养殖废水方案.docx
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养殖废水方案
废水处理工程（15t/d）
设
计
方
案
养殖废水处理工程（15t/d）
一、概况：
二、废水治理设计的依据：
1、废水的水质、水量。
2、废水治理的标准：
废水经处理达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）标准。
3、室外排水规范《GBJ14-87》。
4、城市区域环境噪声标准《GB3096-93》。
5、污水综合排放标准《GB8978-96》。
6、《给水排水工程结构设计规范》（GB50069—2002）。
7、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）。
三、废水治理设计的原则：
1、根据废水特点，选用技术成熟、先进可靠的处理工艺，确保达标排放。
2、在保证处理效果前提下，采用操作简便，投资省，运行费用低的处理方法。
3、选用高效低噪音罗茨鼓风机，并采取消音、吸音措施，尽量降低噪音污染。
4、充分利用原有污水处理设备，尽量降低工程投资。
5、实行清污分流治理，尽量降低工程造价及运行费用。
四、废水的水质、水量：
1、废水的水量：
根据相关资料及厂方要求，设计水量为15t/d。
2、废水的水质：
根据厂方提供数据，废水的水质如下：
废水性质
废水量
COD
氨氮
TP
PH
废水
15m3/d
2850
140
30
6.5
3、废水处理的标准：
根据厂方要求，
废水经处理达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）标准标准排放。
控制项目
COD
氨氮
TP
PH
标准值
400
80
8.0
6—9
五、废水的治理设计的范围：
1、废水治理规模：
15m3/d。
2、废水治理范围：
自废水进入格栅井，至废水经过治理达到排放标准排出。
3、我公司承担废水的治理工程的设计、设备制作与安装调试、操作人员培训，确保达标排放一条龙服务。
六、废水治理工艺的确定：
（1）水解酸化
水解的机理从化学的角度来说，绝大多数化合物在一定条件下与水接触都会发生水解反应，水解反应可使共价键发生变化和断裂，即使化合物在分子结构和形态上发生了变化。
生物水解是靠生物酶的催化作用而加速反应的，在有酶条件下的催化反应速度要比无酶条件下高出108-1011倍。
生物水解就是指复杂的有机物分子经加水在缺氧条件下，由于水解酶的参与被分解成简单的化合物的反应，生物水解反应实际上包括了水解和酸化两个阶段，酸化可使复杂有机物降解为简单的有机酸。
（2）厌氧处理原理概述：
厌氧处理技术是有机废弃物生物处理方法的一种，近年来在污水处理领域内发展很快，是消减有机污染物、降低运行成本的有效途径。
污水中的有机废弃物始终是造成环境污染最重要的污染物，它是使水域变质、发黑发臭的主要原因。
有机废弃物在废水中可以以悬浮物、胶状物或溶解性有机物的方式存在，在水污染控制中主要以TS（固体物含量）、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）作为监测目标。
一般而言，生物方法是去除废水中有机物最经济有效的方法，特别是对废水中BOD含量较高的有机废水更为适宜。
利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机废弃物分解为简单无机物从而去除有机物污染的过程被称之为废水的生物处理。
根据代谢过程中对氧的需求情况，微生物可以分为好氧微生物、厌氧微生物和介于二者之间的兼性微生物，因此，相应的污水处理工艺也可以分为三大类。
好氧生物处理利用好氧微生物的代谢活动来处理废水，它需要不断向废水中补充大量空气或氧气，以维持其中好氧微生物所需要的足够的溶解氧浓度。
在好氧条件下，有机物最终被氧化为水和二氧化碳等，部分有机物被微生物同化以产生新的微生物细胞，活性污泥法、生物转盘法和好氧滤器等都属于好氧处理工艺。
厌氧生物处理则利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物主要包括大量的生物气（即沼气）和水。
沼气的主要成分是约2/3的甲烷和1/3的二氧化碳，是一种可回收的能源。
厌氧废水处理是一种低成本的废水处理技术，它又是把废水处理和能源回收利用相结合的一种技术。
包括中国在内的大多数发展中国家面临严重的资金不足。
这些国家需要既有效、简单又费用低廉的技术。
厌氧技术因而是特别适合我国国情的一种技术。
厌氧废水处理技术同时可以作为能源生产和环境保护体系的一个核心部分（如图一），其产物可以被积极利用而产生经济价值。
例如，处理过的洁净水能被用于鱼塘养鱼、灌溉和施肥；产生的沼气可作为能源；剩余污泥可以作为肥料并用于土壤改良。
1、厌氧处理的优点
考虑到我国的国情、环境污染的现状，有机废弃物的厌氧处理技术有以下明显的优点：
