华盖养猪场废水处理工程设计方案

华盖养猪场废水处理工程

设计方案

目录

第壹章概述2

壹、工程简介2

二、设计依据2

三、设计范围2

四、设计原则3

第二章养猪场废水的水质、水量和处理要求3

壹、污水的水质水量3

二、排放标准4

第三章废水处理的工程设计5

壹、处理工艺的选择5

二、污水处理工艺设计8

三、主要构筑物及工艺设备壹览表15

第四章总图、建筑、结构和公用工程17

壹、总图布置17

二、建筑、结构17

三、电气17

四、分析、化验18

第五章环保、劳动安全卫生、节能、消防和防洪18

壹、环保18

二、劳动安全卫生19

三、节能19

四、消防20

第六章管理机构、劳动定员20

第七章投资估算或概算20

宣、工程总造价20

第八章运行成本分析25

第九章结论和存于问题25

第壹章概述

壹、工程简介

拟建的畜禽废水处理工程设施位于养猪场内，不影响主体规划，也不会对养

猪场附近居民造成任何影响，废水经处理达标后就近排入地表水体。

二、设计依据

1）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）；

2）《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月修正）；

3）《给排水构筑物施工及验收规范》（GBJ125-1989）：

4)《室外排水设计规范》(GBJ14-1987)；

5)《给排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-1997)；

6)《给排水匚程结构设计规范》(GBJ69-1984)；

7)《给水排水标准规范实施手册》(GB17-1988)；

8)《低压电器设计规范》(GB50054-1995)；

9)《畜禽养殖业污染防治技术规范》(HJ/T81—2001)

10)《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)

11)《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》(NY/T1222-2006)

三、设计范围

1、本方案设计范围从污水处理站进水拦污渠进水口起至处理达标后规范排

污口止。

2、本方案设计内容包括污水处理工艺、设备选型、土建、电力、仪表及工

程概算。

四、设计原则

1、贯彻国家环境保护的基本国策，执行国家、地方的关联法规、政策、规

范和标准。

2、根据生产废水水质特点及排水水质要求，于确保山水水质能稳定达标的

条件下，选用切合实际的、先进的、成熟的污水处理工艺技术，以便达到低能耗、低

运行费用、低投资、污泥少、运行稳定、管理方便的目的。

3、选用质量好、性能稳定、价格合适的仪器、设备，以减少维修工作量，

增强设施运行的稳定性。

4、流程先进、简洁、可靠，便于操作管理。

5、减少污泥的产生，以减轻污泥处置的困建，把污泥可能产生的对环境二

次污染影响降到最小。

6、处理站的平面布置力求紧凑、美观、操作方便。

第二章养猪场废水的水质、水量和处理要求

壹、污水的水质水量

1、污水来源及水质特征

养猪场废水主要有尿液、残余的粪便、饲料残渣和冲洗水等组成。养殖场废

水水质特征和畜禽舍结构、清粪方式和冲洗水的使用、饲料营养、畜禽消化功能

和生产管理等有关。由于养殖业粪污中含有大量的氮、磷、悬浮物和致病菌等成

分，这些污染物如不进行适当处理，堂旦进入天然水体、农田就会导致严重的环

境污染。

2、污水水量

根据公司提供的设计参数，畜禽废水量约为60mVd,排放时间2ho

3、污水水质

©对养猪场废水水质2008年6月进行监测，结果如表1。

表1养猪场2008年6月原水水质监测结果

名称

C0D<:rB0D5SSNH；-NTP

原水水质(mg/L)

