养猪场废水处理课程设计.docx
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养猪场废水处理课程设计.docx
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养猪场废水处理课程设计
沈阳化工大学
养猪场废水处理课程设计
说明书
院系:
环境与安全工程学院
专业:
环境工程
班级:
环工1301
学生姓名:
罗军
指导教师:
彭新晶
设计时间:
2016.9.1
成绩:
一.工程设计概述1
1.1废水排放的危害及工程建设的必要性1
1.2工程概况2
二.设计依据和原则2
2.1设计依据2
2.2设计原则2
三.工程建设规模及目标3
3.1废水种类及设计水量3
3.1.1废水种类3
3.1.2设计水量3
3.2设计水质3
3.2.1废水进水水质3
3.2.2废水出水水质4
3.3排放标准4
四.处理工艺的选择与确定4
4.1可行性方案确定4
4.1.1预处理工艺的选择4
4.1.2厌氧工艺的选择5
4.1.3好氧工艺的选择6
4.1.4污泥处理工艺选择6
4.2工艺流程的确定6
4.3主要构筑物的选择8
4.3.1格栅8
4.3.2初沉池10
4.3.3水解酸化池11
4.3.4稳定池11
五.工艺设计与计算11
5.1SBR工艺计算数据和条件13
5.1.1设计参数13
5.1.2设定条件14
5.1.3水质进水条件14
5.2SBR工艺计算15
5.2.1调节池的容积:
15
5.2.2活性污泥量(以MLSS计)15
5.2.3剩余污泥量16
5.2.4排水及排泥系统16
5.2.5关于脱氮除磷效果的说明17
5.3需氧量及曝气系统设计计算17
5.3.1需氧量17
5.3.3空气管计算19
5.3.4UASB池19
5.3.5鼓风设备20
5.4污泥的处理20
六.参考文献21
养猪场废水处理课程设计
前言
随着人口的增加和经济的发展,人们消耗的肉类越来越多,养殖产业在不断的发展,养殖厂数量上不断的增多排污量越来越严重,随着人们对环境问题的认识不断的在进步要求处理指标也越来严格。
养殖业是我国农业和农村经济的重要组成部分,也是日常食品的重要供给,而随着我国改革开放和经济发展,在大、中城市周边建设了一批规模化畜禽养殖场以及畜禽专业养殖区和农村个体户养殖厂,这些养殖厂产生的大量粪便和污水有些没有经过处理,有些处理不达标,农村个体户分布广泛污水产量小,给污水处理带来一定的困难,这些污水直接排入地表河流中;造成地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染,直接影响了人们的身体健康和正常生产生活,给周围城市区域环境和农村生态环境带来了巨大的压力。
养殖废水的处理亟不可待。
一.工程设计概述
养殖场规模大小是养殖3万头猪,以每头猪产生废水量21.63L/d计算,该养殖场每天产生的污水是650吨/天,这些废水主要是动物尿液和冲洗动物的粪便产生的,还有部分食物残渣。
1.1废水排放的危害及工程建设的必要性
该养殖场排放的污水COD含量高在10000mg/L,含量高在5000mg/L,固体杂质和悬浮物高SS是12000mg/L,含氮在150mg/L,PH在7-9,废水中含有大量的细菌和寄生虫和病原体,还有消毒剂,残留的兽药.如果不经过处理直接排放到附近的河流中,高浓度的污染物会污染河水,使河流中的生物种类和数量减少,破坏生态环境,威胁到附近居民的生存环境,会导致河水发臭,色度改变。
污水中的固体物质进入河流影响河流透光度,影响水生植物的生长。
大量的含氮物质会使河流富营养化使鱼虾灭绝,水生植物种类减少,藻类大量繁殖,最后河流成为一条死河,废水中的PH偏高影响生物的繁殖。
废水中大量的病原体会引起疾病的传播,影响附近居民的正常生活。
综上所述该养殖场的污水处理亟不可待。
1.2工程概况
设计规模为650吨/天养殖废水处理站,养殖生猪3万头,处理后达到行业标准排放。
二.设计依据和原则
2.1设计依据
污水处理的依据:
(1)《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》(HJ497-2009)
