養(yǎng)豬場廢水處理(共18頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上科學技術學院畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目： UASB +生物接觸氧化+氧化塘工藝處理某養(yǎng)豬場廢水工程設計 學 科 部： 理工學科部 專 業(yè)： 環(huán)境工程 班 級： 環(huán)工131 學 號： 姓 名： 喬彬 指導教師： 王榕 填表日期： 2016 年 12 月 27 日一、 選題的依據(jù)及意義：1.1選題依據(jù)近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國工廠化生產的大型豬場發(fā)展迅速，而且規(guī)模不斷擴大，生產規(guī)模從幾千頭發(fā)展到幾十萬頭。但與此同時，由于規(guī)?；B(yǎng)豬場往往建在大中城市近郊和城鄉(xiāng)結合部，由于環(huán)境法規(guī)不健全，認識不足，特別是資金短缺，絕大多數(shù)養(yǎng)殖場在建場初期未考慮畜禽糞便處理。畜禽

2、排放的大量糞尿與養(yǎng)殖場的大量廢水，大多未經(jīng)妥善回收利用與處理、處置即直接排放，對環(huán)境造成嚴重的污染，產生極其不良的影響。城市畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)成為或正在成為與工業(yè)廢水和生活污水相當甚至更大的污染源。該污染源中氮、磷及BOD的含量很高，如不妥善處理，就會通過地表徑流和土壤滲濾進入地表水體、地下水層，或在土壤中積累，致使水體嚴重污染、富營養(yǎng)化，土地喪失生產能力、樹術枯死、綠草不生。甚至有的畜禽養(yǎng)殖場位于城市主要河道、飲用水水庫或地下水源地附近，大量廢水滲入地下，致使地下水嚴重污染，水井報廢。而廢水中所含大量的含氮化合物在土壤微生物的作用下，通過氨化、硝化等化學反應過程而形成了NH3-N、NO2

3、5;-N和NO3¯-N，下滲到地下水，造成地下水中硝酸鹽含量增高，使水質不易于飲用，嚴重影響人體健康。為減少對周圍環(huán)境的污染，改善水體水質，提高人民生活質量，在發(fā)展規(guī)?；B(yǎng)養(yǎng)豬廠的同時，必須解決好養(yǎng)豬廠糞尿污水的處理，采取適當?shù)姆椒?，人力控制養(yǎng)豬廠生產中的環(huán)境污染，對于增強環(huán)境保護和保障人類健康都具有十分重要的意義。1.2選題意義1、通過完成該畢業(yè)設計來鞏固、深化、拓寬所學過的基礎課程、專業(yè)基礎課和專業(yè)課知識，提高綜合運用這些知識獨立進行分析和解決實際問題的能力，提高自己的專業(yè)技術素質。 2、在熟悉資料的同時也鍛煉自己搜集有效資料的能力，了解我國有關的水污染控制的方針和政策，正確使用

4、本專業(yè)的有關技術規(guī)范和規(guī)定，熟悉相應的水處理工藝以及技術設備，為自己未來到社會工作做好準備。3、熟悉并掌握水污染處理工程的設計內容、設計原理、方法和步驟，能根據(jù)原始設計資料正確地獨立地選定設計方案，掌握污水廠設計的基本流程及各構筑物的設計方法，熟悉設計計算書和設計說明書的編寫內容和編制方法，并繪制工程圖紙。二丶國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：現(xiàn)在國內養(yǎng)豬場廢水處理設計主要是分為自然處理模式、工業(yè)化處理模式和組合處理模式三種。自然處理模式主要有人工濕地、土地處理、氧化塘三種類型；工業(yè)化處理模式主要有三個單元，固液分離、厭氧階段、好氧階段，固液分離為預處理單元或后續(xù)處理單元，厭氧階段為主要

5、處理單元，好氧階段為主要處理單元的補充。組合處理模式主要是由工業(yè)化處理模式中四個單元的篩選組合和自然處理階段組成。以下將詳細介紹各個處理模式在實際工程當中的應用。2.1 自然處理模式養(yǎng)豬場廢水有機物和氮磷含量高，主要處理單元后的出水也難以達到出水中氮磷的含量要求，是地表水體超營養(yǎng)化的主要來源之一。后續(xù)工業(yè)化處理的費用昂貴，難以推廣。而自然生態(tài)處理建設費用較低、運行成本低廉、無需復雜的設備、管理方便，因而常常作為后續(xù)處理單元。但也存在土地占用面積較大、處理效果易受季節(jié)、溫度、日照變化的影響等缺點。2.1.1 人工濕地人工濕地系統(tǒng)是一種由人工建造、監(jiān)督和控制的與沼澤地類似的土地處理系統(tǒng)。具體而言，

