年出栏15万头猪场粪便污水处理工程技术方案

年出栏15万头猪场粪便污水处理工程技术方案山东科能生物科技有限公司二一八年八月山东科能生物科技有限公司项目编号版 本编 制校 核审 核项目名称年出栏15万头猪场粪便污水处理工程页 码第 页共 页目录第一章 山东科能生物科技公司简介31.1 公司简介31.2 主要产品技术简介3第二章 项目概况72.1项目概述72.2设计规范72.3设计原则72.4设计范围8第三章 工艺设计83.1 设计水质、水量及排放标准83.1.1 废水水量83.1.2进水设计水质83.1.3设计排放标准93.2工艺流程93.2.1工艺流程选择93.2.2工艺流程103.2.3工艺特点113.3 主要构建筑物设计及设备选型113.3.1 格栅井113.3.2 集水井123.3.3 酸化调节池123.3.4 XR厌氧反应器133.3.5 厌氧脱氮反应器143.3.6竖流沉淀罐143.3.7 A/O反应池143.3.8二沉池153.3.9 絮凝沉淀池153.3.10 消毒池（回用水池）163.3.11污泥浓缩池163.3.12污泥脱水间173.3.13 沼气利用系统17第四章 工程项目明细17第五章 经济效益分析215.1.1电费215.1.2 药剂费225.1.3 人工费225.1.4运行费用合计225.2.1沼气收益225.2.2沼渣收益225.2.3 污水处理收费收益23第六章 项目进度计划23第七章 技术服务和质量保证23附件：附件1 构筑物一览表附件2 设备一览表附件3设备用电统计表附件3 工艺流程图附件4 平面布置图第一章 山东科能生物科技有限公司简介1.1 公司简介山东科能生物科技有限公司成立于2017年，总部设在风景秀丽的黄河入海口，第二大油田腹地东营市，公司前身主要做天然气供应和炼化气回收，自2013年开始公司将主业转向沼气综合利用，通过近5年的实际运行，公司总结了一套切实可行的运行模式，既节约了成本又增加了经济效益。1.2 主要产品技术简介目前，山东科能生物科技有限公司已经在废水处理领域和沼气工程领域显示出了雄厚的实力，已承担多家畜禽粪便、秸秆沼气工程项目，积累了丰富的经验。山东科能有限公司的一些技术在国内外处于领先地位，其中主要包括：产品一秸秆厌氧反应器产品简介XR秸秆厌氧反应器作为高效的厌氧反应器，它采用了梯度搅拌、旋流布料、浮渣循环、重力排沙、循环增温等技术，大大提高了厌氧罐内的固体停留时间，强化了物料和菌种的混合，显著提高了厌氧反应器的容积产气率，大幅度缩短了厌氧反应器内物料反应时间。产品特点（1） 容积产气率高：1.54 m3/m3.d（2） 不堵塞、不结壳（3） 排沙能力强，罐内无沙粒积累（4） 系统完全封闭，无异味排放（5） 水力搅拌和机械搅拌结合，增强生物传质（6） 系列化、标准化生产，产品质量可靠（7） 启动时间短，操作控制简单（8） 内部无运转部件，使用寿命长（9） 集气效果好，沼气收集完全（10） 适应处理高浓有机废水范围广泛应用范围以畜禽粪便、农作物秸秆、餐厨垃圾、有机污泥为原料的大型沼气工程相关业绩烟台海阳鼎力种鸡有限公司大型沼气工程东营大地乳业有限公司大型沼气工程工程实景烟台海阳鼎力种鸡有限公司大型沼气工程东营大地乳业有限公司大型沼气工程第二章 项目概况2.1项目概述本项目是年出栏15万头养猪场粪污处理工程，养猪场采用水清粪工艺，废水与粪便混合在一起，含有大肠杆菌、粪便链球菌等危害人体健康的致病菌。若不对此废水进行处理直接排放，将会对环境造成严重污染。受其委托，我公司根据相关资料编制了本设计方案。2.2设计规范畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）；沼气工程技术规范(NY/T1220-2014)规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范(NY/T1222-2006)规模化畜禽养殖场沼气工程设备选型技术规范(NY/T2600-2014)室外排水设计规范；给水排水设计手册；建筑设计防火规范（GBJ16-87）；供配电系统设计规范GB50052-2009低压配电设计规范GB50054-2011建筑照明设计标准GB50034-2004交流电气装置接地设计规范GB50065-2011工业企业厂界噪声标准GB12348-2008混凝土结构设计规范GB50010-20102.3设计原则本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：1） 本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保各项出水水质指标均达标排放。