牧场污水处理及基本处理设备PPT课件

1、1、大背景1.11.1、畜禽养殖污染严重、畜禽养殖污染严重畜禽养殖污染物排放量大: 我国主要污染物排放量中，农业源占大部分，其中COD占46%以上，氮占50%以上，磷占60%以上，而畜禽养殖污染物排放量占整个农业源的95%以上。 危及饮用水源: 畜禽养殖业已使我国水环境污染呈现全面漫延势态。农业污染已成为影响我国水环境，尤其是威胁饮用水源安全的首要因素。第1页/共186页1、大背景沟渠、河道里充满了发绿的牛粪 牛粪沼液，使有些农田长满了杂草，最终庄稼都不能种了 。 沼液不能直接灌溉农田，只能用水稀释后采用喷雾方式喷洒农作物，直接灌溉，很多农作物都会被“烧”死 第2页/共186页近几年国家陆续颁

2、布相关法律、法规、标准及规范 畜禽养殖业污染防治技术规范（畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T81-2001HJ/T81-2001） 畜牧法（畜牧法（20052005） 畜禽养殖业污染物治理工程技术规范（畜禽养殖业污染物治理工程技术规范（HJ497-2009HJ497-2009） 畜禽规模养殖污染防治条例（草案） 2013年10月8日1、大背景1.21.2、国家政策法规趋严、国家政策法规趋严第3页/共186页2 2、牧场污染治理思路、牧场污染治理思路资 源 畜禽养殖废弃物作为农业生产肥料、能源得到利用畜禽废弃畜禽废弃物物污染物畜禽养殖废弃物在不适合的时间排放到不适合地方2.12.1、畜禽废弃物

3、的定位、畜禽废弃物的定位第4页/共186页2 2、牧场污染治理思路、牧场污染治理思路源头控制过程阻断循环利用末端治理优良品种 合理饲料供应量合理的营养配比清洁养殖干清粪优势菌合理规划、解决种植业营养需求与养殖业废物产生在时空上的不协调水气渣2.22.2、畜禽废弃物的治理思路、畜禽废弃物的治理思路第5页/共186页3 3、牧场污染治理典型工艺、牧场污染治理典型工艺（1）农牧结合型处理技术模式:挤奶厅挤奶厅畜舍畜舍粪粪污污沉沉渣渣集污池集污池贮存池贮存池贮粪场贮粪场有机肥有机肥燃料块燃料块牛床垫料牛床垫料液体污水液体污水农田利用农田利用固液分离固液分离特点：特点：适用于养殖场周围有足够面积的农业种

4、植，污水储存池用于农业种植，要求污水储存池能保证容积大于6个月以上的污水产生量，固体粪便能够生产有机肥、燃料块或牛床垫料。第6页/共186页3 3、牧场污染治理典型工艺、牧场污染治理典型工艺（2）能源生态型技术模式:畜舍粪污贮存池挤奶厅沼气发酵池贮粪场沼气沼液贮存池脱硫脱水粪污农田利用太阳能或沼气锅炉能源利用牛床垫料有机肥稀释后调浆池特点：特点：适用于当地有较大的能源需求，同时周边有足够土地消纳沼液、沼渣，并有一倍以上的土地轮作面积，厌氧反应需要一定的温度，必须对厌氧反应池进行保温，且配备加温系统。 第7页/共186页3 3、牧场污染治理典型工艺、牧场污染治理典型工艺（3）达标排放型技术模式:

5、燃料块沼渣畜舍集污池厌养处理贮粪场好氧处理深度处理牛床垫料有机肥贮存池太阳能、沼气锅炉沼气液体污水达标排放农田利用回用挤奶厅粪污场区自用固液分离特点：特点：能源需求不高，且沼渣、沼液无利用土地消纳，所在地区对污水排放要求高，污水必须经处理后达标排放或回用的，可采用此技术模式。第8页/共186页4 4、牧场水质特点、牧场水质特点来源于NYT 1220.1-2006 沼气工程技术规范的数据 以能源利用为主导的沼气池，为了保证产沼气，将粪便与污水一起进入沼气池发酵，此过程可大大降低COD量；但总体上对水污染物的量是增加的，特别是N、P增加量更明显。从严格控制水污染物的角度考虑，应杜绝粪便、污水混合进

6、行发酵的沼气生产工艺，倡导粪便、污水单独进行发酵生产沼气的工艺。有效防止粪便与污水接触，将容易资源化利用的粪便中营养元素溶解进入水中形成难于处理的水污染物。第9页/共186页4 4、牧场污水水质特点、牧场污水水质特点日期及来源20120314伊利肇东20120305现代牧业尚志牧场2012-05-18伊利合肥陈刘、宋岗2012-10-10吉林广泽取样位置 甲方取样，储存池内发酵池后及分离机液体不详固液分离机后1悬浮物（SS）3400100002化学需氧量（COD）23000原水76500 沼液439008078360003氨氮323323525312004总磷（P）14.82450实测数据第1

