養(yǎng)殖廢水處理工程設(shè)計-養(yǎng)殖廢水處理工程設(shè)計.doc

畢業(yè)設(shè)計說明書題 目: 養(yǎng)殖廢水處理工程設(shè)計 學(xué)院(直屬系): 能源與環(huán)境學(xué)院 年級、 專業(yè): 2009級 環(huán)境工程 姓 名: 學(xué) 號: 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時 間: 2013年6月 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書目 錄摘 要5Abstract61 前言72 工程概況82.1 項(xiàng)目簡介82.2設(shè)計規(guī)模82.3 設(shè)計的主要內(nèi)容82.4設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)82.5設(shè)計出水排放標(biāo)準(zhǔn)82.6設(shè)計依據(jù)92.7設(shè)計原則93 養(yǎng)殖廢水處理的方案論證103.1 奶牛養(yǎng)殖廢水處理工藝的現(xiàn)狀103.2奶牛養(yǎng)殖廢水處理介紹103.2.1好氧處理113.2.2厭氧生物處理113.3主要工藝的選擇和確定113.4 養(yǎng)殖廢水處理工藝流程圖183.5養(yǎng)殖廢水處理流程分析184 構(gòu)筑物設(shè)計計算204.1細(xì)格柵204.2沉淀池234.3 調(diào)節(jié)池254.4 固液分離機(jī)274.5 厭氧反應(yīng)器UASB284.6缺氧池344.7 接觸氧化池354.8 高效淺層氣浮池384.9 污泥處理系統(tǒng)414.10 接觸消毒池455平面與高程布置475.1平面布置475.2 高程布置485.3廢水水頭損失計算486廢水處理系統(tǒng)勞動定員526.1生產(chǎn)組織526.2勞動定員526.3人員培訓(xùn)527 廢水處理站工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析537.1投資估算537.2廢水成本處理548 工程效益及環(huán)境保護(hù)568.1 環(huán)境效益568.2 經(jīng)濟(jì)效益568.3 社會效益568.4 節(jié)約能源569 結(jié) 論57總結(jié)與體會58致 謝59參考文獻(xiàn)60摘 要本次設(shè)計是進(jìn)行陽坪奶牛有限公司養(yǎng)殖廢水處理工程設(shè)計。本次設(shè)計綜合考慮奶牛養(yǎng)殖的水質(zhì)特征、處理效果要求、工程投資。運(yùn)營管理等相關(guān)因素，最終確定選用預(yù)處理+UASB厭氧反應(yīng)器+缺氧池+生物接觸氧化池組合工藝，廢水處理工程設(shè)計規(guī)模150m3/d，設(shè)計處理后水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)GB（18596-2001）畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計進(jìn)行方案論證、處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算、設(shè)備選型、廢水處理站平面高程布置以及工程經(jīng)濟(jì)分析。關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖廢水；UASB反應(yīng)器；生物接觸氧化池AbstractThis project is a engineering design of Yang Ping dairy co., LTD., aquaculture wastewater treatment .Considering the cow aquaculture water quality characteristics, the treatment effect, engineering investment and factors related to operations management, the design finally determined to choose pretreatment + anoxic + UASB anaerobic reactor + Oxygen lacking pool + biological contact oxidation pond combined process. the design scale of wastewater is 150 m3 / d. The water quality can conform to the standards of GB (18596-2001) the livestock and poultry breeding industry pollutant discharge standard. This design contains scheme comparison, structure design and calculation, equipment selection, waste water treatment station elevation plane arrangement and engineering economic analysis.Key words: aquaculture wastewater; Upflow anaerobic sludge bed reactor; Biological contact oxidation pond1 前言近年來,隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，規(guī)?；⒓s化的畜禽養(yǎng)殖業(yè)得以迅猛發(fā)展，成為我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。但是畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿、污水對水體的污染負(fù)荷已經(jīng)或正在成為比工業(yè)廢水和生活污水更大的污染源 。而且廢水的處理也一直是畜牧業(yè)生產(chǎn)和管理中非常棘手的問題。