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100m3/d养猪场污水处理技术文件

作者: 发布日期:2017-12-13 访问次数:2122

第一节、概述

养猪场采用集中养殖,集体舍饲,污水来源主要为猪粪、猪尿及猪舍冲洗水。猪粪、猪尿本身具有一定的酸性,且有机污染物浓度相当高,如果不经处理直接排放,将严重影响周边水质,并引起土壤酸化,给附近居民的生活用水带来困扰。为此根据国家环境保护法的有关规定,必须对养殖场所排放的污水进行处理,处理后的出水进行生态还田处理或回用作为猪舍冲洗水。

我公司是从事各类水处理工程及设备研制的专业厂家,具有对所治理项目进行勘察、设计、设备制造、工程成套、建筑设计、施工、安装、调试和售后服务的能力,能独立地承担并完成各种水处理工程项目,即交钥匙工程。根据业主提供的废水水量,借鉴相关工程实际运行经验,本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则,编制本设计方案,供业主和有关部门决策参考并采纳。


第二节、设计依据和设计范围

2。1 设计依据

国家环境保护法及相关法律法规

畜禽养殖业污染防治技术规范

畜禽养殖业污染物排放标准

企业污水处理站建设要求

污水综合排放标准(GB8978-1996)

给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84)

农田灌溉用水标准(GB5084-92)

环境噪声标准(GB5096-87)

建筑给排水设计规范(GBJ15-88)

室外排水设计规范(GBJ14-87)

我公司承建的同类高浓度废水处理工程的实际参数和经验

其它相关设计标准、规范

2。2 设计规模和范围

设计规模:根据业主提供养猪场污水排量100m3/d,污水设计处理能力处理量Q=5m3/h,污水处理工艺系统实施24小时连续进水运行。

设计范围:整个污水处理站

从污水处理站废水接纳口至污水处理排放口为止:污水处理工程的工艺流程、工艺设备、建筑物、构筑物、电器控制、管道、室内外照明、通风等。动力配线则由用户将主电引至污水处理站的动力配电柜。


第三节、设计原则

本着符合工艺技术要求,节约投资和用地的原则,充分利用厂方提供的用地面积,做到工艺流程顺畅、合理,并尽可能因地制宜,缩短工艺管线,合理紧凑使用现有面积及原有设施。

采用成熟、可靠、稳定的处理工艺和设备,确保出水水质达到污水一级排放标准的要求。

污水处理流程要简单、可靠、先进、能耗低、投资少,占地面积小。积极慎重采用新技术、新材料、新设备,总体上做到构筑物组合化、设备露天化,在保证出水达标的情况下,尽量减少工程投资与运行费用。

污水处理流程实现“四化”目标:减量化排放、猪场建设资源化、处理设施无害化、出水还田生态化。养猪场污水经处理后的出水达到国家农田灌溉用水标准的要求。既节省了高浓度畜粪污水达标排放所用的工程设备投资,又降低了系统的运行费用,开创了高浓度畜粪污水治理的先河。

要充分考虑当地的气候条件,采用安全可靠的工艺路线和设计参数及适应当地气候条件的污水处理设备和适当的保温措施,确保低温季节污水处理的达标排放和投资的安全性。

采用低能耗工艺,将资源回收利用和污水处理相结合,降你工程运行费用。

在设计中充分考虑二次污染的防治,合理解决了污泥、噪声及时性臭气的控制。

工艺设计有较大的灵活性和可调性,以适应水量、水质的周期变化。  

 

第四节、污水水质、水量及排放标准

4.1、设计水量

每天为100T设计,设计处理能力5m3/h。

4。2、主要水质数据


名  称

污水(类似项目水质)

水质排放标准

CODcr

5000~6000mg/L

300mg/L

BOD5

2500~3000 mg/L

150mg/L

pH

 

