养猪场废水处理工艺设计).docx
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1、摘 要设计是根据相关资料为依据,设计贵州省三都水族自治县正邦养殖有限公司周覃养猪场的粪便污水处理工艺。设计内容有工艺流程的设计、结构和建筑物布置。设计中着重讲解HCR-SBR联用工艺用于养殖场污水处理的处理处置效果。运用SBR反应池主要的功能生化和除垢,在浓度低的情况下HCR独立运行,高浓度时两个工艺一起运行。本工艺设计,BOD5被去除率大于95%,COD去除率97%,SS去除率97%,该工艺处理后的水质均优于富畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001),可达标排放。关键词:养殖场;污水处理;HCR-SBR联用工艺AbstractThe design is based on the
2、relevant data to design the fecal sewage treatment process of zhouqin pig farm of Zhengbang breeding Co., Ltd. in Sandu Shui Autonomous County, Guizhou Province. The design content includes process design, structure and building layout. In the design, the treatment and disposal effect of hcr-sbr com
3、bined process used in the wastewater treatment of the farm is emphasized. The main functions of SBR reactor are biochemical and descaling. HCR operates independently in low concentration, and the two processes operate together in high concentration. In the process design, the removal rate of BOD is
4、more than 95%, cod is 97%, SS is 97%. The treated water quality is better than the discharge standard of pollutants in rich livestock and poultry breeding industry (GB18596-2001), which can meet the discharge standardKeywords:Farm;Sewage Treatment; HCR-SBR Combined Process目 录1 引言12 养殖废水的来源及危害22.1 畜禽
5、养殖业的发展及其带来的环境问题22.2 畜禽养殖业废水来源及污染特征23 国内外研究现状33.1 养殖污水处理的研究现状33.2 HCR工艺的研究现状33.3 SBR工艺的研究现状33.4 本研究的目的、意义及内容44 城市概况44.1 自然和社会条件45 工程设计45.1 设计水量的确定45.2 处理程度56 工艺设计方案确定66.1 方案确定的原则66.2 工艺选择67 养殖废水处理工艺流程88 养殖废水处理构筑物的计算98.1 中格栅98.1.1 设计参数98.2 细格栅108.3 初沉池118.3.1 沉淀池的计算118.4 调节池128.4.1 调节池设计计算128.5 HCR反应池
6、138.5.1 反应池设计计算138.6 SBR反应池148.6.1 设计参数:148.6.2 设定条件:148.7 污泥浓缩池178.7.1 设计参数:179 养殖厂总体布置209.1 平面布置209.2 高程布置2110 结论22参考文献23致谢25附录A25附录B26III养殖场废水处理工艺设计1 引言随着我国养殖业发展迅速,尤其是养猪产业的发展最为明显,该养殖生产过程中引发的有些污染会影响环境。特别是生猪废水没有经过处理就直接排放,造成了严重的环境污染。根据相关研究资料计算,猪日排便量为6公斤,是人的5倍。粪便和尿液的年产量约为2.2吨。如果采用水冲法清理粪便,一头猪每天的污水排放量约