2） 采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。3） 设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。4） 系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。5） 设计美观、布局合理。6） 设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。7） 尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。8） 充分考虑系统对今后生产工艺变化给水质带来的变化的适应性，满足企业长期发展的需求。2.4设计范围本次粪污处理项目的总体设计，包括工艺、设备、建筑、结构、仪表、电控以及给排水等方面提出总体要求，具体内容如下：工艺设计：主要包括废水处理工艺和污泥处理及处置；土建设计：废水处理站各废水处理单元的建筑、结构设计；设备设计及选型：配套工艺通用设备的选型及非标设备的设计，力求经济高效；电控、仪表设计：结合废水处理站的情况，废水处理站尽量采用自动控制，关键部位设置测量监控仪表，确保废水处理站的运行经济、稳定；给排水设计：包括处理流程内用水点的给水设计及废水处理站界区内雨水、废水管线设计。第三章 工艺设计3.1 设计水质、水量及排放标准3.1.1 废水水量废水处理站按500m3/d进行整体设计，考虑废水排放特性，安装1.2的变化系数，本方案小时废水处理量按25m3/h进行设计。3.1.2进水设计水质根据建设方提供数据结合我公司同类废水工程经验，设计进水水质指标如下：表2-1 设计进水水质一览表污染物名称污染物浓度CODcr：18000 mg/LBOD5：9000mg/LSS:15000 mg/LNH3-N：2200 mg/L3.1.3设计排放标准要求处理后的废水执行畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）。具体指标如下：表2-2 废水排放标准一览表污染物名称限值CODcr：400mg/LBOD5：150mg/LSS:200mg/L总磷8mg/LNH3-N：80mg/L3.2工艺流程3.2.1工艺流程选择废水处理工艺的选择与废水性质及进、出水水质要求密切相关。养殖场所排废水属中高浓度有机废水，可生化性良好，故该类废水易采用生化法处理工艺。1）有机物的去除该养殖废水有机物含量较高，前端宜采用厌氧消化工艺，在去除有机污染物的同时，能够回收大量沼气，沼气作为清洁能源，用于发电或提纯外卖，具有非常高的经济价值。在后端采用好氧曝气的方法，能够保证外排水稳定达标。2）氨氮的去除养猪场废水中的氨氮含量较高，通常采用硝化反硝化的工艺去除总氮和氨氮，投资运行费用较高。我公司在处理高氨氮废水时采用短程硝化反硝化工艺，具有投资少、运行费用低的特点，具有较高的技术优势。养殖废水属于中高浓度有机废水，要做到项目的稳定达标，并降低运行费用，我公司结合该项目废水的特点及处理程度以及我公司类似工程处理经验，决定推荐厌氧+短程硝化反硝化+絮凝沉淀处理工艺方案供业主参考。 3.2.2工艺流程原废水机械格栅集水井酸化调节池XR厌氧罐竖流沉淀罐脱氮反应罐A/O反应池絮凝沉淀池出 水加药消毒污泥浓缩池压滤机房鼓风机剩余污泥图3-1 废水处理工艺流程图 流程说明：来自养猪场的废水及生活废水经管道收集流经机械格栅去除较大悬浮固体等杂质后，进入集水井，经泵提升至酸化调节池，均匀水质并经初步水解后进入XR厌氧反应罐，经厌氧处理后自流排至脱氮反应罐，废水中的氨氮和回流的亚硝态氮进行厌氧氨氧化反应脱除废水中的总氮和氨氮，然后废水自流至竖流沉淀罐，利用重力沉淀的方法去除废水中的悬浮物，然后废水自流进入后续A/O短程硝化反硝化系统，在硝化池内通过短程硝化将废水中的氨氮转化为亚硝态氮，通过硝化液回流至厌氧脱氮反应器，为厌氧氨氧化提供反应条件。同时，通过反硝化将废水中的部分亚硝态氮转化为氮气，进一步脱除总氮。