正大养猪场污水处理工程1.pdf

正大养猪场污水处理工程1 0/31 石家庄正大种猪养殖场废水处理工程技 术 方 案 2013 年 05 月正大养猪场污水处理工程1 1/31 目录1 概述 .2 1.1 项目背景 .2 2 设计依据原则及范围.2 2.1 设计依据 .2 2.2 设计原则 .4 2.3 设计范围 .4 3 设计任务及要求.5 3.1 设计规模 .5 3.2 设计原水水质 .5 3.3 设计出水标准 .5 4 处理工艺选择与确定.5 4.1 工艺选择 .5 4.2 废水处理工艺流程图.13 4.3 工艺流程说明 .14 4.4 主要构筑物及设计参数.17 4.5 预期处理效果分析.22 4.6 工艺的优点 .23 5 公用工程 .23 5.1 总平面布置及高程布置.23 5.2 建筑设计 .23 5.3 结构设计 .24 5.4 给水排水 .24 5.5 供热、采暖与通风.25 5.6 环境保护 .25 6 生产管理 .25 6.1 事故运行 .25 6.2 防腐及保温 .25 6.3 绿化及美化 .25 6.4 劳动保护与安全卫生.26 7 供配电说明 .26 7.1 供电设计 .26 8 工程投资估算.26 8.1 估算依据 .26 8.2 估算范围 .27 8.3 估算结果汇总.27 9 综合效益分析.30 正大养猪场污水处理工程1 2/31 1 概述1.1 项目背景近几年，随着农村和农业结构的优化调整，人民生活水平的提高，养殖业发展较快，呈现出三个特点：一是规模养殖场数量大幅度增加；二是养殖场的投资大，设备标准高，管理规范；三是发展的区域化明显。目前已基本形成以大中城市郊区为中心的养殖区。在大中型养殖场迅速发展的同时，养殖场粪便污染和处理利用情况堪忧。在北京和上海，采用工程化技术措施处理的粪、水量，仅占排放量的3%和 4%。对粪便处理仅限于晒干销售，但是一些养殖场由于市场及回收成本等原因而任其自流，浪费掉。这种状况带来了严重的不良后果：一是造成了严重的资源浪费；二是污染了周围的环境，影响了附近居民的身体健康；三是加剧了养殖场与附近村民的矛盾。目前集约化养殖场大型沼气工程在我国呈现出良好的发展态势。发展集约化养殖场大型沼气工程，既是发展生态农业的一个重要内容和关键环节，又改善了生态环境，治理了养殖场粪便污染问题，同时提高了农户生活用能水平，改善了居住环境。规模化养殖能源环境工程项目的建设，目的是高效利用养殖业废弃物，减轻畜禽粪便污染，促进养殖场可再生能源技术规模化和产业化发展。1.2 项目概况本项目名称为正大养猪场废水处理工程项目，建设性质为新建。为了解决废水污染问题，构建环境友好型养殖基地，公司领导高度重视污染治理工作，特委托我单位对该场废水处理工程进行方案设计。项目设计 1500m3厌氧反应器，日处理鲜粪5 吨，采用中温厌氧发酵。产生的沼气进行发电为厂区供电。沼渣可作为有机肥出售，沼液进入后段处理达标排放。本项目目标：建设成能源环保型工程，实现资源的最大化利用。以往养殖场粪水不经处理，乱堆乱放，粪便资源利用率基本为“零”。通过建立此项目，一是能够将厌氧发酵产生的沼气用于供气，减少不可再生能源的消耗：二是能够将沼渣直接应用于农田，沼液达标排放。2 设计依据原则及范围2.1 设计依据沼气工程技术规范第1 部分：工艺设计NY/T 1220.1-2006 正大养猪场污水处理工程1 3/31 沼气工程技术规范第2 部分：供气设计NY/T 1220.2-2006 沼气工程技术规范第3 部分：施工及验收NY/T 1220.3-2006 沼气工程技术规范第4 部分：运行管理NY/T 1220.4-2006 沼气工程技术规范第5 部分：质量评价NY/T 1220.5-2006 规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NY/T 1221-2006 规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范NY/T 1222-2006 畜禽养殖业污染防治技术规范HJ/T 81-2001 畜牧业发展行动计划（农业部）农业基本建设项目管理办法（农业部）畜禽养殖业能源环保站运行维护及其安全技术规程（农业部）畜禽养殖业能源环保站设计规范（农业部）畜禽养殖业污染物排放标准GB 18596-2001 采暖、通风及空气调节设计规范GB 50019-2003 供配电系统设计规范GB 50052-95 低压配电设计规范GB 50054-95 室外排水设计规范GB50014-2006 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 