大型养猪场废水处理可研报告Word文档下载推荐.docx

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2.编制依据、原则和范围

2.1编制依据

1）《建设项目环境保护管理条例》（第253号国务院令）

2）《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）

3）《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ497-2009）

4）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NYT1222-2006）

5）《畜禽养殖业污染防治技术政策》（环发（2010）151号）

6）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）

7）《**省环境保护专项资金管理办法》（**财建[20**]**号）

8）其他相关法规、规范、标准和要求

9）业主提供的基础资料和要求

2.2编制原则

2.2.1确保污水处理站建成后，使********有限公司****大型养猪场养殖污水及相应污染物得到控制，使养殖污水稳定达标排放；

2.2.2保护厂区居民生活环境及受纳水体功能，避免环境纠纷，力求企业获得最大的环境效益、经济效益和社会效益；

2.2.3在国内同类污水处理技术的基础上积极稳妥地采用新技术，综合利用，做到节能减排；

2.2.4处理工艺力求技术先进、可靠、成熟、经济合理、高效节能、运行管理方便简单、成本低。

2.3编制范围

本工程可行性研究报告的编制范围为********有限公司****大型养猪场养殖污水处理工程。

主要内容是根据********有限公司****大型养猪场养殖污水产生特点及污染物性质，结合场地、生产实际情况与治理要求，对**猪场养殖污水处理工程方案进行论证、分析，并提出可行性研究报告。

3.环境概况

3.1企业概况

********有限公司****大型养猪场始建于l9**年**月**日，19**年**月**日开始投产，当年开始肉猪上市。

位于**省**市**镇**村，占地面积100余亩，养殖场距交通主干道30公里，座落在4面环山的周头村，由种猪舍、后备猪舍、分娩舍、育幼舍、中猪舍、育肥舍组成。

整个养猪场完全座落在山沟底，相对“与世隔绝”。

3.2厂址区域地形特佂

********有限公司****大型养猪场位于**市**镇周头村。

距城区30公里，属丘陵地区，全部为丘岗山地。

3.3气候、气象：

**市属亚热带季风性湿润气候区，春季多雨、夏天多晴、秋季干燥、冬季寒冷，但严冬期短，暑热期长，阳光充足，雨量充沛，四季分明。

历年平均气温20.1℃，历年最高气温45.0℃，历年最低气温-5℃，年平均无霜期290天，雾天60天。

年平均降雨量1094.6毫米。

年平均气压100308.1帕，年平均相对湿度70%。

常年主导风向为东南风，夏季主导风向为东风，年平均风速1.5米／秒。

本区域地处南亚热带，受季风环流影响较明显，夏季为高纬海洋暖湿气流盘踞，湿度大，盛夏天气酷热，历年极端气温达45.0℃，冬季为西北利亚冷气流控制，寒流频频南下，造成雨雪冰霜。

春夏之交，处在冷暖气流交替的过渡地带，锋面活动频繁，造成阴湿的梅雨天气，且时间较长。

秋季干燥。

该养猪场地处山底盆地，本因地处高山旱地，非常缺水之处，但因背靠周头湖大型水库，与水库落差高达200m，生产用水得以妥善解决。

4.企业生产规模与污水处理设计规模

4.1生产规模

常年存栏母猪1800头，年出栏生猪30000头。

日排放污水250m3。

4.2污水处理设计规模

污水处理设计处理能力为280m3/d；

包括400m3沼气池2座、150m3贮气柜1座，污水处理系统、污泥处理系统、污水收集沟渠及排放沟渠。

5.治理方案设计

5.1污水水质水量

畜禽养殖业排放的污水主要来源于畜禽粪尿及地面冲洗水，根据国内同类型养殖场产生的污水水质水量，及我司以往同类工程的实践经验，确定该污水处理水量为280m3/d，污水中污染物浓度见表5-1：

表5-1：

污水进水水质单位：

mg/L（pH除外）

污染物名称

pH

SS

BOD5

CODCr

氨氮

总磷

污染物浓度

6～9

1000~2000

2000~4000

6000~8000

600~800

25~35

5.2处理要求

污水经处理后达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。

表5-2：

主要污染物排放标准mg/L（pH除外）

项目

标准值

200

150

400

80

8

5.3工艺选择

考虑到****大型养猪场养殖污水需达《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），污水处理还需回收污水中的生物能（沼气），因此，本工程拟建沼气池预处理，经沼气池预处理后的污水，再流到污水处理站进行“厌氧——好氧（A—O）”两段生物处理工艺池进行联合处理，经污水处理站处理后，污水进入组合式稳定塘中进行处理和消毒，检测达标后的污水再外排。