②设计废水水质

由于监测结果显示的是单日单次采样水质，因此具有壹定的局限性，出于实

际考虑，取安全系数，本工程设计废水水质依据表2。

表2本工程采用设计废水水质

名称

COD.BODsSSNH3-NTP

设计采用水质(mg/L)20000160009001000

二、排放标准

本工程处理后的水质执行《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001),

如下表3所示。

表3出水水质

名称CODcrSSTP

BOD5NH3-N

出水水质(mg/L)400150200808

第三章废水处理的工程设计

壹、处理工艺的选择

畜禽废水处理工艺的选择应综合考虑基建投资、运行管理费用、出水水质要

求、操作管理难易、占地面积的大小等多种因素。根据《畜禽养殖业污染防治技

术规范》(HJ/T81/2001)和《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》

(NY/T1222-2006)中的关联规定，参考国内外针对畜禽养殖废水处理的工程实

例，畜禽养殖废水处理的基本工艺路线为：预处理+厌氧消化+后处理。

1、预处理工艺的选择

针对畜禽养殖废水的预处理工艺主要有格栅，固液分高机，沉淀池和调节池

等。根据公司提供的水质资料，预处理工艺主要采取人工格栅+调节池+斜板式沉

淀池。

2、厌氧消化器的选择

(1)厌氧消化器介绍

厌氧消化器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。根据

SS含量不同，可分为俩类，壹类是适用于高SS浓度的厌氧消化器，如USR、全

混池、卧式推流池等，另壹类是适用于低SS浓度的厌氧消化器，如UASB、厌氧

滤器、厌氧流化床等。

根据本工程的预处理工艺和废水特点，参考国内外养猪场废水处理工程经验，

厌氧消化器选用折流式厌氧反应器(ABR).