6~9

SS

2000~3000 mg/L

200mg/L

总氮

~300mg/L

80mg/L

色度

150倍

≤50倍

粪大肠菌群数

 

≤10000 个/L

蛔虫卵数

 

≤2 个/L


说明:执行《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。


第五节、水质分析与处理技术论证

5.1、污水特征 

1)、流量特征

污水的水质、水量随时段变化;冲洗时有机污染物排放浓度不一致。

2)、水质特征

污水中SS含量较高,有机物含量较高,且含有较多的不易被生物降解的成分,

B/C比值为0。5,具有可生物降解性。

5.2、处理技术论证

1)、处理工艺途经论证

现代废水处理技术,可分为物化法,化学法,生物处理法。可根据废水的特征,采用不同的处理方法或组合以上处理方法来净化废水水质。

a)物化法:主要用于污水的预处理,用来处理呈悬浮状态的污染物质。

b)化学法:主要指化学氧化和催化氧化,是处理污染物浓度高,毒性大,难降解废水的有效方法。本污水B/C比值约0.5,可生物处理降解。

c)生物法:是现代废水处理有机污染物的主要技术。生物处理法具有技术成熟、运行成本较低、处理效果好、操作管理简单,已成为有机污染处理的主体核心工艺。

根据废水的水质特性:整改工艺为物化法+生物法。

2)、生物法处理工艺

生物处理工艺:厌氧处理法、好氧处理法两大类。

a)厌氧法处理:

厌氧法多用于去除高浓度有机污染物和难降解有机污染物的废水处理。

厌氧处理具有以下特点:

①厌氧处理具有投资省、运行费用低、处理负荷高、可回收能量;

②对于高/中浓度污水,厌氧比好氧处理要便宜得多;

③污泥产量极低,产量仅为20-180gVSS/kgCOD(去除);

④厌氧微生物可对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解。

b)好氧法处理:

好氧处理根据微生物是否附着,分活性污泥法,生物膜法。

活性污泥法具有代表的工艺有:传统活性污泥法、氧化沟系列、氧化塘、SBR系列等。普通活性污泥法是一种国内外污水处理工程中广泛采取的一种方法,有成熟的运行管理经验,主要去除污水中的COD、BOD、SS,但处理负荷小,去除效率低,当污水可生化性较差时易发生污泥膨胀,造成污泥流失,活性污泥浓度低,且运行稳定性差,出水不稳定,因此本工程不宜采用普通活性污泥法。

生物膜法是一种最成熟、常用的好氧生物处理技术,具有代表的工艺有:生物接触氧化、生物流化、生物曝气滤池等。生物滤池容易堵塞,需采用空气、水进行充氧,生物膜易破坏,一般常用于三级好氧处理。生物接触氧化工艺是结合生物滤池和生物曝气池的特点演变过来的,属于固着型生物处理方法。该工艺具有去除氨氮和有机物效果好,耐冲击负荷,出水水质好且稳定,动力消耗相对较低,污泥产率低,运行灵活,操作管理方便等优点。经多年运行,针对停留时间、曝气方法、填料品种、排泥和操作技术等工艺要素上做了大量的试验研究,取得了比较成熟的经验,并在多年来建成的实际工程中应用得比较成功。据此,针对本废水的特性,本设计决定采用生物接触氧化法作为工艺的核心,并总结过去经验的基础上,强化水处理过程,增加调节和控制手段,以达到适应负荷变化,完善整个系统的目的。

5.3、推荐处理工艺

根据以上分析比选,同时根据废水本身的特性, 推荐以生化处理为核心的处理工艺,辅之物化预处理设施+生物处理工艺设施,确保出水达标排放。

 

第六节、工艺设计

6.1、工艺流程方框图

QQ截图20171213112810.jpg

QQ截图20171213113030.jpg

6。2、处理工艺流程说明

治理好养猪场的畜粪污水,可保护好养猪场的周边环境,同时也可以减少疫情的传播。为了减少畜粪污水的处理量,必须从源头抓起、必须做到干湿粪分开,干粪可直接堆积发酵,深度加工后制成颗粒肥料出售;猪尿及棚舍冲洗水由污水沟集中后自流进入集粪池。

