800方猪场污水处理工程方案Word下载.docx

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◆《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）；

◆《生活杂用水水质标准》（CJ/48-1999-相关标准）

◆陕西宝迪肉类食品有限公司的建设要求和基本资料；

◆我公司多年来从事废水设计、施工、调试、验收的实际经验；

◆国家现行的有关设计标准、规范，主要有：

1）《室外排水设计规范》GBJ14-87

2）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

3）《给水排水工程结构设计规范》GBJ69—84

4）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

5）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

6）《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GBJ141-90

7）《低压配电设计规范》GB50054－95

8）《供配电系统设计规范》GB50052－95

9）《电力工程电缆设计规范》GB50217－94

10）《工业企业照明设计标准》GB50034－92

11）《仪表供电设计规定》HG20509－92

1.4设计原则

1.本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保各项出水水质指标均达标排放。

2.采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。

3.设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。

4.系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。

5.设计美观、布局合理。

6.设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。

7.尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。

8.充分考虑系统对今后生产工艺变化给水质带来的变化的适应性，满足企业长期发展的需求。

1.5设计范围

本次废水处理项目的总体设计，包括工艺、设备、建筑、结构、仪表、电控以及给排水等方面提出总体要求，具体内容如下：

1、工艺设计：

主要包括废水处理工艺和污泥处理及处置；

2、土建设计：

废水处理站各废水处理单元的建筑、结构设计；

3、设备设计及选型：

配套工艺通用设备的选型及非标设备的设计，力求经济高效；

4、电控、仪表设计：

结合废水处理站的情况，废水处理站尽量采用自动控制，关键部位设置测量监控仪表，确保废水处理站的运行经济、稳定；

5、给排水设计：

包括处理流程内用水点的给水设计及废水处理站界区内雨水、废水管线设计。

第二章、水质、水量及排放标准

2.1水质特点

◆废水来源：

项目废水主要为员工生活废水和养殖废水；

◆污染成分：

废水中主要含有粪便及微生物等，属无毒有机废水；

◆污染指标：

废水中主要污染指标为CODcr、BOD5、SS、NH3-N等，废水的BOD5/CODcr≈0.5，可生化性较好，易采用生化处理为主的工艺；

2.2废水水量

废水处理站按800m3/d进行整体设计，按两班制运行计算，考虑到水量突增情况，本方案小时废水处理量按50m3/h进行设计。

2.3水质指标

根据陕西宝迪肉类食品有限公司提供的资料及我公司多年来从事该种废水设计、施工、调试、验收的实际经验，设计进水水质指标如下：

表2-1设计进水水质一览表

污染物名称

污染物浓度

CODcr：

≤8000.0mg/L

BOD5：

≤4000.0mg/L

SS:

≤2000.0mg/L

NH3-N：

≤300.0mg/L

2.4排放标准

◆要求处理后的废水执行《生活杂用水水质标准》（CJ/48-1999-相关标准）。

具体指标如下：

表2-2废水排放标准一览表

限值

≤50mg/L

≤10mg/L

总磷

≤0.5mg/L

≤20mg/L

大肠杆菌：

≤3个/L

第三章、工艺选择

废水处理工艺的选择与废水性质及进、出水水质要求密切相关。

养殖场所排废水属中高浓度有机废水，可生化性良好，故该类废水易采用生化法处理工艺。

1、SS的去除

由于排放的废水中含有猪粪等杂质，处理方法采用在出水口位置设置旋转式格栅除污机，再加竖流沉淀池以去除SS；

2、有机物的去除

养殖废水属于中高浓度有机废水，要做到项目的稳定达标，我公司结合该项目废水的特点及处理程度以及我公司类似工程处理经验，决定推荐USAB+IC+SBR+MBR处理工艺方案供业主参考。