7、0页/共186页内容提要1、大背景1.1、畜禽养殖污染严重1.2、国家政策法规趋严2、牧场污染治理思路2.1畜禽废弃的定位2.2畜禽废弃的治理思路3、牧场污染治理典型工艺5、水质分析及处理工艺选择4、牧场水质特点5.1悬浮物5.2 COD5.4 磷5.3 NH3-N第11页/共186页5 5、水质分析及处理工艺选择、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物基本概念定义悬浮固体SS 也称为不可过滤物质。将悬浮固体在600高温下灼烧后挥发掉的质量就是挥发性悬浮固体VSS，VSS 可以粗略代表悬浮固体中有机物的含量；而灼烧后剩余的那部分物质就是不可挥发性悬浮固体。可以粗略代表悬浮固体中无机物的含量。拓展污

8、水中的不溶性悬浮固体的含量和性质随污染物的性质和污染程度而变化，污水处理厂进、出水悬浮物浓度、曝气池内混合液污泥浓度、回流污泥浓度、剩余污泥浓度等，都是常规污水处理系统运行是否正常的指示指标。第12页/共186页5 5、水质分析及处理工艺选择、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物基本概念牧场污水悬浮物牛粪渣第13页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法重力分离法：污染物依靠重力作用而分离。重力沉降法重力浮上法沉砂池沉淀池气浮阻力截留法：污染物依靠筛网等介质的阻碍作用而被截留。筛网离心力分离法：污染物依靠施加的离心力而分离水旋分离法器旋分离法水力旋流器离心脱水机格栅粒状介质过滤

9、法：污染物依靠粒状滤料的吸附凝聚作用而被截留砂滤炭滤第14页/共186页5 5、水质分析及处理工艺选择、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之重力分离重力分离法：污染物依靠重力作用而分离。重力沉降法重力浮上法沉砂池沉淀池气浮沉砂池沉砂池是采用物理法将砂粒从污水中沉淀分离出来的一个预处理单元，其作用是从污水中分离出相对密度大于1.5且粒径为0.2mm以上的颗粒物质，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量密度较大的有机性颗粒如果核皮、种籽等。沉砂池一般设置在提升设备和处理设施之前，以保护水泵和管道免受磨损，防止后续污水处理构筑物的堵塞和污泥处理构筑物容积的缩小，同时可以减少活性污泥中无机物成份，提

10、高活性污泥的活性。第15页/共186页5 5、水质分析及处理工艺选择、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之重力分离v其中应用较多的是平流沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。沉砂池平流沉砂池竖流沉砂池曝气沉砂池旋流沉砂池第16页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之重力分离第17页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之重力分离平流沉砂池平流式沉砂池实际上是一个比入流渠道和出流渠道宽而深的渠道，当污水流过时，由于过水断面增大，水流速度下降，污水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下沉，从面达到分离水中无机颗粒的目的。第18页/共186页5、水质分析及处理工

11、艺选择5.1悬浮物处理 方法之重力分离旋流沉砂池旋流沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置 第19页/共186页5 5、水质分析及处理工艺选择、水质分析及处理工艺选择阻力截留法：污染物依靠筛网等介质的阻碍作用而被截留。筛网格栅5.1悬浮物处理方法之阻力截留格栅位置：多置于污水提升泵集水池之前的重力流来水主渠道上功能：阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物作用：以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。第20页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之阻力截留第21页/共186页5、水质分析及处理工艺选

12、择5.1悬浮物处理方法之阻力截留某食品厂回转式格栅机某污水厂回转式格栅机第22页/共186页 筛网过滤 废水中常含有纤维状的细长、软性悬浮或漂浮物，这些污染物或因尺寸太小、或因质地柔软细长能钻过格栅的空隙。这些悬浮物如果不能有效去除，可能会缠绕在泵或表曝机的叶轮上，影响泵或表曝机的效率。对一些含有这样漂浮物的特殊工业废水可利用筛网进行预处理，方法是使污水先经过格栅截留大尺寸杂物后用筛网过滤，或直接经过筛网过滤。5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之阻力截留筛网过滤结构及形式从结构上看，筛网是穿孔金属板或金属格网，要根据被去除漂浮物的性质和尺寸确定筛网孔眼的大小。根据其孔眼的大小，可分

13、为粗滤机和微滤机；依照安装形式的不同，筛网可分为固定式、转动式和电动回转式三种。第23页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之阻力截留某污水厂水力筛系统某酒厂水力筛第24页/共186页5.1悬浮物处理方法之阻力截留5、水质分析及处理工艺选择带挤压脱水功能水力筛第25页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之阻力截留固液分离机第26页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之阻力截留转鼓细格栅第27页/共186页5 5、水质分析及处理工艺选择、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之离心分离离心力分离法：污染物依靠施加的离心力而分离

14、水旋分离法器旋分离法水力旋流器离心脱水机离心过滤，借助离心作用从浆料中排除液体，浆料被引入一快速旋转的网篮中，固体留在多孔的网上，液体则受离心作用从滤饼中挤出:或利用旋转器中的离心力使轻重物质分开，重物质以稠泥浆的形式通过喷嘴流走。常用设备为离心过滤机。离心沉降，悬浮固体在离心力作用下移向或离开旋转中心，这样就可聚集在一个区域内而被移出。常用设备为离心沉降器。 第28页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之离心分离作原理是：悬浮液经进料管、螺旋出料口进入转鼓。在高速旋转产生的离心力作用下，比重较大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁

15、上的固相颗粒刮下并推出排渣口，不同比重的液相会在转鼓内形成两道液环，经大端盖的两个不同的出口流出。 第29页/共186页粒状介质过滤法：污染物依靠粒状滤料的吸附凝聚作用而被截留砂滤炭滤5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之过滤压力流过滤罐示意图重力流快滤池示意图第30页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之沉淀沉淀池平流沉淀池竖流沉淀池辐流沉淀池斜管沉淀池沉淀用以减少水中浑浊物和悬浮物。沉淀工艺可有效地去除大于25m的微粒。v沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是污水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于污水的一级处理、生物处理

16、的后处理以及深度处理。第31页/共186页 平流式沉淀池表面形状一般为长方形，水流在进水区经过消能和整流进人沉淀区后，缓慢水平流动，水中可沉悬浮物逐渐沉向池底，沉淀区出水溢过堰口，通过出水槽排出池外。5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之沉淀第32页/共186页 竖流式沉淀池池体为圆形或方形，污水从中心管的进口进入池中，通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上，缓慢向上流动。沉降速度大于水流上升速度的悬浮颗粒下沉到污泥斗中，上清液则由池顶四周的出水堰溢流到池外。 5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之沉淀第33页/共186页 辐流式沉淀池：池内水流的流态为辐流形，因此污水

17、由中心或周边进人沉淀池。 中心进水辐流式沉淀池：污水首先进入中心管内，然后再经过中心管周围的整流板整流后均匀地向四周辐射流动，上清液经过设在沉淀池四周的出水堰溢流而出，污泥沉降到池底，由刮泥机或刮吸泥机刮到沉淀池中心的集泥斗，再用重力或泵抽吸排出。 周边进水辐流式沉淀池：进水渠布置在沉淀池四周，上清液经过设在沉淀池四周或中间的出水堰溢流面出，污泥的排出方式与中心进水辐流式沉淀池相同。5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之沉淀第34页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之沉淀第35页/共186页 斜板(管)沉淀池是在沉淀池中加设斜板或蜂窝斜管，以提高沉淀效率的一种

18、沉淀池，污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。水从板下进人，向上流经斜板(管)，悬浮颗粒沉降在斜板(管)底面，在积聚到一定程度后自行下滑至集泥斗由穿孔管排出池外，上清液则在沉淀池水面由穿孔管收集或由三角堰溢流而出。5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之沉淀第36页/共186页原理：是设法使水中产生大量的微细气泡，从而形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促使微细气泡粘附在被去除的微小物质上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油类、悬浮物等被分离去除。5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之气浮用途2除

19、悬浮物：气浮法还广泛应用于去除污水中密度接近于水的微细悬浮颗粒状杂质。用途1除油：气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理，即为二级生物处理之前的预处理。第37页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之气浮第38页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物处理方法之气浮第39页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.1悬浮物小结污水沉砂池集水池泵一级水力筛一级离心机二级水力筛二级离心机初沉池气浮池混凝剂第40页/共186页内容提要1、大背景1.1、畜禽养殖污染严重1.2、国家政策法规趋严2、牧场污染治理思路2.1畜禽废弃的定位2.2畜禽废弃的治理思路3、牧场污染治

20、理典型工艺5、水质分析及处理工艺选择4、牧场水质特点5.1悬浮物5.2 COD5.4 磷5.3 NH3-N第41页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD基本概念COD是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量。第42页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物

21、质，在其处理过程中不改变污染物的化学性质COD的降解方法物理法化学法生物法格栅、筛网、砂滤、沉淀、气浮、离心分离常用的物理法是利用化学反应的作用，去除污染物或改变污染物的性质。常用的化学法混凝、化学沉淀、中和、氧化还原、活性炭吸附、离子交换利用微生物，将污水中有机物分解和向无机物转化，达到净化水质、消除其对环境污染和危害。常用的生化法好氧处理技术、厌氧处理技术、废水自然净化处理技术第43页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD 降解方法之生物法分类1:按照微生物对氧的需求，分为好氧、厌氧（含缺氧）两类；常用的好氧生物处理工艺：普通活性污泥法、氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化

22、法、生物转盘以及曝气生物滤池等。分类2:按微生物生长方式分为悬浮生长、固着生长、混合生长三类常用的厌氧生物处理工艺：水解酸化池、普通厌氧消化池、厌氧接触法、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧流化床以及EGSB反应器、IC反应器等第44页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD 降解方法之生物法生物处理法好氧处理自然条件下厌氧处理人工条件下水体自净好氧稳定塘土壤自净污水灌溉及渗滤活性污泥生物膜曝气池、氧化沟接触氧化、生物转盘自然条件下人工条件下堆肥厌氧稳定塘化粪池、厌氧消化池、污泥床第45页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD 降解方法之好氧活性污泥法