(2)折流式厌氧反应器(ABR)介绍

折流式厌氧反应器(AnaerobicBaffledReactor,简称ABR)是由美国Stanford

大学的McCarty等人于80年初于UASB基础上开发出的壹种新型高效厌氧反应器。

ABR反应器内设置若干竖向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应

室均能够见作壹个相对独立的UASB系统，废水注入反应器后沿导流板上下折流前

进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过和微生物充分的接触而

得到去除，借助于废水流动和沼气上升的作用，反应室中的污泥上下运动，可是由于

导流板的阻挡和污泥自身的沉降性能，污泥于水平方向的流速极其缓慢，从而大量的

厌氧污泥被截留于反应室中。

(3)ABR反应器的特点

©上下多次折流，使废水中有机物和厌氧微生物充分接触，有利于有机物的

分解，处理效率高；

②不需要设置三相分离器，不设搅拌设备，反应器能耗低，构造较为简单；

③由于进水污泥负荷逐段降低，沼气搅动也逐段减少，不会发生因厌氧污泥

床膨胀而大量流失污泥的现象，出水SS往往较低；

④反应器内可形成沉淀性能良好，活性高的厌氧颗粒污源，可维持较多的生

物量，因此抗冲击负荷能力强。

3、好氧工艺选择

(1)好氧工艺介绍

为废水达标排放厌氧出水需做进壹步处理。用于畜禽养殖废水后处理的主要

工艺包括好氧生物处理系统、稳定塘、好氧生物处理系统+稳定塘和其他处理方

法，如膜分离法、人工湿地等。

于好氧生物处理系统中，按生物于曝气池内的生长方式可分为悬浮生长和附

着生长俩类.前者就是活性污泥法及其演化的变种，后者就是生物膜法|生物膜

法的优势就是具有脱氮功能和没有污泥膨胀之虞。但于本方案中，若采用生物膜

法势必因为大量使用填料而导致工程投资和维护费用增加。于活性污泥法及其演

化的变种中，又可按操作方式分为连续操作和间歇操作俩种。于连续流操作方式

中，有传统活性污泥法、氧化沟、射流曝气活性污泥工艺、延时曝气活性污泥工

艺及改进型活性污泥工艺等。间歇操作包括SBR及其变形CASS、CAST和UNITANK

等，他们由于操作灵活，比较适合于水量较小且水质变化较大的场合。

由于本畜禽粪水中N、P含量较高，因此好氧处理工艺应选择有较高脱氮除

磷能力的工艺，如SBR、氧化沟等。根据养殖场的出水需求和实际土地情况，由

于氧化沟占地面积大，投资较大，运行控制较复杂，因此本工程后处理工艺选择

SBR+氧化塘工艺。

（2）SBR工艺介绍

SBR（SequencingBatchReactor,简称SBR）工艺是壹种间歇运行的废水处理

工艺，结构形式简单、运行方式灵活多变、空间上完全混合、时间上理想推流、

兼均化、初沉、生物降解、终沉等功能于壹池，无须设污泥回流系统。根据SBR

的运行功能，可把整个运行过程分为进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期，

各个运行期于时间上按序排列，称为壹个运行周期。运行时，废水分批进入池中，

于活性污泥的作用下得以降解净化，沉降后，净化水排出池外。

SBR按间歇曝气方式运行，每个周期包括进水、混合、曝气、沉降、排放和

空置等阶段。活性污泥微生物以污水中各种有机物为厌氧，于厌氧混合阶段，积磷

菌将储积于菌体内的聚磷分解，且积储PHA,聚磷分解后的无机磷盐释放到积磷

菌体外（厌氧放磷）。于好氧阶段，废水中的有机物被氧化成二氧化碳和水（去碳）。

氨被氧化成硝酸盐（硝化）；积磷菌将积储的PHA好氧分解，释放出大量能量供

积磷菌吸收磷酸盐，且以聚磷形式储积于体内（好氧吸磷）。于缺氧阶段，硝

酸盐被仍原成气态氮（反硝化）。经过厌氧、好氧、缺氧3个阶段的合理配置交

替运行，实现了生物去碳、脱氮、除磷。

（3）SBR工艺特点

©运行效果稳定，污水于理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出

水水质好；耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效

抵抗水量和有机污物的冲击。

②工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；反应池内存

于DO、B01浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

③处理设备少,构造简单,便干操作和维护管理：适合干组合式构造方法.