1、猪粪、猪尿及棚舍冲洗水自流进入集粪槽,经初级沉淀处理,沉淀的粪渣用粪渣提升泵抽送至固液分离机进行固液分离。干粪渣运至猪场干粪堆场内储存发酵,滤液自流入初级集水池。

2、污水自流入初级集水池,污水在进入水解调节池前投加少量石灰水进行中和反应,工艺设置pH自动在线监控仪。

3、水解酸化调节池:在水解酸化调节池中可完成水解和酸化两个过程(酸化也可能不十分彻底),同时可作为系统的储水池,起到调节水量及水质的作用。

水解酸化调节池具有以下的优点:

水解酸化调节池可以在较短的停留时间(2.5~5小时)和相对高的水力负荷下〖>1.0m3/(m2.h)〗获得较高的悬浮物去除率(平均60%的SS去除率)。这一工艺可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性,以利于后级处理工艺。但该设施的COD去除率相对较低,仅有20%~40%,并且对溶解性COD的去除率很低,事实上该工艺能够起到预酸化的作用。

众所周知,微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才能直接进入细胞体内,而不溶性大分子物质,首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内的代谢过程。经水解处理,有机物在微生物的代谢途径上减少了一个重要环节,无疑将加速有机物的降解。

污水在水解酸化池内经水解酸化,将污水中的高分子长链分子分解成小分子,便于后续工艺设施的处理,从而减轻了后续污水处理设施的工作负荷。

水解酸化调节池畜粪污水经提升至ABR厌氧反应器底部,污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程。

本设计采用处理效率较高的折流厌氧反应技术,在厌氧池内根据厌氧微生物的生理特性及其对环境的要求,使水解酸化细菌和产生甲烷细菌的发酵过程分别在不同池中完成,并维持各自的最佳生存条件,从而促进整个厌氧消化过程,有机污染物将得到较大程度的降解。

ABR厌氧池不设三相分离器,厌氧反应器上部设有沼气收集口,至沼气储存装置,可作生产或生活用能源,实现无害、资源化处理。

厌氧池采用低温(15℃)消化,反应时间较长,一般为15天~30天,但不需要加温。寒冷地区,一般设当的保温处理。废水中产生的甲烷等气体可通过收集装置收集后储存后利用,不仅可以有效的利用能源,还减少了空气环境污染。

出水自流进入后续A/O法生物处理系统,A/O法采用接触氧化工艺,在A级池内,由于污水有机物浓度较高,微生物处于缺氧状态,此时微生物为兼性微生物,它们将污水中有机氮转化为氨氮,同时利用有机碳源作为电子供体,将NO2-N、NO3-N转化为N2,而且还利用部分有机碳源和氨氮合成新的细胞物质。所以A级池不仅具有一定的有机物去除功能,减轻后续O级生化池的有机负荷,以利于硝化作用进行,而且依靠污水中的高浓度有机物,完成反硝化作用,最终消除氮的富营养化污染。经过A级池的生化作用,污水中仍有一定量的有机物和较高的氨氮存在,为使有机物进一步氧化分解,同时在碳化作用趋于完全的情况下,硝化作用能顺利进行,特设置O级生化池,O级生化池的处理依靠自养型细菌(硝化菌)完成,它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源,将污水的氨氮转化为NO2-N、NO3-N。O级池出水进入沉淀池进行沉淀,污泥回流至A级生化段进行内循环,以达到反硝化的目的。在A级和O级生化池中均安装有填料,整个生化处理过程是依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的。在A级生化池内溶解氧控制在0。5mg/l左右,在O级生化池内溶解氧控制在3mg/l以上。