5.3.1厌氧生物处理工艺选择

厌氧生物处理技术由于具有高效率、低成本、高有机负荷等特点,已广泛应用于高、中、低浓度的有机污水处理，应用行业涉及造纸、皮革、制糖、酒精、制药、肉类食品加工、养殖污水合成脂肪酸等。

在污水的厌氧处理过程中，污水中的有机物经大量厌氧微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。

此过程不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。

对于高浓度易生物降解有机污水，厌氧工艺不消耗能量就可去除大量有机物和悬浮物，同时产生生物质能，为后序的好氧工艺降低负荷，减少污泥产生量，缩小构筑物容积。

在工程实践中，厌氧—好氧相结合的工艺池总容积不足单独使用好氧工艺池的一半。

它们非常有利于本工程实施。

养殖污水的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。

①水解阶段：

碳水化合物和脂类等高分子有机物因相对分子质量巨大，不能透过细胞膜，不可能被细菌直接利用。

在第一阶段，先被细菌胞外酶分解为小分子。

比如，污水中的纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等。

这些水解产物是小分子，能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。

②发酵阶段：

在这一阶段，小分子化合物在发酵细菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外，主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。

同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，氨基酸、糖类、高级脂肪酸及醇类被厌氧菌氧化。

③产乙酸阶段：

在这一阶段，产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新细胞物质。

④产甲烷阶段：

在这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

进水不需要经固液分离（粪尿全进），厌氧生物处理可选用完全混合厌氧反应器（CSTR）、升流式固体反应器（USR）和推流式反应器（PFR）等；

经固液分离后的厌氧生物处理，适合采用升流式污泥床（UASB）、复合厌氧反应器（UBF）、厌氧过滤器（DCR）等。

5.3.1.1全混合厌氧反应器

全混合厌氧反应器（CSTR），带有搅拌浆的槽式反应器。

在一个密闭罐体内完成料液发酵、沼气产生等过程。

消化器内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态。

投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。

新进入的原料由于搅拌作用，很快与发酵器内全部发酵液菌种混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。

CSTR工艺可以处理高悬浮固体含量原料。

消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会。

利用产生沼气使用所产余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产气率和投资利用率，保持反应器一年四季正常工作。

5.3.1.2升流式固体厌氧反应器

升流式固体厌氧反应器（USR）是一种结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料的反应器。

原料从底部进入消化器内，与消化器的活性污泥接触，使原料得到快速消化。

未消化的有机物固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，有比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），提高固体有机物的分解率和消化器的效率。

在畜禽养殖行业，粪污资源化利用方面有较多应用。

许多大中型沼气工程均采用该工艺。

该工艺占地少、成本低。

5.3.1.3推流式反应器

推流式反应器（PFR）又称活塞流或管式反应器。

以推流流动形式进行化学反应的反应器。

反应器中穿过反应器的液体物料粒子按进入时相同的顺序排出。

粒子的排列顺序在器内保持不变，其停留时间等于理论停留时间。

液流形式与长宽比很大的长条形池中液流相似，减少或消除纵向分散作用。

高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入另一端排出。

优点：

①不需要搅拌，池形结构简单，能耗低；

②适用于高SS废水的处理，尤其适用于牛粪的厌氧消化，用于农场有较好的经济效益；

③运行方便，故障少，稳定性高。

缺点：

①固体物容易沉淀于池底，影响反应器的有效体积，使HRT和SRT降低，效率较低；

②需要固体和微生物的回流作为接种物；

③因该反应器面积/体积比较大，反应器内难以保持一致的温度；

④易产生厚的结壳。

5.3.1.4上流式厌氧污泥床反应器

上流式厌氧污泥床反应器（UASB）是一种高效生物处理装置。

在反应器底部装有厌氧污泥，污水从反应器底部进入，在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。

产生的甲烷和CO2气附着在污泥颗粒上，使其悬浮于污水中，形成下密上疏的悬浮污泥层。

气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定的搅拌作用。

有些污泥颗粒被附着气泡带到上层，撞在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体又沉降到污泥层，部分进入澄清区微小悬浮固体，由于静沉作用而被截留下来，滑落到反应器内。

