河北省某種豬廠污水處理工程優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計完整版（140頁）.doc

華東交通大學畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)實習報告姓名： 00000班級：04級環(huán)境工程（1）班學號：20040110150102指導教師：000河北某種豬廠污水處理工程設(shè)計摘 要依據(jù)中華人民共和國畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（gb18596-2001），污水處理委托設(shè)計合同和遵循養(yǎng)殖污水處理站設(shè)計原則，結(jié)合實際情況，對河北某種豬廠污水處理站進行設(shè)計。所選的工藝流程應體現(xiàn)技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理，在保證出水水質(zhì)的條件下，盡量節(jié)省投資，安全可靠，管理方便。污水處理站設(shè)計規(guī)模：水量規(guī)模3500m3/d；進水水質(zhì)：codcr=800012000mg/l，bod5=3500-4500mg/l，ss=30004000mg/l， ph=911，,要求出水水質(zhì)達到下列標準：codcr400mg/l，bod5150mg/l，ss200mg/l， ph=6-9, 。經(jīng)過三種方案的比較，確定采用“uasb+生物接觸氧化”工藝對養(yǎng)殖污水進行處理。其工藝流程如下：工藝流程分為污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。其中，好氧生物接觸氧化完成主要降解功能，運行穩(wěn)定，出水有保障。關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖污水處理站；工藝流程；設(shè)計；生物接觸氧化池a wastewater treatment project design for culture wastewater of a swine factory in hebeiabstractaccording to the peoples republic of china based on sewage discharge standards and the wastewater treatment project design contract（gb18596-2001）, following the design principles of sewage treatment plant, the engineering project is designed for a wastewater treatment plant of swing factory in light of the actual situation. the selected process for the wastewater treatment project should reflect the technically feasible and economically reasonable, in ensuring water quality conditions, saving investment, safe, reliable and easy management. the designed scale of the wastewater treatment project: design for wastewater is 3500 m3 / d.the quality of the influent water is: codcr = 8000-12000 mg/l, bod5 = 3500-4500 mg/l, ss = 3000-4000mg/l, ph = 9-11,. the following criteria that the effluent quality requirements should meet is: codcr400mg/l,bod5150mg/l，ss200mg/l，ph=6-9,. after three programs comparison, anaerobic + aerobic - precipitation process is chosen for dyeing wastewater treatment.the process is as follow: the process include wastewater treatment system and sludge treatment system. among them, aerobic