(2)《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)
(3)《给水排水设计手册》
(4)《水污染控制工程》第四版上下册
(5)厂家提供的基础数据
2.2设计原则
1依据国家的法律法规和环境保护政策,养殖行业的排污标准和土建电器标准进行设计。
2在选择工艺流程时要考虑企业所在地的气候和其他自然条件,结合进水水质和排水水质的国家要求,选择工艺技时要选择可靠、节能处理效果稳定,运行时间长,操作管理简单,工程投资和运行费用低,工艺占地面积小;
3优先选择高效节能,性能可靠、自动化程度高,消耗人力少的工艺。
4厂区布局合理,功能齐全。
在便于施工安装和维修的前提下,使处理构筑物尽量集中,布置紧凑,节约用地,保证绿化面积,同时留有适当的发展余地。
5设计时应该考虑环境污染,噪声污染,不产生异味,不影响周围环境;
6畜禽粪便尽资源化,无害化,变废为宝,废物利用,回归大自然。
三.工程建设规模及目标
设计规模为650吨/天养殖废水处理站,处理排放达到达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。
3.1废水种类及设计水量
3.1.1废水种类
生猪养殖场废水的来源主要是粪便产生的大量废水,冲洗猪舍废水。
少量工人生活污水。
(1)水量大、水力冲击负荷强;
(2)废水中常伴有重金属、残留的兽药、消毒水以及各种人畜共患病原体;
(3)废水的可生化性较好(BOD/COD=0.5),水解、酸化快,沉淀性能好;
(4)养殖场排放的污水COD含量高在10000mg/L,BOD5含量高在5000mg/L,固体杂质和悬浮物高SS是12000mg/L,含氮在150mg/L,PH在7-9。
3.1.2设计水量
养殖场规模大小是养殖3万头猪,以每头猪产生废水量21.63L/d计算,该养殖场每天产生的污水是650吨/天,污水处理厂24小时的在工作。
平均日流量:
650/24=27.1。
3.2设计水质
3.2.1废水进水水质
表1.进水水质
项目
CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
NH3-N
(mg/L)
TP
(mg/L)
PH
废水
1
00
150
30
7~9
3.2.2废水出水水质
该养殖污水处理厂排放的水直接排入附近的河流中,排放标准应该执行行业标准,排水标准执行《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。
表2.设计出水水质
项目
CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
NH3-N
(mg/L)
TP
(mg/L)
PH
出水
4
.0
6~9
3.3排放标准
养殖污水处理厂排放的水直接排入附近的河流中,排放标准应该执行行业标准,排水标准执行《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。
四.处理工艺的选择与确定
养猪场排出的粪、尿及废水中含有大量有机物、磷、氮、悬浮物及致病菌等,对环境污染很大。
进水水质污染物浓度高,BOD/COD=5000/10000=0.5>0.3可生化性良好,可以采用生物法处理,由于有机物浓度高,想要达到排放标准,污染物去除率高,但是单一工艺去除率达不到要求,所以必须选择多级处理工艺组合才能达到出水标准。
根据养殖行业处理例子和国内外工程实践资料,和该企业污水性质,该养殖企业污水处理工艺选用“预处理+厌氧+好氧+污泥处理”的基本工艺流程。
4.1可行性方案确定
4.1.1预处理工艺的选择
废水中含有大量的粪便,食物残渣和一些不溶于水的杂质,这些杂质不处理会堵塞管道和水泵,影响后面的工艺处理,水量不稳定和温度高给很强工艺造成了许多不稳定性,所以选择预处理工艺为后面的处理提供一个安全稳定的条件。
1格栅
废水中含有大量的粪便,食物残渣和一些不溶于水的杂质,这些杂质不处理会堵塞管道和水泵,影响后面的工艺处理,利用格栅可以除去一些悬浮物质,因为悬浮物颗粒比较大选择粗格栅。
2初沉池
