正大養(yǎng)豬場污水處理工程1

1、石家莊正大種豬養(yǎng)殖場廢水處理工程技 術(shù) 方 案2013年05月目 錄1 概述31.1 項目背景32 設(shè)計依據(jù)原則及范圍32.1 設(shè)計依據(jù)32.2 設(shè)計原則52.3 設(shè)計范圍53 設(shè)計任務(wù)及要求63.1 設(shè)計規(guī)模63.2設(shè)計原水水質(zhì)63.3 設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)64 處理工藝選擇與確定64.1 工藝選擇64.2 廢水處理工藝流程圖144.3 工藝流程說明154.4主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)184.5預(yù)期處理效果分析234.6工藝的優(yōu)點245 公用工程245.1 總平面布置及高程布置245.2 建筑設(shè)計245.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計255.4 給水排水255.5 供熱、采暖與通風(fēng)265.6 環(huán)境保護266 生產(chǎn)管理266

2、.1 事故運行266.2 防腐及保溫266.3 綠化及美化266.4 勞動保護與安全衛(wèi)生277 供配電說明277.1 供電設(shè)計278 工程投資估算278.1 估算依據(jù)278.2 估算范圍288.3 估算結(jié)果匯總289 綜合效益分析311 概述1.1 項目背景近幾年，隨著農(nóng)村和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，人民生活水平的提高，養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展較快，呈現(xiàn)出三個特點：一是規(guī)模養(yǎng)殖場數(shù)量大幅度增加；二是養(yǎng)殖場的投資大，設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)高，管理規(guī)范；三是發(fā)展的區(qū)域化明顯。目前已基本形成以大中城市郊區(qū)為中心的養(yǎng)殖區(qū)。在大中型養(yǎng)殖場迅速發(fā)展的同時，養(yǎng)殖場糞便污染和處理利用情況堪憂。在北京和上海，采用工程化技術(shù)措施處理的糞、水量，僅

3、占排放量的3%和4%。對糞便處理僅限于曬干銷售，但是一些養(yǎng)殖場由于市場及回收成本等原因而任其自流，浪費掉。這種狀況帶來了嚴(yán)重的不良后果：一是造成了嚴(yán)重的資源浪費；二是污染了周圍的環(huán)境，影響了附近居民的身體健康；三是加劇了養(yǎng)殖場與附近村民的矛盾。目前集約化養(yǎng)殖場大型沼氣工程在我國呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。發(fā)展集約化養(yǎng)殖場大型沼氣工程，既是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的一個重要內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，又改善了生態(tài)環(huán)境，治理了養(yǎng)殖場糞便污染問題，同時提高了農(nóng)戶生活用能水平，改善了居住環(huán)境。規(guī)模化養(yǎng)殖能源環(huán)境工程項目的建設(shè)，目的是高效利用養(yǎng)殖業(yè)廢棄物，減輕畜禽糞便污染，促進養(yǎng)殖場可再生能源技術(shù)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。1.2項目概況本

4、項目名稱為正大養(yǎng)豬場廢水處理工程項目，建設(shè)性質(zhì)為新建。為了解決廢水污染問題，構(gòu)建環(huán)境友好型養(yǎng)殖基地，公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視污染治理工作，特委托我單位對該場廢水處理工程進行方案設(shè)計。項目設(shè)計1500m3厭氧反應(yīng)器，日處理鮮糞5噸，采用中溫厭氧發(fā)酵。產(chǎn)生的沼氣進行發(fā)電為廠區(qū)供電。沼渣可作為有機肥出售，沼液進入后段處理達標(biāo)排放。本項目目標(biāo)：建設(shè)成能源環(huán)保型工程，實現(xiàn)資源的最大化利用。以往養(yǎng)殖場糞水不經(jīng)處理，亂堆亂放，糞便資源利用率基本為“零”。通過建立此項目，一是能夠?qū)捬醢l(fā)酵產(chǎn)生的沼氣用于供氣，減少不可再生能源的消耗：二是能夠?qū)⒄釉苯討?yīng)用于農(nóng)田，沼液達標(biāo)排放。2 設(shè)計依據(jù)原則及范圍2.1 設(shè)計依據(jù)沼氣

5、工程技術(shù)規(guī)范第1部分：工藝設(shè)計 NY/T 1220.1-2006沼氣工程技術(shù)規(guī)范第2部分：供氣設(shè)計 NY/T 1220.2-2006沼氣工程技術(shù)規(guī)范第3部分：施工及驗收 NY/T 1220.3-2006沼氣工程技術(shù)規(guī)范第4部分：運行管理 NY/T 1220.4-2006沼氣工程技術(shù)規(guī)范第5部分：質(zhì)量評價 NY/T 1220.5-2006規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程運行、維護及其安全技術(shù)規(guī)程NY/T 1221-2006規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范 NY/T 1222-2006畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范 HJ/T 81-2001畜牧業(yè)發(fā)展行動計劃 （農(nóng)業(yè)部）農(nóng)業(yè)基本建設(shè)項目管理辦法 （農(nóng)業(yè)部）畜禽

6、養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站運行維護及其安全技術(shù)規(guī)程 （農(nóng)業(yè)部）畜禽養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站設(shè)計規(guī)范 （農(nóng)業(yè)部）畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB 18596-2001采暖、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GB 50019-2003供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB 50052-95低壓配電設(shè)計規(guī)范 GB 50054-95室外排水設(shè)計規(guī)范 GB50014-2006建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2012混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-2010工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范 GB/T50316-2000建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011