oxidation(biological oxidation pond) complete the major degradation functions. so the culture wastewater treatment station can operate stably, and the effluent is guaranteed.key words: culture wastewater treatment station; process; design;biological oxidation pond 目錄第一部分 緒論- 1 -1.1 養(yǎng)殖污水來源與現(xiàn)狀- 1 -1.2 養(yǎng)殖污水的特點- 1 -1.3 養(yǎng)殖污水處理方法- 1 -1.3.1 物理處理方法- 1 -1.3.2 化學處理方法- 1 -1.3.3 生物處理方法- 1 -1.4 畜禽養(yǎng)殖污水對環(huán)境的危害- 4 -1.4.1 對水體的污染- 4 -1.4.2 對農(nóng)田及作物的影響- 4 -1.4.3 礦物元素和重金屬污染- 4 -1.4.4 殘留獸藥的污染- 4 -1.4.5 微生物污染- 5 -1.5 畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水處理的基本方法與步驟- 5 -1.5.1 固液分離- 5 -1.5.2 厭氧處理- 5 -1.5.3 好氧處理- 6 -第二部分 方案設(shè)計說明- 7 -2.1 原始資料- 7 -2.1.1 工程概況- 7 -2.1.2 設(shè)計資料- 7 -2.1.3 設(shè)計依據(jù)- 8 -2.1.4 指導思想- 8 -2.1.5 設(shè)計原則- 8 -2.2 養(yǎng)殖污水工藝流程的設(shè)計- 8 -2.2.1 一般原則- 8 -2.2.2 方案比較- 8 -2.3 工藝流程及設(shè)備說明- 11 -2.3.1 格柵間- 11 -2.3.2 沉砂池- 12 -2.3.3 固液分離機- 12 -2.3.4 調(diào)節(jié)池- 12 -2.3.5 多斗式平流沉淀池- 13 -2.3.6 中間水池- 13 -2.3.7 氨吹脫塔- 14 -2.3.8 上流式厭氧污泥床- 14 -2.3.9生物接觸氧化池- 15 -2.3.10 二沉池- 17 -2.3.11 污泥貯池- 17 -2.3.12 污泥濃縮池- 17 -2.3.13 污泥脫水池- 17 -2.3.14 糞渣干化場- 18 -2.3.15 消毒池- 18 -2.3.16 計量堰- 18 -2.3.17 其他附屬構(gòu)筑物- 18 -2.3.18 主要設(shè)備- 18 -2.3.19 污水處理效果預測- 19 -第三部分 設(shè)計計算- 20 -第一章 格柵- 20 -1.1 設(shè)計數(shù)據(jù)- 20 -1.2 設(shè)計計算- 20 -第二章 沉砂池- 26 -2.1 設(shè)計數(shù)據(jù)- 26 -2.2 設(shè)計計算- 26 -第三章 固液分離機- 31 -3.1 壓濾機類型- 31 -3.2 壓濾面積的求定- 32 -3.3 壓濾脫水的過濾周期- 32 -3.4 污泥的計算量- 32 -3.5 壓濾機選型- 33 -第四章 調(diào)節(jié)池- 34 -4.1 設(shè)計數(shù)據(jù)- 34 -4.2 調(diào)節(jié)池類型- 34 -4.3 設(shè)計要點- 34 -4.4 設(shè)計要求- 34 -4.5 設(shè)計計算- 35 -第五章 多斗式平流沉淀池- 37 -5.1 簡介- 37 -5.2 設(shè)計計算- 37 -第六章 中間水池- 41 -6.1 簡介- 41 -6.2 設(shè)計計算- 41 -第七章 氨吹脫塔- 43 -7.1 簡介- 43 -7.2 設(shè)計計算- 44 -第八章 上流式厭氧污泥床- 47 -8.1 簡介- 47 -8.2 設(shè)計計算- 48 -第九章 接觸氧化池- 58 -9.1 簡介- 58 -9.2 設(shè)計依據(jù)- 59 -9.3 設(shè)計數(shù)據(jù)- 59 -9.4 設(shè)計計算- 59 -第十章 二次沉淀池- 67 -10.1 池型選擇- 67 -10.2 設(shè)計數(shù)據(jù)- 67 -10.3 設(shè)計計算- 68 -第十一章 貯泥池- 71 -11.1 貯泥池的作用- 71 -11.2 貯泥池計算- 71 -第十二章 污泥濃縮- 73 -12.1設(shè)計數(shù)據(jù)- 73 -12.2 設(shè)計計算- 74 -第十三章 污泥脫水機房- 78 -13.1 機械脫水前預處理- 78 -13.2 機械脫水方法- 78 -13.3 帶式壓濾機設(shè)備選型- 79 -第十四章 糞渣干化場- 81 -14.1 干化場的脫水特點及影響因素- 81 -14.2 設(shè)計計算- 81 -第十五章 消毒池- 84 -15.1 紫外線消毒的優(yōu)缺點- 84 -15.2 影響紫外線消毒的因素- 84 -15.3 紫外消毒設(shè)備- 85 -15.4 設(shè)計要點- 85 -15.5 設(shè)計計算- 85 -第十六章 計量設(shè)備- 87 -16.1 計量設(shè)備布置原則- 87 -16.2 咽喉式計量槽的一般規(guī)定- 87 -第四部分 污水處理站的平面布置與高程布置- 89 -第一章 污水處理站的平面布置- 89 -1.1 各處理單元構(gòu)筑物的平面布置- 89 -1.2 管、渠的平面布置- 89 -1.3 輔助建筑物- 89 -第二章 污水處理站的高程布置- 91 -2.1 污水高程- 92 -2.2 污泥高程- 99 -2.3 損失計算- 101 -2.4 確定高程- 103 -第五部分 投資估算- 105 -第一章 工程土建投資估算- 105 -1.1 工程土建投資估算- 105 -1.2 設(shè)備投資估算- 105 -1.3 工程其它投資估算- 106 -1.4 工程總投資估算- 106 -第二章 運行費用估算- 107 -2.1 人員編制- 107 -2.2 配電負荷- 107 -2.3工程運行費用分析- 107 -第三章 污水處理系統(tǒng)的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標- 109 -參考文獻- 110 -謝辭- 111 -附錄- 112 -141第一部分 緒論1.1 養(yǎng)殖污水來源與現(xiàn)狀養(yǎng)豬場污水主要是豬的排泄物（豬尿及部分豬糞）和豬舍沖洗水的混合物。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)已從傳統(tǒng)的庭院式養(yǎng)殖向集約化規(guī)模方向發(fā)展。這種生產(chǎn)方式有利于提高養(yǎng)豬場的飼養(yǎng)技術(shù)、防疫水平、飼料利用效率和管理水平，比傳統(tǒng)農(nóng)戶分散飼養(yǎng)大大降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)率。但畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展同時也產(chǎn)生了相應的環(huán)境問題，其中畜禽糞尿及畜舍沖洗污水的污染最為突出，成為制約全國各地畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要影響因素之一。有關(guān)資料表明，一個萬頭豬場的年產(chǎn)糞便約為3600噸，年產(chǎn)尿量約為5400噸，此外，還需要耗費約為510萬噸豬舍沖洗水。畜禽糞尿排泄物及污水中含有大量的有機物：氮、磷。懸浮物及致病菌是農(nóng)業(yè)面源污染最主要的來源之一。由此，從環(huán)境保護和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展角度，畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水治理工作已成為當務之急。1.2 養(yǎng)殖污水的特點1）排水量大、集中、水力沖擊負荷強；2）有機物濃度高、固液混雜；3）污水中常伴有消毒水、重金屬、殘留的獸藥以及各種人畜共患病原體等微生物（污染物）；4）生豬養(yǎng)殖業(yè)系微利產(chǎn)業(yè)，受到自然和市場的雙重壓力。因此，我們必須研究出投資少，運行成本低，管理方便，處理效果好的裝置和相配套的發(fā)酵工藝，盡可能使污水處理后得到資源化利用，既消除污染，又化害為利，促進經(jīng)濟發(fā)展。1.3 養(yǎng)殖污水處理方法1.3.1 物理處理方法養(yǎng)殖污水物理處理對象有：污水中較大的懸浮物和雜質(zhì)、飼料殘渣、豬毛豬尿及其它可以堵塞或磨損管道和水泵的物質(zhì)，污水經(jīng)化學處理的反應產(chǎn)物，污水生物處理后生成的活性污泥或生物膜。物理處理方法有：格柵、沉淀、過濾1.3.2 化學處理方法 養(yǎng)殖污水化學處理對象有：污水中溶解性的有害物質(zhì)，如酸、堿性有機物、助劑等?；瘜W處理方法有：混凝、消毒、中和等1.3.3 生物處理方法 (1) 厭氧生物處理技術(shù)污水的厭氧生物處理是指在沒有游離氧的情況下，以厭氧微生物為主對有機物進行降解的一種處理方法。在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化和物被降解，轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時釋放能量。