奶牛養(yǎng)殖場廢水主要包括尿、部分糞和養(yǎng)殖舍沖洗水 ,該類廢水有機(jī)物濃度高、懸浮物多、氨氮含量高、臭味大。奶牛養(yǎng)殖廢水的性質(zhì)在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動。一般來說，COD在20000100000mg/L的范圍內(nèi)，BOD5從1000050000mg/L，水量波動較大。若不加處理而直接排入環(huán)境，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的，對其進(jìn)行處理是必不可少的。奶牛養(yǎng)殖場廢水經(jīng)過本次設(shè)計的污水處理站處理后的污水將達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。2 工程概況2.1 項(xiàng)目簡介陽坪奶牛有限公司位于風(fēng)景秀麗的洪雅縣, 奶牛養(yǎng)殖規(guī)模較大, 其在養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的奶牛糞便、尿液和清潔沖洗水,對當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境造成一定的污染。陽坪奶牛有限公司的決策層為了保護(hù)環(huán)境、提高社會效益、樹立企業(yè)形象，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。公司擬建以污水處理設(shè)施。2.2設(shè)計規(guī)模根據(jù)提供的有關(guān)資料,設(shè)計廢水處理能力為150 m3/d，每天24h連續(xù)排放。2.3 設(shè)計的主要內(nèi)容本設(shè)計的主要內(nèi)容包括工藝流程的確定、主要構(gòu)筑物的設(shè)計、設(shè)備的選型、平面高程布置、經(jīng)濟(jì)預(yù)算等。2.4設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 表2-1 養(yǎng)殖糞污水處理系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)出水質(zhì)水 質(zhì) 指 標(biāo)BOD5CODNH3-NSSTP設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)（mg/L）600012000120050001002.5設(shè)計出水排放標(biāo)準(zhǔn)表2-2 養(yǎng)殖糞污水處理系統(tǒng)設(shè)計出水排放標(biāo)準(zhǔn)水 質(zhì) 指 標(biāo)BOD5CODNH3-NSSTP排放標(biāo)準(zhǔn)值（mg/L）150400802008.02.6設(shè)計依據(jù)（1）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996；（2）建筑設(shè)計防火規(guī)范GBJ16；（3）建設(shè)方提供的污水水質(zhì)、水量等基礎(chǔ)資料；（4）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GHZB11999）；（5）室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ50-95）；（6）新機(jī)排水設(shè)計手冊第一冊；（7）工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；（8）國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求（GB18596-2001）。2.7設(shè)計原則（1）根據(jù)該公司排放的污水中有機(jī)物含量高，水質(zhì)水量多變的特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于養(yǎng)殖生產(chǎn)廢水處理的工藝方法，提出技術(shù)先進(jìn)、工藝可靠及經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案；（2）采用先進(jìn)工藝，新型設(shè)備，減少投資，節(jié)省能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用；（3）盡量采用二次污染少，低噪音處理設(shè)施；（4）盡量減少所占用的污水處理場地，工藝和設(shè)備整體布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小并留有檢修和藥劑運(yùn)輸?shù)缆?；?）操作管理方便、技術(shù)要求簡單，自動化程度高，盡量實(shí)現(xiàn)平時運(yùn)行無人操作管理，維護(hù)簡單方便，宜于長期使用；（6）在設(shè)備選型和用地預(yù)留有適量的發(fā)展余地，預(yù)留擴(kuò)建生產(chǎn)設(shè)施的場地和廢水再利用場地。3 養(yǎng)殖廢水處理的方案論證養(yǎng)殖廢水處理站是對收集到的污水及其污泥進(jìn)行處理的處理站，包括污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)兩大部分，前者是廢水處理站的主體。廢水處理的工藝流程是指在達(dá)到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機(jī)組合，以滿足污水處理的要求。3.1 奶牛養(yǎng)殖廢水處理工藝的現(xiàn)狀國外的養(yǎng)殖業(yè)廢水治理較為完善，我國的養(yǎng)殖廢水治理尚處于起步階段。 奶牛養(yǎng)殖廢水的處理方法包括物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)法主要有活性炭吸附、化學(xué)沉淀、密度分離、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法，在COD為20004000mg/L時，物化方法的COD去除率可達(dá)50%87%。