7、建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2010構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范 GB50191-2012給水排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50069-2002給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范 GB50268-2008給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范 GB50141-2008鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范 GB50204-2002地下防水工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50208-2011磚石工程施工驗收規(guī)范 GBJ203-83建筑地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范 GBJ202-83低壓配電設(shè)計規(guī)范 GB50054-2011通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范 GB50055-2011該企業(yè)的要求和提供的有關(guān)資料2.2 設(shè)計原則（1） 認(rèn)真貫徹

8、國家有關(guān)環(huán)境保護的各項方針政策，嚴(yán)格執(zhí)行國家及地方環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定；（2）根據(jù)企業(yè)所排放廢水的水質(zhì)特點、排放標(biāo)準(zhǔn)等要求，采用成熟可靠的工藝技術(shù)、設(shè)備，力求最大程度地發(fā)揮工程效益；（3）采用高效節(jié)能、簡便易行的廢水綜合治理措施，改善企業(yè)及周邊環(huán)境，達到環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；（4）全面系統(tǒng)地解決企業(yè)廢水處理問題，在確保出水質(zhì)量的前提下盡量降低能耗，節(jié)省投資；（5）結(jié)合各方面的要求，因地制宜，合理布局，在滿足工藝流程的條件下，力求布置緊湊合理，聯(lián)系方便，與廠區(qū)環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一；（6）認(rèn)真考慮運行成本的問題，盡量選用能耗較低的設(shè)備，降低運行費用，減少處理成本；（7）妥善處理、處置污水處理過程中產(chǎn)生的排渣、污泥

9、，避免產(chǎn)生二次污染；（8）盡量滿足機械化、自動化程度高的要求，減少工人勞動強度。2.3 設(shè)計范圍根據(jù)該企業(yè)的實際情況，確定本廢水處理工程的設(shè)計范圍及內(nèi)容包括：（1）廢水處理站總平面布置及規(guī)劃；（2）各處理單元廢水處理工藝流程的選擇、確定，工藝參數(shù)、設(shè)備選型；（3）各處理單元廢水處理土建設(shè)施、設(shè)備、管道安裝設(shè)計及統(tǒng)計；（4）各處理單元配套、相關(guān)公用設(shè)施設(shè)計。3 設(shè)計任務(wù)及要求3.1 設(shè)計規(guī)模根據(jù)甲方提供的資料和要求，本廢水處理工程所處理廢水為養(yǎng)殖行業(yè)廢水，考慮到廢水的無規(guī)則間歇排放性以及高峰期的水量變化，同時為了企業(yè)發(fā)展留有剩余空間，確定的工藝參數(shù)留有一定的安全系數(shù)。處理系統(tǒng)能夠承受一定的負荷沖

10、擊。該水處理系統(tǒng)經(jīng)建成后設(shè)計處理量為100m3/d，每小時處理能力為4.2m3/h。3.2設(shè)計原水水質(zhì)根據(jù)廠家提供的資料，設(shè)計進水水質(zhì)如表3-1所示。表3-1設(shè)計進水水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)CODcr（mg/L）SS（mg/L）PH氨氮（mg/L）企業(yè)排水水質(zhì)8000-12000500100046500-10003.3 設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求，處理出水達到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB446132009），如表3-2所示。表3-2設(shè)計出水水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)CODcr（mg/L）SS（mg/L）PH氨氮（mg/L）設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)40020069804 處理工藝選擇與確定4.1 工藝選擇養(yǎng)豬場外排廢水的主

11、要特征是：有機物濃度高、懸浮物多、色度深，并含有大量的細菌，因含有大量動物的屎尿而使NH3-N濃度很高。廢水中的污染物主要以固態(tài)、溶解態(tài)存在的碳水化合物形式存在，使廢水表現(xiàn)出很高的BOD5 、CODcr 、SS和色度等，污染物可生物降解性好，此外廢水中含有大量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)。廢水中的固體殘渣主要為有機物質(zhì)，如不進行有效固液分離，就會給后續(xù)處理帶來困難，增加處理負荷，影響處理效果。因此在工藝上必須強化預(yù)處理。采用物理方法作為強化預(yù)處理工藝，對廢水進行固液分離是降低有機物負荷最有效方法，物理方法占地面積小，處理效率高，不受負荷、水質(zhì)、溫度等其它條件影響，不對環(huán)境造成二次污染。國內(nèi)外多年的實踐證

12、明，對于易生物降解的有機廢水，生化處理是最為有效和經(jīng)濟的處理技術(shù)，包括厭氧、好氧技術(shù)和穩(wěn)定塘等。對于濃度較高的有機廢水單獨的厭氧處理一般不能夠達到處理要求，單獨的好氧處理運行費用高，厭氧好氧串聯(lián)工藝結(jié)合了厭氧處理工藝和好氧處理工藝的優(yōu)點而避免了各自的缺點，厭氧處理工藝能耗低、污泥產(chǎn)量低，負荷高，但出水不達標(biāo)；好氧處理工藝出水水質(zhì)好，運行穩(wěn)定，但需能耗，污泥產(chǎn)量較高。因此厭氧好氧串聯(lián)工藝在能耗、投資、處理成本和治理效果方面都具有較大的優(yōu)越性。4.1.1厭氧工藝選擇處理工藝是否合理直接關(guān)系到工程的處理效果、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、投資、運轉(zhuǎn)成本和管理操作水平等。厭氧反應(yīng)工藝是沼氣工程的核心，厭氧反應(yīng)工藝選擇是