利于废水处理厂的扩建和改造。

④脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良

好的脱氮除磷效果。

⑤工艺流程简单、造价低。主体设备只有壹个序批式间歇反应器，无二沉池、污

泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

4、本方案的工艺选择

综上所述本方案的工艺流程为：人工格栅+调节池+斜板沉淀池+ABR+SBR+氧化塘。

本工艺具有如下特点：

(1)工艺流程简单，占地面积小，能耗低，运行成本和造价均较低；

(2)工艺运行稳定，出水水质好，沼气产率高，运行管理方便。

二、污水处理工艺设计

1、工艺流程

©工艺流程简图如下：

②工艺流程简介

A、为了防止泵及处理构筑物的机械设备和管道被磨损或堵塞，使得进水均

匀，使后续处理流程顺利进行设置格栅+调节池+斜板沉淀池作为预处理设施。

B、设置俩个折流式厌氧反应器(ABR),每次沉淀池出水直接进入其中壹个

反应器，进行厌氧消化去除COD(，和SS且产生壹定量的沼气。

C、厌氧池出水直接进入SBR,进壹步降低CODCr和SS,同时去除氮磷。

D、SBR出水直接在入氧化塘，根据养猪场地理环境和气候等条件，氧化塘采用

荷花塘，于氧化塘内通过细菌、藻类和植物等生物协同作用对COD、氨氮和磷均

有较好的去除。

E、氧化塘出水直接进入规范化排污口达标排放。

F、污泥处置：该系统产泥量较少，除了沉淀池沉淀下来的壹部分悬浮有机

物和无机杂质外，再就是SBR产生污泥回流至ABR进行厌氧消化，ABR中会有壹

定量的消化剩余污泥，且由于处理养猪场废水过程中产生的污泥中有机营养元素含

量较高的，通过较高温度的堆肥处理后对其中的致病菌能够去除，所以能够采取

对污泥进行堆肥处理后回用。

2、污水处理后的预期效果

经过“ABR+SBR+氧化塘”工艺处理后，CODcr、BOD5、SS等环保指标大幅度

降低，达到排放要求，各工艺单元预期去除率如表4。

表4设计预期有机污染物生化去除率

序号处理单元CODcrBOD5NH3-NSS

1调节池进水20000160001000900

出水1800014400900900

去除率(％)21021021020

2斜板进水1800014400900900

沉淀池

出水12600.010800.0810.0360.0

去除率(%)230225210260

4ABR进水12600.010800.0810.0360

出水37802700.0810216

去除率(%)270275NO240

5SBR进水37802700.0810216

出水756540121172.8

夫除率280,80285220

6氧化塘进水756540121172.8

出水151.25448.686.4

去除率(%)280290260250

7总去除率(%)299.24299.32294290.4

3、主要构筑物的特性说明和设计参数

(1)、进水拦污渠

©特性说明

废水中常常含有壹些比较大的杂物，为防止处理构筑物的机械设备和管道被

磨损或堵塞，因此设置进水格栅。

②设计参数

根据废水排放规律，废水最大流量5m3/h,水量变化系数取2.0。

由于本项目未提供废水处理站进水管的标高，为便于沟渠土建施工和拦污设

备安装，进水拦污渠渠深采用0.7m,计算宽度0.5,格栅间距20mm,格栅安装倾

角60°。

③主要工程内容

进水拦污渠1座，砖混结构，有效尺寸LXBXHR.5X0.3X0.5ni。

人工格栅1台，材质A3F,有效尺寸LXB=0.8XO.5mo

9、调节池

©特性说明

由于养猪场废水水质水量不均匀，所以必须对水质水量进行调节。

②设计参数

根据废水排放规律，壹天的废水量为60nl3左右，考虑到调节池起到壹定的预

处理作用，取水力停留时间为24小时。调节池有效水深1.5%有效容积为eom3.

③主要工程内容

调节池壹座，砖混结构,有效尺寸LXBXH=8X5X2m3o

9、斜板沉淀池

©特性说明

由于养猪场废水中存于有大量固体悬浮，会增加后处理难度，所以需要通过

沉淀去除壹部分。考虑到处理规模较小，所以选择斜板式沉淀池较经济且方便管

理操作。

②设计参数

Q=60m3/d,工作时间按24小时计算，则平均小时流量2.5n)3/h；表面负荷:

1.0m3/m2-ho

③主要工程内容

3

斜板沉淀池壹座，砖混结构,有效尺寸LXBXH=2.5mX2.0mX4mo

Q、ABR反应器

©特性说明

针对废水高COD%低SS和水量变化较大的特点折流式厌氧反应器(ABR),最

大程度上削减CODcr和SS浓度，产生壹定量的沼气；同时，较大的池容和ABR反

应器较好的抗冲击负荷能力也起到调节水量及匀化水质的作用。

②设计参数

按CO%去除率70S,CO-负荷5kgCOD,/n3计算则所需容积为240m3,为增

强厌氧池的调节能力，取有效容积3001n%相当于停留时间为5d,有效水深取

3mo按去除lkgCOD’r可产0.5m3沼气计算，沼气产量为420nP/do

③主要工程内容

ABR反应池1座2格，砖混结构，单格有效尺寸LXBXH=10X5X3.5m。

配置50WQ15-8-0.75型潜污泵2台，流量15砂加，扬程8m,功率0.75KW；

弹性组合填料，规格小180X80,体积200m3。

5、SBR反应器

©特性说明：

采用SBR工艺进壹步降低COD”和SS,较好地去除氮磷，同时省去二沉池减

小了占地和基建投资。

②设计参数：

按反应器排水比1/3计算，单日排水1次，单次进水量60正，反应器总有效

容积100m3o

③主要工程内容：

SBR反应器1座，砖混结构，有效尺寸LXBXH=8X4X3.5m；

配置WQ80-10-4型潜污泵1台，流量30m3/h,扬程10.0m,功率2KN：

2

离心式潜水曝气机QXB32台，功率1.Okw,进气量501n3」,服务面积26m0

6氧化塘

©特性说明

本工程中采用兼性氧化塘，于氧化塘的上层，阳光能够射透的部位为好氧层，

由好氧异养微生物对有机污染物进行氧化分解；藻类的光合作用旺盛，释放大量

的氧。于塘的底部，由沉淀的污泥和衰死的藻类和菌类形成了污泥层，于这层里

由于缺氧，由厌氧微生物进行厌氧发酵。氧化塘被用来作为污水的深度处理存于着

运行管理费用低等诸多的优点。

②设计参数

22

氧化塘表面负荷率采用0.05kgB0D/(m*d),塘深取1.5米，总面积为480mo

0、规范排污口

©特性说明

规范排污口用于污水采样和计量。

②设计参数

按流量2.5mVh,考虑2.0系数设计。

③主要工程内容

规范排污口1座，砖混结构，有效尺寸LXBXH=0.5X0.3X0.5m；

穿孔稳流板2套，PVC材质，有效尺寸LXB=0.5X0.3m；

三、主要构筑物及工艺设备壹览表

表5、主要构筑物竞览表

序号建、构筑物名称规格数量尺寸附件备注

1进水拦污渠0.075m31座0.5X0.3X0.5m人工格栅砖混

2调节池80m31座8X5X2n3病混

3斜板沉淀池20m31座2.5X2.0XW斜管材料砖混

4ABR反应器350m31座2格10X5X3.5m潜污泵、弹性组合填料砖混

5SBR反应器112m31座8X1X3.5m离心式潜水曝气机、潜污泵枝混

6氧化塘720ms1座24X20X1.5m

7规范排污口0.075m31座0.5X0.3X0.5m穿孔稳流板砖混

表6、主要工艺设备宜览表

序号设备名称型号规格数量备注

LXB=0.5X0.3m,栅条间距:20mm

1格栅-1台材质：A3F

2弹性组合填料—m3—

3潜污案2—

4潜污泉1—

5离心式潜水曝气机2—

6穿孔稳流板—有效尺寸LXB=0.7X0.5m2材质：PVC

第四章总图、建筑、结构和公用工程

壹、总图布置

养猪场废水处理工程设施的总图布置原则：

©总图布置应符合工程总体规划的要求，污水处理站建成后不影响原有的布

置格局。

②污水设施附近应设道路有利于货物运输。

③废水处理设施位于养殖场内，为节省占地，所有构筑物采用合建式。

④曝气机及水泵置于池体内于水中，防止噪声影响周围环境。

二、建筑、结构

建筑、结构设计原则：

©依据国家颁布的现行结构设计规范，行业标准及各专业所提供的基本设计

资料。

②构筑物结构设计力求安全可靠、实用、节省，且满足工艺及使用要求。

③调节池、沉淀池、ABR反应器和SBR反应器均为砖混结构，合建式设计。

④氧化塘采用底部防渗，侧墙采用但墙砖加固即可。

三、电气

1、供电、用电量及保护方式

废水处理设施的用电由养殖场的配电房引入。