23、1、活性污泥法的基本概念活性污泥的定义：有机废水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥的组成：活性污泥是以细菌、原生动物和后生动物所组成的活性微生物为主体，此外还有一些无机物、未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。活性污泥的性质：活性污泥结构疏松，表面积很大，对有机污染物有着强烈的吸附凝聚和氧化分解能力。在条件适当的时候，活性污泥还具有良好的自身凝聚和沉降性。活性污泥法的定义：就是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机

24、污染物。第46页/共186页2、活性污泥的基本性质 物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色；气味：泥土味（城市污水）；比重：略大于1，（1.0021.006）；粒径:0.020.2 mm；比表面积:0100cm2/ml。5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法 生化性能： a、活性污泥的含水率：99.299.8%； b、固体物质的组成： 活细胞、微生物内源代谢的残留物、吸附的原废水中难于生物降解的有机物、无机物质。第47页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法2、活性污泥的基本性质活性污泥的性能指标：A

25、、混合液悬浮固体浓度（MLSS）B、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）D、污泥体积指数（SVI） C、污泥沉降比（SV） 第48页/共186页 在活性污泥处理系统中，有机污染物物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法3、活性污泥净化废水的实际过程：吸附降解曝气过程BOD 初期吸附 微生物代谢 活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩v在水泥接触后的1030min内，废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物被去除，

26、使废水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。v但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的BOD5值会回升，再之后，BOD5值才会逐渐下降。第49页/共186页4、普通活性污泥法系统 是以推流式曝气池为核心的，废水在曝气池内与污泥混合，呈推流式从池首向池尾流动，活性污泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。 曝气池混合液在二沉池分离活性污泥悬浮固体后，澄清液作为净化水流出。 沉淀的污泥一部分以回流形式返回曝气池，再起净化作用，另一部分作为剩余污泥排出。5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD 降解方法之好氧活性污泥法第50页/共186页5、活性污泥法的基本工艺流程 5、水质分析及处理工艺选

27、择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法 曝气池：反应主体 二沉池： a、进行泥水分离，保证出水水质；b、保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 回流系统： a、维持曝气池的污泥浓度； b、改变回流比，改变曝气 池的运行工况。 剩余污泥排放系统： a、是去除有机物的途径之一； b、维持系统的稳定运行。 供氧系统： 提供足够的溶解氧第51页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法6、活性污泥系统有效运行的基本条件 废水中含有足够的可容性易降解有机物 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥， 使混合液保持一定浓度的

28、活性污泥； 无有毒有害的物质流入第52页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法7、活性污泥法的基本工艺参数:容积负荷 :VBQLivBOD5)(35dmkgBODVMLSSBQLisBOD5dkgMLSSkgBOD5污泥负负荷:QVHRT 水力停留时间（h）:rwXQXVSRT污泥龄或污泥停留时间（h 或 d）：rQQR 回流比：第53页/共186页 曝气的作用主要有:5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法8、曝气的原理与理论基础 :充氧搅动混合使活性污泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分接触满足其在生长和代谢过程中所需的氧量LT

29、smTsmCCCRR)()20()20(0024. 1标准氧转移速率R0：第54页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之好氧活性污泥法9、曝气的原理与理论基础 :氧转移速率的影响因素A、水质对氧总转移系数（KLa）值的影响，引入系数 修正B、水质对饱和溶解氧浓度（Cs）的影响，以系数加以修正 C、水温对氧总转移系（KLa）的影响D、水温对饱和溶解氧浓度（Cs）的影响E、压力对饱和溶解氧浓度（Cs）值的影响第55页/共186页 定义：此技术的实质是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物

30、的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。 此技术采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供气所需要的氧，并起到搅拌与混合作用。5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之生物接触氧化法1.生物接触氧化法基本原理与特点 :v性质：生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的优点，也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法。第56页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之生物接触氧化法2.生物接触氧化法基本构造 :池体布水系统填料填料曝气系统曝气装置与填料分设接触氧化系统第57页/共186页曝气装置直接安设在填料底部5、

31、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之生物接触氧化法2.生物接触氧化法基本构造 :填料曝气系统池体第58页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之生物接触氧化法3.生物接触氧化法常用填料:蜂窝式填料波纹板状填料球状填料不规则粒状填料第59页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之生物接触氧化法3.生物接触氧化法常用填料:组合填料弹性填料第60页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之生物接触氧化法4.生物接触氧化池的计算与设计:生物接触氧化池的有效容积(即填料体积)：5)(vBODeiLSSQV式中Q均日流量，m3/d；

32、 Si进水BOD5浓度，mg/L； Se出水浓度，mg/L； LvBOD容积负荷，kgBOD5/m3.d第61页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术1、厌氧生物处理工艺简介定义：厌氧生物处理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。v适用：厌氧生物处理适用处理高浓度有机污水和好氧生物处理后的污泥。v分类：可以分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法两大类。厌氧活性污泥法有厌氧消化、厌氧接触消化、厌氧污泥床等，厌氧生物膜法有厌氧生物滤池、厌氧流化床和和厌氧生物转盘等。第62页/共186页5

