【正文】 養(yǎng)豬場廢水處理工藝設(shè)計中文摘要本設(shè)計的任務(wù)是養(yǎng)豬場污水處理工程的設(shè)計，要求是對污水處理進(jìn)行整體的設(shè)計與規(guī)劃。所提供的污水廠進(jìn)水水質(zhì)為：Q=3000m3/d,BOD5=39004900mg/L， CODcr=900013000mg/L， SS=32003500mg/L， NH3N=450650mg/L，pH=～。要求經(jīng)過處理后出水水質(zhì)為：BOD5=150mg/L， CODcr=400mg/L， SS=200mg/L， NH3N=80mg/L，pH=～，最終滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596—2001）要求。設(shè)計中采用的主要污水處理工藝是：氨吹脫——厭氧反應(yīng)——生物接觸氧化——消毒——出水。所涉及的具體工作是對工藝流程中的各個構(gòu)筑物進(jìn)行計算，確定其尺寸，對處理工藝中需要的各種設(shè)備進(jìn)行選型，并確定污水處理場的平面和高程布置。本設(shè)計還對污水處理場的建設(shè)和運(yùn)行費用做了初步的估算。最終的設(shè)計成果還有多分以CAD軟件繪制的工程圖紙，包括：污水場平面布置圖、污水場高程布置圖以及幾個主要的處理構(gòu)筑物。關(guān)鍵詞：養(yǎng)豬污水，氨吹脫塔，UASB反應(yīng)器，生物接觸氧化池。Pig farm wastewater treatment engineering designAbstractThis design task is raising pig factory wastewater treatment engineering design, the requirement is on wastewater treatment plant for overall design and planning. The wastewater treatment plant is provided for: Q = ining water 3000m3 / d, BOD5 = 39004900mg/L, CODcr = 9013000mg/L, SS = 323500mg/L, NH3 N = 450650mg/L, pH = ~ . Demand for processed effluent BOD5 = 150mg/L, and CODcr = 400mg/L, SS = 200mg/L, NH3 N = 80mg/L, pH = ~ Finally meet the livestock and poultry breeding standards for pollutants discharge (GB185962001) requirements.Design the major sewage treating technology is: ammonia to remove anaerobic reaction biological contact oxidation disinfection out of the water. The specific work is involved in various structures in process is calculated, determine its size, to process all kinds of equipment needed in selection and determine sewage treatment plant, the plane and elevation layout. This design of sewage treatment plant construction and operation costs makes a preliminary estimates. The final design results and points to CAD software rendering engineering drawings, including: sewage plant layout, sewage plant elevation layout and several main processing structures.Keywords: Pig sewage, Ammonia to remove tower, UASB reactor,Biological contact oxidation ponds. 93第一章 緒論隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，畜產(chǎn)廢水排放量日益增加，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和水體環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響也日益嚴(yán)重。養(yǎng)豬場污水主要是豬的排泄物（豬尿及部分豬糞）和豬舍沖洗水的混合物。據(jù)有關(guān)部門測算：１頭豬日排泄糞尿按6kg計。一個千頭豬場日排泄糞尿達(dá)6t，年排量達(dá)2500t。如果用水沖式清糞，１頭豬日排污量約為30kg，年排污水達(dá)１萬多t。污水中懸浮物、有機(jī)物及氨氮含量均較高，其中五日生化需氧量BOD5介于600～7000mg/L，化學(xué)需氧量COD濃度可達(dá)13000～17000mg/L。[1]養(yǎng)豬場污水排水量大、污染負(fù)荷高，有機(jī)物濃度高，固液混雜。而養(yǎng)豬行業(yè)的利潤水平又低，因而要求污水處理工程投資低、運(yùn)行費用低、處理效率高。