6、人工濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面坡度的洼地中，由土壤及礫石、爐渣等填料混合構建的填料床，并在床體表面種植蘆葦、香蒲等耐水性好的水生植物，形成獨特的植物生態(tài)環(huán)境，利用填料微生物一植物復合生態(tài)系統(tǒng)過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物利用來實現(xiàn)對廢水的高效凈化。國內現(xiàn)在的研究方向主要集中在以濕地植物和基質篩選為主，并已經(jīng)取得了一定的成效。2.1.2 氧化塘穩(wěn)定塘是一種利用天然的或經(jīng)過人工修整的池塘處理廢水的構筑物。穩(wěn)定塘對廢水的凈化和天然水體凈化類似。有機物通過水中的微生物代謝而降解。南方地區(qū)采用穩(wěn)定塘作為工藝主體進行豬場廢水處理的案例較北方多。如廣東某規(guī)模化養(yǎng)豬場日產廢水量500 m3d，

7、采用新型厭氧-兼氧組合式穩(wěn)定塘工藝。整個厭氧-兼氧-組合穩(wěn)定塘出水COD的質量濃度保持在3 000 mgL，COD去除率一般為70左右，后續(xù)輔助好氧池采用活性污泥法，使COD等進一步降解再利用高負荷氧化塘進行廢水的硝化脫氮，最后通過藻類沉降塘及生物塘使出水排放達到排放標準要求。但是穩(wěn)定塘更經(jīng)常用于厭氧、好氧系統(tǒng)出水的后處理。如九江流域規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水專項整治中，輝龍、華紫、騰龍養(yǎng)豬場在沼氣厭氧發(fā)酵等生物除碳工藝基礎上采用的水生生物氧化塘處理技術，氧化塘出水COD低于200mg/L，氨氮濃度低于25 mg/L，總磷濃度低于5mgL，出水質達到排放標準要求。遼寧大洼縣西安生態(tài)養(yǎng)殖場穩(wěn)定塘處理豬場廢

8、水脫氮除磷效率達到90以上。然而，穩(wěn)定塘占地面積大、污水處理效果易受季節(jié)、氣溫、光照等自然因素的影響，在全年范圍內不穩(wěn)定。2.1.3 土地處理糞便廢水還田作肥料是一種傳統(tǒng)的、經(jīng)濟有效的處置方法。可以實現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán)利用，實現(xiàn)污染物零排放。糞尿、沖洗水施于土壤中，在土壤微生物和植物的作用下有機物質被分解轉化成腐殖質和植物生長因子，有機氮磷轉化成無機氮磷，供植物生長利用，可減少化肥的使用，維持并提高土壤肥力減輕風蝕和水蝕作用，改善土壤通透性，促進有益微生物的生長。這種模式適用于遠離城市，經(jīng)濟比較落后土地寬廣，有足夠農田消納糞便廢水的規(guī)?；B(yǎng)豬場。國內一般采用厭氧消化后再進行土地處理，既可避免有機物濃度

9、過高引起作物爛根和燒苗，又能回收清潔能源沼氣，減少溫室氣體排放。厭氧發(fā)酵液中含豐富的氮、磷、鉀、多種氨基酸以及微量元素和維生素等營養(yǎng)物質并且有害菌和蟲卵被殺滅。2.2 工業(yè)化處理模式對于那些規(guī)模較大、地處大城市近郊，經(jīng)濟發(fā)達，土地緊張，沒有足夠農田消納糞污或進行自然處理的豬場。只能采用工業(yè)化處理模式來處理糞便廢水。這種模式基本采用物理一化學處理法和生物處理法。近十年來，工業(yè)化處理模式逐漸發(fā)展為三段式，包括固液分離段、厭氧階段和好氧階段。工業(yè)化處理模式具有以下優(yōu)點：(1)占地少；(2)適應性廣，不受地理位置限制；(3)季節(jié)溫度變化的影響相對較小。但工業(yè)化處理模式也存在以下缺點：(1)投資大，萬頭

10、豬場的糞污處理，投資約120150萬元；(2)能耗高，處理1 m3廢水，耗電24 kW·h；(3)運行費用高，處理1 m3廢水，運行費20元左右；(4)機械設備多，維護管理量大；(5)運行管理需要專門的技術人員。2.2.1 固液分離段固液分離段的物理方法包括格柵、沉淀、固液分離機等，主要用于去除廢水中的機械雜質，普遍用于廢水處理的前處理過程；化學處理一般在混凝預處理或后續(xù)處理，處理效率高，操作彈性大，但需使用大量的化學藥劑，易產生二次污染。1) 物理方法國內水沖糞工藝的普遍應用使得大量懸浮物被帶入廢水，加重了固液分離負擔因此前處理采用常規(guī)沉淀技術和機械固液分離技術或二者綜合使用，也有