UASB反应器运行的三个重要前提是：

①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；

②由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用；

③三相分离器设计合理可保留沉降性良好的污泥。

UASB反应器存在以下问题：

1需要性能优良的气、液、固三相分离器保证其出水水质，构造复杂化，占去了一定反应容积。

②UASB反应器抗冲击负荷能力低，当进水浓度低或SS高时会导致污泥大量流失，影响出水水质。

5.3.1.5复合厌氧反应器

复合厌氧反应器（UBF）是将UASB和厌氧滤器结合为一体的厌氧消化器。

其下部为污泥床，上部设置纤维填料。

由于附着于纤维填料上的生物膜补充了污泥床上部微生物的不足，所以效益得到较高。

它对低浓度低悬浮固体污水的厌氧消化效果较好。

用于高浓度高悬浮固体废水处理易产生堵塞。

复合厌氧反应器借鉴流态化技术处理生物的一种反应器械，它以砂和设备内的软性填料为流化载体。

污水作为流水介质，厌氧微生物以生物膜形式结在砂和软性填料表面，在循环泵或污水处理过程中产甲烷气时自行混合，使污水成流动状态。

污水以升流式通过床体时，与床中附着有厌氧生物膜的载体不断接触反应，达到厌氧反应分解、吸附污水中有机物的目的。

UBF复合型厌氧流化床的优点是效能高、占地少，适用于较高浓度的有机污水处理工程。

5.3.1.6厌氧过滤器

厌氧过滤器（AF）采用生物固定化技术，使污泥在反应器内的停留时间（SRT）极大的延长，可缩短污水的水力停留时间（HRT），减少反应器容积，采用生物固定化技术延长SRT，把SRT和HRT分别处置，推动了新一代高速厌氧反应器发展。

在厌氧过滤器内，由于填料固定，污水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷，污水组成在反应器不同高度渐变。

厌氧过滤器内厌氧污泥的保留有两种方式：

一是细菌在反应器内固定填料表面（含反应器内壁）形成生物膜；

二是在填料之间细菌形成聚合体。

高浓度厌氧污泥在反应器内的积累，是厌氧过滤器具有高速反应性能的生物学基础，使厌氧过滤器具有容积负荷率高、抗冲击负荷能力强、运行稳定、出水水质好的显著优点。

该反应器内形成的厌氧污泥密度大、沉降性能好，出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。

在厌氧过滤器进水一端，反应器底部污泥浓度特大，微生物增殖较快，污泥浓度较大，容易引起反应器堵塞，有时截留气泡也会造成局部堵塞。

堵塞问题是影响厌氧过滤器应用的最主要问题。

5.3.1.7折板厌氧反应器

折板厌氧反应器（DCR）在厌氧过滤器基础上用折板结构，改变了液体流态，用新型填料，解决堵塞问题，提高有机负荷和处理效率。

DCR折板厌氧反应器内置DCT型弹性填料，最大优点是可保持稳定污泥量，泥龄长，可形成颗粒污泥，提高处理效率，抗冲击负荷能力强，COD去除率高，无搅拌和脱气装置，构造简单，“死区”容积小，池容积利用率高，运行管理方便。

出水设置污泥回流，消除反应器内部各部分污泥浓度差别，平衡酸碱度，中和进水有机物浓度，消除反应器底部的堵塞问题。

经多个同类工程应用，本方法取得了较好效果。

DCT型弹性立体填料具有比表面积大、孔隙率高、充氧性能好、微生物新陈代谢快、不堵塞、运行管理简便、使用寿命长等优点。

选用耐腐蚀、耐高温、耐老化的丙纶树脂，和亲水、吸附、抗热氧助剂共混，经熔融拉丝工艺而成，兼具柔韧性和适度刚性的弹性丝条，巧妙地利用机械原理将丝条穿插固定在耐腐蚀、高强度的乙烯绳（中心绳）上而制成。

由于拉丝过程中运用了特殊工艺，弹性丝条表面形成波纹并带毛刺，以提高其比表面积和微生物附着性能。

丝条以中心绳为轴，呈螺旋形幅射状排列，在水中充分伸展，故立体分布均匀。

具有一定刚性的弹性丝条受水流冲击，产生轻微颤动而引成紊流，提高了传质效应、促进厌氧微生物新陈代谢，强化污水处理效率。

5.3.1.7几种厌氧生物处理工艺及装置的比较（见表5-3）

表5-3：

厌氧生物处理系统比较表

No.