13、否恰當(dāng)直接影響沼氣產(chǎn)率和COD處理效果、運行管理和基建投資。在我國，目前主要的厭氧消化工藝有：塞流式消化器（PFR）、升流式厭氧污泥床、污泥濾床、升流式厭氧固體反應(yīng)器（USR）和完全混合厭氧反應(yīng)器（CSTR）。表3-1 厭氧反應(yīng)工藝比較表序號項目PFRUSRCSTR1原料范圍糞便等糞便等適應(yīng)性廣2水力滯留期 (d)1520152010203CODcr負荷(kg/(m3·d)38255104TS濃度(%)71035365投配率(%)510577126優(yōu)點不需要攪拌、池形結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、運行方便不設(shè)三相分離器，適于處理高含固量物料，適于處理高含固量物料，發(fā)酵速率高，容積產(chǎn)氣率較高，7缺

14、點固體物容易沉淀于池底，影響反應(yīng)器的有效體積，使HRT和SRT降低，效率較低，需要固體和微生物的回流作為接種物適合中小規(guī)模牛糞發(fā)酵運行費用低，投資適中。從以上各種厭氧反應(yīng)器的介紹可知，各種類型的厭氧工藝各有其優(yōu)缺點和使用范圍，在一定的條件下選擇適當(dāng)?shù)墓に囀菂捬跆幚沓晒Φ年P(guān)鍵所在?？紤]到項目規(guī)模、運行穩(wěn)定性等，本工程采用CSTR厭氧反應(yīng)器，中溫發(fā)酵，罐體采用電泳防腐拼裝工藝，并配備一體化雙模式沼氣儲氣柜，沼氣經(jīng)脫水、脫硫后用于發(fā)電。4.1.2好氧處理工藝選擇廢水經(jīng)厭氧處理，出水的BOD5/CODCr會降低，出水可生化性較原污水差。采用一般好氧生物處理方法處理厭氧處理出水，其CODCr去除率約只有

15、60%，而處理同等濃度的原有機廢水，CODCr去除率可達80%。由于廢水中COD和氨氮濃度較高，可采用成熟的脫氮工藝A/O法，用于去除COD和氨氮，A為缺氧系統(tǒng)，O為好氧系統(tǒng)。好氧系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)硝化反應(yīng)，其消化液部分回流至缺氧系統(tǒng)，實現(xiàn)反硝化脫氮。好氧系統(tǒng)采用接觸氧化內(nèi)源呼吸處理工藝。（1）內(nèi)源呼吸工藝簡介“內(nèi)源呼吸”工藝是根據(jù)多年實踐經(jīng)驗研制開發(fā)的污水處理技術(shù)。它采用獨特的生化法設(shè)計理念，利用了水下曝氣推流的方式，在起充氧作用的同時又可有效防止污泥的沉降。曝氣與自由體式載體填料相結(jié)合是旋混內(nèi)源呼吸工藝的技術(shù)關(guān)鍵。（2）內(nèi)源呼吸工藝特點“內(nèi)源呼吸”工藝的特點體現(xiàn)在以下三方面：污泥產(chǎn)量小處理工藝簡單

16、抗沖擊負荷能力強“內(nèi)源呼吸” 工藝的第1個特點不僅表現(xiàn)為對污水COD的高去除率，同時還表現(xiàn)為對氮磷的優(yōu)良處理效果；第2個特點表現(xiàn)為處理工藝整體的簡單性，不僅包括污水、污泥處理工藝的簡單性，而且包括采用“旋混內(nèi)源呼吸”工藝建設(shè)的污水處理廠建造過程、運行過程的簡單性；第3個特點表現(xiàn)為：來水水質(zhì)變化時可通過改變生化處理單元運行模式確保出水達標(biāo)或節(jié)約運行費。池內(nèi)保持較高的生物量，能高速去除有機污染物。水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，難降解的物質(zhì)在反應(yīng)區(qū)中不斷反應(yīng)和降解。（4）內(nèi)源呼吸在優(yōu)化生化作用的優(yōu)越性此工藝加強生物內(nèi)源呼吸進程，生物反應(yīng)區(qū)又起到了“污泥消化池”的作用，從

17、而顯著減少了污泥產(chǎn)量，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處理費用減少。污染物的去除率高，抵抗污泥膨脹能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠。“缺氧/旋混內(nèi)源呼吸”實現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡SRT和水力停留時間HRT的徹底分離，設(shè)計、操作大大簡化?！皟?nèi)源呼吸”內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負荷，降低污泥負荷，大大減少了占地面積。由于生物膜的截留作用使SRT延長，營造了有利于增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長環(huán)境，可以提高系統(tǒng)的消化能力，同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其徹底得分解。“內(nèi)源呼吸”的活性污泥不因產(chǎn)水而損失，在運行過程中，活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化，并達到一種動態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有

18、耐沖擊負荷的特點。較大的水利循環(huán)導(dǎo)致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好得分散性，大大提高活性污泥的比表面積?！皟?nèi)源呼吸”系統(tǒng)中活性污泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術(shù)形成較大的菌膠團所難以比擬的?！皟?nèi)源呼吸”易于一體化，易于實現(xiàn)自動控制，操作管理方便。（5）主體工藝技術(shù)簡介內(nèi)源呼吸接觸池：工藝全稱為固定化微生物-曝氣生物內(nèi)源呼吸接觸池，是在固定化微生物技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合MBR發(fā)展而成的污水處理新工藝。與傳統(tǒng)的活性污泥工藝相比，曝氣生物接觸池采用一類高效懸浮自由體填料為載體，該載體比表面積大（80m2/g），孔隙率高（98%）。同時，通過分子設(shè)計，在載體引入大