建筑设计防火规范GB50016-2006 建筑结构荷载规范GB50009-2012 混凝土结构设计规范GB50010-2010 工业金属管道设计规范GB/T50316-2000 建筑地基基础设计规范GB50007-2011 建筑抗震设计规范GB50011-2010 构筑物抗震设计规范GB50191-2012 给水排水构筑物结构设计规范GB50069-2002 给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008 给水排水构筑物施工及验收规范GB50141-2008 钢筋混凝土工程施工及验收规范GB50204-2002 正大养猪场污水处理工程1 4/31 地下防水工程施工质量验收规范GB50208-2011 砖石工程施工验收规范GBJ203-83 建筑地基与基础工程施工及验收规范GBJ202-83 低压配电设计规范GB50054-2011 通用用电设备配电设计规范GB50055-2011 该企业的要求和提供的有关资料2.2 设计原则（1）认真贯彻国家有关环境保护的各项方针政策，严格执行国家及地方环境保护标准和规定；（2）根据企业所排放废水的水质特点、排放标准等要求，采用成熟可靠的工艺技术、设备，力求最大程度地发挥工程效益；（3）采用高效节能、简便易行的废水综合治理措施，改善企业及周边环境，达到环境的协调统一；（4）全面系统地解决企业废水处理问题，在确保出水质量的前提下尽量降低能耗，节省投资；（5）结合各方面的要求，因地制宜，合理布局，在满足工艺流程的条件下，力求布置紧凑合理，联系方便，与厂区环境协调统一；（6）认真考虑运行成本的问题，尽量选用能耗较低的设备，降低运行费用，减少处理成本；（7）妥善处理、处置污水处理过程中产生的排渣、污泥，避免产生二次污染；（8）尽量满足机械化、自动化程度高的要求，减少工人劳动强度。2.3 设计范围根据该企业的实际情况，确定本废水处理工程的设计范围及内容包括：（1）废水处理站总平面布置及规划；（2）各处理单元废水处理工艺流程的选择、确定，工艺参数、设备选型；（3）各处理单元废水处理土建设施、设备、管道安装设计及统计；（4）各处理单元配套、相关公用设施设计。正大养猪场污水处理工程1 5/31 3 设计任务及要求3.1 设计规模根据甲方提供的资料和要求，本废水处理工程所处理废水为养殖行业废水，考虑到废水的无规则间歇排放性以及高峰期的水量变化，同时为了企业发展留有剩余空间，确定的工艺参数留有一定的安全系数。处理系统能够承受一定的负荷冲击。该水处理系统经建成后设计处理量为100m3/d，每小时处理能力为4.2m3/h。3.2 设计原水水质根据厂家提供的资料，设计进水水质如表3-1 所示。表 3-1 设计进水水质水质指标CODcr（mg/L）SS（mg/L）PH 氨氮（mg/L）企业排水水质8000-12000 5001000 46 500-1000 3.3 设计出水标准根据 当 地 环 保 部 门 的 要 求，处 理 出 水 达 到 畜 禽 养殖 业 污 染物 排 放 标准（DB44613 2009），如表 3-2 所示。表 3-2 设计出水水质水质指标CODcr（mg/L）SS（mg/L）PH 氨氮（mg/L）设计出水标准400 200 69 80 4 处理工艺选择与确定4.1 工艺选择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，正大养猪场污水处理工程1 6/31 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、好氧技术和稳定塘等。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，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。4.1.1厌氧工艺选择处理工艺是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资、运转成本和管理操作水平等。厌氧反应工艺是沼气工程的核心，厌氧反应工艺选择是否恰当直接影响沼气产率和 COD 处理效果、运行管理和基建投资。在我国，目前主要的厌氧消化工艺有：塞流式消化器（PFR）、升流式厌氧污泥床、污泥滤床、升流式厌氧固体反应器（USR）和完全混合厌氧反应器（CSTR）。