11、報道采用氣浮法。機械固液分離多用擠壓式固液分離機，固液分離機能大量地去除廢水中的粗纖維等有機物，供生產有機肥或有機復合肥之用，同時有效地降低廢水排放濃度，減輕廢水達標處理系統(tǒng)的壓力，減少廢水處理工程投資。若固液分離后進行厭氧發(fā)酵，則應注意保持適度強度，以免導致沼氣產量降低。采用固液分離池進行前處理易產生大量惡臭氣體如NH，、揮發(fā)性硫化物(VSC)等，須加以處理。農業(yè)部結合國內規(guī)模化豬場情況，開發(fā)研制的螺旋擠壓式固液分離機，懸浮物的去除率達40%左右，擠壓后干物質含水率在65%73%，完全可以達到污水的USAB 處理和生產有機復合肥的工藝要求。2) 化學方法豬場廢水中會存在細菌和營養(yǎng)物質可能將大

12、腸細菌帶入地表水和地下水。物理-化學方法是防止其污染的一種可行辦法。聚丙烯酰胺(PAM)混凝處理基建投資低，應用方便快捷，在養(yǎng)豬場廢水中得到了較多應用。PAM，PAM與CaO復配或PAM與Al2(SO4)3復配能使總的大腸菌和排泄物大腸菌減少30-50，降低原水中的TP和NH3-N,有效降低COD、BOD，、SS以及污泥比阻,提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)處理單元脫氮、除磷效果的改善5。劉宇賾等通過對SBR反應器出水后水樣在試驗室進行正交試驗后表明，在廢水中投加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺對廢水中TP有較好的去除率，對SS也有一定程度的去除，但對COD的去除效果不明顯。2.2.2 厭氧階段厭氧發(fā)酵技

13、術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)點是無需通氣和翻堆，能耗省，費用低，厭氧生物處理可大量除去可溶性有機物，去除率可達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，能夠減少臭味和降解有機污染物，同時回收儲存在有機物中的能量作為能源。主要工藝有：完全混合式厭氧反應器(CSTR)。厭氧接觸法(ACP)，厭氧濾池(AF)，厭氧序批式反應器(ASBR)，厭氧復合反應器(UBF)，斜流式隧道厭氧污泥濾床(EATS)，上流式厭氧污泥床(UASB)，內循環(huán)厭氧反

14、應器(IC)，厭氧折流板反應器(ABR)，推流式厭氧濾器(PAFR)，混合一推流厭氧消化器，兩段厭氧消化等。盡管厭氧生物處理能直接處理高濃度豬場廢水，并能回收能源。但是，厭氧處理出水中污染物濃度仍然很高，不易降解的有機物大量殘留，氮、磷的去除效果不佳，若實際條件不允許還田或自然處理，須進一步后處理。目前針對豬場廢水厭氧消化液的后處理有大量研究、報道，但好氧處理仍屬主流選擇。 鄧良偉等采用內循環(huán)厭氧反應器(IC)處理豬場廢水，BOD，去除率為95.8，SS去除率為78.5，沼氣產氣率達1.53m3d。后又通過改善厭氧消化液的可生化性和培養(yǎng)高效脫氮菌種等措施，NH3- N去除率達到了99，COD去

15、除率達98。純粹的厭氧處理豬場污水后，出水一般殘留的COD值較高，達不到排放標準。實際應用中的厭氧處理實際上還參雜其他處理單元。近年來，學者對各種厭氧器研究較多，認為新型超高效厭氧反應器處理豬場污水有機污染物有前景。2.2.3 好氧階段 好氧處理的基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機物，同時合成自身細胞(活性污泥)。在好氧處理中，可生物降解的有機物最終可被完全氧化為簡單的無機物。采用好氧技術對豬糞尿及廢水進行生物處理，這方面研究最多的是SBR(Sequencing Batch Reactor)工藝，即序批式活性污泥法。它把污水處理構筑物從空間系列轉化為時間系列，在同一構筑物內進行進水、反應