3.1工艺特点

该工艺具有以下优点：

Ø

采用UASB+IC厌氧处理工艺，能有效降解高浓度有机废水，为后续处理的有效性提供良好的保障；

采用SBR好氧处理工艺，能同时进行有机物的降解、硝化和反硝化以及生物脱氮除磷过程；

MBR系统运行管理方便，占地面积小，处理水质稳定，具有很好的脱氮效果，泥龄长，动力消耗低；

容积负荷高，耐冲击负荷能力强；

通过改变曝气时间能较好地缓冲进水水量和水质波动；

处理效果好，排出的剩余污泥稳定化程度高；

自动化程度高、工艺简单、维修方便；

无需设置二沉池，所需机械设备少；

能有效避免丝状菌繁殖，防止污泥膨胀。

3.2工艺流程及说明

工艺流程如图1所示：

流程说明：

来自厂区的生产废水及生活废水经管道收集流经机械格栅去除较大悬浮固体等杂质后，进入集水井，经泵提升至预曝调节池，均匀水质后进入UASB厌氧反应池，接着进入IC厌氧罐，污水经过两级厌氧反应后进入SBR好氧池，出水进入混凝反应器进竖流沉淀池，废水在竖流沉淀池中去除大量悬浮物，产生污泥排入污泥浓缩池浓缩后经过离心机脱水，脱水污泥外运处理，浓缩池上清液排入调节池。

SBR反应池出水通过MBR膜生物反应系统，再经过消毒达标后贮于回用水池。

第四章、主要构筑物设计及设备选型

设计流量确定：

设计最大日流量：

Qd=800m3/d=33.34m3/h=0.01m3/s

设计总变化系数：

取Kz=1.5

设计最大时流量：

Qh=33.34×

1.5≈50m3/h

设计最大秒流量：

Qs=0.01×

1.5=0.015m3/s

4.1格栅井

由于本工程废水主要由猪厂的粪便（以固体形式为主）和清洗养猪厂形成的污水（包括残留猪粪尿液）两个方面组成，废水中含有大量的固体悬浮物和大颗粒杂质，因此为防止废水中大量的固体悬浮物，杂质堵塞，损坏后续处理设施，污水在进入集水井前，设置一座格栅井。

栅条选矩形钢，栅条宽度s=0.01m，栅条间隙b=0.01m。

安装倾角α=75°

。

设计最大污水量Qs=0.015m3/s，设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=0.6m/s。

（1）栅条数目n：

（4-1）

栅条数目n取为9。

（2）格栅宽度B：

B=sn+b（n+1）=0.01×

9+0.01×

（9+1）=0.19m（4-2）

栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，栅槽实取宽度B1=0.49m，栅条9根。

（3）进水渠道渐宽部分长度L1：

（4-3）

式中：

B1—进水渠道宽度；

α1—进水渠道渐宽部位的展开角，一般α1=20°

则：

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2：

（4-4）

（6）过栅水头损失h1：

（4-5）

h0—计算水头损失

k—格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，栅条为矩形截面时取k=3

ε—阻力系数ε=β（s/b）4/3，与栅条断面有关，为锐边矩形时取β=2.42

h1=0.21m

（7）栅前槽总高度H1：

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度

H1=h+h2=0.3+0.3=0.60m

（8）栅后槽总高度H：

H=h+h1+h2=0.3+0.21+0.3=0.81m，取为0.8m。

（9）格栅总长度：

L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tanα=2.27m

（10）每日栅渣量W：

（4-6）

W1——单位体积污水栅渣量，取W1为0.3m3渣/1000m3猪场废水

栅渣量W大于

，采用机械清渣。

格栅对污水中各种污染物质的去除率一般为10%～20%，经格栅处理后污水水质浓度如表4-1所示：

表4-1经格栅处理后污水水质浓度

水质

栅前浓度（mg/L）

去除率（%）

栅后浓度（mg/L）

CODCr

8000

10

7200

BOD5

4000

3600

SS

2000

NH3-N

300

4.2集水井

集水井用于收集过格栅后污水，同时通过污水泵提升进入后续处理设备。

根据本次设计污水量，设置水力停留时间HRT=30min，有效容积=25m3，规格Φ2.5m×

5.5m，钢砼结构，半地下式，地上部分要贴瓷砖。

计算过程如下：

（1）有效容积V：

（4-7）

t—停留时间，

，取t=30min。

（2）池子面积F：

（4-8）

h—有效水深h，取5.0m。

（3）池子直径D：

，取D=2.5m（4-9）

（4）池子总高H：

（4-10）

h1—池子超高，m，取h1=0.5m。

4.3调节池

所有进入废水处理系统的废水，其水质和水量随时都可能发生变化，这对废水处理构筑物的正常运转非常不利，水质和水量的波动越大，处理效果就越不稳定，甚至会使废水处理构筑物遭受严重破坏。