因此，我們必須研究出投資少，運(yùn)行成本低，管理方便，處理效果好的裝置和相配套的發(fā)酵工藝，盡可能使污水處理后得到資源化利用，既消除污染，又化害為利，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，我國的養(yǎng)豬業(yè)集約化程度較低，養(yǎng)豬業(yè)帶來的污染問題尚未引起廣泛關(guān)注，而養(yǎng)豬業(yè)集約化比率增高，排泄物中含有的氮、磷及剩余飼料將導(dǎo)致單位面積土地上的排泄量顯著增加。如果不加以重視，會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的后果。養(yǎng)豬廢水含有大量的氮和磷。如果氮和磷被排入水體，則容易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，污染水體。以硝酸鹽形式存在于水中的氮倘若被人飲用，則會對人體健康造成損害。而土壤中的養(yǎng)分過剩，則會使打破土地的生態(tài)平衡。排泄物中殘留的抗生素等對人類健康的損害也引起了人類健康學(xué)家和畜牧業(yè)工作者的重視。規(guī)模化養(yǎng)豬場每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如殘留的獸藥以及大量的病原體等，因此如果污水不經(jīng)過處理就排放于外界環(huán)境或直接農(nóng)用，將會導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴(yán)重污染【2】。因為我國畜禽養(yǎng)殖企業(yè)長期以來只是片面追求經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)保意識薄弱，對糞便污水處理方法落后，致使大量的糞便隨沖洗水直接排放，甚至有的將糞便直接排入外界水環(huán)境中，嚴(yán)重污染了大江大河的水質(zhì)。養(yǎng)豬場排放含糞尿的污水中的生化指標(biāo)極高，其中COD值和BOD值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國標(biāo)。高濃度的有機(jī)污水排入江河湖泊中，造成水質(zhì)不斷惡化，其中污水中高濃度的氮、磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因, 使水中的藻類過度生長，從而導(dǎo)致魚類的大量死亡(Roland等，1993)嚴(yán)重威脅到了水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。畜禽糞便污水不僅污染到了地表水，至使地表水中的硝酸鹽含量超出規(guī)定范圍(50mg/L)，而且其有毒、有害成分還容易進(jìn)入到地下水中，嚴(yán)重污染地下水。一旦地下水被污染了，是極難治理恢復(fù)的，將會造成較持久性的污染。養(yǎng)豬場在污染周圍環(huán)境的同時，也污染了自身的環(huán)境，嚴(yán)重地威脅了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的自身可持續(xù)發(fā)展。豬體內(nèi)的微生物主要是包含在糞便內(nèi)通過消化道排出體外，通過養(yǎng)豬場污物的排放進(jìn)入外界環(huán)境中從而造成嚴(yán)重的微生物污染。如果對這些糞污不加以無害化處理，大量的有害病菌一旦進(jìn)入環(huán)境，不但會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴(yán)重威脅到人體健康。【3】使養(yǎng)豬場的糞污得到資源化利用：畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水中含有較多的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，污水經(jīng)過適當(dāng)?shù)膬艋幚砜梢杂糜谵r(nóng)田、綠地的灌溉，進(jìn)入漁塘養(yǎng)魚，有條件時還可考慮回用沖洗畜舍；固體糞污經(jīng)處理后可作為高效有機(jī)肥。利用畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥，不僅可減輕畜禽糞便對環(huán)境的污染，還可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力。物理處理是指通過物理方面的重力或機(jī)械力作用使污水水質(zhì)發(fā)生變化的處理過程。物理處理方法有：格柵、沉淀、過濾等。物理方法主要是去除污水中較大的懸浮物和雜質(zhì)、飼料殘渣、豬毛豬尿及其它可以堵塞或磨損管道和水泵的物質(zhì)，還有污水經(jīng)化學(xué)處理的反應(yīng)產(chǎn)物，污水生物處理后生成的活性污泥或生物膜【4】。化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)?；瘜W(xué)處理方法有：混凝、消毒、中和等。污水化學(xué)處理對象有：污水中溶解性的有害物質(zhì)，如酸堿性有機(jī)物、和各種有機(jī)溶劑等。生物處理是微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陳代謝功能，對污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。（1）厭氧生物處理技術(shù)：厭氧生物處理時在沒有分子氧及化合態(tài)氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。【5】1水解酸化池　 水解酸化池主要包括以下幾個部分：①池體　 一般為矩形或圓形，水解酸化池的經(jīng)濟(jì)高度一般為4～6m之間，另外，可以對水解酸化池進(jìn)行分格，分格后，每一單元尺寸減少，可提高配水的均勻性，同時有利于維護(hù)和檢修。