和生物處理相比，物化處理不受水質(zhì)水量變動的影響，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其是對BOD5/COD比值較低(0.070.20)難以生物處理的部分廢水，有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高，不適于高有機(jī)濃度的奶牛養(yǎng)殖廢水的處理，因此目前奶牛養(yǎng)殖廢水主要是采用生物法。 生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結(jié)合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應(yīng)器、混合反應(yīng)器及厭氧穩(wěn)定塘。3.2奶牛養(yǎng)殖廢水處理介紹 奶牛養(yǎng)殖廢水具有不同于一般城市污水的特點(diǎn)：BOD5和COD濃度高、水質(zhì)水量變化大、氨氮的含量較高、懸浮物較多、微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)等。在奶牛養(yǎng)殖廢水的處理方法中，將奶牛養(yǎng)殖廢水與城市污水合并處理是最簡便的方法。但是奶牛場通常遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，因此將奶牛養(yǎng)殖廢水與城市污水合并處理有一定的具體困難，往往不得不自己單獨(dú)處理。常用的處理方法如下。3.2.1好氧處理用活性污泥法、氧化溝、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤等好氧法處理養(yǎng)殖或與之類似的廢水都有成功的經(jīng)驗(yàn)，好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮，還可以去除另一些污染物質(zhì)如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以接觸氧化延時曝氣法用得最多，還有曝氣穩(wěn)定塘和生物轉(zhuǎn)盤(主要用以去除氮)。3.2.2厭氧生物處理 厭氧生物處理的有目的運(yùn)用已有近百年的歷史。但直到近20年來，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實(shí)踐的積累，不斷開發(fā)出新的厭氧處理工藝，克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時間長，有機(jī)負(fù)荷低等特點(diǎn)，使它在理論和實(shí)踐上有了很大進(jìn)步，在處理高濃度(BOD5 2000mg/L)有機(jī)廢水方面取得了良好效果。 厭氧生物處理有許多優(yōu)點(diǎn)，最主要的是能耗少，操作簡單，因此投資及運(yùn)行費(fèi)用低廉，而且由于產(chǎn)生的剩余污泥量少，所需的營養(yǎng)物質(zhì)也少，如其BOD5/P只需為40001，牛養(yǎng)殖廢水中N、P的含量通較高能滿足微生物對N、P的要求。用普通的厭氧硝化，奶牛養(yǎng)殖廢水中COD去除率可達(dá)7085%。 近年來，開發(fā)的厭氧生物處理方法有：厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器及分段厭氧硝化等。3.3主要工藝的選擇和確定3.3.1初沉池初沉池主要對廢水中以無機(jī)物為主密度大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離，當(dāng)污水進(jìn)入初次沉淀池后流速迅速減小至0.02 m/s以下，從而極大地減小了水流夾帶懸浮物的能力，使懸浮物在重力作用下沉淀下來成為污泥，而相對密度小于1的細(xì)小漂浮物則浮至水面形成浮渣而除去。沉淀池按水流方向來區(qū)分為平流式，豎流式及輻流式等三種。三種類型池子的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表3-1表3-1 各類沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)適用條件平流式對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好；施工簡單，造價低采用多斗排泥時，每個泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機(jī)械排泥時，機(jī)件設(shè)備與驅(qū)動件均浸與水中，易銹蝕適用地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便，管理簡單；占地面積小對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差；造價高；池徑不宜太大適用水質(zhì)不好的小型污水處理廠輻流式采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理亦較簡單；池水水流速度不穩(wěn)定；機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求較高適用大、中型污水處理廠因?yàn)楸驹O(shè)計所處理的水量較小，屬于小型污水處理站，且主要是對廢水中的糞便和BOD5、COD進(jìn)行處理，所以選用平流式沉淀池。它具有沉淀效果好，對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，施工簡單，造價低，多個池子易于組合為一體，節(jié)省占地面積等優(yōu)點(diǎn)。3.3.2 厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水（COD2000mg/L,BOD51000mg/L）。它是在無氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過程中，參與生物降解的有機(jī)基質(zhì)有5090轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、兩段厭氧處理法、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤和兩相厭氧法等。廢水的厭氧處理方法主要有傳統(tǒng)消化法、厭氧生物濾池法、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器。