A/O反应池出水自流至二沉池，截留微生物菌种，二沉池出水加入絮凝剂和助凝剂，形成易于沉淀的絮凝物，在絮凝沉淀池内再次进行固液分离，上清液经消毒后外排。所有工艺环节产生的剩余污泥排至污泥浓缩池，将重力浓缩后用带式压滤机脱水，干污泥用于农田利用，滤液回污水处理调节池。厌氧反应器和厌氧脱氮反应器产生的沼气用管道收集，经脱硫脱水净化后用于沼气发电，电力上网销售，发电余热用于厌氧反应器的加热。3.2.3工艺特点该工艺具有以下优点：A、 采用我公司XR双路循环厌氧反应器工艺，能有效降解高浓度有机废水，为后续处理的有效性提供良好的保障；B、 采用短程硝化反硝化好氧处理工艺，能同时进行有机物的降解、硝化和反硝化以及生物脱氮除磷过程；C、 容积负荷高，耐冲击负荷能力强D、 通过改变曝气时间能较好地缓冲进水水量和水质波动；E、 处理效果好，排出的剩余污泥稳定化程度高；F、 自动化程度高、工艺简单、维修方便；G、 能有效避免丝状菌繁殖，防止污泥膨胀。3.3 主要构建筑物设计及设备选型3.3.1 格栅井功能：放置格栅， 隔除废水中含有的固体悬浮物和大颗粒杂质，防止堵塞，损坏后续处理设施。设计水量：25m3/h尺寸:3.0m0.5m4.0m数量：1座结构：钢砼设备配置：A、旋转式格栅除污机：XGS400数量：1台材质：栅轴、联接板为不锈钢，耙齿为尼龙，其余为碳钢防腐3.3.2 集水井功能：用于收集过格栅后污水，同时通过污水泵提升进入后续处理设备。设计水量：25m3/h内控尺寸：D3m4m结构：钢砼结构停留时间：1h有效容积：20m3总容积：28m3设备配置：A、废水提升泵型号：80WQ30-15-3.0数量：2台（1用1备）流量：Q=30m3/h扬程：H=15.0m功率：N=3kW B、超声波液位计1套 3.3.3 酸化调节池功能：调节水质水量并对废水进行预酸化处理。设计水量：25m3/h内控尺寸：20m4m5m结构：钢砼结构停留时间：14.4h有效容积：360m3总容积：400m3设备配置：A、 穿孔曝气管：1套B、 废水提升泵型号：80WL35-28-7.5数量：2台（1用1备）流量：Q=35m3/h扬程：H=28m功率：N=7.5kW C、 超声波液位计1套 D、 电磁流量计1套：DN100 3.3.4 XR厌氧反应器功能：利用厌氧菌去除有机污染物，并回收大量沼气。设计水量：25m3/h内控尺寸：D11m23m结构：碳钢制作，内外防腐，外保温，保温厚度为150mm岩棉停留时间：3.33d有效容积：2000m3总容积：2184m3设计水温T=30污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.5m3/kgCOD设备配置：A、 水封器：1套，外形尺寸D1.0m1.2mB、 厌氧循环泵型号：150WL160-15-15数量：2台（1用1备）流量：Q=160m3/h扬程：H=15m功率：N=15kW C、 电磁流量计1套：DN200D、 沼气流量计1套：DN125 3.3.5 厌氧脱氮反应器功能：利用厌氧脱氮氨氧化菌脱除废水中的总氮和氨氮，并回收少量沼气。设计水量：25m3/h内控尺寸：D8m20m结构：碳钢制作，内外防腐，外保温，保温厚度为150mm岩棉停留时间：1.38d有效容积：1000m3设计水温T=30设备配置：A、水封器：1套，外形尺寸D1.0m1.2m3.3.6竖流沉淀罐功能：利用重力沉淀原理分离厌氧出水携带的污泥，降低后续工艺处理负荷。设计水量：120m3/h内控尺寸：D8m10m，共2台，表面负荷1.2m3/m2.d设备集泥斗高度6m，支腿高度6.5m结构：碳钢制作，内外防腐停留时间：5.16h有效容积：600m3 3.3.7 A/O反应池功能：通过硝化反硝化反应脱除氨氮和总氮，并利用好氧菌去除污水中的有机污染物。设计水量：25m3/h设计硝化负荷：0.04kg氨氮/kgMLSS设计反硝化负荷：0.06kg总氮/kgMLSS设计污泥浓度：5000mg/L内控尺寸：缺氧池：20m13m6m，有效容积1430m3，总容积1560m3.好氧池：20m6m6m5座，有效容积3300m3，总容积3600m3.水力停留时间：6.56d设备配置：A、 潜水搅拌机2台：QJB400/960-4/C/S,电机功率4kw，叶轮直径400mm，叶轮转速960r/min，推力1200NB、 曝气风机2台：NSR-200,转速1390r/min，流量53m3/min，升压63.7kpa，功率90kw。