7、为30公斤。那么养猪场日排便量为6吨,年排便量为2500t,若采用冲水法清粪,日污水量为30吨,猪场的污染程度几乎相当于十几万人的城镇。随着生活质量的提高,人们对食物营养搭配也越来越重视,各种肉类的需求也不断提高。所以全国畜禽养殖业产生的固体废物和废水负荷也在日益增多,成为不可忽略的重要污染源。12 养殖废水的来源及危害2.1畜禽养殖业的发展及其带来的环境问题近年我国的畜禽养殖业呈现持续高速稳步发展趋势,随之也带来了诸多环境问题。就如同此行业的行业发展趋势一般环境影响问题也逐步加深。社会经济的增长的同时也带来了人们环境意识的增长。环境防护与治理问题已经如同发展经济一般是人们共同注视的主题。不能
8、做到国家现行的规模集约化养殖场将会给环境带来影响:1、对大气环境的污染;2.对水环境的污染;3、对农田环境的污染;4、畜禽场废物的污染。2.2畜禽养殖业废水来源及污染特征污水主要来自用于洗刷畜禽舍的各种用水以及养殖场生活污水等。据有关研究和记载分析其主要危害有:1、污水中富含的有机物会消耗水中氧气,致水体发臭。2、当有机物再次在缺氧或无氧条件下分解时,会产生有毒气体使水生生物中毒死亡。3、悬浮物会使水体变得浑浊,影响水中生物的光合作用进一步限制生物活动,乃至生命受到威胁而只能消耗水体底部的氧并逐渐走向死亡,从而水体同化能力也被降低。4、污水中的大量元素是水体富营养化的根源,进而引起藻类和其他富
9、有生物快速繁殖,水体变得具有毒性危害水生生物和人类健康。(1)水质污染污染源主要来自洗刷禽畜粪便的污水,这类污水中污染物质含量及指标极高。污水不做处理而直接排放,会造成水质的加速恶化;这类污水直接排入鱼塘、河流等会让水生生物中毒死亡,严重影响到了水产业。其不仅使得地表水受到污染,还会进一步污染到地下水。(2) 恶臭污染污水不能行之有效的进行相应处理处置,会散发出恶臭的气味,影响和污染周围居民正常的生活环境和生活质量。 (3)药物残留潜在污染药物的残留会对畜产品及生态环境造成非常恶劣的潜在性污染,其中大多数为化学物质。3 国内外研究现状养殖业的快速发展带来了严重的各种环境问题,全世界越来越重视畜
10、禽粪便的处理处置课题。许多发达国家已经运用并且慢慢改进污水处理工艺,如苏联在50年代曾利用厌氧、好氧等方法处理污水。养殖场的污水处理设施现状还不是很完善,统计到的方法主要有:传统沼气池、固液分离、发酵和厌氧处理。前两种多用于小型养殖场,因效果不是很好已不被推崇;厌氧和发酵处理系统因其优质的处理效果被广泛运用于小型养猪场。3.1养殖污水处理的研究现状养殖场的废水相对于生活污水处理难度偏大,由于废水相对集中、加工难度大等特点,在加工过程中存在许多问题,对环境造成严重危害。不同的养殖场根据自身规模、经济、环境等条件,应相应选择适合的处理工艺。3.2 HCR工艺的研究现状HCR工艺是高效好氧生物处理技
11、术(High Performance Compact Reactor)的简称。具有COD去除率高,空间利用率高且操作简单,所需空间少,占地面积小等优点。越来越受到养殖户的青睐,因为HCR工艺操作起来简单不费力,节省了很多成本,一池具有多池的处理效果,并且空间小占地面积也不大,方便移动。最主要的是处理效果都优于其他工艺,综上,集多种功能于一身的HCR工艺特别适用于我国这种对肉类需求量大,对环境保护资金不足的现状。而且该工艺利用氧气去传输废水,这让反应器的微生物能够很快适应,尤其是对养殖场这种废水负荷高的处理效果十分明显。3.3 SBR工艺的研究现状SBR是序批式间歇活性污泥法(Seguencin
12、gBatchReactor)的简称。它是近几年来才被大家广泛认知,是一项比较完善的污水处理新技术。具有占地面积小,处理效果稳定,处理流程简单,对水质浮动有较大的适应能力,还可以去除水中的氮和磷。而且运行成本也不高,属于低消费高回报的工艺,该工艺值得被推广和运用。起初它只具备沉淀池和曝气池的功能,后来不断在原来的基础上加以改进,目前的SBR工艺具备沉淀池和曝气池功能的同时,也具备了活性污泥,也是集多种功能于一池的工艺。3.4本研究的目的、意义及内容畜禽废水属于高浓度有机废水,针对我国畜禽养殖废水的处理现状,首要任务就是寻找一种操作方便的新型厌氧工艺。目前的工艺大多数都存在运行操作不稳定容易罢工,