接触氧化池出水自流至二沉池,分离脱落生物膜,沉淀污泥回流水解酸化池或厌氧池。废水最后通过加药混凝、斜板沉淀,降低SS、难降解高分子有机物。

沉淀后出水进入消毒池,消毒池内采用投加二氧化氯消毒处理,有效氯投加量约20mg/L。消毒出水于储存池储存,作为农业灌溉用水,这样一来既解决了排放问题,又节约了水资源,实现还田生态化。

厌氧池无机泥、沉淀池污泥流入污泥干化池干化,滤液回流初级集水池,干污泥作农田基肥外运。


 

第七节、工程设计

一、单元设计

集粪池           (1座, 钢砼结构)

由业主自建,一般建在猪舍边。(利用已有池体改造)

钢砼结构,集粪池主要是为了汇集畜粪污水,起到初步沉淀粪渣之用,沉淀粪渣由粪渣提升泵定期开启处理。

集粪池要求有效储存容积:  >30m3

配套:①粗细人工格栅:   不锈钢,

      格栅间隙:  10㎜、3㎜,各1套

②粪渣提升泵: 1台

流  量:  8m3/h

扬  程:  12m

功  率:  0.75Kw

固液分离机            

旋转固液分离机,定期间隙运行,与粪渣提升泵联动,由本公司提供。

旋转固液分离机:不锈钢网,网间隙:0.35mm

外形尺寸:    2450×1000×950mm

网筒直径:    Ф600㎜

功  率:    0.37Kw     数量:1套

初级集水池/中和池           (1座, 钢砼结构)

建于污水处理站,主要是收集固液分离机滤液,同时汇集畜粪污水上清液之用,投加石灰中和液,空气搅拌混合调整污水的pH值,以利于后级处理设施的正常连续运行。地下式钢砼结构。

初级集水池尺寸: 3000×2000×3000mm

有效水深:      H=2500mm

有效储存容积:      V=15m3

有效停留时间:      3小时

配套:石灰溶解槽

主要是利用搅拌装置搅拌混合石灰,起到消化石灰之用。

尺  寸:       Ф1000×1200mm

数  量:        1套

不锈钢搅拌机:       BLD0-11-0.55     1套

搅拌轴/桨叶材质:       不锈钢

搅拌桶材质:        PP

功    率:        0.55Kw

水解酸化调节池       (1座, 钢砼结构)

地下式钢砼结构,其水流形式为平流推进式,以利于污水充分发生水解酸化反应。水解酸化池的进水段设置pH值探头,在线监测pH值,并根据pH值变化调整中和反应池的石灰液投加量。酸化调节池设置二台提升泵,由液位控制器提升泵的开启。

尺   寸:      7000×3000×3000mm

有效水深:       H=2500mm

有效储存容积:      50m3

有效水解酸化时间:      10小时

配套:一级提升泵型号:      2台

流   量:      Q=8m3/h

扬   程:      H=12m

功   率:      N=0.75Kw

液位控制器:   Key-10    (控制高低液位的水泵启停)   1套

ABR厌氧池        (1座, 钢砼结构)

厌氧池是本废水处理系统的关键设备,它的处理效率直接影响着整个系统的处理水质。根据厌氧微生物的生理特性及其对环境的要求,采用多级厌氧技术,ABR厌氧技术具有能耗少,投资省、处理效率较高等特点,减少了后续处理段的处理负荷。

厌氧池采用半地上式密闭钢砼结构,厌氧池外墙保温处理。

容积负荷:     ~2kgCOD/m3.d,共一座。

储存容积:     100m3

停留时间:      24h

尺   寸:      9250×2500×6000mm

上升流速:       0。70m/h

配套:①生物填料:Ф150球型悬浮填料 40m3。

②进出水装置:3套

③甲烷收集装置:Ф3000×2500mm

水解酸化池(A级)    (1座, 钢砼结构)