幾種厭氧處理方法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)見表3-2。表3-2 各類厭氧處理法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)反應(yīng)法特 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)傳統(tǒng)消化法在一個消化池內(nèi)進(jìn)行酸化，甲烷化和固液分離設(shè)備簡單反應(yīng)時間長，池容積大。污泥易隨水流帶走。厭氧生物濾池微生物固著生長在濾料表面。適用于懸浮物量低的廢水。設(shè)備簡單。能承受較高負(fù)荷。底部易發(fā)生堵塞。填料費(fèi)用較貴。厭氧接觸法用沉淀池分離污泥并進(jìn)行回流。消化池中進(jìn)行適當(dāng)攪拌，池內(nèi)完全混合,能適應(yīng)高有機(jī)物濃度和高SS的廢水。能承受較高負(fù)荷。有一定的抗沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行較穩(wěn)定。負(fù)荷高時污泥會流失。設(shè)備較多，操作上要求較高。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器消化和固液分離在一個池內(nèi)。微生物量特高。負(fù)荷率高，容積小，能耗低，不需攪拌。如設(shè)計不善，污泥會大量流失。池的構(gòu)造復(fù)雜。兩段厭氧處理法酸化和甲烷化在兩個反應(yīng)器進(jìn)行。能承受較高負(fù)荷，耐沖擊。運(yùn)行穩(wěn)定。設(shè)備較多，運(yùn)行操作較復(fù)雜。綜合上所述并結(jié)合本設(shè)計污水的特點(diǎn)，考慮采用較為成熟的升流式厭氧污泥床(UASB)作為厭氧段的反應(yīng)器。UASB簡介：（1）反應(yīng)機(jī)理厭氧反應(yīng)主要是利用厭氧微生物以糞料中的糖和氨基酸為養(yǎng)料生長繁殖。進(jìn)行沼氣發(fā)酵。糞料含水量較低(6070)的以乳酸發(fā)酵為主，糞料含水量高(80)的則以沼氣發(fā)酵為主。其優(yōu)點(diǎn)是無需通氣和翻堆，能耗省，費(fèi)用低，厭氧生物處理可大量除去可溶性有機(jī)物，去除率可達(dá)7085，而且可殺死傳染性病菌，有利于防疫。利用厭氧發(fā)酵技術(shù)，能夠減少臭味和降解有機(jī)污染物，同時回收儲存在有機(jī)物中的能量作為能源。 圖3-1工作原理圖（2）工作原理廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器的集氣室。置于極其使單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)射器和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動，會阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。 3.3.3好氧生物處理氧化溝法、生物濾池法、序列間歇式活性污泥法（SBR）、接觸氧化法，這四種是在養(yǎng)豬場廢水處理中應(yīng)用比較多的好氧反應(yīng)器。3.3.3.1氧化溝法氧化溝是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的連續(xù)循環(huán)完全混合工藝，是用延時曝氣法處理廢水的一種環(huán)形渠道，平面多為橢圓形，總長可達(dá)幾十米，甚至幾百米以上。在溝渠內(nèi)安裝與渠寬等長的機(jī)械式表面曝氣裝置，常用的有轉(zhuǎn)刷和葉輪等。曝氣裝置一方面對溝渠中的污水進(jìn)行充氧，一方面推動污水作旋轉(zhuǎn)流動。氧化溝多用于處理中、小流量的生活污水和工業(yè)廢水，可以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。氧化溝的平面示意圖見圖3-2。 圖3-2 氧化溝平面圖氧化溝工藝具有以下特點(diǎn)：（1） 氧化溝的溝渠長度較大，污水在氧化溝內(nèi)停留的時間長，污水的混合效果好?？梢圆粵]初沉池，有機(jī)懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；（2）對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性；氧化溝的曝氣裝置具有兩個功能:供氧并推動水流以一定的流速循環(huán)流動。污泥的BOD負(fù)荷低，同延時曝氣法，對水質(zhì)和水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性；（3）污泥齡一般可達(dá)15到30天，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3到6倍。可以存活、繁殖世代時間長、增殖速度慢的微生物，如硝化菌；（4）如采用一體式氧化溝，可不單獨(dú)設(shè)二次沉淀池，使氧化溝與二沉池合建。中間的溝渠連續(xù)作為曝氣池，兩側(cè)的溝渠交替作為曝氣池和二次沉淀池，污泥自動回流，節(jié)省了二沉池與污泥回流系統(tǒng)的費(fèi)用。氧化溝工藝的缺點(diǎn)：（1）占地面積較大；（2）在寒冷的氣候條件下，因?yàn)楸砻嫫貧馄鲿斐杀砻胬鋮s或者結(jié)冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對生化反應(yīng)尤其是硝化反應(yīng)的影響較大，對氧化溝不利。3.3.3.2 生物濾池法生物濾池是集生物降解、固液分離于一體的污水處理設(shè)備。被處理的原污水，從池上部進(jìn)入池體，并通過由填料組成的濾層，在填料表面形成由微生物棲息形成的生物膜。在污水濾過濾層的同時，由池下部通過空氣管向?yàn)V層進(jìn)行曝氣，空氣由填料的間隙上升，與下流的污水相接觸，空氣中的氧轉(zhuǎn)移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和豐富的有機(jī)物。在微生物的新陳代謝下，有機(jī)污染物被降解，污水得到處理。原污水中的懸浮物及由于生物膜脫落形成的生物污泥，被填料所截留，濾層具有二次沉淀池的功能。