为减少水质和水量变动对废水处理工艺过程的影响，在进水处应设置调节池，以均和水质和均衡水量，方便后续处理，为达到理想的处理效果，调节池设置微量预曝气。

根据本次设计污水量，设置水力停留时间HRT=10.0h，有效容积=334m3，规格10m×

8.5m×

4.5m，钢砼结构，地下式，计算过程如下：

⑴有效容积V：

取V=334m3（4-11）

，取t=10.0h。

⑵池子面积F：

（4-12）

h—有效水深，取4.0m。

⑶池子总高H：

（4-13）

h1—池子超高，m，取h1=

4.4UASB反应器

与其他类型的厌氧反应器相较，UASB反应器有以下优点：

1、污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L。

2、容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m3·

d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/（m3·

d），废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。

3、设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

4.4.1设计参数

污泥参数

设计水温T=30℃

污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,

产气率0.5m3/kgCOD

设计水量Q=800m3/d=33.33m3/h=0.009m3/s，pH=6~9

水质指标

表4-2UASB反应器进出水水质指标

设计进水水质（mg/L）

72

00

设计去除率（%）

85

90

60

/

设计出水水质（mg/L）

1

4.4.2设计计算

（1）反应区容积，按下式计算：

m3（4-14）

V——反应器有效容积，m3；

Q——废水流量，m3/d；

C0——进水总COD浓度，mg/L包括溶解性COD和悬浮COD；

SV——容积负荷，kgCOD/（m3·

d），参照相关表格，本设计取20kgCOD/（m3·

d），污泥为颗粒状；

反应器实际容积按有效容积的1.1～1.2倍设计，本设计取1.1倍，则反应器实际容积为V=316.8m3，取320m3。

水力停留时间

（4-15）

主要构造尺寸的确定

反应器高度：

一般经济的反应器高度（深度）为5~7m，本设计选择6.0m。

反应区表面积（过水面积）：

m2，取A=54m2（4-16）

UASB反应器采用圆形池体，布水均匀，处理效果好。

池体直径：

（4-17）

表面水力负荷：

（4-18）

q在0.5~1.5m3/（m2·

h）之间，符合要求。

4.4.3UASB进水配水系统设计

（1）设计原则

①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；

②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；

③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。

本设计采用圆形布水器，设30个布水点。

（2）设计参数

池子的流量：

（3）设计计算

圆环直径计算：

每个孔口服务面积为

，a在1.0~3.0m2之间，符合设计要求。

可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图2

①内圈5个孔口设计

服务面积：

S1=5×

1.8=9.0m2

折合为服务圆的直径为：

（4-19）

用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口，则圆环的直径计算如下：

，即

（4-20）

②中圈10个孔口设计

S2=10×

1.8=18m2

（4-21）

则中间圆环的直径计算如下：

（4-22）

③外圈15个孔口设计

S3=15×

1.8=27m2

（4-23）

（4-24）

布水点距反应器池底12cm，孔口径15cm。

图4-1UASB布水系统示意图

4.4.4三相分离设计

（1）设计说明

三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。

三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。

（2）沉淀区的设计

三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。

图4-2三相分离器设计计算草图

由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：

A沉淀区水力表面负荷<

1.0m/h；

B沉淀器斜壁角度设为50°

使污泥不致积聚，尽快落入反应区内；

C进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h；

D总沉淀水深应大于1.5m；

E水力停留时间介于1.5～2h。

如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果，沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝50°