13、而占土地的面积很大,建筑成本高等问题。现将HCR与SBR工艺过程串联起来,HCR工艺是一种集曝气,强化相转移,分离等技术为一体的好氧工艺,具有曝气池和污泥床的特点。而SBR工艺是一个相对成熟的工艺,这两种高效低能的工艺强强联合,使其各自的优点发挥到极致。HCR过程作为处理的前部分,SBR作为后续部分进行深度处理。本次采用HCR-SBR工艺处理畜禽养殖业废水,使废水能够达到排放标准。4 城市概况4.1自然和社会条件周覃镇是一个适合避暑的好地方,气候条件相对温和,雨量充沛,夏无酷暑,冬无严寒,气候属于亚热带湿润季风气候。年平均气温18.2,年平均降水量大概1400多毫米,全年日照1131.4小时,
14、全年无霜期326天。全镇以中低山地为主,海拔多为500 1000 m。西南部高,东北部低,山脉水系受地质构造制约,山脉呈环形阶梯展布,水系呈放射状。地形复杂,土壤类型多样,尤其红壤分布较广,多数分布在低山、丘陵地区。5 工程设计5.1设计水量的确定该养殖场年出栏生猪为一万头,粪水产量每天为300t,每天运行按24小时计,流量的确定:总变化系数:Kz=2.7/Qa0.11=2.7/2.40.11=2.45最大流量Qmax=2.45300=735m/d=30.6m/h=0.008m/s5.2处理程度根据畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)规定的排放标准,设计进出水水质如表4-1所示
15、。表4-1 畜禽养殖污水进出水一览表指标进水水质标准出水水质出水水质COD(mg/L)2000022000400400BOD5(mg/L)1000012000150150SS(mg/L)12000200200TN(mg/L)26008.08.0NH-N(mg/L)160080806 工艺设计方案确定6.1方案确定的原则1.合理布局,安全可靠,能够满足出水的水质要求;2.采用先进的处理工艺,经济投资少;3.能够重复利用废水,大力推进清洁生产;4.运行管理方便,运转灵活,对进出水水量变化有一定的耐冲击力。5.全面规划,合理布局。综合考虑环境、经济和社会效益;6.符合国家、行业及地方相关的法规、规范
16、和准则;7.工艺配套,设备技术先进,质量可靠;8.工艺过程自动化控制高,系统稳定,便于管理;9.在保证出水达标的前提下,投资、管理及运行费用低;6.2工艺选择不同的污水处理工艺有着自己的特点及适用的范围。针对该养殖场经济欠发达,处理规模中等水平的情况,对成本较高,管理技术要求高的工艺不予考虑。根据对全国各省市19822013年投运养殖污水处理应用情况统计,目前应用最多的主体处理工艺有:序批式活性污泥法、HCR工艺、循环活性污泥工艺、A2/O、氧化沟工艺。这些工艺所具有的优缺点如表6-1所示。表6-1各处理工艺对比5方案优点缺点 序批式活性污泥法(SBR )1.构筑物简单而且少,曝气-沉淀出水一
17、个构筑物内完成;2.工艺流程简单,可靠性高;3.低负荷运行,对水质、水量的冲击力适应强;4.占地省,基建费用低;5.运行人员少,管理费用低;6.具有除磷和脱氮效果,能有效防止丝状菌发生膨胀;污泥稳定性好,不需要消化,可直接脱水。1.反应器多,需要频繁切换进出水阀门;2.设备的闲置率较高;3.用于大型污水处理要求;4.污水提审水头损失大。HCR工艺1 .占地少;2.空气氧转化利用率高,容积负荷污泥负荷高;3.固液分离效果好,剩余污泥量少;4.抗冲击负荷能力强5.操作简便,处理效果有保障;1.微生物代谢过于旺盛,造成生物膜过厚、结球;2.预处理不充分时,滤料容易堵塞,更替膜不便 循环活性污泥工艺1
18、.CASS工艺设施占地面积小,建设费用低;2 .生化反应推动力大,综合性工艺模式易于管理;3.操作简单,运行灵活,耐冲击负荷强;4.沉淀效果好,系统运行稳定;5.有机物去除率高,出水水质好,能达到良好的脱氮除磷效果。1.不适用于大型污水处理厂;2.对于低浓度的有机物难以达到预期处理效果。A2/O1.工艺流程简洁,可同时脱氮除磷,水力停留时间短;2.污泥中含磷浓度高,具有高效肥力;3.污泥在厌氧,缺氧,好氧环境进行交替,丝状菌不会大量繁殖,沉降性能好;4.技术成熟,使用广泛,工艺可靠性强1.脱氮除磷的效果不佳,容易增加运行费用;2.处理不当,污泥未能充分吸收磷。氧化沟1.处理流程简单,操作管理方
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