①厌氧废水处理可作为把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境与经济效益；
②厌氧废水处理技术是非常经济的技术，在废水处理成本上比好氧处理要便宜得多，特别是对中等以上浓度（COD>1500mg/L）的废水更是如此，尤其适用于高浓度有机废弃物的处理。
厌氧处理成本的降低主要由于动力的大量节省，营养物添加费用和污泥脱水费用的减少。
即使不计沼气作为能源所带来的收益，厌氧方法处理费用也仅为好氧方法处理费用的1/3或更低。
如所产生的沼气加以妥善的利用，则处理费用更会大大降低，甚至带来相当可观的利润；
③厌氧处理不但能源需求很少而且能产生大量的能源；
④厌氧废水处理设备负荷高，占地少。
厌氧反应器容积负荷比好氧法要好得多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多，特别是新一代的高速厌氧反应器容积负荷率更高，效果更好。
因此其反应器体积小，占地少；
⑤厌氧处理方法产生的剩余污泥比好氧处理方法少得多，且剩余污泥脱水性能好，浓缩时不需要使用脱水剂，因此，厌氧剩余污泥的处理要容易得多。
由于厌氧微生物增殖缓慢，因而处理同样数量的废水仅产生相当于好氧处理方法的1/10~1/6的剩余污泥。
厌氧处理方法所产生的污泥高度无机化，可用作农田肥料或作为新运行的厌氧处理装臵的菌种出售；
⑥厌氧处理方法对营养物的需求量小。
一般认为，若以可以生物降解的COD（CODBD）为计算依据，好氧处理方法中氮和磷的需求量比例为CODBD：
N：
P=100：
5：
1。
而厌氧处理方法为CODBD：
N：
P=（350~500）：
5：
1。
有机废弃物中一般含已有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此，厌氧处理方法可以不添加或少添加营养盐；
⑦厌氧处理方法可以处理很高浓度的有机废水。
当有机废弃物浓度很高时，并不需要添加大量的稀释水；
⑧厌氧处理方法的菌种（例如厌氧颗粒污泥）可以在中止供给废水与营养物情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上。
它的这一生物特性为其间断的或季节性的运行提供了有利条件，厌氧污泥因此可以作为新建厌氧处理装臵的种泥出售；
⑨厌氧处理系统规模灵活，可大可小，设备简单，易于制作，无特别昂贵的设备。
目前正在运行的单座厌氧处理装臵的规模从几十立方米到几万立方米不等。
2、各类厌氧反应器性能概述
①完全混合厌氧反应器（CSTR）：
传统的完全混合厌氧反应器（CSTR）是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。
有机污染物进入池内，经过搅拌与池内原有的厌氧活性污泥充分接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使废水中的有机污染物转化为沼气。
完全混合厌氧反应器（CSTR）池体体积较大，负荷较低，其污泥停留时间等于水力停留时间，因此不能在反应器内积累起足够浓度的污泥，一般仅用于城市污水厂的剩余好氧污泥以及粪便的厌氧消化处理。
②厌氧接触反应器：
厌氧接触工艺的反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。
反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。
这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。
目前，全混合式的厌氧接触反应器已被用于废水中SS浓度较高的好氧污泥处理、酒精废醪处理。
③厌氧滤器（AF）：
厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。
生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。
厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。
污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。
厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。
④厌氧流化床反应器：
厌氧流化床反应器采用微粒状填料作为微生物固定化材料，厌氧微生物附着在这些微粒上形成生物膜。
由于这些微粒粒径较小，反应器内采用一定范围的上流速度，因此在反应器内这些微粒形成流态化。
厌氧流化床反应器由于使用了较小的颗粒，由于形成比表面积很大的生物膜，流态化又充分改善了有机物向生物膜传递的传质速率，同时它克服了厌氧滤器中可能出现的短路和堵塞。