养殖厂排放的废水中悬浮物浓度较高,需要采用沉淀池处理悬浮物质。
初沉池主要去除废水中密度大的无机固体悬浮物进行沉淀分离,污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至0.03m/s以下,速度降低减小了水流夹带悬浮物的能力,使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥,相对密度小于1的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。
沉淀池按水流方向来区分为平流式、竖流式及辐流式等三种。
(1)平流式沉淀池优点:
对冲击负荷和温度变化的适应能力强,沉淀效果好,施工简单,造价低。
缺点:
采用多斗排泥时,每个泥斗需单独设置排泥管,操作工作量大;采用机械排泥时,设备易被腐蚀。
适用条件适用地下水位较高以及地质较差的地区;适用于大、中、小型污水处理厂。
(2)辐流式沉淀池:
优点采用机械排泥,运行较好,管理也较简单。
缺点:
池水水流速度不稳定;机械排泥设备复杂,对施工技术要求高。
适用条件:
适用大、中型污水处理厂。
(3)竖流式沉淀池:
优点排泥方便,管理简单,占地面积小。
缺点:
对冲击负荷和温度变化的适应能力较差;造价高;池径不宜太大。
适用条件:
适用水质不好的小型污水处理厂。
该养殖场污水处理主要是BODCOD,水流量小,属于小型污水处理厂,对比三种沉淀池的优缺点,选择平流式沉淀池。
4.1.2厌氧工艺的选择
厌氧生物处理适用于高浓度有机废水(CODcr>2000mg/L,BOD5>1000mg/L)。
它是在无氧条件下,靠厌氧细菌的作用分解有机物。
在这一过程中,参与生物降解的有机基质有50%~90%转化为沼气(甲烷),而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。
厌氧生物处理包括多种方法,有化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和两相厌氧法等。
废水的厌氧处理方法主要有传统消化法、厌氧生物滤池法、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)。
选择升流式厌氧污泥床反应器(UASB),UASB工艺有机负荷高,大部分有机物被转化为甲烷和二氧化碳除去,对BOD的去除率是70%-80%对,COD的去除率是80%-90%,对SS的去除率是30%-50%。
4.1.3好氧工艺的选择
氧化沟法、传统活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法、序列间歇式活性污泥法(SBR),这五种是在养猪场废水处理中应用比较多的好氧反应器。
SBR:
序批式活性污泥处理系统(简称SBR)属于“注水-反应-排水”类型的反应器,在流态上属于完全混合,是通过其主要反应器-曝气池的运行操作而实现的,有机物随着时间的推移浓度逐渐减少。
其操作流程,是由进水、反应、沉淀、出水、闲置等五个基本过程所组成。
这五个工序都在曝气池这一个反应器内运行、实施,运行操作的。
不需要设沉淀池,各阶段时间根据需要可以调节。
结合实际和工艺特点好氧工艺选择SBR。
4.1.4污泥处理工艺选择
该养殖企业污泥产量少,采用重力浓缩,处理以后送垃圾填埋场卫生填埋。
4.2工艺流程的确定
本次处理工艺采用预处理+UASB+SBR+污泥处理为主体的生化处理方法,工艺流程图如下:
图1.养猪场废水处理工艺流程图
工艺流程图中构筑物功能介绍:
1.格栅:
废水中含有大量的粪便,食物残渣和一些不溶于水的杂质,这些杂质不处理会堵塞管道和水泵,影响后面的工艺处理,利用格栅可以除去一些悬浮物质。
2.初沉池:
主要去除废水中密度大的无机固体悬浮物进行沉淀分离,去除SS。
3.水解酸化池:
调节水质的PH,添加污泥利用微生物作用和物理化学作用将大分子有机物水解成小分子有机物,提高后面工艺中微生物分解有机物的效率。
4.稳定池:
调节水量的大小使水的流量稳定。
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