工艺技术

CSTR

USR

PFR

UASB

URF

AF

DCR

1

容积负荷

较高

高

2

抗冲击负荷

较好

好

较差

3

出水悬浮物

较多

较少

少

4

剩余污泥产量

5

占地面积

大

小

较小

6

运行控制

复杂

简单

7

设备维修

一般

运营费用

低

显然，升流式固体厌氧反应器（USR）结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料，适合在沼气回收利用方面使用；

DCR折板厌氧反应器具有容积负荷高、抗冲击负荷能力强、出水水质好、剩余污泥产量低、运行控制简单、设备维修方便的显著特点。

对于该污水的特征，设计采用二级厌氧工艺，即升流式固体厌氧反应器（沼气池）+DCR折板厌氧反应器。

5.3.2好氧处理工艺

好氧工艺是在充分供氧和适当温度、营养条件下，使好氧性微生物大量繁殖，利用其将污水中有机物氧化分解为二氧化碳、水、硫酸盐和硝酸盐等的过程。

目前，比较成熟的工艺有如下几种。

5.3.2.1普通活性污泥法

普通活性污泥法又称普曝法，是采用普通曝气池为主体构筑物，对污水进行生化处理的方法。

污水及回流污泥从曝气池首端进入，沿池长方向推流式前进，需氧量首端高，末端低，利用好氧微生物对污水中有机物进行降解，净化污水。

工艺比较简单，运行经验成熟，对COD、BOD、SS的去除率可达预期效果，但BOD负荷低，抗冲击负荷能力弱，普通曝气池构筑物采用地上式建构筑物，占地面积大。

5.3.2.2氧化沟工艺

氧化沟工艺是活性污泥法的一种变型。

氧化沟工艺流程简单，管理方便，氧化沟中的循环流量很大，进入沟内的原污水被大量循环水所混合稀释，具有抗冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果，不仅可满足BOD、SS的处理要求，还可脱氮除磷。

由于氧化沟的水力停留时间与泥龄很长，有机物在沟内可获得较彻底的降解，活性污泥产量少且稳定，可不设初沉池和污泥消化池，简化了处理流程，减少了处理构筑物。

氧化沟耐冲击负荷强，通过对运行管理的调节，脱氮除磷效果亦显著。

但该工艺对水量较大时较适合（处理水量大于5000m3/d），对于中小水量而言，综合投资较大。

5.3.2.3生物接触氧化工艺

好氧工艺是近年流行的处理方法。

生物接触氧化法属生物膜法处理范畴。

生物接触氧化池即淹没式生物滤池，是在池内设置填料，污水浸没全部填料，采用与曝气池相同的曝气方法，提供微生物所需的氧量。

填料上长满生物膜，污水中的有机物被生物膜上的微生物所降解，使污水得到净化。

由于填料上附着的生物膜有限，有机物容积负荷，即处理能力不能太大和有大的变化，对于小负荷并恒定负荷的有机污水，该方法有效。

生物接触氧化法的正常BOD容积负荷值不宜超过0.8kg/m3.d，且进水COD不可过高。

生物接触氧化法由于生物群体附着在填料表面，过高负荷的有机物相应要求有足够的生物量存在才能完成其代谢过程所期望的BOD。

填料上所附着的生物膜要求足够厚，却因该方法的机理限制而难以做到，过厚的生物膜将阻止氧向填料深层扩散，导致内部生物膜因厌氧而造成所有生物膜脱落，生物膜大量流失，系统崩溃。

填料上所附着的生物膜必有一最大定值，与该最大值所对应的COD值一般为800-1000mg/L。

过高的COD使得生物接触氧化法单元根本无法运行。

生物接触氧化工艺BOD负荷较低，抗冲击负荷能力不强，运行操作方便，较适合生活污水的处理。

5.3.2.4SBR工艺

SBR工艺，间歇式活性污泥工艺（SBR）也叫序批式活性污泥工艺。

SBR工艺的一个完整操作过程包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期5个阶段。

SBR工艺是一种简易、高效、低能耗的污水生化处理工艺，具有如下特点：

①工艺流程简单、造价低，与普通活性污泥法相比，不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备，构筑物布置紧凑、占地面积省、运行费用低。