在这一工艺中，流态化的形成前提条件，较轻的颗粒或絮状的污泥将会从反应器中连续冲出，流态化的真正形成必须依赖于所形成的生物膜在厚度、密度、强度等方面相对均匀或形成的颗粒均匀。
但实际上，生物膜的形成与剥落难于控制，真正的流化床形态很难实现，致使工艺控制困难，投资和运行成本较高。
⑤上流式厌氧污泥床反应器（UASB）：
待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。
随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。
在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。
污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。
自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。
液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。
UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，从而大大提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。
但是对于SS含量很高的污水，由于三相分离器泥气水分离能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整个系统的投资费用也较大。
⑥膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）：
EGSB是在UASB反应器的结构相似，所不同的是在EGSB反应器中采用相当高的上流速度，因此，在EGSB反应器中颗粒污泥处于完全或部分“膨胀化”的状态，即污泥床的体积由于颗粒之间的平均距离的增加而扩大。
为了提高上升速度，EGSB反应器采用较大的高度与直径比和很大的回流比。
在高速上升速度和产气的搅拌作用下，废水与颗粒污泥间的接触更充分，因此可允许废水在反应中有很短的水力停留时间，从而可以高速地处理浓度较低的有机废水。
3、几种典型的厌氧反应器适用性能比较
表3-4几种典型的厌氧反应器适用性能分析表
反应器名称
优点
缺点
适用范围
完全混合厌氧反应器（CSTR）
投资小、运行管理简单
容积负荷率低，效率较低
适用于SS含量很高的污泥处理
厌氧接触反应器
投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高，耐冲击负荷能力强
停留时间相对较长
适用于高浓度、高悬浮物的有机废水
厌氧滤器（AF）
处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好
投资较大，反应器容易短路和堵塞
适用于SS含量较低的有机废水
厌氧流化床反应器
处理效率高，不易短路和堵塞
实现真正的流态化污泥床难度较大，运行管理要求较高
适用于处理特种工业废水
上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好
投资相对较大，对废水SS含量要求严格
适用于SS含量适低的有机废水
膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
处理效率高，负荷能力强，出水水质相对较好
投资相对较大，对废水SS含量要求严格
适用于SS含量较少和浓度相对较低的有机废水
4、针对本工程涉及养殖废水水质特性
水量小、SS含量高、运行管理简单及投资成本较低等，故本方案采用传统厌氧处理方法。
（3）好氧处理方法
好氧生化处理有：
活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化法等。
本设计采用SBR法处理。
SBR法又称序批式活性污泥法，是近十几年国内外兴起的一种活性污泥法，现广泛应用到生活污水、有机废水的治理。
SBR法的反应机理与传统的活性污泥法基本相同，仅运行条件不同，其操作由进水、曝气、沉淀、排水、闲置五个过程组成，运行工序在时间上是按序排列的。
SBR工艺的核心是SBR反应池,它是按一定时间顺序间歇操作运行的生物反应器。
所谓“序批间歇式”有两种含义:
一是运行操作在空间上是按序列的方式进行的,为匹配多数情况下废水的连续排放规律,必须2个或多个SBR池并联,按次序间歇运行;二是每个SBR的操作在时间上也是按次序排列的。
反应池兼有调节池和沉淀池的功能。
由于SBR工艺是将进水、反应、沉淀、出水集于一体的生化处理法，反应过程综合了好氧、缺氧和厌氧各阶段，因此SBR工艺不但能处理较高浓度的有机废水，而且对养殖废水中含量较高的氨氮也有良好的去除效果。
SBR工艺在运行当中有硝化和反硝化反应过程，因为硝化与反硝化反应不能同时发生的特性，硝化反应在好氧条件下进行，而反硝化反应在缺氧条件下完成，废水生物脱氮的基本原理在于，在有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到脱氮的目的。
