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50m3养猪废水处理设计方案

50m3/d养猪场废水处理工程设计

建设单位：

设计单位：

武汉原上草环保科技有限公司

联系电话：

传真：

第一章、概述1

1.1项目概况1

1.2公司简介错误！

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1.3设计依据1

1.4设计原则2

1.5设计范围2

第二章、水质、水量及排放标准3

2.1水质特点3

2.2废水水量3

2.3水质指标3

2.4排放标准错误！

未定义书签。

第三章、工艺选择4

3.1工艺特点错误！

未定义书签。

3.2工艺流程及说明5

第四章、主要构筑物设计及设备选型12

4.1格栅井错误！

未定义书签。

4.2集水井12

4.3调节池错误！

未定义书签。

4.4UASB反应器12

4.5内循环IC厌氧反应器错误！

未定义书签。

4.6SBR反应池错误！

未定义书签。

4.7混凝沉淀池错误！

未定义书签。

4.8MBR反应池错误！

未定义书签。

4.9回用水池错误！

未定义书签。

4.10消毒系统设计错误！

未定义书签。

4.11污泥浓缩池错误！

未定义书签。

4.12污泥脱水设计错误！

未定义书签。

4.13设备选型设计14

第五章、项目施工14

5.1工程地质状况错误！

未定义书签。

5.2耐火等级、地震烈度错误！

未定义书签。

5.3建筑材料错误！

未定义书签。

5.4平面布置错误！

未定义书签。

5.5工程施工错误！

未定义书签。

第六章、电气与仪表设计18

6.1电气设计错误！

未定义书签。

6.2仪表与自控错误！

未定义书签。

第七章、工程投资估算21

第八章、经济技术核算24

8.1处理成本分析错误！

未定义书签。

8.2主要技术、经济指标错误！

未定义书签。

第九章、人员培训及技术服务26

9.1培训目的26

9.2培训内容26

9.3培训形式26

9.4培训计划27

9.5人员编制27

9.6技术服务28

第十章、售后服务承诺29

第一章概述

1.1项目概况

概况

由于生产过程排放的废水含有粪便等污染物，还含有大肠杆菌、粪便链球菌等危害人体健康的致病菌。

若不对此废水进行处理直接排放，将会对环境造成严重污染。

受其委托，我公司根据相关资料编制了本设计方案

1.2设计依据

◆《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）

◆委托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

1.3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。

1.4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：

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、NH3-N、BOD5、SS等，废水的BOD5/CODcr≈0.58，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50m3/d进行整体设计。

2.3水质指标及排放标准

现废水水质指标如下：

表2-1废水进水水质表

项目

CODcr

（mg/L）

BOD5

（mg/L）

SS

（mg/L）

NH3-N

（mg/L）

废水

12

600

执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，具体水质指标如下：

表2-2废水排放标准

项目

CODcr

（mg/L）

BOD5

（mg/L）

SS

（mg/L）

NH3-N

（mg/L）

废水

100

20

70

15

第三章设计处理工艺

3.1工艺选择

因养殖废水有机物浓度大，含有大量的悬浮物及高浓度有机物，预处理采用细格栅、固液分离及初沉，降低后处理负荷。

养殖废水BOD5/CODcr值在0.58左右，且氨氮含量较高，因此拟采用UASB+吹脱塔+A/O生物接触氧化+BAF工艺，该工艺操作简单，运转费用低，处理效果好，运行稳定，是目前较为成熟的养殖废水处理工艺，后序加上曝气生物滤池能有效地确保废水达标排放。

