养猪场150吨废水处理.doc

宜城宏天养猪场70吨/日沼液废水处理设计方案及预算目录目录2第一章：概述311、工程概况312、排水量分析313、水质分析414、排水指标4第二章：设计依据及原则421、设计依据422、设计原则4第三章：养殖场污水处理系统工艺分析531、处理工艺介绍532、主要构筑物参数1733、主要设备表19第四章：土建、公用设计2041、建筑设计20411、 设计依据2042、 结构设计20421、设计依据21422、设计原则2143、配电照明22431、 遵循的设计标准和规范22432、 设计内容22433、 电能计量和保护22434、照明22435、建筑防雷22436、接地及安全2344、给排水2345、自动控制23451、控制原理简述23第一章：概述11、工程概况宜城市宏天农牧有限公司成立于2008年，注册资本800万元，是一家专门从事良种猪繁育推广和瘦肉型猪生产的民营企业。宏天公司拟投资1135万元，建设万头标准化规模养猪场，场址坐落于宜城市刘猴镇洪冈村，总占地面积100亩，同时拥有位于拟建猪场周边的150亩丹天观水库及130亩林地的使用权，该猪场生产规模为年存栏猪6000头、年出栏猪三元商品猪15000头。生猪远销广东、香港、上海等地。12、排水量分析养猪场水平衡图：新鲜水8213吨/年30660吨/年猪饮用水损耗1643吨/年猪尿6570吨/年冲洗用水20987吨/年损耗6296吨/年猪粪1314吨/年冲洗排水16005吨/年生活用水1314吨/年1095吨/年损耗219吨/年生活排水876吨/年三格化粪池污水处理系统杂用水365吨/年达标农灌通过上述水平衡图，可以看出，生产用水排水量为22575吨/年，生活排水量为876吨/年。折合单日生产用水为63吨/日，生活用水2.5吨/日。本设计按每日废水处理能力70吨设计，折合每小时处理3吨。13、水质分析该猪场废水水质状况如下：废水种类排水量（t/d）主要污染物浓度（mg/L）CODBOD5SS氨氮总磷猪舍废水636500300070030030生活污水2.525015016030合计65.5626228916792902914、排水指标第二章：设计依据及原则21、设计依据1、建设单位关于本方案的技术要求及建设单位所提供的有关资料。2、室外排水设计规范（GB50014-2006）3、污水综合排放标准（GB8978-2006）4、肉类加工工业水污染物排放标准（GB13457-92）5、给水排水工程设计手册6、水处理设备制造技术条件（JB2932-86）7、其他国家和地方相关的法律、法规、标准。22、设计原则采用技术先进、运行可靠、运行费用低、操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来；采用成熟先进技术，提高处理效率，降低工程投资和运行费用；平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅；采用先进的控制手段，保证操作运行与维护管理方便可靠；管理、运行及维修方便，考虑自动化操作，减少操作劳动强度； 设备选型采用通用产品，选购的产品在国内应当是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。设计美观、布局合理、降低噪音及合理处置固体废弃物，改善污水站及周围环境，避免二次污染。第三章：养殖场污水处理系统工艺分析31、处理工艺介绍由于养猪场废水COD、BOD5、SS、氨氮等污染物含量高，属于高浓度有机废水。传统的活性污泥法处理养猪场废水具有基础建设投资大，运行费用高，对废水中的消毒剂，抗生素耐受能力差这些不利因素，故而不予推荐。针对这种高浓度有机废水，一般采用厌氧、缺氧、好氧处理方法，这种方法由于有厌氧消化工艺段，提高了系统对消毒剂、抗生素的耐受。并且，好氧、缺氧工艺完成微生物对氨氮降解的硝化反硝化过程，故结合农业部推广沼气技术这一新能源政策，参照其他类似养殖场的沼气工程实施现状，提出以下处理工艺。污水处理工艺流程框图圈舍排水及生活污水格栅调节池/短硝化池UASB沼气池MBR生物稳定塘UASB出水沉淀池达标排放污泥回流沼渣干化剩余污泥干化污泥/沼渣外售定期清塘塘泥干化外售65.5t/d65.5t/d60t/d5.5t/d滤液回流兼氧池污水回流废水经过圈舍外化粪池处理后，经收集管道混合，进格栅，隔出大的悬浮物后，进入调节池/短硝化池。在调节池/短硝化池内进行预曝气，控制DO在2.02.5mg/L之间，使水中氨氮在亚硝酸盐细菌作用下发生短硝化过程，产生亚硝酸盐氮，为厌氧反应器内进行的厌氧氨氧化提供电子受体，提高厌氧反应器内氨氮的去除率，这种方法不需要外加碳源，可以很好的脱出低C/N比废水中的氨氮。调节池内废水，60t/d进入UASB沼气池。养殖废水发酵产沼气是农业部推荐的清洁生产的一种方法，UASB沼气池属于第二代厌氧发酵产沼气的装置。UASB反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed，升流式厌氧污泥流化床）是一种利用厌氧微生物进行厌氧降解有机物的装置。厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为510kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。一般来说，厌氧分解分四个阶段：（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。 （4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。水解酸化只是有机物厌氧分解的前三个阶段，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只有在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。同时，在厌氧环境内，废水中的氨氮在作微生物用下，发生厌氧氨化，厌氧氨化是指含氮有机物如蛋白质、尿素等被微生物分解而转变为氨的过程。氨化过程一般可分为两步: 第一步是含氮有机化合物（蛋白质、核酸等）降解为多肽、氨基酸、氨基糖等简单含氮化合物； 第二步则是降解产生的简单含氮化合物在脱氨基过程中转变为NH3。在有硝酸根，亚硝酸根存在的情况下，氨化后的废水又在厌氧氨氧化细菌的作用下发生厌氧氨氧化作用，厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，微生物直接以NH4+为电子供体，以NO3-或NO2-为电子受体，将NH4+、NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。其反应式可假定为：从而达到去除氨氮的目的。UASB工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，在污水处理工程中得到广泛的应用。UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。经UASB处理后的沼液，自流进入兼氧池。自UASB出水的沼液，具有COD高，BOD低，氨氮高，C/N失调等特点，为了调整这些不利因素，自调节池引入未经厌氧处理的养殖废水至兼氧池，改善废水性质，为后续生化处理做好准备。兼氧微生物可适应COD浓度较高的废水，进水COD浓度可提高到2000mg/L以上，COD去除率一般在5080% 。同时，兼氧池内反硝化细菌在兼氧环境内还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）。微生物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-NH4+有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-NO2-N2。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示： C6H12O6+12NO3-6H2O+6CO2+12NO2-+能量 CH3COOH+8NO3-6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应： 5S+6KNO3+2H2O3N2+K2SO4+4KHSO4经兼氧池处理后的废水，进入MBR反应器。膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点:1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零。2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,运行控制灵活稳定。3、由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。4、利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。5、由于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效率。6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。在COD、BOD降解的同时，膜生物反应器内同时进行着硝化作用，硝化作用是指将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝态氮的生物化学反应，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成。该反应历程为：亚硝化反应 硝化反应 总反应式 发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3和NO2-的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32、HCO、CO2等。假定细胞的组成为C5H7NO2，则硝化菌合成的化学计量关系可表示为：亚硝化反应 硝化反应 在综合考虑了氧化合成后，实际应用中的硝化反应总方程式为：从上述反应方程式可以看出，维持正常硝化反应需要在好氧环境中，并且有足够的碳源，并且有适当的碱度，以中和反应产生的质子。故而，硝化作用在好氧条件下进行。MBR出水，设计回流量100%，回流到兼氧池，进行反硝化过程，完成硝化反硝化这一微生物脱氮的全过程。经MBR处理后的出水，进入人工湿地/稳定塘处理系统。人工湿地/稳定塘是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。人工湿地/稳定塘处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点。人工湿地/稳定塘对各种污染物的去除作用机理：SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。