19、量的活性和強極性基團并通過固定化技術(shù)，將大量變異菌和酶制劑牢牢固定在載體上，單位體積生物量大、最高可達60g/L。載體平均濕密度為1.00g/cm3，在水中呈懸浮狀。由于采用固定化技術(shù)，微生物不易脫落，這樣提高了生物濃度，大大簡化工藝流程，使操作管理更加簡便和科學(xué)，易于控制。自由體填料（國家專利，專利號：ZL 200820105854.6）自由體生態(tài)基的材料特性 高微生物附著表面積； 適宜的孔結(jié)構(gòu)； 兩面、兩段結(jié)構(gòu)，特殊編織技術(shù)； 仿生水草形態(tài)設(shè)計； 表面吸附性強；自由體生態(tài)基的作用原理 去除有機物的原理：大量的微生物附著在生態(tài)基表面，對有機物進行吸附、生物氧化，最終將有機物分解，或轉(zhuǎn)化成為微

20、生物組分，從而去除水體中的BOD。 去除SS的原理：生態(tài)基水草型的設(shè)計能夠營造平緩的水利環(huán)境，加速懸浮物沉淀；懸浮物在生態(tài)基的碰撞促使其充分沉降；生態(tài)基表面的微生物絮凝作用，使懸浮物被吸附最終隨生物膜脫落降至水底。 去除氮、磷的原理：生態(tài)基兩面式結(jié)構(gòu)構(gòu)成的A/O環(huán)境及微孔結(jié)構(gòu)，為脫氮除磷菌及藻類生長創(chuàng)造適宜條件。最終通過藻類的代謝合成和各種菌類礦化作用去除。 控制懸浮性藻類的原理：生態(tài)基的超強表面積吸附性將更多的營養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到生態(tài)基表面，從而使浮游藻類在生存競爭中處于不利地位，導(dǎo)致其不能正常生長、繁殖甚至消亡。自由體生態(tài)基的功能特點 有效去除水體各種污染物 菌藻共生的高效微生物載體 加速自然水體

21、生態(tài)系統(tǒng)的建立 促進微生物多樣性該填料是新一代環(huán)保型生物活性填料，由特殊材料、特殊工藝，世界領(lǐng)先水平設(shè)備織造而成，親水、親油、對氣泡有很好的切割作用，有儲氧功能，吸附能力強。同時由于受水流和氣流的沖動，填料上的生物膜不斷更新，生物活性高，傳質(zhì)效率高。模擬天然水草形態(tài)，不易納藏污泥，充氧時管狀直徑具有可變性，無堵塞等優(yōu)點，使用壽命長此填料具有掛膜快、生物膜發(fā)育良好，具有豐富的生物群落，構(gòu)成細菌、藻類、原生動物、后生動物等長的食物鏈，污水中所含的有機物和營養(yǎng)物等通過與生物膜眾多條食物鏈的接觸，發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，降解成為最終產(chǎn)物CO2、H2O、NH3-N，NOx-N，PO4 等，它們又通過硝化、反硝化

22、、同化等過程而被除去，從而達到很高的凈化效率；同時，該填料生物膜長食物鏈高效地消耗細菌、藻類、原生動物，生成后生動物而使生物量大幅度減少，致使剩余污泥量很少，僅為活性污泥法工藝的1/10，可1-2個月排出污泥一次，且數(shù)量很少，就地處理和利用即可。該填料還具有耐酸堿，傳質(zhì)效果好等優(yōu)點。同時還具有重量輕，投資少，運行費用低，使用壽命長，安裝、維護方便，易與其它設(shè)備配套使用等特點。高效微生物：D型高效微生物是一系列對養(yǎng)殖業(yè)廢水有著極高降解作用的產(chǎn)品。同時本產(chǎn)品對于處理異味、脂肪族碳氫化合物、芳香族化合物、酚類化合物等都具有較好的降解效果。除此以外，對于脂肪酸、制革廠廢水、藥廠廢水、酮類及表面活性劑等

23、也有降解效果。本產(chǎn)品的特點是能承受較高的有機負荷、細胞生長快、利用率高、有利于企業(yè)污水站運行的穩(wěn)定，可以運用的場合有：糞污、油漆、顏料、酚類樹脂、橡膠、苯乙烯、潤滑油、糖廠、淀粉、石油化工品、石油及天然氣精煉、乳品業(yè)、水果處理、酒廠、制革廠、養(yǎng)禽廠、植物油的回收等諸多場合。特征：細菌含量：50億CFU/g 外觀狀態(tài)：棕色液體 氣味：酸甜味優(yōu)點：(1)可降解一系列對于天然細菌有毒性的難降解化合物。(2)在好氧及缺氧條件下均可生長。(3)可有效解決處理過程中的COD反彈。(4)含有硝化菌可以去除NH3-N。(5)較寬的溫度適應(yīng)范圍（5-55）。可提高污水場冬季生物活性,保證處理效果,故可在高寒地區(qū)