3.2生物脱氮原理

3.2.1硝化过程

氨经过某些微生物的作用最终会氧化成硝酸，这是一个非常复杂的过程，简单说来，氨先在亚硝化细菌的作用下氧化为亚硝酸，然后在硝化细菌的作用下亚硝酸氧化为硝酸。

这一过程称为硝化过程，如图3-1所示，反应过程如（3-1）式、（3-2式）所示。

亚硝化细菌与硝化细菌都是专性好氧的化能自养菌，因此硝化过程中必须有足够的氧存在。

另外还有一些好氧性异养菌和真菌也能够将

氧化为

和

只是它们并不依靠这个过程作为能量来源而已。

3.2.2反硝化过程

亚硝酸盐、硝酸盐在缺氧的情况下可在反硝化细菌作用下最终还原成氮气，这一过程称为反硝化过程。

其过程如图3.2所示。

从图3.1、图3.2可以看出：

①硝化过程消耗溶解氧，属好氧过程；反硝化过程主要利用NOx中的氧；属缺氧过程；在A/O工艺工艺中，这两个过程分别在好氧段与缺氧段完成；

②在上述两个过程中都需要消耗碳源；

③硝化过程中会产生一定的酸度，因此需要补充碱。

3.3工艺流程

图3-3废水处理工艺流程

3.4工艺流程说明

工艺流程如图3-3所示：

养殖废水经管网收集后进入污水处理系统，经过固液分离机及初沉池，去除水中较大颗粒的悬浮物、杂物；进入酸化调节池进行均质均量；由提升泵送至UASB反应器，降低有机物浓度；再由提升泵送至吹脱塔，去除大部分氨氮；自流入A级生物处理池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮；然后流入O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池进行固液分离，产生污泥一部分回用于UASB，一部分经泵提升进入污泥池；沉淀池上清液流入曝气生物滤池进行好氧生化反应，进一步去除COD和NH3-N后，出水达标后排放。

3.5工艺设施

（1）固液分离机

设置目的：

在养殖废水进入初沉池前设置固液分离机，用以去除养殖废水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。

（2）初沉池

设置目的：

养殖废水经固液分离机预处理后进入预沉调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定。

设计特点：

初沉池设计为钢砼结构。

（3）酸化调节池

设置目的：

养殖废水经格栅井处理后的废水进入预沉调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定。

设计特点：

调节池设计为钢砼结构。

（4）UASB反应器

设置目的：

去除水中较高浓度的COD，并且能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。

污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。

设计特点：

UASB反应器设计为钢结构。

（5）吹脱塔

设置目的：

去除水中一部分氨氮

设计特点：

吹脱塔设计为钢结构。

（6）A级生物处理池（缺氧池）

设置目的：

将废水进一步混合，充分利用池内高效生物填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将废水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后面O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝化氮在菌种的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。

设计特点：

内置高效生物填料，又具有水解酸化功能，同时可调节成为O级生物氧化池，以增加生化停留时间，提高处理效率。

该池设计为钢砼结构。

（7）Ｏ级生物处理池（生物接触氧化池）

设置目的：

该池为本废水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除废水中的各种有机物质，使废水中的有机物含量大幅度降低。

后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解废水中的氨氮，同时也使废水中的COD值降低到更低的水平，使废水得以净化。

设计特点：

该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。

该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。

池中填料采用生物填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。

填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，更相对增加了曝气效果，填料成笼式安装，拆卸、检修方便。

该池分二级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。

池中曝气管路选用优质UPVC管，耐腐蚀。

曝气头选用微孔曝气头，不堵塞，氧利用率高。

该池设计为钢砼结构。

（8）二沉池

设置目的：

进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使废水真正净化。

设计特点：

设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。

采用三角堰出水，使出水效果稳定。

污泥采用泵提升定时排泥至污泥池，并设污泥回流，部分污泥回流至A级生物处理池进行反硝化，也减少了污泥的生成，也利于废水中氨氮的去除。

该池设计为钢砼结构。

（9）中间水池

设置目的：

出水从二沉池自流进入中间水池，为泵的提升做准备。

设计特点：

中间水池设计为钢砼结构。

（10）曝气生物滤池

设置目的：

具有去除SS、COD、BOD、硝化、去除AOX（有害物质）的作用。

曝气生物滤池（biologicalaeratedfilter简称BAF）处理技术是近几年来欧美等国家兴起的一种新型污水处理工艺。

由于它占地面积小、运行费用低、水力停留时间短，可省去二沉池等优点。

在正常曝气外，还需提供反冲气和水，系统中共有三相。

一、固相：

由粒状填料组成，提供微生物生长的场所以及SS的截留。

二、液相：

固相在其中淹没，由于进水而不断的更新。

三、气相：

由进入滤池的空气形成。

曝气生物滤池的诞生，宣布了划时代新处理工艺的来临，这一技术将迅速取代传统的活性污泥法和接触氧化法工艺，它集生物氧化、吸附、过滤于一体，容积负荷高、占地面积小、土建投资低，处理效果好，具有广阔的发展前景。

曝气生物滤池属第三代生物膜反应器，不仅具有生物膜工艺技术的优势，同时也起着有效的空间过滤作用。

具有以下工艺优点：

1）、采用气水平等上向流，使得气、水进行极好的均分，防止了气泡在滤料层中凝结和气堵现象，氧的利用率高，能耗低。

2）、与下向流过滤相反，上向流过滤持续在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好地避免形成沟流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱；

3）、上向流形成了对工艺有好处的半柱条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证曝气生物滤池工艺的持久稳定性和有效性。

4）、采用气水平行向上流，使空间过滤能被更好地运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的水、气量。