表 3-1 厌氧反应工艺比较表序号项目PFR USR CSTR 1 原料范围粪便等粪便等适应性广2 水力滞留期(d)15 20 1520 1020 3 CODcr负荷(kg/(m3 d)3 8 25 510 4 TS 浓度(%)710 35 36 5 投配率(%)510 57 712 6 优点不需要搅拌、池形结构简单、能耗低、运行方便不设三相分离器，适于处理高含固量物料，适于处理高含固量物料，发酵速率高，容积产气率较高，7 缺点固体物容易沉淀于池底，影响反应器的有效体积，使 HRT 和 SRT 降低，效率较低，需要固体和微生物的回流作为接种物适合中小规模牛粪发酵运行费用低，投资适中。正大养猪场污水处理工程1 7/31 从以上各种厌氧反应器的介绍可知，各种类型的厌氧工艺各有其优缺点和使用范围，在一定的条件下选择适当的工艺是厌氧处理成功的关键所在。考虑到项目规模、运行稳定性等，本工程采用CSTR 厌氧反应器，中温发酵，罐体采用电泳防腐拼装工艺，并配备一体化双模式沼气储气柜，沼气经脱水、脱硫后用于发电。4.1.2好氧处理工艺选择废水经厌氧处理，出水的BOD5/CODCr会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方法处理厌氧处理出水，其CODCr去除率约只有 60%，而处理同等浓度的原有机废水，CODCr去除率可达 80%。由于废水中 COD 和氨氮浓度较高，可采用成熟的脱氮工艺A/O 法，用于去除 COD和氨氮，A 为缺氧系统，O 为好氧系统。好氧系统内实现硝化反应，其消化液部分回流至缺氧系统，实现反硝化脱氮。好氧系统采用接触氧化内源呼吸处理工艺。（1）内源呼吸工艺简介“内源呼吸”工艺是根据多年实践经验研制开发的污水处理技术。它采用独特的生化法设计理念，利用了水下曝气推流的方式，在起充氧作用的同时又可有效防止污泥的沉降。曝气与自由体式载体填料相结合是旋混内源呼吸工艺的技术关键。（2）内源呼吸工艺特点“内源呼吸”工艺的特点体现在以下三方面：污泥产量小处理工艺简单抗冲击负荷能力强“内源呼吸”工艺的第 1 个特点不仅表现为对污水COD 的高去除率，同时还表现为对氮磷的优良处理效果；第2 个特点表现为处理工艺整体的简单性，不仅包括污水、污泥处理工艺的简单性，而且包括采用“旋混内源呼吸”工艺建设的污水处理厂建造过程、运行过程的简单性；第3 个特点表现为：来水水质变化时可通过改变生化处理单元运行模式确保出水达标或节约运行费。池内保持较高的生物量，能高速去除有机污染物。水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，难降解的物质在反应区中不断反应和降解。正大养猪场污水处理工程1 8/31（4）内源呼吸在优化生化作用的优越性此工艺加强生物内源呼吸进程，生物反应区又起到了“污泥消化池”的作用，从而显著减少了污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用减少。污染物的去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠。“缺氧/旋混内源呼吸”实现了反应器污泥龄SRT和水力停留时间 HRT的彻底分离，设计、操作大大简化。“内源呼吸”内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，大大减少了占地面积。由于生物膜的截留作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长环境，可以提高系统的消化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底得分解。“内源呼吸”的活性污泥不因产水而损失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点。较大的水利循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好得分散性，大大提高活性污泥的比表面积。“内源呼吸”系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以比拟的。“内源呼吸”易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便。（5）主体工艺技术简介内源呼吸接触池：工艺全称为固定化微生物-曝气生物内源呼吸接触池，是在固定化微生物技术基础上，结合 MBR发展而成的污水处理新工艺。与传统的活性污泥工艺相比，曝气生物接触池采用一类高效悬浮自由体填料为载体，该载体比表面积大（80m2/g），孔隙率高（98%）。同时，通过分子设计，在载体引入大量的活性和强极性基团并通过固定化技术，将大量变异菌和酶制剂牢牢固定在载体上，单位体积生物量大、最高可达60g/L。