沉淀区面积为：

表面水力负荷为：

q=Q/A=800/24/54=0.62<

1.0，符合设计要求。

（3）回流缝设计

取h1=0.3m，h2=0.5m，h3=1.5m

如图3所示：

b1=h3/tgθ

b1——下三角集气罩底水平宽度，m；

θ——下三角集气罩斜面的水平夹角；

h3——下三角集气罩的垂直高度，m；

则b1=1.5/tg50°

=1.26m，b2=8.3-2×

1.26=5.78m

下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速v1可用式

计算：

Q1——反应器中废水流量，m3/h；

S1——下三角形集气罩回流逢面积，m2；

则v1=33.34/（3.14×

5.782/4）=1.27m/h<

2m/h，符合设计要求。

上下三角形集气罩之间回流逢中流速v2可用式

S2——上三角形集气罩回流逢面积，m2；

取回流逢宽CD=1.0m，上集气罩下底宽CF=6.5m，则DH=CD×

sin50°

=0.77m，DE=2DH+CF=2×

0.77+6.5=8.04m，S2=π（CF+DE）CD/2=3.14×

（6.5+8.04）×

1.3/2=29.68m2，则v2=Q1/S2=33.34/28.57=1.12m/h<

V1<

2m/h，故符合设计要求。

确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：

CH=CDsin40°

=1.0×

sin40＝0.64m，

AI=DItg50°

=

（DE-b2）×

tg50°

=

（8.04-5.78）×

=1.35m，

故h4=CH+AI=0.64+1.35=1.99m，h5=1.0m，

由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：

CF-2h5tg40°

=6.5-2×

1.0×

tg40°

=4.82m

BC=CD/sin40°

=1.0/sin40°

=1.56m

DI=

（DE-b2）=

（8.04-5.78）=1.13m

AD=DI/cos50°

=1.13/cos50°

=1.76m

BD=DH/cos50°

=0.77/cos50°

=1.20m

AB=AD-BD=1.76-1.20=0.56m

（4）气液分离设计

d=0.01cm（气泡），T=30°

С

ρ1=1.0g/cm3,ρg=1.2×

10-3g/cm3

V=0.0101cm2/s,β=0.95

μ=Vρ1=0.0101×

1.0=0.0101g/cm·

s

一般废水的μ>

净水的μ，故取μ=0.02g/cm·

由斯托克斯公式可得气体上升速度为：

（4-25）

Va=V2=1.17m/h，则：

，

=1.56/0.56=2.79，

，故满足设计要求。

4.4.5出水系统设计

采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m。

4.4.6排泥系统设计

一般污泥床的底层将形成浓污泥，而在上层是稀的絮状污泥。

剩余污泥应该从污泥床的上部排出。

在反应器底部的“浓”污泥可能由于积累颗粒和小沙砾活性变低的情况下，建议偶尔从反应器底部排泥，避免或减少在反应内积累的沙砾。

设计原则：

①建议清水区高度0.5~1.5m；

②可根据污泥面高度确定排泥时间，一般周排泥1~2次；

③剩余污泥排泥点以设在污泥区中上部为宜；

④矩形池应沿池纵向多点排泥；

⑤应考虑下部排泥的可能性，避免或减少在反应内积累的沙砾；

⑥对一管多孔排泥管可兼作放空管或出水回流水力搅拌污泥床的布水管。

⑦排泥管一般不小于150mm。

排泥量计算：

产泥系数：

r=0.15kg干泥/（kgCOD.d）。

设计流量：

Q=800m3/d，进水浓度S0=7200mg/L=7.2kg/m3，厌氧处理效率E=85%

Δx=r×

Q×

S0×

E=800×

7.2×

0.85×

0.15=734.4kg

设污泥含水率为98%，因含水率P>

95%，取污泥密度ρ=1000kg/m3，则污泥产量为：

4.4.7产气量计算

沼气日产量Qg：

（4-26）

4.5内循环IC厌氧反应器

表4-3IC反应器进出水水质指标

50

162

54

320

IC反应器的构造是由上