5）、滤料层对气泡的切割作用使气泡在滤池中的停留时间延长提高了氧的利用率。

6）、由于滤池极好的截留能力，使得曝气生物滤池后面不需再设二沉池。

7）、特别适合于各种废水处理的三级深度处理或水质的提标。

基本原理：

重点以颗粒填料，采用膜过膜技术和生物处理新工艺，节省了二沉池，它集澄清生物氧化，生物吸附与截留固体悬浮于一体，去除CODcr、BOD5、硫等有机有毒污染物。

设计特点：

该池设计为钢砼结构。

（8）污泥池

设置目的：

预沉池及二沉池排泥定时排入污泥池，上清液回流至调节池，池底剩余污泥采用压滤机脱水后泥饼定期外运。

设计特点：

该池设计为钢砼结构。

（9）风机

设置目的：

供氨吹脱塔和A/O级生化池中充氧曝气、调节池搅拌及污泥池污泥消化。

设计特点：

设置二台，一用一备

风机设计选取用低噪声罗茨鼓风机，该机具有体积小，噪声低，风量足，性能稳定可靠等特点。

（10）PC自动控制柜

主机PC机采用名牌产品，其它元件采用名牌的电器元件，进行自动程序控制运行。

3.6工艺特点

◙采用成熟的预处理+UASB+氨吹脱塔+A/O生化+BAF处理工艺路线，具有良好的去除废水中的有机物和较好的脱氮功能，以满足排放标准的要求；

◙具有较好的耐冲击负荷能力，以适应水质、水量变化的特点；

◙采用污泥前置回流硝解工艺，大大降低污泥的生成量；

◙采用新型填料，挂膜快，寿命长，处理见效快；

◙充分考虑二次污染产生的可能性，将其影响降低至最低程度；

◙采用集中控制、自动化运行，易于管理维修，提高系统可靠性、稳定性。

第四章总体设计技术参数

4.1主要构筑物及设计参数

（1）初沉池

·基本尺寸：

φ2×4.8mm

·有效容积：

15m3

·停留时间：

2.0h

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（2）酸化调节池

·基本尺寸：

3.5×3×3m

·有效水深：

2.5m

·有效容积：

25m3

·停留时间：

12h

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（3）UASB反应器

·设计为钢结构一座

·基本尺寸：

φ8×9m

·容积负荷：

1.5kgCOD/m³.d

·停留时间：

5d

·结构形式：

钢结构

·数量：

1座

（4）吹脱塔

·停留时间：

16h

·有效尺寸：

3.0×2.0×3.0m

·结构形式：

钢结构

·数量：

1座

（5）A级生物处理池

·基本尺寸：

4.5×4×5.5m

·停留时间：

24h

·容积负荷：

2kgCOD/m³.d

·溶解氧：

0.5～1.0mg/L

·有效容积：

85.3m³

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（6）O级生物处理池

·基本尺寸：

7×4×5.5m

·有效容积：

136.4m³（有效容积）

·停留时间：

72h

·氧利用率：

15%～18%

·溶解氧：

2～4mg/l

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座2格

（7）二沉池

·基本尺寸：

2×2×5.5m

·有效容积：

13m³

·停留时间：

4.5h

·表面负荷：

0.7m³/m²·h

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（8）中间水池

·基本尺寸：

2×2×5.5m

·有效容积：

20m³

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（9）曝气生物滤池

·基本尺寸：

2×2×5.5m

·设计容积：

4.4m³（有效容积）

·停留时间：

1hr（有效）

·氧利用率：

15%～18%

·溶解氧：

2～4mg/l

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（10）污泥池

·基本尺寸：

2×2×5.5m

·有效容积：

20m³

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座

（11）鼓风机房及综合楼

·基本尺寸：

7×4×3.5m

·结构形式：

钢砼结构

·数量：

1座2间

4.2主要设备及技术参数

（1）固液分离机

·使用点：

初沉池前

·型号：

GD-800

·栅隙：

10mm

·栅宽：

800mm

·渠深：

1000mm

·数量：

1台

·材质：

碳钢

（2）调节池废水提升泵

·使用点：

调节池废水提升（一备一用）

·型号：

40WQ15-15-1.5

·流量：

15m3/h

·功率：

N=1.5KW

·扬程：

15m

·数量：

2台

（3）硝化液回流泵

·使用点：

硝化液池出水提升（一备一用）

·型号：

80WQ40-7-2.2

·流量：

40m3/h

·功率：

N=2.2KW

·扬程：

7m

·数量：

2台

（4）污泥回流泵

·使用点：

二沉池底部污泥提升（一备一用）

·型号：

50WQ7-15-1.1

·流量：