生物濾池法具有以下特點(diǎn)：（1）氣液在濾料間隙充分接觸，由于氣、液、固三相接觸，氧轉(zhuǎn)移率高，動力消耗低；（2）本設(shè)備自身具有截留原污水中懸浮物與脫落的生物污泥的功能，因此，無需設(shè)沉淀池，占地小；（3）以3-5mm的小顆粒作為濾料，比表面積大，微生物附著力強(qiáng)；（4）池內(nèi)能夠保持大量的生物量，再由于截留作用，污水處理效果良好；（5）無需污泥回流，也無污泥膨脹之慮，如反沖洗全部自動化，則維護(hù)管理業(yè)非常方便。3.3.3.3 序批式活性污泥法序批式活性污泥處理系統(tǒng)（簡稱SBR）屬于間歇式處理系統(tǒng)，是通過其主要反應(yīng)器-曝氣池的運(yùn)行操作而實(shí)現(xiàn)的。曝氣池的運(yùn)行操作，是由流入；反應(yīng)；沉淀；排放；待機(jī)（閑置）等五個工序所組成。這五個工序都在曝氣池這一個反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行、實(shí)施，運(yùn)行操作的五個工序示意圖見圖3-3。流入反應(yīng)沉淀排放待機(jī)圖3-3 間歇式活性污泥法曝氣池運(yùn)行操作5個工序示意圖序批式活性污泥法具有如下特點(diǎn)：（1）在大多數(shù)情況下（包括工業(yè)廢水處理），無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；（2）SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；（3）通過對運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)；（4）應(yīng)用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本 工藝過程實(shí)現(xiàn)全部自動化，而由中心控制室控制；（5）運(yùn)行管理得當(dāng)，處理水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式；（6）加深池深時，與同樣的BOD-SS負(fù)荷的其它方式相比較，占地面積較?。唬?）耐沖擊負(fù)荷，處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強(qiáng)。近年來序列間歇式活性污泥法（SBR）處理養(yǎng)豬場廢水越來越受到關(guān)注，該工藝相對比于其他工藝簡單、剩余污泥處置麻煩少、節(jié)約投資投資省、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低、耐有機(jī)負(fù)荷和毒物負(fù)荷沖擊，運(yùn)行方式靈活，由于是靜止沉淀，因此出水效果好、厭（缺）氧和好氧過程交替發(fā)生、泥齡短、活性高，有很好的脫氮除磷效果。且有通過氧化還原電位實(shí)時控制SBR反應(yīng)進(jìn)程的報道，進(jìn)一步提高了對氮磷的去除效果、節(jié)約了能源和投資。因此選用序列間歇式活性污泥法（SBR）作為好氧段的反應(yīng)器。3.3.3.4接觸氧化法生物接觸氧化處理技術(shù)之一是在池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化；生物接觸氧化技術(shù)的另一項(xiàng)技術(shù)實(shí)質(zhì)是采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到攪拌與混合作用。因此，生物接觸氧化是一種結(jié)和活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術(shù)。生物接觸氧化法工作原理為：在曝氣池中設(shè)置填料，將其作為生物膜的載體。待處理的廢水經(jīng)充氧后以一定流速流經(jīng)填料，與生物膜接觸，生物膜與懸浮的活性污泥共同作用，達(dá)到凈化廢水的作用。生物接觸氧化法在工藝發(fā)面的特點(diǎn)：由于曝氣，在池內(nèi)形成液、固、氣三相共存體系，有利于氧的轉(zhuǎn)移，溶解氧充沛，適于微生物存活增殖；在生物膜上能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)與食物鏈，無污泥膨脹之慮；填料表面全為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結(jié)構(gòu)，污水在其中通過起到類似“過濾”的作用，能夠有效地提高凈化效果。生物接觸氧化法在運(yùn)行方面的特點(diǎn)：對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在間歇運(yùn)行條件下，仍然能夠保持良好的處理效果，對排水不均勻的企業(yè)，更具有實(shí)際意義；操作簡單、運(yùn)行方便、易于維護(hù)管理，無需污泥回流，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，也不產(chǎn)生濾池蠅；污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀。綜合上所述并結(jié)合本設(shè)計污水的特點(diǎn)，好氧處理階段采用生物接觸氧化池。3.4 養(yǎng)殖廢水處理工藝流程圖 圖3-4 廢水處理站工藝流程3.5養(yǎng)殖廢水處理流程分析3.5.1廢水的預(yù)處理單元奶牛養(yǎng)殖廢水首先經(jīng)細(xì)格柵自流進(jìn)入沉淀池除去部分懸浮物或漂浮固體，然后廢水通過固液分離機(jī)處理將大部分的固體雜質(zhì)除去。去除雜質(zhì)后的廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池。廢水在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行充分的混合，經(jīng)過一定的時間之后，水質(zhì)和水量趨于均勻，并加入適當(dāng)?shù)氖乙允箯U水的pH高于8.5,并以適當(dāng)?shù)钠貧庖悦摮糠职钡?，以降低氨氮對厭氧菌的抑制作用，提高廢水厭氧處理的效果。經(jīng)過調(diào)節(jié)池的廢水由調(diào)節(jié)池提升水泵以穩(wěn)定的流量進(jìn)入?yún)捬跆幚砉ざ巍?.5.2廢水的生物處理單元（1）厭氧工段厭氧工段選用UASB（上流式厭氧污泥床反應(yīng)器），廢水由調(diào)節(jié)池提升水泵送入?yún)捬醭氐撞?。