由此可见，SBR工艺是一种高效、经济、可靠、适合污水脱氮处理的工艺，尤其是SBR工艺对于污水中氮、磷的去除，有其独到的优势。
进水阶段结束后反应器中会形成较高的基质浓度梯度，节省能耗；曝气搅拌进水可以使反应器进入硝化反应阶段；曝气后沉淀、闲置阶段可以进行反硝化反应；随后的曝气可以吹脱污泥释放的氮气，保证沉淀效果。
因此对氨氮也有较高的去除率。
（4）脱氮除磷处理
脱氮除磷预处理采用氨氮吹脱工艺去除氨氮，采用混凝沉淀工艺去除总磷。
①脱氮基本原理
含氮废水处理的原理是：
在碱性条件下，铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气和水，再通过曝气管曝气，使氨气逸出，以达到脱氮的目的。
其反应方程式如下：
NH4+＋OH-→NH3↑＋H2O
②除磷基本原理
含磷废水处理的原理是：
在碱性条件下，磷酸根离子与钙离子反应生成难溶于水的磷酸钙，再通过固液分离，以达到除磷的目的。
其反应方程式如下：
3Ca（OH）2＋2PO43-→Ca3（PO4）2↓＋6OH
七、废水治理的工艺流程及说明：
工艺流程说明：
项目产生的沼气可回收利用，用于生活、生产用气或发电，用于厂区员工生活使用，可用于厂区猪舍取暖或给厌氧池加温，可产生可观的经济效益。
主要构筑物：
1、格栅池
（1）功能：
用以除去废水中固形物，有利后道工序处理
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.0m
（3）主要内容：
尺寸：
1750×800×2500mm，V=3.50m³，数量：
1座，地下砖混结构。
（4）设备：
①人工细格栅：
BS-600型，栅隙3mm，不锈钢材质，一套。
2、预沉调节池
（1）功能：
将污水中易沉降悬浮物和颗粒物去除，保证生产废水进水水量和水质的均匀性。
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.5m
有效容积：
8.75m3
（3）主要内容：
池体尺寸：
1750×2000×3000mm，V=10.5m3，1座，地下砖混结构。
（4）设备：
①污泥提升泵：
WQ10-10-0.75型，1台
流量：
10m3/h，扬程10m，功率0.75kW
3、水解酸化池
（1）功能：
前置反硝化池。
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.5m
有效容积：
20.0m3
（3）主要内容：
池体尺寸：
4000×2000×3000mm，V=24.0m3，1座，地下砖混结构。
（4）设备：
①搅拌器：
1台
导杆长度D=1500mm
叶轮长度d=200mm
配套电机N=0.55Kw
②弹性填料：
Φ125型，20.0m3；
③填料支架：
2000×2000mm，2套，A3钢制
4、厌氧池
（1）功能：
利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，通常需要时间较长。
厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.5m
（3）主要内容：
尺寸：
8000×7500×3000mm，V=180.0m3，1座，地下钢砼结构
（4）设备：
①三相分离器：
四套
5、混凝池
（1）功能：
加药混凝，去除废水中的磷酸盐及部分有机物。
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.5m
有效容积：
6.25m3
（3）主要内容：
池体尺寸：
1250×2000×3000mm，V=7.5m3，1座2格，地下砖混结构。
（4）设备：
①加药系统：
2套
加药箱容积0.5m3，2个，PVC
搅拌器，PVC
②隔膜计量泵：
2台，功率：
0.37kw
计量范围：
0~120L/H；
最大压力范围：
0~1.0Mpa
③搅拌器：
1台
导杆长度D=1500mm
叶轮长度d=200mm
配套电机N=0.55Kw
6、沉淀池
（1）功能：
将厌氧处理后的污水中易沉降悬浮物和颗粒物去除，从而保证处理出水悬浮物达到排放要求，方便后续处理。
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.5m
有效容积：
17.5m3
（3）主要内容：
池体尺寸：
3500×2000×3000mm，V=21.0m3，1座，地下砖混结构。
（4）设备：
①污泥提升泵：
WQ10-10-0.75型，1台
流量：
10m3/h，扬程10m，功率0.75kW
②斜板：
20m³
③支架：
3500×1000mm，两套，A3钢制
7、氨氮吹脱池
（1）功能：
去除废水中的氨氮
（2）设计参数：
有效水深：
h=2.5m
有效容积：
