因素。比如当固体颗粒与周围的媒介物间比重差异大时，就有利于沉降。因此，设计采用机械分离的方式，选用螺旋挤压式固液分离机，悬浮物的去除率达40%左右，挤压后干物质含水率在65%～73%，完全可以达到污水的UASB处理和生产有机复合肥的工艺要求。（2）、厌氧发酵沼气工艺厌氧消化已被用于大、中、小型猪场废水的处理，以及农村家庭小农户的废物处理及供能。厌氧消化技术以处理废物为主要出发点的10场合中，如大中型猪场，注重通过处理尽可能的去除废水中的有机物质，要求达到较高的去除速率和去除量。在这种前提下，适当提高有机质负荷率是有好处的。厌氧处理的污水再用其它技术处理，直至符合排放标准。一般来说，如果把厌氧处理对废水BOD、COD的去除率考虑在50%是最经济的。养猪场废水有机物含量高，可以采用厌氧消化工艺，去除大量溶解性有机物(可达85%～90%)，而且可以杀死传染性病菌，有利于防疫。升流式厌氧污泥床(UASB)的有机负荷居第二代反应器之首，也是第二代厌氧处理反应器中发展最迅速，应用最广泛的装置，污泥颗粒化后具有更好的抗冲击性。有研究表明，在反应器有机负荷为8~10kgCODCr·m-3d-1，对猪场废水调试稳定后，CODCr去除率可以达到75%～85%。混合-推流厌氧消化器解决了有机物的短流问题，提高了消化器的有效空间，增大了对有机物的降解效果。在处理高浓度养猪场废水时，在高有机负荷条件下运行稳定，平均产甲烷率较高，同时系统具有良好的抗冲击负荷能力，增加水力停留时间有利于系统的稳定运行。综上所述，本设计选用升流式流化床（UASB）和序批式厌氧污泥床（ASBR）组成联合二级厌氧处理工艺。（3）、好氧曝气工艺利用SBR法来去除集约化猪场废水高浓度的氨氮和磷时，SBR法操作参数为8h/周期，30℃恒温，SRT10d，HRT1d。废水初始NH4+-N浓度1682mg/L，PO43-浓度185mg/L，氨氮和PO43-去除率分别为94.3%和9