②配水系統(tǒng)常用的配水方式有：一管一孔布水、一管多孔配水方式、分枝式配水方式。③出水收集裝置水解酸化池的出水可以采用設(shè)于池水表面三角出水堰進(jìn)行收集。④排泥系統(tǒng)當(dāng)水解酸化池內(nèi)污泥達(dá)到一定高度后應(yīng)進(jìn)行排泥，排泥的高度的設(shè)定應(yīng)考慮排出低活性的污泥，保留高活性的污泥，通常污泥的排放點設(shè)在污泥區(qū)的中上部，可采用定時排泥方式，每日排泥一至二次。作用機(jī)理：通常把厭氧發(fā)酵過程分為四個階段，即a、水解階段b、酸化階段c、酸衰退階段d、產(chǎn)甲烷階段。水解階段：能使固體有機(jī)物降解為污水中的溶解性物質(zhì)，以及將大分子有機(jī)物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，在產(chǎn)酸階段，碳水化合物等有機(jī)物被降解為有機(jī)酸，主要是乙酸、丁酸等。水解和酸化反應(yīng)進(jìn)行得相對較快，一般不容易將它們分開，此階段的主要微生物是水解—產(chǎn)酸細(xì)菌?！?】水解酸化池可將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，將環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為鏈狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了廢水的BOD/COD比，增加了廢水的可生化性，為后續(xù)的消毒處理創(chuàng)造了良好的環(huán)境。污水經(jīng)過水解反應(yīng)后可提高其生化性能，降低污水pH值，減少污泥產(chǎn)量，為后續(xù)好氧生物處理創(chuàng)造有利條件。2升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）上升式厭氧污泥床反應(yīng)器是由荷蘭的Lettinga教授等在1972年研制，于1977年開發(fā)的。由于在反應(yīng)器內(nèi)可以培養(yǎng)出大量厭氧顆粒污泥，使反應(yīng)器的負(fù)荷很大。對一般的高濃度有機(jī)污水，當(dāng)水溫在30℃左右時，負(fù)荷可達(dá)1020KgCOD/(m3d)?！?】UASB法與其它厭氧反應(yīng)器相比，具有一系列的優(yōu)點：（1)污泥床內(nèi)生物量多；（2）容積負(fù)荷率高，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間短，因此所需池容大大減??；（3）設(shè)備簡單，操作方便，無需設(shè)污泥回流裝置，不需填充填料，也不需要設(shè)置機(jī)械攪拌裝置，造價相對便宜，便于管理而且不存在堵塞問題。3厭氧生物濾池厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料。微生物附著生長在填料上，平均停留時間可長達(dá)100d左右。濾料可采用拳狀石質(zhì)濾料，如碎石、卵石等，粒徑在40mm左右，也可以采用塑料填料。塑料填料具有較高的孔隙率，質(zhì)量也輕，但是價格較貴。根據(jù)對一些有機(jī)污水的實驗結(jié)果，當(dāng)溫度在2530℃時，在使用拳狀濾料時，體積負(fù)荷可達(dá)36 KgCOD/(m3d)；在使用塑料填料時，體積負(fù)荷可達(dá)310 KgCOD/(m3d)。厭氧生物濾池的主要優(yōu)點是：處理能力較高；率池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度；不需另設(shè)泥水分離設(shè)備；出水SS較低；設(shè)備簡單；操作方便等。厭氧生物濾池的主要缺點是：濾料費用較高；濾料容易堵塞，特別是下部，生物膜很厚，堵塞后，沒有簡單有效地清洗方法。（2）好氧生物處理技術(shù)：污水的好氧生物處理技術(shù)是在有氧存在的條件下，利用好氧微生物，將有機(jī)物降解的污水處理方法。污水中存在的各種有機(jī)污染物，主要是以膠體狀或溶解態(tài)存在。這部分有機(jī)物經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級降解，最終將轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，達(dá)到無害化。1活性污泥法性污泥法是目前污水處理中應(yīng)用最廣泛的好氧生物處理技術(shù)，也是一項極具發(fā)展前景的污水處理技術(shù)。近幾十年以來，對其生物反應(yīng)和凈化機(jī)理的研究取得了長足的發(fā)展，工藝流程漸漸成熟、合理?；钚晕勰喾ㄟm用于大規(guī)模、較高濃度的污水處理。活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力?！?】1) 氧化溝工藝氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護(hù)坡處理的土溝渠，是間歇進(jìn)水間歇曝氣的，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術(shù)。氧化溝的技術(shù)特點：氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。 　　2) 間歇式活性污泥法（SBR法） SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)?！?】2生物膜法生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機(jī)污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動水層。生物