33、、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术2、厌氧生物处理的优缺点主要优点 能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气） 污泥产量很低厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解主要缺点厌氧反应器的运行过程中需要很高的技术要求对温度、pH等环境因素非常敏感出水水质通常较差，一般需要利用好氧工艺进行进一步的处理 对氨氮的去除效果不好，还可能由于原废水中含有的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上升第63页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术3、主要厌氧生物反应器的类型第64页/共186页UASB运行过程： 废水

34、由池底进入反应器，通过反应区经气体分离后混合液进入沉淀区进行固液分离。 澄清后的处理过的水由出水渠排走，沉淀下来的微生物固体，即厌氧污泥靠重力自动返回到反应区。 集气室收集的沼气由沼气管排出反应器。5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介名称：升流式厌氧污泥床反应器缩写为UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Bed) Reactor）第65页/共186页设置气、固、液三相分离器污泥悬浮层区和污泥床区不设搅拌装置5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介A、均匀布水B、水力搅拌

35、进水配水系统反应区出水系统气室第66页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介三种形式三相分离器功能 将气体(沼气)、固体(污泥)、和液体(出水)分开功能 保证出水水质功能 保证反应器内污泥量功能 有利于污泥颗粒化第67页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介开敞式UASB反应器:顶部不加密封，或仅加一层不太密封的盖板；多用于处理中低浓度的有机废水；其构造较简单，易于施工安装和维修。封闭式UASB反应器的顶部加盖密封，这样在UASB反应器内的液面与池顶之间形成气室；主要适用于高浓度有机

36、废水的处理；这种形式实际上与传统的厌氧消化池有一定的类似，其池顶也可以做成浮动盖式。第68页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介有效容积计算 UASB反应器的有效容积，一般沉淀区+反应区=反应器的有效容积，多采用进水容积负荷法确定，即：viLSQV/式中：Q废水流量，m3/d； Si进水有机物浓度，mgCOD/L； Lv COD容积负荷，kgCOD/m3.d。第69页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介a、形状：颗粒污泥的形状各异，有呈卵形、球形、丝形等；颗粒污泥的性质b、直径：

37、其平均直径为1 mm一般为0.12 mm,最大可达35 mmc、结构：反应区底部的颗粒污泥多以无机粒子作为核心，外包生物膜；d、颜色：颗粒的核心多为黑色，生物膜的表层则呈黑色、灰白色、淡黄色或暗绿色等e、颗粒污泥质软，有一定的韧性和粘性屠宰水泥乳品水泥第70页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.2 COD降解方法之厌氧生物处理技术4、UASB简介粒污泥中的细菌是成层分布的，即外层中占优势的细菌是水解发酵菌，而内层则是产甲烷菌颗粒污泥的组成微生物有机的胞外多聚物其中VSS/SS一般为7090%无机矿物颗粒污泥实际上是一种生物与环境条件相互依存和优化的生态系统，各种细菌形成了一条很完整的食物

38、链，有利于种间氢和种间乙酸的传递，因此其活性很高粒污泥中的细菌是成层分布的，即外层中占优势的细菌是水解发酵菌，而内层则是产甲烷菌一般灰分含量可达8.855%，铁的含量比例特别高第71页/共186页内容提要1、大背景1.1、畜禽养殖污染严重1.2、国家政策法规趋严2、牧场污染治理思路2.1畜禽废弃的定位2.2畜禽废弃的治理思路3、牧场污染治理典型工艺5、水质分析及处理工艺选择4、牧场水质特点5.1悬浮物5.2 COD5.4 磷5.3 NH3-N第72页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N基本概念如蛋白质、氨基酸、尿素、尿酸1、废水中氮存在形式有机氮(N有机)氨氮(NH3N及N

39、H+N)亚硝酸氮(NO2N)硝酸氮(NO3N)。第73页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N基本概念第74页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N去除方法氨氮废水处理方法气提 吹脱 折点加氯 离子交换法 生物硝化反硝化 水温大于25 气液比控制在3500左右 氨氮浓度高达20004000 mg/L pH控制在10.5左右条件 适用 水温大于85 有氯氨生成，药剂消耗量大运行管理成本高。不太适合大流量的高浓度含氮废水的处理适用于洁净水 适用低浓废水 第75页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N去除方法氨化好氧或厌氧异养型微生物氧化分解作用

40、硝化好氧自养型微生物反硝化缺氧条件下在反硝化菌1、生物硝化反硝化反应示意图第76页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N去除方法2、生物硝化反应条件323227532488. 198. 004. 1)0025. 00181. 0(98. 186. 1COHNOOHNOHCHCOONH反应式： 好氧条件,DO不小于1mg/L，需氧量1:4.57污水中必须有足够的碱度,消耗碱度7.14mg(以CaCO3计),以维持稳定的pH值,否则硝化反应会导致pH值下降，使反应速率减缓或停滞 。进水中的有机物的浓度不宜过高，一般要求BOD5在1520mg/L以下。硝化反应的适宜温度是2030C