共2台，一用一备C、 可提升微孔曝气器：D65-750,共600套，材质三元乙丙橡胶D、 内回流泵2台：QHB2.5,电机功率2.5kw，叶轮直径400mm，回流量400m3/h，扬程0.5mE、 在线溶氧仪：2套，量程0-10mg/LF、 在线PH计：2套，量程1-143.3.8二沉池功能：通过重力沉淀截留好氧出水携带的活性污泥。设计水量：120m3/h内控尺寸：二沉池：D15m4.5m，有效容积700m3，总容积790m3.污泥井：2m2m6m，有效容积22m3，总容积24m3.出水井：3m3m4.5m，有效容积36m3，总容积40m3设计表面沉降负荷：0.65m3/m2.d结构：钢砼结构设备配置：A、 周边传动虹吸泥机：XZBH-15,功率0.75kwB、 污泥回流泵：80WL50-10-3,流量50m3/h，扬程10m，功率3kw，共两台，一用一备C、 硝化液回流泵：150WL130-30-22,流量130m3/h，扬程30m，功率22kw，共2台，一用一备3.3.9 絮凝沉淀池功能：通过加入絮凝剂形成絮凝物然后利用重力沉淀去除，以达到净化水质的目的。设计水量：25m3/h内控尺寸：絮凝沉淀池：D8m4.5m，有效容积200m3，总容积226m3.污泥井：2m2m6m，有效容积22m3，总容积24m3.设计表面沉降负荷：0.65m3/m2.d结构：钢砼结构设备配置：A、 单周边传动虹吸泥机：XZBH-8,功率0.55kwB、 PAM药剂搅拌罐：容积2000L，配备搅拌机功率0.75kw，共2台，一用一备C、 PAM计量泵2台：JBB15/1.0,流量15L/h，压力1.0mpa，电机功率0.06kwD、 PAC药剂搅拌罐：容积2000L，配备搅拌机功率0.75kw，共2台，一用一备E、 PAC计量泵2台：GM170/0.7,流量170L/h，压力0.7mpa，电机功率0.37kwF、 穿孔曝气管2套：DN25.3.3.10 消毒池（回用水池）功能：通过加入次氯酸钠溶氧对废水进行消毒，消毒后的废水可回用或外排。设计水量：25m3/h接触消毒时间t30min；内控尺寸：3m3m4.5m，有效容积36m3，总容积40m3.结构：钢砼结构设备配置：A、 次氯酸钠储存罐1座：有效容积30m3，玻璃钢制作B、 次氯酸钠计量泵2台：GM170/0.7,流量170L/h，压力0.7mpa，电机功率0.37kw3.3.11污泥浓缩池功能：通过重力沉淀的办法将进入水池的污泥进行浓缩，以减少加药量。设计水量：5m3/h浓缩时间t12h；内控尺寸：D5m6m，有效容积100m3，总容积117m3.结构：钢砼结构设备配置：A、污泥提升泵：G50-1,流量15m3/h，压力0.6mpa，电机功率3kw，共2台，一用一备3.3.12污泥脱水间功能：安装板框压滤机对污泥进行脱水，脱水后污泥含水率可降至75%80%左右。设计污泥量：18m3/h，工作时间12h外形尺寸：12m6m4.5m结构：轻钢结构设备配备：A、 板框压滤机1台，过滤面积100m2，电机功率1.5kw，外形尺寸：70701270m14153.3.13 沼气利用系统功能：将厌氧反应器产生的沼气收集，然后通过脱硫脱水进行沼气净化，然后用沼气进行沼气发电上网，利用发电机组余热锅炉回收的热能将废水加热，以减少加热费用。设备配备：A、 沼气储柜：YD-1000,储气容积1000m3，配备防爆风机1台，功率1.5kwB、 湿法脱硫系统：1套，络合铁脱硫。将整套设备集装成撬，既方便移动，又节省占地面积。C、 沼气提纯生物燃气设备。10000方提纯设备一套，采用膜法分离技术，集装成撬。D、 沼气发电机组：400kw发电机组1台E、 发电余热锅炉1套第四章 