【正文】 養(yǎng)殖廢水處理改造工程設(shè)計方案第一章 概述 項目背景養(yǎng)豬廢水含有高濃度的有機物、懸浮物、氨氮等污染物，其水質(zhì)和水量受到生產(chǎn)工藝、季節(jié)及產(chǎn)品因素的影響較大。武漢原上草環(huán)保科技有限公司受業(yè)主委托，在充分掌握相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，為養(yǎng)豬廠設(shè)計污水處理站，以達到處理該豬廠養(yǎng)殖廢水的目的。 設(shè)計依據(jù)、原則和內(nèi)容（1）養(yǎng)殖場現(xiàn)場勘察（2）養(yǎng)殖場提供的水量、同類養(yǎng)殖場廢水資料（3）《中華人民共和國環(huán)境保護法》（4）《中華人民共和國水污染防治法》（5）《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB 500142014（6）《給排水設(shè)計手冊》（1—12卷）（7）《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB185962001）（8）《完全混合式厭氧反應(yīng)池廢水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 20242012）（9）《建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例》（1998年11月29日國務(wù)院令）（10）《給排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》CECS 1382002（11）《聲環(huán)境質(zhì)量標準》GB30962008（12）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 500102002（13）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 500092001（14）《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 500032001（15）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 500162006（16）《建筑照明設(shè)計規(guī)范》GB 500342004（17）《建筑結(jié)構(gòu)制圖標準》GB/T501052001（18）其它相關(guān)規(guī)范及標準（1）符合國家、地方的法律、法規(guī)以及業(yè)主的要求。采用先進成熟的處理工藝，保證處理后的污水達到業(yè)主要求的排放標準；（2）力求廢水處理工程達到投資省、占地少、能耗低、運行管理方便、出水水質(zhì)好的目的；（3）設(shè)備、器材及電氣部分采用名牌廠家產(chǎn)品，質(zhì)量可靠；（4）采用切實可行的技術(shù)手段，提高裝備水平，使污水處理站的生產(chǎn)盡可能實現(xiàn)自動化操作，以減少運行人員，降低勞動強度；（5）妥善處理污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、污泥、氣味等，不對環(huán)境產(chǎn)生二次污染；（6）以環(huán)保法規(guī)和有關(guān)規(guī)范、標準為依據(jù)，確保污水處理后達標排放。（1）污水改造方案的設(shè)計說明；（2）污水處理設(shè)施中構(gòu)筑物的參數(shù)設(shè)計；（3）工藝設(shè)備、電氣設(shè)備及自控儀表的選型；（4）工程投資估算、運行成本分析及經(jīng)濟效果評價；（5）平面布置圖。第二章 水污染治理工藝設(shè)計 污水治理工程設(shè)計規(guī)模、原水水質(zhì)及排放要求 設(shè)計規(guī)模根據(jù)業(yè)主提供資料，****污水產(chǎn)生量為 t/d，設(shè)計流量 t/h。 進水水質(zhì) 由于公司養(yǎng)殖廢水無實測進水水質(zhì)數(shù)據(jù)，所以參考同類企業(yè)污水水質(zhì)，結(jié)合我司多年做此類廢水的經(jīng)驗，設(shè)計污水處理站進水水質(zhì)如表211：表211 養(yǎng)殖廢水進水水質(zhì) 單位：mg/L，pH無量綱項目pHCODBOD5SS氮氮生產(chǎn)廢水6～9≤6000≤2500≤800≤300 排放要求廢水經(jīng)處理后出水達到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（GB185962001），具體參數(shù)見下表：表212養(yǎng)殖廢水處理后排放要求 單位：mg/L，pH無量綱項目pHCODBOD5SS氨氮進水水質(zhì)6～940015020080 水污染分析（污水來源及主要污染物）主要污染來源于畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水，包括：動物糞便、尿液、沖洗和飼養(yǎng)管理用水。養(yǎng)殖廢水具有：BOD5和COD濃度高、水質(zhì)水量變化大、氨氮的含量較高、懸浮物較多等特點，針對此類廢水已有一套成熟處理工藝，須先做好預(yù)處理，再進行生化處理。 污染物去除原理及工藝選擇（1）SS的去除廢水中大顆粒的SS主要依靠格柵去除，小顆粒的SS及膠體則依靠化學(xué)絮凝、氣浮及生物分解作用去除。對于養(yǎng)殖廢水現(xiàn)已有成熟工藝，處理效果好壞與預(yù)處理的處理效果有很大聯(lián)系，再由于本工程廢水為干清糞工藝所產(chǎn)污水故采用固液分離機即可。（2）COD的去除廢水中的COD主要依靠生化處理去除。廢水的生化處理是在適宜的環(huán)境條件下，利用微生物吸附、降解廢水中有機污染物的一種生物處理方法。根據(jù)微生物對氧的需求不同，可以把生化處理分為好氧處理和厭氧處理兩大類。