②处理效率高。

SBR反应器中的底物浓度和微生物浓度随反应时间而变化，系统在非稳态工况下运行，反应器中生物相十分复杂，微生物种类繁多，相互作用强化处理效能，反应器内浓度梯度大，反应推动力大，处理效率比传统活性污泥法高。

③具有较高的脱氮除磷效果。

SBR工艺可根据具体的净化处理要求，通过不同控制手段而比较灵活运行。

SBR工艺可实现好氧、缺氧、厌氧状态交替环境条件，很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间和污泥龄长，强化硝化反应及除磷菌过量摄磷过程能顺利完成；

也可在缺氧条件下方便投加原污水或提高污泥浓度等，提供有机碳源作为电子供体，使反硝化过程更快完成；

可在进水阶段搅拌，维持厌氧条件，促进除磷菌充分释放磷。

④污泥沉降性能好，出水水质稳定。

SBR反应器中存在着较大浓度梯度、缺氧和好氧状态并存、底物浓度高、污泥龄短，比增长速率大等特点，SBR工艺可有效控制丝状菌过量繁殖，不易发生污泥膨胀，保证污泥良好沉降和出水效果。

⑤对进水水质和水量的波动有较好适应性。

在一般污水处理构筑物中，由于微生物对其生存环境条件要求比较严格，当水质、水量发生较大波动时，处理效果将受到明显影响。

SBR工艺在同一个运行周期内完全混合，在不同运行周期有理想的推流特性，在反应器中，维持较高浓度MLSS浓度，具有较强的抗冲击负荷能力。

5.3.2.5各种工艺的综合比较（见表5-4）

表5-4：

几种好氧处理工艺应用比较

序号

工艺或技术

普通活性污泥法

氧化沟

生物接触氧化法

SBR

进水方式

连续

间歇

BOD负荷

较低

抗丝状膨胀

脱氮除磷

土建投资

9

10

11

运行费用

综合比较可知，SBR工艺优点多，对于本养殖污水处理工程较适合。

5.3.3稳定塘处理

稳定塘是利用自天然界的净化能力对污水进行处理的构筑物总称。

其净化过程与自然水体的自净过程相似。

通常将土地进行适当人工修整，建成池塘，设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物处理污水。

利用菌藻的共同作用，处理污水中有机污染物。

稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。

本次设计采用兼性塘+氧化塘+生态塘的组合方式+稳定塘工艺对污水进行深度处理。

5.3.3.1兼性塘

兼性塘是常见的一种稳定塘，兼性塘从上到下分为三层：

上层好氧区，中层兼性区（过渡区），塘底厌氧区。

好氧区的净化原理与好氧塘基本相同。

藻类进行光合作用，产生氧气，溶解氧充足。

有机物在好氧性异养菌的作用下进行氧化分解，兼性区的溶解氧供应比较紧张，含量较低，且时有时无。

其中存在着异养型兼性细菌，它们既能利用水中的少量溶解氧对有机物进行氧化分解，在无氧条件下，也能以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。

厌氧区内不存在溶解氧。

进水中的悬浮固体物质以及藻类、细菌、植物等死亡后所产生的有机固体下沉到塘底，形成污泥层，厌氧微生物在此进行厌氧发酵和产甲烷发酵，对有机物进行分解。

厌氧区可去除30%BOD。

5.3.3.2好氧塘

好氧塘内有机物降解过程实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物——细菌与藻类细胞的过程。

好氧细菌利用水中氧，通过好氧代谢氧化分解成有机污染物，成为无机物CO2、NH4+、和PO43-、合成新细菌细胞。

藻类则利用好氧细菌所提供的二氧化碳、无机营养物及水，借助光能合成有机物，形成新的藻类细胞，释放出氧，为好氧细菌提供代谢过程中所需氧。

在好氧塘中，藻是生产者，好氧细菌是分解者。

好氧塘中存在的浮游动物，以细菌、藻类和有机碎屑为食物，是初级消费者。

生产者、分解者和消费者，与塘水共同组成一个水生态系统，完成系统中物质与能量的循环和传递，进塘污水得到净化。

5.3.3.3生态塘

　生态塘是以太阳能为初始能量，通过塘中水生植物进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统，在太阳能（日光辐射