廢水從底部進(jìn)入?yún)捬醭?，在厭氧池中的厭氧水解酸化菌和產(chǎn)甲烷菌的作用下，廢水中長鏈的有機(jī)物質(zhì)變成短鏈的有機(jī)物質(zhì)，從而使廢水發(fā)生本質(zhì)性的變化，使廢水的大部分污染物變成甲烷、二氧化碳和水,并使廢水的顏色發(fā)生改變，同時以利于下一步的處理。（2）缺氧工段由于養(yǎng)殖廢水的氨氮含量比較高，加之厭氧過程中的有機(jī)氮無機(jī)化變成氨氮，在氧化過程中的氮硝化后需要一個反硝化過程，以使硝酸氮及亞硝酸氮轉(zhuǎn)變成氮?dú)鈴亩_(dá)到除氮的目的。（3）氧化工段在氧化池中，采用了生物接觸氧化池，經(jīng)過厭氧斷鏈后的絕大多數(shù)有機(jī)物在氧化池中很容易被好氧微生物氧化分解成水和二氧化碳等物質(zhì)，一部分有機(jī)物被好氧微生物作為營養(yǎng)源吸收。氧化池的出水自流進(jìn)入氣浮池。在氧化池中，好氧微生物進(jìn)行氧化活動所需要的空氣由鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)供給。3.5.3其他處理氧化池的水進(jìn)入氣浮池，氣浮池將去除剩余的懸浮物主要是SS使出水達(dá)標(biāo)排放，廢水進(jìn)入消毒池消毒然后外排，污泥進(jìn)行濃縮、脫水后外運(yùn)。4 構(gòu)筑物設(shè)計計算4.1細(xì)格柵 由于本工程廢水主要由奶牛廠的糞便（以固體形式為主）和清洗養(yǎng)牛廠形成的污水（包括殘留豬糞尿液）兩個方面組成，廢水中含有大量的固體懸浮物和大顆粒雜質(zhì)，因此為防止廢水中大量的固體懸浮物，雜質(zhì)堵塞，損壞后續(xù)處理設(shè)施，設(shè)置一個格柵。4.1.1設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Qmax=150m3/d =0.0017m3/s柵前流速V1=0.1m/s，過柵流速V2=0.4m/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=3mm格柵傾角=60，柵前部分長度0.5m單位柵渣量w1=0.1柵渣/污水4.1.2設(shè)計計算（1）柵條間隙數(shù)n柵前流速v可取0.1m/s；取=60；取柵前水深h=0.2m;取柵條間隙b=0.003m。,取n=27（2）格柵的建筑寬度B取柵條寬度S=0.01mB=S(n-1)+bn（3）過柵水頭損失h1 （符合h1=0.080.15）（4）格柵后槽的總高度HH=h+h1+h2=0.2+0.09+0.3=0.59m式中，h柵前水深,0.2m； h1格柵的水頭損失，； K格柵阻力增大系數(shù)，取K=3。 柵條間隙局部阻力系數(shù) ，可按表5-1所列數(shù)據(jù)選用； h2格柵后水面距工作平臺的最小超高,取h2=0.3m。（5）進(jìn)水渠道漸寬部分長度L1： 式中：B1進(jìn)水渠道寬度；B1取0.2m1進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角，一般1=20。 （6）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2L2=0.5L1L2=0.5L1=0.135取0.14 （7）格柵的總建筑長度LL=0.5+1+L1+L2+H1/tan=0.5+1+0.19+0.14+0.5/tan60=2.1m式中，L1進(jìn)水渠道漸寬部分的長度，L1=(B-B1)/2tan1 B1為進(jìn)水渠寬，取B1=0.2m； 1進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度，一般1=20； L2格柵與出水渠道連接處的收縮部分的長度，一般L2=0.5L1； H1格柵前的渠道深度，取H1=h+h2=0.2+0.3=0.5m表5-1 格柵間隙的局部阻力系數(shù)柵條斷面形狀計算公式取值矩形=2.42帶半圓的矩形=1.83圓形=1.79正方形取0.64（8）柵渣量W，采用人工清渣式中，W1每立方米廢水的柵渣量，一般取值0.010.1，取0.1； KT廢水流量總變化系數(shù)，取2.7。 (9）計算草圖如下圖4-14.2沉淀池 初沉池主要對廢水中以無機(jī)物為主密度大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離，當(dāng)污水進(jìn)入初次沉淀池后流速迅速減小至0.02 m/s以下，從而極大地減小了水流夾帶懸浮物的能力，使懸浮物在重力作用下沉淀下來成為污泥，而相對密度小于的細(xì)小漂浮物則浮至水面形成浮渣而除去。4.2.1水質(zhì)指標(biāo)表4-2水質(zhì)指標(biāo)表水 質(zhì) 指標(biāo)COD（mg/L）BOD（mg /L）SSNH3-N進(jìn) 水 水質(zhì)12000600050001200設(shè)計去除率10%10%65%/出水水質(zhì)108005400175012004.2.2沉淀池計算 （1）沉淀池的表面積A：A=Qmax/q其中：A-沉淀池表面積，m2Qmax-最大設(shè)計流量，m3/hq-表面水力負(fù)荷，m3.（m2.h）-1，取為1。因?yàn)樗髁繛?50m3/d,則沉淀池的表面積A為：A=150/（241）=6.25m2 （2）沉淀區(qū)有效水h2 h2=q.t 其中：h2-沉淀區(qū)有效水深,m; t-沉淀時間，一般取0.52.0h,取為2h h2=12=2m （3）沉淀池有效容積V V=Qmax.t 其中：V-沉淀池有效容積，m2 則沉淀池有效容積V為：V=1502/24=12.5m3 （4）沉淀池長度L L=v.t3.6 其中：L-沉淀池長度，m V- 最大設(shè)計流量時的水平流速，mm/s，取為1mm/s L=13.62=7.2m （5）沉淀池的總寬度B B=A/L 其中：B-沉淀池的總寬度，m。 B=6.25/4.3=1.74m 取沉淀池的寬度為1.8m，因設(shè)計沉淀池的數(shù)量n=1，則b=1.8m （6）沉淀池的總高度H H=+=+ 式中：h沉淀池超高，m，取h1=0.5h2沉淀區(qū)的有效高度，m；h3緩沖層高度，m，采用機(jī)械刮泥，取h30.5m；-污泥區(qū)高度,m,取0.5-污泥斗高度，本設(shè)計取0.5m，-梯形部分高度，=(L-b)0.01=（7.2-1.8）0.01=0.054，取為0.05m。