好氧處理是利用微生物在有氧條件下，能將廢水中的一部分有機物用于合成新的細胞，將另一部分有機物進行分解代謝以便獲得細胞合成所需能量的特性，從而去除廢水中有機污染物，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O。好氧處理需要源源不斷的供給氧氣，處理速度快，污泥負荷相對低，出水水質(zhì)好。厭氧處理是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下，使有機物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過程。厭氧分三個階段：①水解階段：復(fù)雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為較簡單的有機物，繼而在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類。②產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌能把除乙酸、甲酸、甲醇以外的第一階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物（如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類）轉(zhuǎn)化為乙酸和氫，并有CO2產(chǎn)生。③產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌將第一、二階段產(chǎn)生的乙酸、氫和CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。厭氧不需要供給氧氣，污泥負荷相對較高，能處理較難生物降解的物質(zhì)，但所需時間長，出水一般需要后續(xù)處理才能達到排放標準。（3）BOD的去除廢水中BOD的去除原理與COD基本相同。 （4）生物脫氮 ①硝化過程NH3N＋O2NO2+O2NO3亞硝化菌硝化菌氨經(jīng)過某些微生物的作用最終會氧化成硝酸，這是一個非常復(fù)雜的過程，簡單說來，氨先在亞硝化細菌的作用下氧化為亞硝酸，然后在硝化細菌的作用下亞硝酸氧化為硝酸。這一過程稱為硝化過程，反應(yīng)過程如（4－1）式、（4－2式）所示。 （4－1） （4－2） 硝化過程亞硝化細菌與硝化細菌都是專性好氧的化能自養(yǎng)菌，因此硝化過程中必須有足夠的氧存在。另外還有一些好氧性異養(yǎng)菌和真菌也能夠?qū)H4+氧化為NO2和NO3只是它們并不依靠這個過程作為能量來源而已。②反硝化過程亞硝酸鹽、硝酸鹽在缺氧的情況下可在反硝化細菌作用下最終還原成氮氣，這一過程稱為反硝化過程。其過程如圖所示。、：①硝化過程消耗溶解氧，屬好氧過程；反硝化過程主要利用NOx中的氧；屬缺氧過程；在A/O工藝工藝中，這兩個過程分別在好氧段與缺氧段完成；②在上述兩個過程中都需要消耗碳源；③硝化過程中會產(chǎn)生一定的酸度，因此需要補充堿。NO3NON2O硝酸鹽還原酶↑ 碳源NO2亞硝酸鹽還原酶↑ 碳源氧化還原酶↑ 碳源氧化亞氮還原酶↑ 碳源N2 反硝化過程 工藝選擇（1）物化處理工藝對于畜禽養(yǎng)殖廢水處理前應(yīng)強化預(yù)處理，經(jīng)過固液分離單元可以將大部分的固體雜質(zhì)去除。（2）生化處理工藝選擇對于畜牧養(yǎng)殖廢水預(yù)處理大多采用“固液分離”的常規(guī)路線，而對于生化處理選擇則較廣泛，因為生化處理工藝及其本身的改進工藝繁多，下面就生化主要工藝做簡單的介紹。①厭氧UASB法工藝處理升流式厭氧污泥床UASB( Upflow Anaerobic Sludge Bed，注：以下簡稱UASB）工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項技術(shù)。1971年荷蘭瓦格寧根（Wageningen）農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格（Lettinga）教授通過物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用重力場對不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離，形成了上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應(yīng)器處理甜菜制糖廢水時，發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，即顆粒污泥（granular sludge）。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進了以UASB為代表的第二代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應(yīng)器的誕生奠定了基礎(chǔ)。UASB工藝對于不同含固量污水的適應(yīng)性也強，且其結(jié)構(gòu)、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術(shù)已經(jīng)成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室的沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。UASB模型圖41②好氧（生物接觸氧化法）處理生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝。污泥連續(xù)流經(jīng)固體填料，在填料上形成污泥狀的生物膜，生物膜上繁殖著大量的微生物，能夠起活性污泥同樣的凈化作用，吸附和降解水中的有機污染物。從填料上脫落下來的衰死生物膜隨污水流入沉淀池，經(jīng)沉淀池被澄清凈化。生物接觸氧化工藝原理是利用化能自養(yǎng)微生物將氨氮氧化成硝酸鹽的一種生化反應(yīng)過程，它既是利用生物處理也是用物