载体平均湿密度为 1.00g/cm3，在水中呈悬浮状。由于采用固定化技术，微生物不易脱落，这样提高了生物浓度，大大简化工艺流程，使操作管理更加简便和科学，易于控制。自由体填料（国家专利，专利号：ZL 2.6）正大养猪场污水处理工程1 9/31 自由体生态基的材料特性 高微生物附着表面积；适宜的孔结构；两面、两段结构，特殊编织技术；仿生水草形态设计；表面吸附性强；自由体生态基的作用原理 去除有机物的原理：大量的微生物附着在生态基表面，对有机物进行吸附、生物氧化，最终将有机物分解，或转化成为微生物组分，从而去除水体中的BOD。去除 SS的原理：生态基水草型的设计能够营造平缓的水利环境，加速悬浮物沉淀；悬浮物在生态基的碰撞促使其充分沉降；生态基表面的微生物絮凝作用，使悬浮物被吸附最终随生物膜脱落降至水底。去除氮、磷的原理：生态基两面式结构构成的A/O环境及微孔结构，为脱氮除磷菌及藻类生长创造适宜条件。最终通过藻类的代谢合成和各种菌类矿化作用去除。控制悬浮性藻类的原理：生态基的超强表面积吸附性将更多的营养物转移到生态基表面，从而使浮游藻类在生存竞争中处于不利地位，导致其不能正常生长、繁殖甚至消亡。自由体生态基的功能特点 有效去除水体各种污染物 菌藻共生的高效微生物载体 加速自然水体生态系统的建立 促进微生物多样性该填料是新一代环保型生物活性填料，由特殊材料、特殊工艺，世界领先水平设备织造而成，亲水、亲油、对气泡有很好的切割作用，有储氧功能，吸附能力强。同时由于受水流和气流的冲动，填料上的生物膜不断更新，生物活性高，传质效率高。模拟天然水草形态，不易纳藏污泥，充氧时管状直径具有可变性，无堵塞等优点，使用寿命长此填料具有挂膜快、生物膜发育良好，具有丰富的生物群落，构成细菌、藻类、原生动正大养猪场污水处理工程1 10/31 物、后生动物等长的食物链，污水中所含的有机物和营养物等通过与生物膜众多条食物链的接触，发生迁移和转化，降解成为最终产物CO2、H2O、NH3-N，NOx-N，PO4 等，它们又通过硝化、反硝化、同化等过程而被除去，从而达到很高的净化效率；同时，该填料生物膜长食物链高效地消耗细菌、藻类、原生动物，生成后生动物而使生物量大幅度减少，致使剩余污泥量很少，仅为活性污泥法工艺的1/10，可 1-2 个月排出污泥一次，且数量很少，就地处理和利用即可。该填料还具有耐酸碱，传质效果好等优点。同时还具有重量轻，投资少，运行费用低，使用寿命长，安装、维护方便，易与其它设备配套使用等特点。高效微生物：D 型高效微生物是一系列对养殖业废水有着极高降解作用的产品。同时本产品对于处理异味、脂肪族碳氢化合物、芳香族化合物、酚类化合物等都具有较好的降解效果。除此以外，对于脂肪酸、制革厂废水、药厂废水、酮类及表面活性剂等也有降解效果。本产品的特点是能承受较高的有机负荷、细胞生长快、利用率高、有利于企业污水站运行的稳定，可以运用的场合有：粪污、油漆、颜料、酚类树脂、橡胶、苯乙烯、润滑油、糖厂、淀粉、石油化工品、石油及天然气精炼、乳品业、水果处理、酒厂、制革厂、养禽厂、植物油的回收等诸多场合。特征：细菌含量：50亿 CFU/g 外观状态：棕色液体气味：酸甜味优点：(1)可降解一系列对于天然细菌有毒性的难降解化合物。(2)在好氧及缺氧条件下均可生长。(3)可有效解决处理过程中的COD 反弹。(4)含有硝化菌可以去除NH3-N。(5)较宽的温度适应范围（5-55）。可提高污水场冬季生物活性,保证处理效果,故可在高寒地区使用。(6)较好的 pH值适应范围（6.0-9.0），接近 7 时效果最佳。(7)通过降解一些具有恶臭的有机物及含S化合物从而可以控制处理过程中的气味。(8)无毒无腐蚀性，直接使用时运输及储存均安全。正大养猪场污水处理工程1 11/31 4.1.3深度处理工艺选择内源呼吸系统出水后，为了进一步降低废水内剩余的有机污染物质，可采用混凝沉淀法来对生化出水进行深度处理，再配套协管沉淀池使内源呼吸系统出水污染物浓度进一步降低。混凝沉淀原理在废水处理中，混凝过程常用于胶体物质、离子物质的分离去除。混凝过程具有两个作用。第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒上的性质凝聚（coagulation）；第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮体絮凝（flocculation）。水中胶体表面都带有电荷，其表面电荷的产生有如下四个机理：固相表面对水中某种离子的特异吸附；极难溶的离子型晶体与它溶解下来的离子产物之间有一平衡关系，（这一平衡关系由溶度积来确定），这使得晶体表面有了一定符号的电荷。铁、铝、氢、氧化物颗粒表面电荷可以是依此机理产生的。