16、、沉淀、排水、閑置等周期。SBR具有流程簡單，占地面積小，運行靈活，耐沖擊負荷，自動化程度高，污泥濃度高，反應期存在濃度梯度，能加快反應速度，抑制污泥絲狀膨脹等優(yōu)點。因此，SBR在難降解有機物處理的研究中越來越受到重視， 現(xiàn)在已廣泛用于豬場廢水處理，但單獨使用SBR工藝的極少，多是采用SBR與其他方式結合處理。2.3 組合處理模式對于高濃度有機廢水特別是養(yǎng)豬場廢水，厭氧-好氧-自然處理組合工藝是公認的經(jīng)濟處理方法。如鄧仕槐等采用氣浮-ABR-CASS-濕地及生態(tài)塘為主體的廢水處理工藝，處理后的廢水COD、氨氮、SS等指標都能達到排放標準。且該工藝耐沖擊負荷能力強，剩余污泥量少，操作管理簡單，運

17、行成本低8。但是所報道的厭氧-好氧組合工藝如CSTR-SBR工藝、ASBR-SBR工藝、IC-SBR工藝、UASB-SBR工藝等處理豬場廢水的效果都不甚理想，特別是好氧后處理單元豬場廢水厭氧消化液的低碳氮比限制了SBR處理豬場廢水脫氮除磷的效果，一般需通過補充碳源物質，如乙酸、乙酸鈉、豬場糞便提高SBR脫氮除磷效果。另外，通過調整工藝路線也可實現(xiàn)SBR工藝碳源補給。如鄧良偉對傳統(tǒng)的ICSBR工藝加以改進，形成厭氧-加原水-間歇曝氣工藝Anarwia工藝。將大部分畜禽養(yǎng)殖廢水進行厭氧消化后，出水再與小部分未經(jīng)厭氧消化的養(yǎng)殖廢水混合，然后采用間歇曝氣序批式反應器處理混合水，該Anarwia工藝處理

18、效果與序批式反應器直接處理工藝相同。但其水力停留時間、工程投資、剩余污泥量、，并能回收沼氣，說明Anarwia工藝頗具優(yōu)勢。該工藝已成功應用于杭州燈塔養(yǎng)殖總場廢水處理工程，且處理效果良好。縱觀現(xiàn)在國內養(yǎng)豬場廢水處理設計的三種模式，自然處理模式利用自然生態(tài)循環(huán)來消納污染物，需要占用大量的土地，適用于規(guī)模不大、遠離城鎮(zhèn)社區(qū)的養(yǎng)豬場。但是隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，土地資源的日益緊張，養(yǎng)豬場逐漸的規(guī)模化，工業(yè)化處理模式更受到關注，因此養(yǎng)豬場廢水處理設計模式將逐漸向混合式處理模式發(fā)展，從而使得養(yǎng)豬場廢水中的高濃度的有機物和懸浮物能夠被經(jīng)濟有效地去除，同時也能夠全面處理豬場的水、氣、固三類廢物并進行回收利用。三

19、丶本課題研究內容本課題研究UASB +生物接觸氧化+氧化塘工藝處理某養(yǎng)豬場廢水工程設計項目pH總懸浮物(mg/L)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮(mg/L)糞大腸菌群個/L流量（m3/d）進水6-9300014000500013002.8×108700出水6-92004001508010000700出水水質達畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（GB18596-2001）標準要求出水水質;表2項目pH總懸浮物(mg/L)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮(mg/L)糞大腸菌群個/L流量（m3/d）出水6-92004001508010000500出水水質達畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染

20、物排放標準（GB18596-2001）標準要求 四丶本課題研究方案 廢水處理工藝流程主要包括前處理單元(格柵、集水池、調節(jié)池) 、U A SB 反應器、兼氧池、生物接觸氧化池、氧化塘等處理單元。處理工藝流程見圖 3 。格柵集水池應用調節(jié)池儲氣拒脫硫塔脫水塔外排農田污水回流污泥污泥濃縮池除臭塔鼓風機消毒池好氧塘生物接觸氧化池兼氧池UASB反應器 污泥 出氣2主要構筑物和設備1) 格柵。 格柵池,主要用于去除廢水中顆粒較大的殘渣及懸浮物,防止后續(xù)處理構筑物的堵塞。2) 集水池。集水池用于匯集經(jīng)格柵處理后的廢水,同時沉淀砂石等無機雜質,然后定量用泵打入離心機進行離心分離。3) 調節(jié)池。離心后的廢水自