41、15C以下时，硝化反应的速率下降，小于5C时，完全停止。硝化菌在反应器内的停留时间即污泥龄，必须大于其最小的世代时间(一般为310天)。第77页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N去除方法3、生物反硝化反应条件222325133566COOHNOHCHNOH反应式： pH值：适宜的pH值是6.57.5，pH值高于8或低于6，反硝化速率将大大下降； 碳源：一是原废水中的有机物，当废水的BOD5/TKN大于35时，可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇； 溶解氧：反硝化反应宜于在缺氧、好氧交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5mg/l以下 温度：最适宜温度为2040C，低于1

42、5C其反应速率将大为降低。第78页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N去除方法4、A/O法A/O 法是缺氧/好氧工艺或厌氧/好氧工艺的简称，通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程或厌氧生物处理过程。在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化或吸收磷。有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮。前边配缺氧段，反硝化细菌利用回流来的氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变为分子态氮，获得同时去碳和脱氮的效果。即为(AN/O)法，又称为生物脱氮系统。前边配厌氧段，好氧段吸收磷后的活性污泥，部分以剩余污泥形式排出系统，部分回流到厌氧段将磷

43、释放出来。即为(AP/O)法，又称为生物除磷系统。第79页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.3 NH3-N去除方法5、A/O法典型流程缺氧池好氧池沉淀池回流污泥R2QR2=(20%100%)剩余污泥出水Q混合液回流R1Q进水QQ(1+R1)活性污泥A/O脱氮工艺过程示意图第80页/共186页内容提要1、大背景1.1、畜禽养殖污染严重1.2、国家政策法规趋严2、牧场污染治理思路2.1畜禽废弃的定位2.2畜禽废弃的治理思路3、牧场污染治理典型工艺5、水质分析及处理工艺选择4、牧场水质特点5.1悬浮物5.2 COD5.4 磷5.3 NH3-N第81页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.

44、4 磷基本概念1、废水中磷存在形式磷酸盐（H2PO4- 、HPO42- 、PO43- ）、聚磷酸盐有机膦v磷是植物营养，会使水中藻类大量繁殖，从而导致水体富营养化第82页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.4 磷除磷方法废水中磷的处理方法化学除磷 生化除磷 石灰沉淀法 铝盐沉淀法 铁盐沉淀法 向污水中投加药剂，使水中磷酸离子生成难溶性的盐利用微生物在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐的过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷部分回流至厌氧区，聚磷菌在厌氧不利时释磷保命，进入好氧时，再过量吸收第83页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.4 磷除磷方法生化除磷机理 第84页/共186页A2O 法是

45、厌氧/缺氧/好氧工艺的简称，其实是在缺氧/好氧(A/O)法基础上增加了前面的厌氧段，具有同时脱氮除磷的功能。5、水质分析及处理工艺选择5.4 磷除磷方法出水氮气内循环沉淀池污泥回流（含磷污泥）剩余污泥厌氧池（释放磷）缺氧池(反硝化)好氧池(吸收磷、硝化)原水A2O 法工艺流程示意图第85页/共186页5、水质分析及处理工艺选择5.5 炭、氮、磷处理工艺小结物化处理后污水水解酸化池释磷厌氧池出水化学除磷沉淀池混凝剂缺氧反硝化池好氧硝化池二沉池第86页/共186页第87页/共186页谢 谢第88页/共186页2021-11-15畜牧经济管理学 第7章畜牧场设计89畜牧经济管理学第7章 畜牧场设计与

46、管理内蒙古农业大学经济管理学院 宝 音 副教授第89页/共186页907.1 畜牧场场址选择考虑因素畜牧场的性质、规模和任务考虑场地的地形、地势、水源、土壤、当地气候等自然条件饲料和能源供应，交通运输，产品销售牧场粪便和污水处理、与周围居民区和工厂及其他畜牧场的距离等社会条件。第90页/共186页91 畜牧场规划目的原则 目标：以人为手段，为畜禽创造适宜的环境。 原则： 为畜禽管理者和工人创造良好的环境 采用科学的饲养管理工艺 考虑因地制宜问题，国情和当地条件 经济上要合理，技术上可行第91页/共186页92 畜牧场用地面积的估计 畜牧场占地估算可用场内建筑物的总建筑面积（底层）占全场土地面积

47、的百分数求得。一般商品猪场可按建筑物占全场面积的1525%来估算，种畜禽场可按1015%估算。 例如：已知某猪场生产建筑、生活建筑和辅助建筑占地面积为20000m2，该场的全部用地面积（亩）为： 2000020%666.7= 150（亩） 一亩等于666.7 m2 考虑有20%余地（1500.2）预留面积为30亩左右，实征土地面积为180亩。 第92页/共186页2021-11-15畜牧经济管理学 第7章畜牧场设计93中国畜牧场用地标准种类头数面积（m2）种类头数面积（m2）奶牛基础母猪商品猪绵羊1001001001002000028000 3000 2000家禽100002000030000