由于金属氧化物或氢氧化物的溶解沉淀反应与溶液pH 值有关，因此，这类颗粒的表面电荷和电势受pH 控制；颗粒表面离子化。能团的离解，特别是高分子有机物因其极性能团的酸碱离解而使表面带上电荷；（受 pH 控制）（如蛋白质：COOH R NH2）某些离子型晶体（结晶物质）的 Schottky 缺陷。在晶体表面产生过量的阳或阴离子，而在其表面呈带正电或负电。（粘土及其它铝硅酸盐矿物晶体的表面电荷成因）图 4-1 胶体核电示意图水处理中要求颗粒尽快长大到一定的粒度，以便在沉淀设备中能除掉。因此，对粒度和沉淀时间有严格要求。水处理中絮凝的颗粒是一个很复杂的体系，在水处理中往往由于有机和无机混凝剂的使用，使得水处理中的混凝机理更为复杂。归结起来，可以认为主要是三方面的作用：压缩双电层作用水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态，主要是由于胶粒的 电位。如能消除或降低胶正大养猪场污水处理工程1 12/31 粒的 电位，就有可能使微粒碰撞聚结，失去稳定性。在水中投加电解质混凝剂可达此目的。例如天然水中带负电荷的粘土胶粒，在投入铁盐或铝盐等混凝剂后，混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层。因为胶核表面的总电位不变，增加扩散层及吸附层中的正离子浓度，就使扩散层减薄，图中的 电位降低。当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时，电位为零，称为等电状态。在等电状态下，胶粒间静电斥力消失，胶粒最易发生聚结。实际上，电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的 电位称为临界电位。胶粒因电位降低或消除以致失去稳定性的过程，称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。吸附架桥作用。三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。网捕作用。三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。以铝盐为例，说明其作用机理。当 Al2(SO4)3配制为 1020%溶液使用时，pH4，发生下列离解反应：当其投加到水中后，发生如下水解反应，水的pH 也随之改变：同时，还在水解过程中产生许多聚合离子，这是由于羟基架桥作用而产生。其最简单的形式是：高效、经济的混凝剂对混凝作用固然重要，但同时必须在设备上提供良好的水力条件，从而形成密实度好的混凝颗粒，以利于后续工艺的高效运行。经过以上的工艺比较，最终确定升级后的主体工艺为“预酸化+并联 UASB+缺氧+243342SO3Al2)SO(AlHAl(OH)OHAln3n23nnO2HO)Al(HAlO)(HOHO)2Al(H244242252OH OH 正大养猪场污水处理工程1 13/31 流动床内源呼吸+混凝沉淀”。4.1.4 消毒系统为了降低废水中微生物病菌含量，可采用二氧化氯消毒工艺对其进行消毒处理，二氧化氯是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效消毒灭菌剂，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体，细菌芽孢，真菌，分枝杆菌和病毒等，并且这些细菌不会产生抗药性。二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。处理后的污水经过二氧化氯消毒，可达到排放标准。同时，企业还可将这部分水进行回收利用，用于冲栏等。4.2 废水处理工艺流程图图 4-1 污水处理工艺流程图废水调节池初沉池预酸化池匀浆池CSTR 反应器鲜粪转性池缺氧池一、二、三级内源呼混凝沉淀池消毒池排放、回用泵泵药剂二氧化氯风机格栅格栅储气柜脱水脱硫沼气发电机厂区用电污泥池污泥脱水集水池泵正大养猪场污水处理工程1 14/31 我们根据废水的水质特点及猪场具体条件，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，确定了预处理CSTR 厌氧缺氧系统内源呼吸系统混凝沉淀消毒的主体工工艺，其中CSTR 厌氧系统产生的沼气可用来发电，供养殖场内部使用。4.3 工艺流程说明（1）集水池来自养猪场的废水首先流入调节池进行收集，调节池前设置格栅，去除污水中较大的悬浮物，保护后续处理稳定运行及提升泵的正常运行。调节池主要进行水质、水量的调节。