1) 水解酸化池作用機理：一般把厭氧發(fā)酵過程分為四個階段，即a、水解階段b、酸化階段c、酸衰退階段d、甲烷化階段，而中解反應池把反應過程控制在前面水解與酸化兩個階段。水解階段：可使固體有機物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子有機物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，在產(chǎn)酸階段，碳水化合物等有機物降解為有機酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。水解和酸化反應進行得相對較快，一般難于將它們分開，此階段的主要微生物是水解產(chǎn)酸細菌。在水解酸化反應過程中首先大量微生物將進水中呈顆粒與膠體狀有機物迅速截流和吸附，這是一個快速的物理過程，只需要幾秒鐘到幾十秒就進行完全，被截留下來的有機物吸附在水解污泥表面，被緩慢分解；它在系統(tǒng)中的停留時間取決于污泥停留時間，與水力停留時間無關(guān)；在水解產(chǎn)酸菌的作用下將大分子難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮到獾男》肿游镔|(zhì)，并重新釋放到溶液中，在較高的水力負荷下隨水流出系統(tǒng)，由于水解和產(chǎn)酸菌時代期較短。因此，這一過程也是迅速的。污水經(jīng)過水解反應后可提高其生化性能，降低污水ph值，減少污泥產(chǎn)量，為后續(xù)好氧生物處理創(chuàng)造有利條件。2) 升流式厭氧污泥床反應器（即uasb）uasb法與其它類型的厭氧反應器相比較，具有一系列優(yōu)點：1）污泥床內(nèi)生物量多；2）容積負荷率高，污水在反應器中的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮?。?）設(shè)備簡單，運行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需要在反應區(qū)內(nèi)設(shè)機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理而且不存在堵塞問題。但uasb法多用于啤酒、味精生產(chǎn)的工業(yè)污水處理工藝中，在國內(nèi)很少用于處理養(yǎng)殖污水。3) 升流式厭氧生物濾池（即af法）af是一種內(nèi)部填充有微生物載體的厭氧生物反應器。厭氧微生物部分附著生長在填料上，形成厭氧生物膜，部分在填料空隙間處于懸浮狀態(tài)。污水流過被淹沒的填料，污染物被去除并產(chǎn)生沼氣。 典型的生產(chǎn)性af呈筒狀，常用直徑和高度分別為626m和313m。濾池中可維持相當高的微生物濃度，一般可達515，故af能承受較高的有機物體積負荷生產(chǎn)性使用裝置的最大有機負荷通常在1016之間。由于較高的污泥濃度和長達100d以上的泥齡，af具有良好的運行穩(wěn)定性，較能承受水質(zhì)或水量的沖擊負荷，在常溫下能處理城市污水等低濃度有機污水。af出水可不回流，但如果出水回流，可降低進水濃度，減小堵塞的可能性，使填料中生物量趨向于均勻分布。 af的另一特點是反應器內(nèi)污泥產(chǎn)率低，運行啟動快。有資料報導，生產(chǎn)性af在600d的運行中沒有污棄污泥。jhung等在uasb和af的對比試驗中發(fā)現(xiàn)，當進水為高濃度糖蜜污水，有機負荷為時，uasb需6周啟動時間，af只用了4周。嚴偉等也曾報導，用大孔聚氨脂泡沫塑料的af處理橄欖廠稀釋污水，其啟動時間比活性污泥法和uasb明顯縮短。 該工藝也存在一些問題，主要是：用af處理含懸浮物濃度高的有機污水易發(fā)生堵塞；對布水裝置要求較高，否則易發(fā)生短流，影響處理效果。厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝填有微生物載體（即濾料）的厭氧生物反應器。(2) 好氧生物處理技術(shù)活性污泥法污水的好氧生物處理是一種在有氧的條件下，以好氧微生物為主，使有機物降解的處理方法。污水中存在的各種有機物，主要以膠體狀、溶解態(tài)的有機物為主，作為微生物的營養(yǎng)源。這些有機物經(jīng)過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以無機物質(zhì)穩(wěn)定下來，達到無害化?；钚晕勰喾ㄊ悄壳拔鬯幚碇袘米顝V泛的好氧生物處理技術(shù)，近幾十年來，其生物反應和凈化機理的研究取得了長足的發(fā)展，工藝流程漸趨成熟、合理?；钚晕勰喾ㄟm合大規(guī)模、較高濃度的污水處理。1) 氧化溝工藝氧化溝工藝是活性污泥法的一種改型，以連續(xù)循環(huán)式反應池為生物反應池，通常在延時曝氣條件下運行，污水停留時間長，污泥負荷低。