本工程设备总装机容量5KW,电源考虑380V/220V低压电源，采用就地集中

补偿。

接地采用TN-C-S系统，电源进线处PEN线重复接地，接地电阻10。

2、自控设计

©自动化控制设计要求：

根据养殖场的实际情况，污水处理系统的运作应尽可能自动完成，不设专门

管理人员，能对出现的故障报警。

②自控设计说明

本工艺流程简单，操作简便，主要为ABR反应器和SBR反应器，有转动设备

的仅调节池提升泵，ABR反应器内循环泵、SBR反应器出水泵、离心式潜水曝气

机。自控方案如下：

A、所有电机的运行状态均能集中显示，且通过警灯、蜂鸣器对出现的故障

报警。

B、ABR反应滞内循环泵、SBR反应器出水泵、离心式潜水曝气机均能定时自

动切换。

C、每相邻构筑物间均设跨越管，壹旦某工序出现故障，污水将自动溢流到

下壹工序继续处理。

由于采取上述自控措施，整个污水处理工艺基本上实现了自动运作，不需设

专人管理，仅需对系统出现故障报警时予以及时处理即可。

四、分析、化验

废水处理应作常规检测，且配备必要的分析和化验仪器。检测工作可由化验

部门兼管。

第五章环保、劳动安全卫生、节熊、消防和防洪

壹、环保

污水处理设施本身是治理环境污染的基础设施，但由于把污染物相对集中，

于处理过程中如不加妥善处理，也会对环境产生不良的影响。

于工程建设过程中，施工机械引发的噪声、输送建材对交通产生的影响、施

工过程中产生的污染等，这些影响能够通过采取适当的措施予以缓解，其内容如

下：

©合理规划施工活动，以保证对社会最小的干扰。

②选择适当的路线运送材料和设备，使交通时间最少。

③设置警告讯号，道路封闭时按需进行交通管理，以保证工程正常进行和减

少交通障碍。

④为安全目的，于任何时间尽量减少埋管、沟槽长度，且于施工场地设围，

防止儿童进入。

⑤限制场地清理范围，能满足工程需要即可。

二、劳动安全卫生

电气设备的安装、防护以及操作条件均按电器有关安全规定设计。劳动保护

和安全生产方面要加强对操作工及施工人员的法制教育，包括建设期及运行管理

期，其内容如下：

©建设期间

A、编制和执行各种有关施工安全的政策大纲以及各方面应负的责任。

B、对全体职工进行安全培训、事故和偶发事件的方案。

C、颁发和使用安全设备如安全帽等。

D、制订安全工作实践（如脚手架、开挖支撑等）。

E、任命安全监理和安全管理人员。

②于操作和维护期间

A、制订紧急反应计划。

B、任命安全监理和安全管理人员。

C、制订安全管理系统。

D、定期经常对职工作医疗检查。

E、颁发和使用安全用品如安全帽、鞋、工作服等。

三、节能

1、耗能大的设备主要是调节池提升泵、ABR反应器内循环泵、SBR反应器出水泵、

离心式潜水曝气机，工程中尽可能选用效率高、能耗少的先进设备和器材，于运

转中使水泵工作点位于效率最高区，以节省能耗。

2、于高程布置中，节约水头损失，减少跃水高度，以节约水泵提升高度，节约

电耗。整个流程仅系统出水部分视情况需壹次提升，其余均靠重力自流。

3、选用无功功率自动补偿装置，将电柜及设备集中，使电柜处于负荷中心。

四、消防

站区内构筑物的耐火等级、防火间距、消防给水、采暖通风和电力设备的选

型和保护等均按建筑设计防火规范有关条款执行°

1、污水处理站区设室外消火栓。

2、污水泵房内设干粉灭火器。

3、站区附近道路布置考虑消防车辆出入方便。

第六章管理机构、劳动定员

本流程设备少，管理维护方便，仅需兼职管理人员1人。

第七章投资估算或概算

壹、工程总造价

工程总造价见工程概算表。

附表1、污水处理工程总报价表

单位；万元

工程造自（含税）

序号项目名称

建筑施工费安装工程费设备购置吩其他费用预算总价备注

壹第壹部分费用30.54

1工艺设备、水电安装18.18

2建、构筑物12.36

3电气及自控安装

4分析设备

5给水

6

7

8

9

二第二部分费用1.84

三第三部分附用

四利息和流动资金

五合计32.38

本工程总造价（含税）：叁拾冢万叁仟捌佰圆整

附表2、设备及安装工程报价表

序号设备名称规格、型号数垣单台重单价（力元）总价（力元）备注

1弹性组合填料（带支架）180X80200m30.024—

2潜污泵50WQ15-8-0.7520.230.46—

3潜