厌氧池出水自流进入水解酸化池。池内设置组合生物填料,为细菌提供呈立体状的生物床,把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附。同时在水解菌的作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,在产酸菌的协同作用下,将大分子物质、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质,BOD/COD值提高,为后续生化处理提供保证。

水解酸化池采用串联式接触污泥床。

设计参数:

水解酸化池停时间为4.7小时,水解酸化池总有效容积为24m3。

尺  寸:9250×1500×3200㎜

配套:①生物填料及支架:组合填料:ZH-150, 15m3;

      ②穿孔曝气管:UPVC/ABS  3套

接触氧化池(O级)    (1座, 钢砼结构)

水解酸化池出水自流进入生物接触氧化池。接触氧化法有机负荷(BOD负荷)相对较高,抗冲击能力强,出水水质稳定。接触填料采用立体弹性填料。该填料水流特性好,有巨大的比表面积,易于挂膜,不易堵塞,使用寿命长。生化池采用微孔曝气,污水在池内不断循环,以使填料上的生物膜与污水中有机物得到充分的接触降解。设计气水比为30:1。

设计参数:

生物接触氧化池停留时间为14.1小时,生物接触氧化池总有效容积约70m3。

尺  寸:9250×3000×3200㎜

生物接触氧化池配套:

①回转式风机:

共设置二台,一用一备。

其技术参数:风量:3.38m3³/min,功率:N=5.5KW。

②膜片微孔曝气器:

曝气器数量:85套

③生物填料及支架:组合填料:ZH-150, 40m3;

④气提回流装置:钢制,1套

二沉池      (1座, 钢砼结构)

在接触氧化池后设置二沉池,通过沉淀去除生化中脱落的生物膜。沉淀池是根据重力作用的原理,当含有悬浮物的污水从下往上流动时,由重力作用将物质沉淀下来,沉淀污泥气提回流。

二沉池为竖流式结构。

设计参数:

设计表面负荷为0。8m3/m2•h,沉淀时间为2小时。

配套:①中心布水、集水装置。

②污泥回流泵:32WQ8-12-0。75     1台。

混凝反应斜板沉淀池      (1座, 钢砼结构)

投加混凝剂沉淀去除废水中的悬浮物质,降低废水的色度及高分子有机物。废水通过混凝沉淀后,各项指标均可达到出水要求。混凝沉淀池采用斜板沉淀池。混凝反应区采用穿孔变速混凝反应。沉淀下来的污泥定期靠水压,人工定时外排于污泥浓缩池。

混凝反应斜板沉淀池为平流式结构,内设斜板填料。

设计参数:

混凝反应时间:~20min;混凝沉淀池设计表面负荷~1m3/m2。h。

配套:斜板填料及支架:Ф50㎜,6m2。

接触消毒池        (1座, 钢砼结构)

用于观察出水水质。作为消毒池,投加二氧化氯,二氧化氯与污水充分混合后,为了保证消毒的效果必须要有充分的接触时间。接触时间的长短是影响消毒效果的一个重要因素,接触时间设计为1小时。

设计参数:有效容积为5 m3。

储存池        (1座, 钢砼结构,容积业主自定)

二氧化氯消毒装置

    二氧化氯具有极强的氧化性,对大肠杆菌、细菌、芽孢、病毒及藻类均有很好的杀灭作用。并且pH值对ClO2对大肠杆菌的杀灭效果影响不大。通过较长时间的持续强氧化作用,破坏细菌代谢的活性,使菌体中酶蛋白的SH基因氧化而失去酶的活性,细菌因代谢障碍而死亡。选用二氧化氯法灭菌,具有原料来源广、安全、经济、实用等特点。

二氧化氯发生器:

外形尺寸:       2200×700×1000mm

数    量:       1台

发 生 量:       100g/h

功    率:       1。0KW

污泥干化池     (1座,砖混结构)