为了使后续的污水处理构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池，以满足后段系统进水水质。（2）初沉池初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。来水中含有的悬浮物，经初沉池后，约可去除95%，以满足后段系统的进水水质。这样，既可解决猪粪在沼气池的沉淀问题，极大增强沼气池的处理能力，又可大大减小沼气池、生化池的建设面积。节省环保处理的建设投资和土地使用面积，初沉池采用斜管沉淀池，内设斜管填料一套，以保证水中的悬浮物和粪污全部去除，满足后段系统的进水水质需求，保证预酸化的处理效果。（3）预酸化池预酸化法是介于好氧和厌氧之间的方法，该方法广泛应用于养殖废水的预处理，酸化工艺与单独的厌氧或好氧工艺相比，具有以下特点：水解和产酸菌的繁殖速度快，代谢强度高，驯化培养时间短；不需要严格的厌氧条件，对温度，pH 值变化不很敏感，便于操作控制；对有毒物质不敏感，具有脱氮除磷作用，适用范围广；相对好氧工艺而言，可以适应更高的有机物浓度，能有效地降解好氧法不能去除的有机物。水解酸化是分阶段进行的。在水解阶段，把固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质；酸化阶段把碳水化合物降解为脂肪酸。利用水解产酸菌迅速降解水中有机物，进一步提高废水的可生物降解性和后续生化处理效率。预酸化池内加入悬挂式自由体生态基填料，微生物附着在填料上可增加污水与微生正大养猪场污水处理工程1 15/31 物的接触面积，同时，可以防止微生物与酸化菌流失，提高酸化池的处理效率。（4）匀浆池预酸化出水流入匀浆池，将鲜粪安照一定比例投入至匀浆池进行搅拌混匀，然后用切割泵打入沼气反应系统。（5）CSTR 反应器连续搅拌反应器系统，或称连续搅拌槽(continuous stirred tank reactor),简称CSTR 系统。性质：连续搅拌槽反应器是指带有搅拌浆的槽式反应器。搅拌的目的在于使物料体系达到均匀状态，以有利于反应的均匀和传热。反应过程包括体系中物料的物理和化学的变化，表征其体系特性的参数包括温度、压力、液位及体系组分等。原理：在一个密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程。消化器内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态。投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器内的全部发酵液菌种混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。优点：CSTR 工艺可以处理高悬浮固体含量的原料。消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会。利用产生沼气发电余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产气率和投资利用率，同时使得反应器一年四季均可正常工作。该工艺占地少、成本低，是目前世界上最先进的厌氧反应器之一。新建 CSTR 反应罐设计进水量100m3/d，运行温度设计为中温3035oC，PH 控制范围在 6.8 7.2，有效容积为 1500m3，停留时间为 HRT=15 天，出水自流至转性池。CSTR 反应器内设置侧搅拌1 套，加热系统 1 套，进、出水系统 1 套，排渣系统 1套，双膜式储气柜 1 套。（6）集水池CSTR 反应器出水流入集水池，在这里进行暂时停留，同时为了让后段处理系统的水量和水质稳定，用提升泵将集水池的水打入后段处理系统。（7）转性池集水池的水用泵打入转性池，为了使厌氧微生物受纳于后段缺氧池与内源呼吸接触正大养猪场污水处理工程1 16/31 池中的兼氧与好氧微生物，厌氧细菌转性成兼氧、好氧细菌，废水得到缓冲，特设置转性池。在转性池内设置曝气系统，使废水性质得到充分的改善。（8）缺氧池缺氧池的作用配合好氧池进行脱氮除磷，好氧池内的部分泥水混合物回流至缺氧池，在这里实现反硝化，把硝酸盐转化为氮气实现脱氮。缺氧池内安装液下搅拌机，使其泥水混合均匀。（9）一级内源呼吸接触池在池内设置自由体生态基填料，经过充氧的废水与填料充分解除，使填料上长满生物膜。废水与生物膜相接触，在生物膜微生物作用下，污染物得到分解，废水得到净化。池内均为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，有利于维护生物膜的净化功能，且能提高充氧能力和氧的利用率，有利于维护高浓度的生物量。