25.0m3
（3）主要内容：
尺寸：
5000×2000×3000mm，V=30.0m3，1座，地下砖混结构
（4）设备：
①曝气装置：
2500×2000mm，UPVC，2套；
②废水提升泵：
WQ20-7-0.75型，2台（一用一备）
流量：
20m3/h，扬程7m，功率0.75kW
8、SBR池
（1）功能：
利用活性污泥法进行污水处理，池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件，为保证废水处理效果，每池每日运行二个周期，每个周期12个小时，其中进水2小时，曝气6-8小时，沉淀2小时，排放1小时。
可从开始进水就进行曝气。
（2）设计参数：
有效水深：
h=4.0m
有效容积：
40.0m3
（3）主要内容：
尺寸：
5000×2000×4500mm，V=45.00m3，1座，半地下钢砼结构，地上2.0m、地下2.5m
（4）设备：
①曝气装置：
BMP-125型膜式曝气盘，Φ215，50套；
②排泥系统：
1套；
③鼓风机：
MFSR65型，2台（一用一备）；
功率：
3.0kW。
④排水装置：
BS-150型，1套
⑤回流泵：
WQ10-10-0.75型，1台
流量：
10m3/h，扬程10m，功率0.75kW
9、标准化排污口（巴氏槽）
（1）功能：
废水经污水处理站处理达标后由此排放。
（2）主要内容：
主要尺寸：
1500×750×1000mm，砖混结构，一座。
最小流量0.4m³/h，最大流量19.44m³/h。
10、污泥干化池
（1）功能：
收集废水处理产生的污泥，污泥脱水干化处理。
（2）设计参数：
有效水深：
h=1.2m
（3）主要内容：
池体尺寸：
1750×1000×1200mm，1座，建于预沉调节池上
11、有机肥工程
主要内容：
80m2钢结构，用于猪粪的发酵及有成品的堆放。
12、设备间
主要内容：
2500×4000mm，砖混结构
八、废水治理效果的分析：
单位处理段
CODcr（mg/L）
氨氮（mg/L）
TP（mg/L）
进水
出水
去
率
进水
出水
去
除
率
进水
出水
去
除
率
废水
2840
140
30
预沉调节池
2840
2556
10%
140
133
5%
30
-
-
水解酸化池
2556
2045
20%
133
120
10%
30
-
-
厌氧池
2045
818
60%
120
108
10%
30
-
-
混凝沉淀池
818
777
5%
108
103
5%
30
-
-
氨氮吹脱池
777
622
20%
103
21
80%
30
3.0
80%
SBR池
622
93
85%
21
8.4
60%
6.0
2.4
60%
GB18596-2001
≤400
≤80
≤8.0
九、废水治理的构筑物：
序号
名称
规格
面积及体积
结构
1
格栅井
1750×800×2500mm
3.50m3
砖混结构
2
预沉调节池
1750×2000×3000mm
10.5m³
砖混结构
3
水解酸化池
4000×2000×3000mm
24.0m3
砖混结构
4
厌氧池
8000×7500×3000mm
180.00m3
钢砼结构
5
混凝池
1250×2000×3000mm
7.5m3
砖混结构
6
沉淀池
3500×2000×3000mm
21.00m3
砖混结构
7
氨氮吹脱池
5000×2000×3000mm
30.00m3
砖混结构
8
SBR池
5000×2000×4500mm
45.0m3
钢砼结构
9
标准化排放口
1500×750×1000mm
1.13m3
砖混结构
10
污泥干化池
1750×1000×1200mm
2.1m3
砖混结构
11
设备间
4000×2500mm
10m2
砖混结构
12
储气柜外墙
Φ2.0m，H=2.0m
/
A3，钢制
十、废水治理的主要设备
序号
名称
规格
生产厂家
数量
1
人工细格栅
BS-600型，不锈钢材质，栅隙：
3mm
本公司制造
1套
2
污泥提升泵
WQ10-10-0.75型
上海水泵厂
1台
3
搅拌器
0.55kw
本公司制造
1套
4
弹性填料
Φ125型
本公司制造
20m3
5
填料支架
2000×2000mm，A3钢制
本公司制造
2套
6
三相分离器
/
本公司制造
4套
7
加药系统
包括加药箱及搅拌器
本公司制造
2套
8
隔膜计量泵
KD型
/
2台
9
混凝搅拌器
0.55kw
/
1台
10
污泥提升泵
WQ10-10-0.75型
上海水泵厂
1台
11
斜板
/
本公司制造
20m³
12
支架
3500×1000mm,A3钢制
本公司制造
两套
13
预曝气装置
2500×2000mm，UPVC
本公司制造
2套
14
废水提升泵
WQ20-7-0.75型
上海水泵厂
2台（一用一备）
15
曝气装置
BMP-12
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