48、40000-5000070000-80000100000-120000第93页/共186页94牧场性质规模面积（m2/头）备注奶牛场繁殖猪场肉猪场羊场蛋鸡场蛋鸡场肉鸡场肉鸡场100-400头成乳牛100-600头基础母猪年上市0.2-2万头肥猪10-20万只蛋鸡10-20万只蛋鸡年上市100万只肉鸡年上市100万只肉鸡150-18080-1005-615-200.7-1.00.5-0.70.4-0.50.8-1.0按基础母猪计本场养母猪,按肉猪计本场养种鸡,笼养,按蛋鸡不养种鸡,笼养,按蛋鸡计笼养,按存栏20万只肉鸡计平养,按存栏20万只肉鸡计畜牧场用地面积推荐值第94页/共186页95工厂化

49、养猪场的生产规模与建筑面积 项目猪场名称年产肥猪（万头）猪场占地面积猪场建筑物面积猪栏面积（m2/头）妊娠猪分娩猪育肥猪北京猪场140000130001.34.3（产仔栏）1上海猪场116000（四层楼猪舍）13000212（仔猪留养至3月龄）1.3辽宁养猪场3450004000025.11.1湖南养猪场12600020000（猪舍15000）2.77.31广东养猪场1.217000140002.7141.4第95页/共186页96自然条件因素地势地形地势地形地势指畜牧场的高低起伏状况，要求： A A 地势高燥，至少高出历史洪水线地势高燥，至少高出历史洪水线 B B 排水良好，最好有排水良好，

50、最好有2%3%2%3%的缓坡，但坡度不能超过的缓坡，但坡度不能超过25%25% C C 地下水位应在地下水位应在2m2m以下以下 D D 在山区建场，宜选择在南向坡地，不宜选在北向坡地。在山区建场，宜选择在南向坡地，不宜选在北向坡地。 （南坡北坡）（南坡北坡）第96页/共186页97第97页/共186页2021-11-15畜牧经济管理学 第7章畜牧场设计98地形 指畜牧场地形状、大小和房屋、树木、河流沟坎等情况。 地形要求：地形要求： A A 开阔整齐开阔整齐 B B 边角不宜过多边角不宜过多第98页/共186页99第99页/共186页100水源水源水量丰富（丰水季、枯水季） 包括场内人员用水

51、、家畜饮用水和饲养管理用水、消防用水等。 水质良好 水质清洁，不含细菌，寄生虫卵及矿物毒物。在选择地下水作水源时，要调查是否因水质不良而出现过某些地方性疾病。 第100页/共186页101土壤土壤 土壤类型 透水透气性强、毛细管作用弱，吸湿性和导热性弱，质地均匀，抗压性强的土壤 土壤不同类型的特点 A、砂土及砂石土、砂土及砂石土 透水透气性好，易干燥，受有机物污染后自净能力强，场区空气卫生状况好，抗压能力一般较强，但其热容量大，昼夜温差大； 第101页/共186页102 B、粘土 透水透气性差，易潮湿，从而滋生各种微生物、寄生虫及蚊蝇等；受有机物污染后，降解速度慢，不易消除；抗压性能差，易冻胀

52、。 C、砂壤土和壤土 特性介于沙土和粘土之间，是理想的养殖场用地。第102页/共186页103社会条件因素畜牧场与居民点的关系畜牧场与居民点的关系畜牧场的位置应选在居民点的下风处，地势要低于居民点，但要离开居民点污水排放口，更不应选在造纸厂、屠宰场、制革厂等容易造成污染企业的下风处或附近。第103页/共186页104交通运输条件的选择交通运输条件的选择 选择场址时既要考虑到交通方便，又要考虑防疫。使牧场与交通干线保持适当的距离，一般畜牧场距离国道和铁路的距离不少于500m；距离省级道路不少300m；距地方公路不少于50m 畜牧场供电条件：畜牧场供电条件：选择场址时，还应重视供电条件，必须具备可

53、靠的电力供应。第104页/共186页1057.2 场地布局与公共卫生设施 场地规划：场地规划：在选定的场地上，根据地形、地势和当地的主风向，安排牧场不同建筑功能区、道路、排水、绿化等地段的位置。 建筑物布局：建筑物布局：根据场地规划方案和工艺设计要求，合理安排每栋建筑物和每种设施的位置和朝向。第105页/共186页106规划和布局原则 场内防疫卫生，放在首位 便于饲养管理 创造适宜小气候为目的 因地制宜、经济上可行第106页/共186页107各区规划场地规划：可分为管理区、生产区和隔离区三大部分。 管理区 包括各种办公室、宿舍、饲料库、车库、消毒间、配电室、水塔等。处于场内最高地势、上风向，与

54、生产区间隔200300米，养鸡场500米以上。第107页/共186页108生产区生产区 是畜牧场的核心，主要包括各种畜舍。应根据不同用途、类型、畜禽不同发育阶段来确定不同类型畜舍的位置。 种畜和幼畜应放在防疫比较安全的地方，外来人员不得入内，一般要求上风向上风向；大规模的畜牧场应进一步划分为种畜、幼畜、育成畜、商品畜等不同类型畜舍。第108页/共186页109隔离区隔离区 是畜牧场病畜、污物集中之地，也是卫生防疫和环境保护工作的重点。 应设在生产区的下风向和地势最低处，与其它畜舍保持300m的卫生间距。为运输隔离区的粪尿污物出场，宜单设道路通往隔离区。第109页/共186页110 畜牧场各区依