系统产生的污泥人工排至污泥干化池中,污泥池滤液回流至调节池进行再处理。干化污泥外运处理。

设计参数:

干化池设置三只,单池有效容积为3m3。

配套风机、设备、工作、消毒间   (1座,砖混结构)

二、单元处理出水预测

序号

处理设施

进水水质(mg/L)

出水水质(mg/L)

去除率

1

集粪池、固液分离机、初级集水池/中和池

CODcr:~6000

CODcr:~4500

25%

 

pH=7~8

 

SS:~3000

SS:~600

80%

NH3-N:~300

NH3-N:~270

10%

2

水解酸化调节池、ABR厌氧池

CODcr: ~4500

CODcr:~1350

70%

SS:~600

SS:~120

80%

3

A/O级生化池、
     二沉池

CODcr:~1350

CODcr:~378

72%

NH3-N:~270

NH3-N:~67.5

75%

4

混沉池

CODcr: ~378

CODcr:~265

30%

SS:~120

SS:~60

50%

5

消毒池

CODcr: ~265

CODcr:~212

20%

NH3-N:~67.5

NH3-N:~61

10%

粪大肠菌群数

≤10000    个/L

 

蛔虫卵数

≤2 个/L

 

 

pH=7~8

 

 

SS:~60

 

三、二次污染的防治

1、噪声控制

污水处理系统中,噪声来源主要为风机。为此我们选择回转式低噪音风机,在进口设置消音器,风机房布置,风机房底座设置减振器,经这一系列控制,噪声可达到二类地区的标准(即设备外10m处噪声<50分贝)。

2、废气:本工艺主要处理单元设置为半地上,处理系统产生沼气回收,资源化处理;

废水后级采用好氧曝气处理,基本无异味。

3、污泥:污泥池的干化污泥可作为堆肥处理。

四、设备防腐处理

本工艺中设备、管道、支架等均采用环氧煤沥青聚脂涂料防腐,使用寿命大于20年,二氧化氯消毒装置采用工程塑料。


第八节、动力配电控制、电气与仪表设计

一、设计原则

根据污水处理工艺运行的需要,本工程设置和配备必要的测量和控制仪表。废水处理工程控制采用自动、手动两种控制方法相结合,以自动控制为主,人工控制为辅;总体采用集中控制,工艺设备的运行控制采用PLC过程自动控制,配电柜、操作控制台。

二、工艺控制要点

1、调节池水位采用液位计控制,根据池内污水水位自动控制废水提升泵的开停。可实现中水位时自动开启水泵,低水位时自动停泵,实现两泵故障切换工作,并设高低液位报警装置。

2、调节池设pH显示仪,显示废水的pH值,投加石灰后并显示出水的pH值,以调节废水的pH,废水pH进行预调节。

3、水泵、风机出口设压力表。

三、电源

由厂变电站提供380v/220v三相四线电源,用YJV22电缆将所需电容量动力电引至操作室内总配电控制柜,然后分送至各用电设备。

四、电气控制

为减轻操作工的劳动强度,并实行操作机械化、自动化并在电器等发生故障时能进行报警。电器控制柜内PLC设有远程监控接口,方便和大楼自控联接。电器控制柜和化学法二氧化氯发生器设置于配电消毒间之内。

1、调节池的污水提升泵均为一用一备,定时定量交替工作,同时受池内水位控制工作。

2、风机亦为一用一备,定时交替使用,同时在污水泵停止工作时,风机能定时间隙运行。(开机10min,停机20min)以确保氧化池内的好氧量又能节约能耗。

五、动力配电控制方式

(1)、设备控制采用集中,自动与手动相结合的控制方案。

(2)、设备配电控制采用YJV动力电缆。

(3)、电缆的走线采用电缆线穿钢管。

(4)、电机功率大于15kw的采用Y-△降压启动,电器元件选用苏州西门子名牌。

(5)、组合配电箱采用DCX(R)-20。

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