24、使用。(6)較好的pH值適應(yīng)范圍（6.0-9.0），接近7時效果最佳。(7)通過降解一些具有惡臭的有機物及含S化合物從而可以控制處理過程中的氣味。(8)無毒無腐蝕性，直接使用時運輸及儲存均安全。4.1.3深度處理工藝選擇內(nèi)源呼吸系統(tǒng)出水后，為了進一步降低廢水內(nèi)剩余的有機污染物質(zhì)，可采用混凝沉淀法來對生化出水進行深度處理，再配套協(xié)管沉淀池使內(nèi)源呼吸系統(tǒng)出水污染物濃度進一步降低。混凝沉淀原理在廢水處理中，混凝過程常用于膠體物質(zhì)、離子物質(zhì)的分離去除?；炷^程具有兩個作用。第一個作用：使水中原有的離散微粒首先具有粘附在固體顆粒上的性質(zhì)凝聚（coagulation）；第二個作用：使這些具有粘附性的離散微

25、粒能夠粘結(jié)成絮體絮凝（flocculation）。水中膠體表面都帶有電荷，其表面電荷的產(chǎn)生有如下四個機理：固相表面對水中某種離子的特異吸附；極難溶的離子型晶體與它溶解下來的離子產(chǎn)物之間有一平衡關(guān)系，（這一平衡關(guān)系由溶度積來確定），這使得晶體表面有了一定符號的電荷。鐵、鋁、氫、氧化物顆粒表面電荷可以是依此機理產(chǎn)生的。由于金屬氧化物或氫氧化物的溶解沉淀反應(yīng)與溶液pH值有關(guān)，因此，這類顆粒的表面電荷和電勢受pH控制；顆粒表面離子化。能團的離解，特別是高分子有機物因其極性能團的酸堿離解而使表面帶上電荷；（受pH控制）（如蛋白質(zhì)：COOH R NH2）某些離子型晶體（結(jié)晶物質(zhì)）的Schottky缺陷。在

26、晶體表面產(chǎn)生過量的陽或陰離子，而在其表面呈帶正電或負電。（粘土及其它鋁硅酸鹽礦物晶體的表面電荷成因） 圖4-1 膠體核電示意圖水處理中要求顆粒盡快長大到一定的粒度，以便在沉淀設(shè)備中能除掉。因此，對粒度和沉淀時間有嚴(yán)格要求。水處理中絮凝的顆粒是一個很復(fù)雜的體系，在水處理中往往由于有機和無機混凝劑的使用，使得水處理中的混凝機理更為復(fù)雜。歸結(jié)起來，可以認(rèn)為主要是三方面的作用：壓縮雙電層作用水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)，主要是由于膠粒的電位。如能消除或降低膠粒的電位，就有可能使微粒碰撞聚結(jié)，失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質(zhì)混凝劑可達此目的。例如天然水中帶負電荷的粘土膠粒，在投入鐵鹽或鋁鹽等混凝劑后，混

27、凝劑提供的大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層。因為膠核表面的總電位不變，增加擴散層及吸附層中的正離子濃度，就使擴散層減薄，圖中的電位降低。當(dāng)大量正離子涌入吸附層以致擴散層完全消失時，電位為零，稱為等電狀態(tài)。在等電狀態(tài)下，膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。實際上，電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時的電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。吸附架橋作用。三價鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子混凝劑溶于水后，經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微

28、粒所強烈吸附。因其線性長度較大當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠的兩膠粒間進行吸附架橋，使顆粒逐漸結(jié)大，形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程，稱為絮凝。網(wǎng)捕作用。三價鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。以鋁鹽為例，說明其作用機理。當(dāng)Al2(SO4)3配制為1020%溶液使用時，pH4，發(fā)生下列離解反應(yīng)：當(dāng)其投加到水中后，發(fā)生如下水解反應(yīng)，水的pH也隨之改變：同時，還在水解過程中產(chǎn)生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產(chǎn)生。其最簡單的形式是：OH OH 高效、經(jīng)濟的混凝

29、劑對混凝作用固然重要，但同時必須在設(shè)備上提供良好的水力條件，從而形成密實度好的混凝顆粒，以利于后續(xù)工藝的高效運行。經(jīng)過以上的工藝比較，最終確定升級后的主體工藝為“預(yù)酸化+并聯(lián)UASB +缺氧+流動床內(nèi)源呼吸+混凝沉淀”。4.1.4消毒系統(tǒng)為了降低廢水中微生物病菌含量，可采用二氧化氯消毒工藝對其進行消毒處理，二氧化氯是國際上公認(rèn)的含氯消毒劑中唯一的高效消毒滅菌劑，它可以殺滅一切微生物，包括細菌繁殖體，細菌芽孢，真菌，分枝桿菌和病毒等，并且這些細菌不會產(chǎn)生抗藥性。二氧化氯對微生物細胞壁有較強的吸附穿透能力，可有效地氧化細胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速地抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物。處理后的污水經(jīng)

30、過二氧化氯消毒，可達到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，企業(yè)還可將這部分水進行回收利用，用于沖欄等。4.2 廢水處理工藝流程圖廢水調(diào)節(jié)池池初沉池預(yù)酸化池勻漿池CSTR反應(yīng)器鮮糞轉(zhuǎn)性池缺氧池一、二、三級內(nèi)源呼吸池混凝沉淀池消毒池排放、回用泵泵藥劑二氧化氯風(fēng)機格柵格柵儲氣柜脫水脫硫沼氣發(fā)電機廠區(qū)用電污泥池污泥脫水集水池泵 圖 4-1 污水處理工藝流程圖我們根據(jù)廢水的水質(zhì)特點及豬場具體條件，結(jié)合多項工程的成功經(jīng)驗，本著投資省、運行費用低、操作管理方便的原則，確定了預(yù)處理CSTR厭氧缺氧系統(tǒng)內(nèi)源呼吸系統(tǒng)混凝沉淀消毒的主體工工藝，其中CSTR厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣可用來發(fā)電，供養(yǎng)殖場內(nèi)部使用。4.3 工藝流程說明（1）集水池