7m3/h

·功率：

N=1.1KW

·扬程：

15m

·数量：

2台

（5）二次提升泵

·使用点：

中间水池废水提升（一备一用）

·型号：

50WQ15-15-1.5

·流量：

15m3/h

·功率：

N＝1.5KW

·扬程：

15m

·数量：

2台

（6）曝气生物滤池反洗泵

·使用点：

消毒池废水提升（一用）

·型号：

ISG125-160A

·流量：

224m3/h

·功率：

N＝22KW

·扬程：

24m

·数量：

1台

（7）风机（供A、O池充氧曝气及BAF充氧曝气、气洗）

·型号：

100型

·风量：

Q=6.53m³/min

·功率：

N=11KW

·升压：

6000mmH2O

·数量：

2台

·特点：

*由于没有混油，可获得清洁气体，不产生油烟雾所造成的空气污染。

*叶轮和轴为整体结构，且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。

*高速高效率，且结构紧凑，体型小。

*采用特殊轴承，具有超群耐久性，使用寿命长，且维修管理方便。

（8）污泥提升泵

·使用点：

污泥浓缩池污泥提升（一用）

·型号：

G30-1

·流量：

5m3/h

·功率：

N＝2.2KW

·扬程：

60m

·数量：

1台

（9）PC自动控制柜

主机PC机采用名牌产品，其它元件采用名牌的电器元件，进行自动程序控制运行。

第五章二次污染防治

5.1污泥处理

A、污泥由二沉池排放，大量回流至UASB反应器，从而减少污泥产量；预沉池直接排至污泥池。

B、污泥经处理后定期外运，从而有效地解决污泥出路避免二次污染的产生。

5.2防腐

本设计方案中土建构筑物采用钢砼结构，设备池内管道采用优质工程管道UPVC。

第6章各单元设施处理效果分析表

表6-1各单元设施处理效果分析表

指标设计单元

CODcr

BOD5

SS

NH3-N

固液分离机

进水

12000.00

7000.00

8000.00

600.00

出水

10800.00

6300.00

2400.00

540.00

去除率

10%

10%

70%

10%

初沉池

进水

10800.00

6300.00

2400.00

540.00

出水

10260.00

5670.00

480.00

540.00

去除率

5%

10%

60%

0%

酸化调节池

进水

10260.00

5670.00

480.00

540.00

出水

9747.00

5386.50

432.00

540.00

去除率

5%

5%

10%

0%

氨吹脱塔

进水

9747.00

5386.50

432.00

540.00

出水

9747.00

5386.50

432.00

129.60

去除率

0%

0%

0%

76%

UASB反应器

进水

9747.00

5386.50

432.00

129.60

出水

2924.10

1346.63

345.60

129.60

去除率

70%

75%

20%

0%

A级生物处理池

进水

2924.10

1346.63

345.60

129.60

出水

877.23

336.66

276.48

123.12

去除率

70%

75%

20%

5%

O级生物处理池

进水

877.23

336.66

276.48

123.12

出水

219.31

84.16

165.89

36.94

去除率

75%

75%

40%

70%

二沉池

进水

219.31

84.16

165.89

36.94

出水

208.34

79.96

66.36

36.94

去除率

5%

5%

80%

0%

曝气生物滤池

进水

208.34

79.96

66.36

36.94

出水

83.34

19.99

19.91

14.77

去除率

60%

75%

70%

60%

出水水质

83.34

19.99

19.91

14.77

出水标准

≤100

≤20

≤70

≤15

第七章电气控制和生产管理

7.1工程范围

本自动控制系统为废水处理工程工艺所配置，自控专业主要涉及的内容为该废水处理系统中水泵与液位的连锁、报警、风机的交替动作、电磁阀的定时工作等。

7.2控制水平

本工程中拟采用PLC程序控制。

系统由PLC控制柜等构成。

7.3控制方式

本工程装置内所有电动机均采用集中控制方式，电动机连锁由仪表专业的PLC实现。

7.4用电负荷及等级

引至控制柜上端。

7.5电源状况

因建筑单位没有提供基础资料，本装置所需一路380/220V电源暂按引自附近变电所。

7.6电气控制

废水处理系统电控装置为集中控制，采用PLC可编程序控制器，主要自动控制调节池内水泵提升；风机启动及互相切换；各电磁阀的定时工作，需要时（如维修状态下）可切换到手动工作状态。

（1）废水提升泵

调节池的废水泵（二台）符合以下工况，水泵的启动受液位控制。

A、高液位；报警；

b、中液位：

一台水泵工作，关闭备用泵

c、低液位：

报警，关闭所有水泵；

d、