55、地势、风向配置示意图 管理区 生产区 隔离区 全年主风向第110页/共186页111场内道路足够宽度 分主干道（6-7米)与支干道(3-4米)与房屋及畜舍也要有合适的间距污染物道、净道分开，不能交叉使用道路坚实、不泥泞第111页/共186页112排水设施 可分为排雨雪水设施和排污水设施，两者要分开。一方面防止泥沙积聚影响舍内排污；另一方面防止雨水与污水混合，增加污水处理量。 绿化设施 畜牧场绿化对改善场区小气候作用很大，包括防风林（场区外）、隔离林（舍间）、行道绿化、遮阳绿化（畜舍南侧、西侧）等。第112页/共186页113各区布局建筑物的排列建筑物的排列 一般要求横向成行，纵向成列；尽量将建

56、筑物一般要求横向成行，纵向成列；尽量将建筑物排成方形，避免排成狭长而造成饲料、粪便和污染排成方形，避免排成狭长而造成饲料、粪便和污染物运输距离加大，管理和工作不便。物运输距离加大，管理和工作不便。 四栋以内四栋以内，单行排列，单行排列；超过四栋则可双行或多行排列。 第113页/共186页114建筑物的位置考虑功能关系 指畜舍建筑物在畜牧生产中的相互关系。如商品猪场的工艺流程是配种-妊娠-分娩哺乳-育成-育肥-上市，猪舍则应按种猪舍-妊娠母猪舍-产房-保育舍-育肥舍-装猪台等顺序安排；饲料库和贮粪场与每栋猪舍都发生联系，应合理安排。 第114页/共186页115 后备猪或空怀猪栏 怀孕母猪栏哺乳

57、母猪栏 保育猪栏第115页/共186页116考虑防疫要求考虑防疫要求 主要考虑场地地势和主风向。先种幼畜，再次为生产群，病畜和粪污处理在最下风向和地势最低处。第116页/共186页117建筑物的朝向根据日照确定畜舍朝向 要向当地气象部门了解日辐射总量的变化图。我国大多数地区夏季辐射日总量东西向远大于南北向；冬季则为南向最大，北向最小。因此从防寒、防暑考虑，畜舍朝向以南向或南偏东、偏西畜舍朝向以南向或南偏东、偏西4545度以内为宜。度以内为宜。 第117页/共186页118根据通风确定畜舍朝向根据通风确定畜舍朝向 要向当地气象部门了解风向频率图。若畜舍 纵墙与冬季主风向垂直，则保温不利；与夏季主

58、风向垂直则通风不均匀。适宜朝向应与主风向成30-45度角。 第118页/共186页119全国部分地区建筑朝向表地区最佳朝向适宜朝向不宜朝向北京南偏东或西30以内南偏东或西45以内 北偏西30-60上海南至南偏东15南偏东30,偏西15北,西北石家庄南偏东15南至南偏东30西太原南偏东15南偏东至东西北呼和浩特呼和浩特 南至南偏东或偏西南至南偏东或偏西东南东南,西南西南北北,西北西北哈尔滨南偏东15-20南至南偏东或西15 西,西北,北长春南偏东30,偏西10南偏东或西45北,东北,西北沈阳南,南偏东20南至南偏东或偏西 东,东北,西,西北济南南,南偏东10-15南偏东30西偏北5-10南京南偏

59、东15南偏东25,偏西10西,北第119页/共186页120地区最佳朝向适宜朝向不宜朝向合肥南偏东5-15南偏东15,偏西5西杭州南偏东10-15,北偏东6南,南偏东30北,西福州南,南偏东5-10南偏东20以内西郑州南偏东15南偏东25西,西北武汉南偏西15南偏东15西,西北长沙南偏东9南西,西北广州南偏东15,南偏西5南偏东22,南偏西5至西南宁南,南偏东15南,南偏东15-25,偏西5东,西西安南偏东10南,南偏西北,西北银川南至南偏东23南偏东34,偏西20西,北全国部分地区建筑朝向表(续)第120页/共186页121地区最佳朝向适宜朝向不宜朝向西宁南至南偏西30南偏东30,偏西30北

60、,西北成都南偏东45至偏西15南偏东45至东偏北30北,西昆明南偏东25-56东至南至西北偏东或西35拉萨南偏东10,偏西5南偏东15,偏10西,北厦门南偏东5-10南偏东22,南偏西10西, 北重庆南,南偏东10南偏东15,南偏西5,北东,西青岛南,南偏东5-15南偏东15至偏西15西,北全国部分地区建筑朝向表(续)第121页/共186页122建筑物的间距建筑物的间距 指相邻建筑物纵墙之间的距离。其合理与否，直接关系到畜舍的采光、通风、防疫、防火和占地面积。 根据日照确定畜舍间距 畜舍朝向一般是南向，因此确定畜舍间距要求冬季前排畜舍不挡后排日照。第122页/共186页123根据通风确定畜舍间