31、 來自養(yǎng)豬場的廢水首先流入調(diào)節(jié)池進行收集，調(diào)節(jié)池前設(shè)置格柵，去除污水中較大的懸浮物，保護后續(xù)處理穩(wěn)定運行及提升泵的正常運行。調(diào)節(jié)池主要進行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)。為了使后續(xù)的污水處理構(gòu)筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度變化的影響，需在廢水處理設(shè)施之前設(shè)置調(diào)節(jié)池，以滿足后段系統(tǒng)進水水質(zhì)。（2）初沉池初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。來水中含有的懸浮物，經(jīng)初沉池后，約可去除95%，以滿足后段系統(tǒng)的進水水質(zhì)。這樣，既可解決豬糞在沼氣池的沉淀問題，極大增強沼氣池的處理能力，又可大大減小沼氣池、生化池的建設(shè)面積。節(jié)省環(huán)保處理的建設(shè)投資和土地使用面積，初沉池采用斜管沉淀池，內(nèi)設(shè)斜管填料一套，以保證水中的懸浮

32、物和糞污全部去除，滿足后段系統(tǒng)的進水水質(zhì)需求，保證預(yù)酸化的處理效果。 （3）預(yù)酸化池預(yù)酸化法是介于好氧和厭氧之間的方法，該方法廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理，酸化工藝與單獨的厭氧或好氧工藝相比，具有以下特點：水解和產(chǎn)酸菌的繁殖速度快，代謝強度高，馴化培養(yǎng)時間短；不需要嚴(yán)格的厭氧條件，對溫度，pH值變化不很敏感，便于操作控制；對有毒物質(zhì)不敏感，具有脫氮除磷作用，適用范圍廣；相對好氧工藝而言，可以適應(yīng)更高的有機物濃度，能有效地降解好氧法不能去除的有機物。水解酸化是分階段進行的。在水解階段，把固體物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)；酸化階段把碳水化合物降解為脂肪酸。利用水解產(chǎn)酸菌迅速降解水

33、中有機物，進一步提高廢水的可生物降解性和后續(xù)生化處理效率。預(yù)酸化池內(nèi)加入懸掛式自由體生態(tài)基填料，微生物附著在填料上可增加污水與微生物的接觸面積，同時，可以防止微生物與酸化菌流失，提高酸化池的處理效率。（4）勻漿池預(yù)酸化出水流入勻漿池，將鮮糞安照一定比例投入至勻漿池進行攪拌混勻，然后用切割泵打入沼氣反應(yīng)系統(tǒng)。 （5）CSTR反應(yīng)器連續(xù)攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)，或稱連續(xù)攪拌槽(continuous stirred tank reactor),簡稱CSTR系統(tǒng)。 性質(zhì)：連續(xù)攪拌槽反應(yīng)器是指帶有攪拌漿的槽式反應(yīng)器。攪拌的目的在于使物料體系達到均勻狀態(tài)，以有利于反應(yīng)的均勻和傳熱。反應(yīng)過程包括體系中物料的物理和化學(xué)

34、的變化，表征其體系特性的參數(shù)包括溫度、壓力、液位及體系組分等。 原理：在一個密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼氣產(chǎn)生的過程。消化器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合狀態(tài)。投料方式采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料運行。新進入的原料由于攪拌作用很快與發(fā)酵器內(nèi)的全部發(fā)酵液菌種混合，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對較低狀態(tài)。 優(yōu)點：CSTR工藝可以處理高懸浮固體含量的原料。消化器內(nèi)物料均勻分布，避免了分層狀態(tài)，增加了物料和微生物接觸的機會。利用產(chǎn)生沼氣發(fā)電余熱對反應(yīng)器外部的保溫加熱系統(tǒng)進行保溫，大大提高了產(chǎn)氣率和投資利用率，同時使得反應(yīng)器一年四季均可正常工作。該工藝占地少、成本低，是目前世界上最先進的厭

35、氧反應(yīng)器之一。 新建CSTR反應(yīng)罐設(shè)計進水量100m3/d，運行溫度設(shè)計為中溫3035oC， PH控制范圍在6.87.2，有效容積為1500m3，停留時間為HRT=15天，出水自流至轉(zhuǎn)性池。CSTR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置側(cè)攪拌1套，加熱系統(tǒng)1套，進、出水系統(tǒng)1套，排渣系統(tǒng)1套，雙膜式儲氣柜1套。（6）集水池CSTR反應(yīng)器出水流入集水池，在這里進行暫時停留，同時為了讓后段處理系統(tǒng)的水量和水質(zhì)穩(wěn)定，用提升泵將集水池的水打入后段處理系統(tǒng)。（7）轉(zhuǎn)性池集水池的水用泵打入轉(zhuǎn)性池，為了使厭氧微生物受納于后段缺氧池與內(nèi)源呼吸接觸池中的兼氧與好氧微生物，厭氧細菌轉(zhuǎn)性成兼氧、好氧細菌，廢水得到緩沖，特設(shè)置轉(zhuǎn)性池。在轉(zhuǎn)性池