帶入數(shù)據(jù)計算得：H=0.520.50.80.050.5=4.4m故初沉池的尺寸為LBH=7.2m1.8m4.4m （7）污泥區(qū)的容積由于已知污水懸浮物的進(jìn)出水濃度，故的計算采用下面的公式= 式中：，-沉淀池進(jìn)水和出水的懸浮固體濃度，mg/L，初沉池的SS去除率本設(shè)計以65%計算； - 污泥容重，kg/m，含水率在95%以上時?？扇?000 -污泥含水率，% T - 兩次排泥的時間間隔，初沉池按2d考慮。 故代入數(shù)據(jù)計算得：=24.4m（9）計算草圖 圖4-24.3 調(diào)節(jié)池所有進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的廢水,其水質(zhì)和水量隨時都可能發(fā)生變化,這對廢水處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利,水質(zhì)和水量的波動越大,處理效果就越不穩(wěn)定,甚至?xí)箯U水處理構(gòu)筑物遭受嚴(yán)重破壞。為減少水質(zhì)和水量變動對廢水處理工藝過程的影響,在進(jìn)水處應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池,以均和水質(zhì)和均衡水量,通過調(diào)節(jié)池水泵使廢水以穩(wěn)定的流量進(jìn)入生物處理單元。 根據(jù)本次設(shè)計污水量，新建調(diào)節(jié)池1座,為長方形鋼筋砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面普通防腐處理。設(shè)置水力停留時間HRT=4.0 h。4.3.1水質(zhì)指標(biāo)表表4-3水質(zhì)指標(biāo)表水 質(zhì) 指標(biāo)COD（mg/L）BOD（mg /L）SSNH3-N進(jìn) 水 水質(zhì)10800540017501200設(shè)計去除率/80%出水水質(zhì)10800540017502404.3.2設(shè)計計算 (1) 有效容積 V 式中：t停留時間，h，取t=4。則： m3(2) 池子面積F 式中：h有效水深取h=1.5m。則： （3）池子總高H 式中：h1池子超高，m，取h1=0.5。 則：H=h+h1=1.5+0.5=2m取F=LB=53.3 調(diào)節(jié)池尺寸：LBH=5m3.3m2m(4)需氣量D D=Q式中： D需氣量，m3/d； D0-1m污水需氣量，m/m,宜大于10，一般取15-20，本設(shè)計 取D0=15。故帶入數(shù)據(jù)計算得：D=15150=2250m/d=0.03m3/min（5）曝氣頭數(shù)量式中：n-曝氣頭個數(shù)，個 S-池底面積，m2 S 0-單個曝氣頭服務(wù)面積，0.4-0.8m2/h.個，取0.7m2/h.個故帶入數(shù)據(jù)計算得：n=16.70.7=23.8，取24個4.3.3設(shè)備選型鼓風(fēng)機(jī)選用HC系列回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)2臺（一備一用），規(guī)格參數(shù)見表4-4。表4-4 羅茨風(fēng)機(jī)規(guī)格參數(shù)型號口徑(mm)轉(zhuǎn)速（r.p.m）進(jìn)口流量（m3/min）功率 (KW)HC-80s654302.744 選擇潛水污水提升泵 兩臺一備一用，其主要性能參數(shù)見表4-5。表4-5潛水污水提升泵名稱型號口徑mm流量m3/h揚(yáng)程m轉(zhuǎn)速r/min功率KW潛水污水提升泵 QW50-10-10-0.7550101013901.1曝氣頭選用廣州市綠燁環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的膜片微型孔曝氣器24個，規(guī)格參數(shù)見表4-6。表4-6 膜片微孔曝氣器規(guī)格參數(shù)規(guī)格工作通氣量服務(wù)面積氧利用率充氧能力供氣量（水深4m）2602-5 m3/h.個0.4-0.8m3/h.個31-59%0.21-0.4kgO2/h3m3/h4.4 固液分離機(jī)如果未經(jīng)處理的糞尿水進(jìn)入UASB反應(yīng)池，大大增加了反應(yīng)池池單位容積的有機(jī)負(fù)荷量。因此對牛糞前進(jìn)行固液分離措施，解決牛糞在UASB反應(yīng)池的沉淀問題，固液分離機(jī)能大大減少SS（本設(shè)計SS的去除率為80%）增強(qiáng)UASB池的處理能力。節(jié)省環(huán)保處理的建設(shè)投資和土地使用面積，分離出的牛糞還可直接作為果樹、林木施肥和作為有機(jī)肥的原料。賣給有機(jī)肥廠做為有機(jī)肥原料或自做有機(jī)肥，做到既有社會效益又有經(jīng)濟(jì)效益。4.4.1設(shè)計計算處理水量按照日最大處理水量進(jìn)行計算，即：Qmax=150m3/d進(jìn)入UASB的SS=1750-17500.8=350mg/L4.4.2設(shè)備選型依據(jù)此處理水量進(jìn)行設(shè)備選型：選用大豐市華陽機(jī)械廠生產(chǎn)的SL-I型擠壓固液分離機(jī)，相關(guān)參數(shù)如表4-7。表4-7 SL-I型擠壓固液分離機(jī)參數(shù)名稱型號處理流量 m3/h篩網(wǎng)mm電壓V功率kw擠壓固液分離機(jī)SL-I10-150.538044.5 厭氧反應(yīng)器UASB4.5.1 設(shè)計參數(shù) (1) 設(shè)計溫度T=25(2) 容積負(fù)荷污泥為顆粒狀(3) 污泥產(chǎn)率0.1kgMLSS/kgCOD，產(chǎn)氣率0.4m3/kgCOD (4) 設(shè)計水量Q=150m3/d=0.0017 m3/s。