本设计中一级流动床内源呼吸池中填料选用生态基-HP 填料。我公司在经过大量废水的调试、运行过程中，经过实践发现填料的吸附催化作用提高了微生物的活性，增进了微生物的代谢活动，使污染物质得以分解。在氧和生物作用下降解停留在填料表面的有机物，从而起到去除CODCr和氨氮的作用。该填料一旦投入水体后，不会出现破损现象，可长期稳定运行。在好氧段因为填料上固定大量的硝化菌，同时悬浮污泥中也含有大量的硝化细菌，进行硝化作用：亚硝化菌 NH41.382O21.982HCO3 0.982NO20.018C5H7O2N1.036H2O 1.891H2CO3硝化菌NO20.003NH40.01H2CO30.003HCO30.488O2 0.003C5H7O2N NO3而在缺氧段由于存在大量兼性的反硝化菌，进行反硝化反应：反硝化菌 NO3H NO2H2O 反硝化菌 NO2H N2H2O 正大养猪场污水处理工程1 17/31 这样使整个系统具有较高的脱氮效果。（10）二级内源呼吸接触池原理同一级内源呼吸接触池。（11）三级内源呼吸接触池原理同一、二级内源呼吸接触池。内设回流泵，将消化液回流至缺氧池，实现脱氮的目的。（12）混凝沉淀池向废水中投加一定量的药剂，经过脱稳、架桥等反应过程，使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈胶体状态的污染物质通常带有负电荷，胶体微粒之间互相排斥形成稳定的混合液，在带有相反电荷的电介质（即混凝剂）使废水中的胶体颗粒改变为呈中性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉。后面配套斜管沉淀池，内设斜管填料一套，污水与药剂反应完毕后流入斜管沉淀池。（13）污泥处理初沉池、混凝沉淀池、CSTR 反应器的污泥排至污泥池，污泥进行脱水后可当做有机肥料使用。（14）风机房新建风机房一座。（15）沼气利用单元CSTR 反应器内产生的沼气存储在沼气储气柜中，经脱水、脱硫后用于发电，配套发电机组一台。该养殖场存栏 2000 头猪，每日产生 5 吨鲜粪便，每日约产生沼气300 立方。4.4 主要构筑物及设计参数（1）格栅调节池前设置 1 道格栅，用于去除污水中大块悬浮物、漂浮物。（2）调节池调节池1 座结构形式钢砼，地下正大养猪场污水处理工程1 18/31 有效停留时间（HRT）17hr 有效容积72m3 污水提升泵2 台（一备一用）性能参数Q=5m3/h 液位控制计2 套（3）初沉池混凝沉淀池1 座结构形式钢砼，半地上表面负荷2 m3/m2h 有效面积9m2（3）预酸化池预酸化池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）24h 有效容积100m3 自由体生态基1 套填料支架1 套（4）匀浆池UASB 1 座结构形式钢砼，地下HRT（h）12h 有效容积50m3 尺寸4.0*4.0 进料切割泵1 台性能参数Q=20m3/h 搅拌机1台性能参数轴长L=3.5m，转速 r=20rpm，N=1.5kw（5）CSTR反应器正大养猪场污水处理工程1 19/31 CSTR 1 座结构形式搪瓷拼装HRT（h）15d 有效容积1500m3 侧搅拌机1 台性能参数N=7.5kw 进水系统1 套出水系统1 套加热系统1 套双膜储气柜1 套（6）集水池集水池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）12h 有效容积50m3 污水提升泵2 台性能参数Q=5m3/h（7）转性池转性池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）18h 有效容积76m3 三叶罗茨鼓风机2 台（利旧）性能参数7 m3/h 曝气系统1 套自由体生态基1 套（8）缺氧池缺氧池1 座结构形式钢砼，半地上正大养猪场污水处理工程1 20/31 HRT（h）18h 有效容积76m3 潜水搅拌机2 台（新增）规格N=0.85kw（9）一级内源呼吸接触池一级内源呼吸接触池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）24h 有效容积100m3 曝气系统1 套自由体生态基1 套（10）二级内源呼吸接触池二级内源呼吸接触池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）24h 有效容积100m3 曝气系统1 套自由体生态基1 