36、內(nèi)設(shè)置曝氣系統(tǒng)，使廢水性質(zhì)得到充分的改善。（8）缺氧池缺氧池的作用配合好氧池進行脫氮除磷，好氧池內(nèi)的部分泥水混合物回流至缺氧池，在這里實現(xiàn)反硝化，把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣實現(xiàn)脫氮。缺氧池內(nèi)安裝液下攪拌機，使其泥水混合均勻。（9）一級內(nèi)源呼吸接觸池 在池內(nèi)設(shè)置自由體生態(tài)基填料，經(jīng)過充氧的廢水與填料充分解除，使填料上長滿生物膜。廢水與生物膜相接觸，在生物膜微生物作用下，污染物得到分解，廢水得到凈化。池內(nèi)均為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結(jié)構(gòu)，有利于維護生物膜的凈化功能，且能提高充氧能力和氧的利用率，有利于維護高濃度的生物量。本設(shè)計中一級流動床內(nèi)源呼吸池中填料選用生態(tài)基-HP填料。我公司在經(jīng)過大量廢水的

37、調(diào)試、運行過程中，經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)填料的吸附催化作用提高了微生物的活性，增進了微生物的代謝活動，使污染物質(zhì)得以分解。在氧和生物作用下降解停留在填料表面的有機物，從而起到去除CODCr和氨氮的作用。該填料一旦投入水體后，不會出現(xiàn)破損現(xiàn)象，可長期穩(wěn)定運行。 在好氧段因為填料上固定大量的硝化菌，同時懸浮污泥中也含有大量的硝化細菌，進行硝化作用： 亞硝化菌 NH41.382O21.982HCO3 0.982NO20.018C5H7O2N1.036H2O1.891H2CO3 硝化菌NO20.003NH40.01H2CO30.003HCO30.488O2 0.003C5H7O2NNO3 而在缺氧段由于存在大量

38、兼性的反硝化菌，進行反硝化反應(yīng)： 反硝化菌 NO3H NO2H2O 反硝化菌 NO2H N2H2O 這樣使整個系統(tǒng)具有較高的脫氮效果。（10）二級內(nèi)源呼吸接觸池原理同一級內(nèi)源呼吸接觸池。（11）三級內(nèi)源呼吸接觸池原理同一、二級內(nèi)源呼吸接觸池。內(nèi)設(shè)回流泵，將消化液回流至缺氧池，實現(xiàn)脫氮的目的。（12）混凝沉淀池向廢水中投加一定量的藥劑，經(jīng)過脫穩(wěn)、架橋等反應(yīng)過程，使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負電荷，膠體微粒之間互相排斥形成穩(wěn)定的混合液，在帶有相反電荷的電介質(zhì)（即混凝劑）使廢水中的膠體顆粒改變?yōu)槌手行?，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。后面配套斜管沉淀池，內(nèi)設(shè)斜管填料

39、一套，污水與藥劑反應(yīng)完畢后流入斜管沉淀池。 （13）污泥處理初沉池、混凝沉淀池、CSTR反應(yīng)器的污泥排至污泥池，污泥進行脫水后可當(dāng)做有機肥料使用。（14）風(fēng)機房新建風(fēng)機房一座。（15）沼氣利用單元CSTR反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的沼氣存儲在沼氣儲氣柜中，經(jīng)脫水、脫硫后用于發(fā)電，配套發(fā)電機組一臺。該養(yǎng)殖場存欄2000頭豬，每日產(chǎn)生5噸鮮糞便，每日約產(chǎn)生沼氣300立方。4.4主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)（1）格柵調(diào)節(jié)池前設(shè)置1道格柵，用于去除污水中大塊懸浮物、漂浮物。（2）調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，地下有效停留時間（HRT ） 17hr有效容積 72m3污水提升泵 2臺（一備一用）性能參數(shù) Q=5m3/h液位

40、控制計 2套（3）初沉池混凝沉淀池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上表面負荷 2 m3/ m2·h有效面積 9m2（3）預(yù)酸化池預(yù)酸化池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 24h有效容積 100m3自由體生態(tài)基 1套填料支架 1套（4）勻漿池UASB 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，地下HRT（h） 12h有效容積 50m3尺寸 4.0*4.0進料切割泵 1臺性能參數(shù) Q=20m3/h攪拌機 1臺性能參數(shù) 軸長L=3.5m，轉(zhuǎn)速r=20rpm， N=1.5kw（5）CSTR反應(yīng)器 CSTR 1座結(jié)構(gòu)形式 搪瓷拼裝HRT（h） 15d有效容積 1500m3側(cè)攪拌機 1臺性能參數(shù) N=7.5kw進水

41、系統(tǒng) 1套出水系統(tǒng) 1套加熱系統(tǒng) 1套雙膜儲氣柜 1套（6）集水池集水池 1座 結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 12h有效容積 50m3污水提升泵 2臺性能參數(shù) Q=5m3/h（7）轉(zhuǎn)性池轉(zhuǎn)性池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 18h有效容積 76m3三葉羅茨鼓風(fēng)機 2臺（利舊）性能參數(shù) 7 m3/h曝氣系統(tǒng) 1套自由體生態(tài)基 1套（8）缺氧池缺氧池 1座 結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 18h有效容積 76m3潛水?dāng)嚢铏C 2臺（新增）規(guī)格 N=0.85kw（9）一級內(nèi)源呼吸接觸池一級內(nèi)源呼吸接觸池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 24h有效容積 100m3曝氣系統(tǒng) 1