4.5.2水質(zhì)指標(biāo)表4-8 水質(zhì)指標(biāo)表水 質(zhì) 指標(biāo)COD（mg/L）BOD（mg /L）SSNH3-N進(jìn) 水 水質(zhì)108005400350240設(shè)計去除率85%90%/設(shè)計出水質(zhì)16205403502404.5.3 反應(yīng)池容積采用容積負(fù)荷法：V=QS0/NV 式中：V反應(yīng)池的有效容積(m3)S0進(jìn)水有機(jī)物濃度(kgCOD/L) 則：將UASB設(shè)計成圓形池子，布水均勻，處理效果好取水力負(fù)荷：q=0.1m3/(m2.h)水力表面積：A=Q/q=6.25/0.1=62.5m2有效水深：h=V/A=270/62.5=4.3m，設(shè)計取h=4.5m直徑 ，設(shè)計取D=9m4.5.4 配水系統(tǒng)（1）設(shè)計原則 進(jìn)水必須要反應(yīng)器底部均勻分布，確保各單位面積進(jìn)水量基本相等，防止 短路和表面負(fù)荷不均； 應(yīng)滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產(chǎn)生沼氣攪拌； 易于觀察進(jìn)水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除； 布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞。（2）管道與布水器用一根DN200的進(jìn)水干管，采用一管一孔方式配水，干管分為四根DN50支管，每根管上有五個配水器，配水器的入口管徑為DN25，每一個配水器上有10個孔，共200個孔，每個孔孔徑為DN18。4.5.5三相分離器（1）設(shè)計原則UASB最重要的設(shè)計環(huán)節(jié)是反應(yīng)器內(nèi)的三相分離器設(shè)計，它直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗(yàn)， 三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：1) 沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷1.0m/h；2) 三相分離器集氣罩頂以上的覆蓋水深可采用0.51.0m；3) 沉淀區(qū)四壁傾斜角度應(yīng)在4560之間，污泥不積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)，沉淀區(qū)斜面高度約為0.51.0m；4) 進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速2m/h；5) 分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20mm以上；6) 集氣室的隙縫部分的面積應(yīng)該占反應(yīng)器全部面積的1520，在集氣室內(nèi)應(yīng)該保持氣液界面以釋放和收集氣體，阻止浮渣層的形成；7) 反射板與隙縫之間的遮蓋應(yīng)該在100200mm以避免上升的氣體進(jìn)入沉淀室；8) 在出水堰之間應(yīng)該設(shè)置浮渣擋板。9) 出氣管的直管應(yīng)該充足以保證從集氣室引出沼氣，特別是有泡沫的情況。10) 在集氣室的上部應(yīng)該設(shè)置消泡噴嘴，當(dāng)處理污水有嚴(yán)重泡沫問題時消泡。（2）設(shè)計計算UASB計算示意圖見圖4-3，設(shè)下三角型集氣罩斜面水平角，上三角型集氣罩斜面水平角，三相分離器液面保護(hù)高度=0.5，下三角型高度，單元三相分離器寬度。沉淀區(qū)表面負(fù)荷：q=Q/A=6.25/270=0.15m3(m2h) (0.15，符合設(shè)計要求。UASB的反應(yīng)高度H=4.5+0.5=5m 4.5.6 出水系統(tǒng)出水系統(tǒng)的設(shè)計在UASB反應(yīng)器設(shè)計中也占有重要地位。因?yàn)槌鏊欠窬鶆蛞矊⒂绊懗恋硇Ч统鏊|(zhì)。為了保持出水均勻、沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠(槽)。一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。常用的布置形式有兩種，如圖4-4所示。出水渠寬度常采用20cm，水深及渠高由計算確定。圖4-4出水系統(tǒng)布置形式出水渠的特點(diǎn)是出水渠與集氣罩成一整體。有助于裝配化和整體安裝，簡化施工過程。一般出水渠前設(shè)擋板，可防止漂浮物隨出水帶走，可提高出水水質(zhì)。當(dāng)所處理廢水中含懸浮固體較高，設(shè)置擋板是很必要的。如果沉淀區(qū)水面的漂浮物很少，有時也可不設(shè)擋板。因此出水采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m，槽高0.2m4.5.7 排泥系統(tǒng)根據(jù)厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r=0.12kgVSS/kgCOD。流量Q=6.25m/h，進(jìn)水COD濃度為10800mg/L，COD去除率為85。UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥量： =0.1210.80.85150=165.2kgVSS/d泥含水率為95，則理論污泥產(chǎn)量： m3/d4.5.8 產(chǎn)氣系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)氣率：r=0.4 m/kgCOD 則產(chǎn)氣量：Gi=QS0Er=6.2510.80.850.4=23 m /h （8-60）根據(jù)三相分離器的特點(diǎn),每個集氣罩分別引一根出氣管,管徑為DN50。4.5.9加堿系統(tǒng)在厭氧生物處理中，產(chǎn)甲烷菌最佳節(jié)pH值是6.87.2，由于厭氧過程的復(fù)雜性，很難準(zhǔn)確測定和控制反應(yīng)器內(nèi)真實(shí)的pH值，這就要和靠堿度來維持和緩沖，一般堿度要20005000mgCaCO3/L時，就會導(dǎo)致其pH值下降，所以，反應(yīng)器內(nèi)堿度須保持在1000mgCaCO3/L以上，因?yàn)闉楸ＷC厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，必須向反應(yīng)器中直接加入致堿或致酸物質(zhì)。間接調(diào)節(jié)pH值。主要致堿藥品有：NaCO3、NaHCO3、NaOH以及Ga(OH)2。在UASB反應(yīng)器中安裝pH指示儀