套（11）三级内源呼吸接触池二级内源呼吸接触池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）24h 有效容积100m3 曝气系统1 套自由体生态基1 套混合液回流泵1 台性能参数Q=5m3/h（12）混凝反应池混凝反应池1 座正大养猪场污水处理工程1 21/31 结构形式钢砼、半地上有效停留时间（HRT）1.5h 有效容积6m3 液下搅拌机1 台性能参数N=0.85kW 溶加药2 套（13）混凝沉淀池混凝沉淀池1 座结构形式钢砼，半地上表面负荷2 m3/m2h 有效面积9m2 协管填料1 套填料支架1 套（14）消毒池消毒池1 座结构形式钢砼，半地上HRT（h）3h 有效容积12.6m3 二氧化氯消毒系统1 套（15）污泥池污泥池1 座，地下结构形式钢砼HRT（h）10d 有效容积75.6m3（16）风机房风机房1 座面积30m2（17）压滤机房风机房1 座正大养猪场污水处理工程1 22/31 面积30m2（18）沼气净化单元净化机房1 座面积30m2 汽水分离器1 套脱硫器2 套（19）沼气利用单元发电机房1 座面积30m2 增压风机1 台性能参数Q=0.61.3m3/min 沼气发电机组1 台性能参数N=40kw 4.5 预期处理效果分析表 4-1 各处理单元预期处理效果处理单元名称COD 氨氮SS pH 浓度(mg/L)去除率(%)浓度(倍)去除率(%)浓度(mg/L)去除率(%)进水12000 1000 1000 7 初沉池10800 10%900 10%100 90%69 预酸化池7560 30%630 30%50 50%69CSTR 3024 60%441 30%50 69 一级内源呼吸接触池1210 60%265 40%50 69二级内源呼吸接触池605 50%158 40%50 69正大养猪场污水处理工程1 23/31 三级内源呼吸接触池303 50%63 60%50 69 混凝沉淀池273 10%63 30 40%69 消毒池273 63 30 40%69 排放标准400 80 70 69 通过表 4-1 可以看出，采用以上工艺具有较为理想的处理效果。4.6 工艺的优点本废水处理工程的整套工艺是针对该企业排放废水的水质、水量特征而专门设计的处理工艺，具有以下特点：（1）专门针对该企业而设计，采用生化处理，符合企业排水状况。（2）本工程整套工艺成熟，运行效果稳定可靠。产生的沼气可进行回收利用。（3）该工艺使用的生物自由体生态基填料是我公司专有的技术与产品，该产品对于废水的有机污染物降解起到了非常的效果。（5）本着为企业节约投资的原则进行设计，以企业的利益为重。5 公用工程5.1 总平面布置及高程布置（1）总平面布置本工程的平面布置满足工艺、消防、安全、交通方便，管线畅通等要求，直接至于车间内，并使污水流程流向短，节约占地，降低工程投资。遵守国家和有关部委的各种规范、标准，以保证生产安全。为充分利用地势地形，尽量减少对周围景观的影响。本污水处理站环境修饰结合生产厂区整体规划，考虑本工程对周边环境的影响，尽量增加绿化面积。（2）竖向布置竖向布置使污水一次性提升，靠重力自流，不再重复设提升设备，降低运行能耗。5.2 建筑设计（1）主要建筑物设计本工程主要建筑物为风机房、压滤机房、沼气净化机房、发电机房、值班室（含控正大养猪场污水处理工程1 24/31 制室）等，均为单层砖混结构。室内外装修：外墙 0.15m 标高以下均做三油二毡防水层，室内标高0.30m 以下中级抹灰找平，1：2.5 水泥砂浆抹面厚20mm，水泥地面。室内墙面均做中级抹灰，刷白色丙烯酸内墙涂料，水泥地面。室外墙面中级抹灰；屋面做三毡四油防水层，水泥珍珠岩保温层100mm厚，1：10水泥焦渣找坡，屋面作有组织排水。（2）构筑物设计本工程新建水工构筑物为砖混、钢筋砼结构以及钢板拼装结构。钢砼结构池壁均作C30防水砼，抗渗标号不小于6kg/cm2。在地面以上部分，防水层做到自然地面 0.1m，高于地面以上的水池外壁采用1：2.3 水泥砂浆掺 5防水剂抹面压光，刷蛋青色外墙涂料。钢板拼装结构的钢板采用Q235B型号，罐体需做基础，基础采用钢砼结构。5.3 结构设计（1）设计参数计算风压：0.8kN/m2，计算荷载：0.4kN/m2。（2）遵循的主要设计规范建筑结构荷载规范：GB50009-2012 建筑抗震设计规范：GB50011-2010混凝土结构设计规范：GB50010-2010建筑地基基础设计规范：GB50007-2011砌体结构设计规范：GB500032011（3）地质资料以建设单位提供的本工程厂址地质勘察资料为准。（4）构筑物结构选型构筑物为钢筋砼水工构筑物，基础底板厚度为300-350mm，双层