21、流進調節(jié)池,該池利用厭氧回流、硝化液回流,與離心后的原水在調節(jié)池內混合,調節(jié)水質、水量、水溫和pH值,使工藝進水的各項污染指標保持在一定的濃度進料,減小工藝的運行負荷。4) UASB反應器。厭氧反應器采用鋼混結構的UASB池,其出水一部分回流到調節(jié)池,以水中較高的碳酸鹽堿度調節(jié)原水的pH值,利于處理效率的穩(wěn)定,另一部分出水則進入兼氧池進一步處理。此工段產生沼氣,設計水封及氣水分離器。5) 兼氧池,功能:由厭氧到好氧間兼氧過渡,可減少好氧對溶解氧的需求量,并使菌種有適應過程;是生物脫氮去磷的工藝點;去除不溶性COD。生物接觸氧化池。其功能為:去除BOD5,硝化脫氮,除磷。6) 好氧塘。,功能:綜

22、合性凈化水質;反硝化將硝態(tài)氮轉化為硝酸鹽;將積磷菌吸引的有機磷轉化為磷酸鹽沉淀去除。8)消毒池。消毒池1座,五丶研究目標、主要特色及工作進度：(1) 研究目標:  此次畢業(yè)設計即是通過工程設計，計算以及方案胡實施對所學知識的綜合利用。 通過對污水水質的分析，綜合各方面因素，設計采用UASB +生物接觸氧化+氧化塘工藝進行污水處理。工藝每個構筑物的設計計算，都是在利用污水處理廠管理運行經(jīng)驗并結合實際情況，力求做到比較專業(yè)的污水處理廠設計。設計通過對污水處理廠總平面圖和構筑物的CAD制圖，使設計更為直觀的體現(xiàn)在紙上，使設計思路一目了然。 本次設計雖然困難重重，過程坎坷

23、，但是結果是美好的。心理也有一份特殊的喜悅和成就感。從工藝的選擇、設備的采用到污水處理廠的總體規(guī)劃布置以及對工程經(jīng)濟效益的考慮，都讓我在不斷地對比，查閱，修改過程中學到了很多知識。同時此次設計也讓我看到了自己在學業(yè)上的不足，更督促我去鉆研將這個專業(yè)，希望做到一個合格優(yōu)秀的工程設計師，為國家的環(huán)保事業(yè)做一份貢獻。 本次畢業(yè)設計有一個更加真實的效果讓我們學會查閱資料、總結概括和知識運用。所以該畢業(yè)設計的確非常鍛煉我們的能力，提高了作為環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生對環(huán)境知識的運用技能。(2) 主要特色:本設計完成了生豬養(yǎng)殖場廢水處理工程設計。在完成過程中，結合目前高濃度有機廢水的處理概況以及廢水的水

24、質特點，通過對比不同的工藝，最終選擇預處理UASB +生物接觸氧化+氧化塘工藝組合的主體工藝對廢水進行處理。預處理能夠使養(yǎng)豬場廢水的理化性狀適合于后續(xù)處理工藝要求，調節(jié)水質、均衡水量、去除廢水中的較大懸浮物，以保證后續(xù)處理設施的正常運行以及降低其他處理設施的處理負荷，同時為生物的深度處理創(chuàng)造適宜的條件。UASB工藝，在池子底部設有污泥床，依據(jù)進水與污泥床的高效接觸，依靠頂部的三相分離器進行氣、液、固的分離，能夠使污泥維持在污泥床內而很少流失。UASB 工藝可以有效去除養(yǎng)豬場高濃度有機廢水中的 BOD、COD和固體懸浮物等。通過該處理工藝,出水可以達到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（GB18596-2

25、001） 。(3)工作進度：序號各階段工作內容起訖日期備注1撰寫文獻綜述、開題報告1周 2撰寫文獻綜述、開題報告1周 3撰寫畢業(yè)設計說明書2周4撰寫畢業(yè)設計算書2周5繪制、設計工程圖紙4周6校核與文件整理1周7畢業(yè)設計答辯1周六、參考文獻：1 葉美鋒，林代炎，林琰.規(guī)?；B(yǎng)豬場污水綜合治理工藝模式分析J.能源與環(huán)境，20062 姚來銀，許朝暉.養(yǎng)豬廢水氮磷污染及其深度脫氮除磷技術探討J. 中國沼氣，20033 張克強，高懷友. 畜禽養(yǎng)殖液污染物處理與處置M.北京：化學工業(yè)出版社，20044 沈瑾，路旭，孫瑜. 規(guī)?；i場糞污水處理固液分離工藝J.中國沼氣，1997.5 Entry J A. Phillips I. Stratton H.Polyacrylamide+Al2(SO4)3 and polyacrylamide + CaO remove coli form bacteria and nutrients from swine wastewater J. 外文期刊，2003.6 劉宇賾，韋彥斐.