其具体去除机理可做如下概况：1.湿地基质的过滤吸附作用污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，在范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的架桥作用而被吸附。此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成土壤胶体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。2. 湿地植物的作用植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的不同，被分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。其次，植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。由此可见，湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。3. 微生物的消解作用湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。经人工湿地/稳定塘处理后的出水，达到排放标准，可用于农田灌溉。32、主要构筑物参数调节池/短硝化池调节池停留时间：6h；调节池容积：18m3；调节池设计尺寸（长*宽*高）：3m*3m*2.5m调节池结构形式：砖混结构短硝化池停留时间：1.5h短硝化池容积：4.5短硝化池设计尺寸（长*宽*高）：3m*1.5m*2.5m；短硝化池结构形式：砖混结构短硝化池内设微孔曝气盘，提供短硝化所需氧气。UASB沼气池沼气池为农业部指导设计建造，该部分不做详细论述兼氧池兼氧池停留时间5小时兼氧池容积：15m3兼氧池设计尺寸：3m*3m*2.5m兼氧池结构形式：砖混结构短硝化池内设微孔曝气盘，在溶解氧不足情况下补充溶解氧。MBR池MBR池停留时间：12小时MBR池容积：36 m3MBR池设计尺寸：3m*6m*2.5mMBR池结构：砖混结构MBR池内设微孔曝气盘，曝气充氧、内挂MBR膜、复合填料。人工湿地/稳定塘人工湿地/稳定塘停留时间：60天人工湿地/稳定塘设计水深：1.0m人工湿地/稳定塘面积：4200m2人工湿地/稳定塘塘底及四周做抗渗处理；人工湿地/稳定塘底部铺设人工反滤层，反滤层内设排水集水管；人工湿地/稳定塘进水为布水管均匀布水于塘表面。人工湿地中设置表面曝气设备，水质恶化时曝气充氧。简易污泥干化场面积：40m2设计尺寸：5m*8m*1.5m33、主要设备表序号名称规格单位数量1人工格栅1200mm*600mm，栅间距10mm个12USAB布水器套13三相分离器套14罗茨风机NSR65A台25MBR膜组件片1806MBR泵台27微孔曝气盘个508表面曝气机台19USAB进水泵台234、用电负荷表第四章：土建、公用设计41、建筑设计 411、 设计依据1)、工艺专业及其它各专业提供的设计条件；2)、国家现行的有关规范、标准；3)、建设地区自然条件。2.2 单体土建计算本项目建筑设计在满足工艺要求、经济合理、安全可靠的同时，立面造型简洁流畅，美观大方，为区域创造一个良好的环境空间。本综合站房一座，按功能划分为、配电值班室、化验室、配药间、深度处理间5个区域。建筑面积180 m2。建筑设计在满足工艺要求、经济合理、安全可靠的同时，立面造型简洁流畅，美观大方，为园区创造一个良好的环境空间。建筑物建筑作法为：建筑外立面为土黄色外墙涂料，灰色装饰色带，内墙为白色乳胶漆内墙面，门为塑钢全板门、窗为中空玻璃塑钢窗，地面为水泥地面。屋面为现浇钢筋混凝土屋面，采用挤塑聚苯板保温层，SBS防水卷材。该项目所有建筑物、构筑物耐火等级设计为二级，室内防护设施均满足单体生产需要，建筑防火，安全卫生及消防等均满足规范的要求。42、 结构设计421、设计依据建筑结构可靠度统一标准（GB50068-2001）建筑结构荷载规范（GB50009-2001 2006年版） 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）砌体结构设计规范（GB50003-2001）建筑抗震设计规范（GB50011-2001 2008年版） 地下工程防水技术规范（GB50108-2001）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）建筑工程抗震设计设防分类标准（GB50223-2008）422、设计原则1）建构筑物保护层最小厚度：与污水接触的墙板主要受力筋： 40mm.与水土接触的墙板主要受力筋： 35mm.与污水接触的梁柱主要受力筋： 40mm.与水土接触的梁柱主要受力筋： 35mm.地面以上的梁柱主要受力筋： 35mm.基础，底板受力筋：有垫层：40mm，无垫层：70mm.2）混凝土宜采用普通硅酸盐水泥，不得采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。混凝土的骨料选择良好级配水灰比不应大于0.50。43、配电照明本工程配电系统其主要功能是完成工艺图上所有用电点的配电，照明，插座等。 本工程电源采用三相五线制220/380V，由厂区变电所供电。本工程配电线路均采用BV-500型铜芯聚氯乙稀绝缘电缆穿焊接钢管埋地、埋墙暗设。431、 遵循的设计标准和规范 工业企业