42、套自由體生態(tài)基 1套（10）二級內(nèi)源呼吸接觸池二級內(nèi)源呼吸接觸池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 24h有效容積 100m3曝氣系統(tǒng) 1套自由體生態(tài)基 1套（11）三級內(nèi)源呼吸接觸池二級內(nèi)源呼吸接觸池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 24h有效容積 100m3曝氣系統(tǒng) 1套自由體生態(tài)基 1套混合液回流泵 1臺性能參數(shù) Q=5m3/h（12）混凝反應(yīng)池 混凝反應(yīng)池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼、半地上有效停留時間（HRT） 1.5h有效容積 6m3液下攪拌機 1臺性能參數(shù) N=0.85kW溶加藥 2套（13）混凝沉淀池 混凝沉淀池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上表面負荷 2 m3/ m2

43、83;h有效面積 9m2 協(xié)管填料 1套填料支架 1套（14）消毒池 消毒池 1座結(jié)構(gòu)形式 鋼砼，半地上HRT（h） 3h有效容積 12.6m3二氧化氯消毒系統(tǒng) 1套（15）污泥池 污泥池 1座，地下結(jié)構(gòu)形式 鋼砼HRT（h） 10d有效容積 75.6m3（16）風(fēng)機房風(fēng)機房 1座面積 30m2（17）壓濾機房風(fēng)機房 1座面積 30m2（18）沼氣凈化單元凈化機房 1座面積 30m2 汽水分離器 1套 脫硫器 2套（19）沼氣利用單元發(fā)電機房 1座面積 30m2 增壓風(fēng)機 1臺性能參數(shù) Q=0.61.3m3/min 沼氣發(fā)電機組 1臺 性能參數(shù) N=40kw4.5預(yù)期處理效果分析表4-1各處理

44、單元預(yù)期處理效果處理單元名稱COD氨氮SSpH濃度(mg/L)去除率(%)濃度(倍)去除率(%)濃度(mg/L)去除率(%)進水12000100010007初沉池1080010%90010%10090%69預(yù)酸化池756030%63030%5050%69CSTR302460%44130%5069一級內(nèi)源呼吸接觸池121060%26540%5069二級內(nèi)源呼吸接觸池60550%15840%5069三級內(nèi)源呼吸接觸池30350%6360%5069混凝沉淀池27310%633040%69消毒池273633040%69排放標(biāo)準(zhǔn)400807069通過表4-1可以看出，采用以上工藝具有較為理想的處理效果。

45、4.6工藝的優(yōu)點本廢水處理工程的整套工藝是針對該企業(yè)排放廢水的水質(zhì)、水量特征而專門設(shè)計的處理工藝，具有以下特點：（1）專門針對該企業(yè)而設(shè)計，采用生化處理，符合企業(yè)排水狀況。（2）本工程整套工藝成熟，運行效果穩(wěn)定可靠。產(chǎn)生的沼氣可進行回收利用。（3）該工藝使用的生物自由體生態(tài)基填料是我公司專有的技術(shù)與產(chǎn)品，該產(chǎn)品對于廢水的有機污染物降解起到了非常的效果。（5）本著為企業(yè)節(jié)約投資的原則進行設(shè)計，以企業(yè)的利益為重。5 公用工程 5.1 總平面布置及高程布置（1）總平面布置本工程的平面布置滿足工藝、消防、安全、交通方便，管線暢通等要求，直接至于車間內(nèi)，并使污水流程流向短，節(jié)約占地，降低工程投資。遵守國

46、家和有關(guān)部委的各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，以保證生產(chǎn)安全。為充分利用地勢地形，盡量減少對周圍景觀的影響。本污水處理站環(huán)境修飾結(jié)合生產(chǎn)廠區(qū)整體規(guī)劃，考慮本工程對周邊環(huán)境的影響，盡量增加綠化面積。（2）豎向布置豎向布置使污水一次性提升，靠重力自流，不再重復(fù)設(shè)提升設(shè)備，降低運行能耗。5.2 建筑設(shè)計（1）主要建筑物設(shè)計本工程主要建筑物為風(fēng)機房、壓濾機房、沼氣凈化機房、發(fā)電機房、值班室（含控制室）等，均為單層磚混結(jié)構(gòu)。室內(nèi)外裝修：外墻0.15m標(biāo)高以下均做三油二氈防水層，室內(nèi)標(biāo)高0.30m以下中級抹灰找平，1：2.5水泥砂漿抹面厚20mm，水泥地面。室內(nèi)墻面均做中級抹灰，刷白色丙烯酸內(nèi)墻涂料，水泥地面。室外墻面中級抹灰；屋面做三氈四油防水層，水泥珍珠巖保溫層100mm厚，1：10水泥焦渣找坡，屋面作有組織排水。（2）構(gòu)筑物設(shè)計本工程新建水工構(gòu)筑物為磚混、鋼筋砼結(jié)構(gòu)以及鋼板拼裝結(jié)構(gòu)。鋼砼結(jié)構(gòu)池壁均作C30防水砼，抗?jié)B標(biāo)號不小于6kg/cm2。在地面以上部分，防水層做到自然地面0.1m，高于地面以上的水池外壁采用1：2.3水泥砂漿摻5防水劑抹面壓光，刷蛋青色外墻涂料。鋼板拼裝結(jié)構(gòu)的鋼板采用Q235B型號，罐體需做基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用鋼砼結(jié)構(gòu)。5.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計參數(shù)計