工程项目明细4.1土建部分序号设施名称内控尺寸结构形式容积或面积备注1厌氧罐基础D11.60.8m钢砼结构84.52厌氧氨氧化罐基础D8.60.8m钢砼结构46.43竖流沉淀罐基础D7.60.8m钢砼结构36.24气柜基础D12.60.5m钢砼结构62.305脱硫基础12m10m0.6m钢砼结构606集水池D3m4m钢砼结构28.267格栅池3.0m0.5m4.0m钢砼结构68水解调节池20m4m5m钢砼结构4009缺氧池20m13m6m钢砼结构156010好氧池20m6m6m5座钢砼结构360011二沉池D15m4.5m钢砼结构79412污泥池2m2m6m钢砼结构2413絮凝反应池3m3m4.5m钢砼结构40.514絮凝沉淀池D8m4.5m钢砼结构22615絮凝污泥池2m2m6m钢砼结构2416消毒回用池3m3m4.5m钢砼结构40.517污泥浓缩池D5m6m钢砼结构11718污泥脱水间12m6m4.5m砖混结构7219风机间7.2m6m4.5m砖混结构43.220操作控制间7.2m6m4.5m砖混结构43.221沼气发电间12m6m8m砖混结构7222合计4.2外购标准设备部分序号设备名称规格型号材料数量备注1一级提升泵80WQ30-15-3.0HT2002台2二级提升泵80WL35-28-7.5HT2002台3厌氧循环泵150WL160-15-15HT2002台4硝化液回流泵150WL130-30-22HT2001台5潜水搅拌机QJB400/960-4/C/S3042台罗兹鼓风机NSR-200HT2002台6内回流泵QHB2.5,3042台7污泥回流泵80WL50-10-3HT2002台8絮凝污泥提升泵50WQ10-10-0.75HT2002台9污泥提升泵G50-1HT2002台10板框压滤机100平成套设备1台11脱硫循环泵IH100-65-250不锈钢2台12脱硫再生泵IH65-40-200不锈钢2台13碱液投加泵GM170/0.7Pvc2台14PAM计量泵JBB15/1.0PVC2台15PAC计量泵GM170/0.7PVC2台16次氯酸钠投加泵GM170/0.7PVC2台17沼气发电机组500kw成套设备1台18发电机余热锅炉机组配套成套设备1台19超声波液位计3套20电磁流量计DN100衬氟1台21电磁流量计DN200衬氟1台22电磁流量计DN80衬氟1台23沼气流量计DN1251台24在线溶氧仪2台25在线PH计2台合计4.3非标设备部分序号设备名称规格型号材料数量备注1厌氧反应器D11m*23m碳钢防腐1台2旋转式格栅除污机XGS4003041台3厌氧氨氧化反应器D8m*20m碳钢防腐1台4水封器D8m*10m碳钢防腐2台5沼气柜YD-1000PVC1台沼气系统6竖流沉淀罐700010000碳钢防腐2台7周边传动虹吸泥机XZBH-15水下3041台二沉池8周边传动虹吸泥机XZBH-15水下3041台絮凝沉淀池9PAM药剂搅拌罐2000LPE1台絮凝沉淀池10PAC药剂搅拌罐2000LPE6台絮凝沉淀池11次氯酸钠储罐30M3PE1台消毒12水解池穿孔曝气管碳钢防腐1台13消毒池穿孔曝气管1组14微孔曝气器600套15电控仪表1项16管道管件1项17平台爬梯护栏1项18络合铁脱硫撬1套注：1土建由我方设计，建设方组织施工。 第五章 经济效益分析5.1 运行费用5.1.1电费序号设备名称单位数量单机功率（kw）装机功率（kw）运行功率（kw）运行时间（h）加权功率（kw）工作备用1格栅台100.750.750.75240.752一级进料泵台113632433二级进料泵台117.5157.5247.54污泥回流泵台114442445厌氧循环泵台1115301524156潜水搅拌机台204882487罗兹鼓风机台11901809024908硝化液回流泵台1122442224229内回流泵台202.55524510污泥回流泵台1136324311周边吸泥机台100.750.750.75240.7512周边吸泥机台100.750.750.75240.7513PAM搅拌罐台111.531.5241.514PAC搅拌罐台111.531.5241.515PAM计量泵台110.060.120.06240.0616PAC计量泵台110.370.740.37240.3717次氯酸钠计量泵台110.370.740.37240.3718污泥提升泵台110.751.50.75240.7519污泥提升泵台11363121.520板框压滤机台101.51.51.5120.7521脱硫循环泵台1148424422再生循环泵台11153015241523脱硫剂搅拌罐台101.51.51.5120.7524加药计量泵台110.370.740.37240.3725合计357.09189.67186.67系统装机容量357.09kw，运行功率186.67kw。运行电费为：186.67kw/h0.65元/kwh24h/d600m/d=4.85元/m。5.1