該工藝可省去初沉池，同時以表面曝氣代替鼓風曝氣。氧化溝工藝自20世紀50年代開創(chuàng)以來已發(fā)展為多種池型，包括卡魯塞爾（carrousel）氧化溝、奧貝爾（orbal）氧化溝等。氧化溝處理工藝的特點：a，工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運行管理方便；b，曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣化，運行靈活；c，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，并可實現(xiàn)脫氮；d，基建投資省，運行費用低；e，污泥產(chǎn)量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；f，耐沖擊負荷能力強，對高濃度工業(yè)污水有很大的稀釋能力。2) 間歇式活性污泥法（即sbr法）間歇式活性污泥法（sequencing batch reactors,sbr）是近年來在國內(nèi)外被廣泛應用和研究的污水生物處理工藝，其主要特點是在一個構(gòu)筑物中完成生物降解和沉淀分離兩個過程，該工藝流程簡單、投資省、運行費用低、出水水質(zhì)穩(wěn)定，同時，缺氧混合和曝氣反復交替運行使該工藝具備較好的脫氮除磷功能，具有很好的應用前景。隨著研究的不斷深入，在sbr工藝基礎(chǔ)上產(chǎn)生了許多新的變型，包括間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥工藝（iceas）、循環(huán)式活性污泥工藝（cast）、dat-iat工藝等。sbr工藝特點：構(gòu)造簡單，構(gòu)筑物少，節(jié)省了投資和占地面積；運行方式靈活，可滿足各種處理要求；處理效果好，對進水水質(zhì)、水量的波動具有較好的適應性；活性污泥性狀好，污泥產(chǎn)率低；脫氮、除磷效果好。(3) 好氧生物處理技術(shù)生物膜法生物膜法的實質(zhì)是使細菌和真菌類微生物和原生動物、后生動物類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁殖，并在其上形成膜狀生物污泥生物膜。污水與生物膜接觸，有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被攝取，污水得到凈化。1）生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤是以一系列轉(zhuǎn)動的盤片代替?zhèn)鹘y(tǒng)生物濾池濾料，盤片部分浸漬于污水中，通過不斷轉(zhuǎn)動與污水和空氣接觸，完成有機物降解和充氧過程。生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)工藝特點：微生物附著生長，微生物濃度高，生物相分級，污泥齡長，可生長世代期長的硝化菌，脫氮效果好。生物膜微生物食物鏈長，產(chǎn)泥量少?？缮L氧化性高的絲狀菌而無污泥膨脹之憂。對bod值達1000mg/l以上的超高濃度有機污水到10mg/l以下的超低濃度污水都可以采用生物轉(zhuǎn)盤進行處理，耐沖擊負荷能力強。不需曝氣，無污泥回流，動力消耗低；不需要復雜機械設(shè)備，不需要調(diào)節(jié)生物量，維護管理方便。運行合理，不產(chǎn)生濾池蠅，不出現(xiàn)泡沫，也不產(chǎn)生噪聲，無二次污染問題。2）生物流化床生物流化床是利用顆粒載體掛膜并使其流化，污水與流化的顆粒生物膜及懸浮活性污泥充分接觸，達到凈化的目的。生物流化床處理效率高，適用于小規(guī)模、高色度污水的處理。生物流化床的工藝特點：顆粒載體比表面積大（2000 3000流化床體積），單位體積載體內(nèi)保持較高的微生物量，污泥濃度可達到30 40 g/l，負荷是普通活性污泥法的10 20倍，是一種高效生物處理工藝。微生物附著生長，可承受沖擊負荷與毒物負荷，生物膜上可生長世代期長的硝化菌，氨氮去除效果好；同時顆粒生物膜內(nèi)部可存在缺氧微環(huán)境，運行得當時具有一定同步反硝化效果。流化床工藝效率高，占地少，為普通活性污泥法的5%左右，投資省。3）生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點的生物膜法，相當于曝氣池中添加填料，使填料表面長滿各種生物膜，在生物膜作用下，同時污水中存在一定數(shù)量的懸浮狀態(tài)活性污泥和脫落的生物膜，污水得到凈化。其工藝特點：生物膜微生物相豐富，包括細菌、真菌、原生動物和后生動物，可生長氧化能力強的絲狀菌，生態(tài)系統(tǒng)及食物鏈穩(wěn)定，同時填料對氣泡的切割作用可提高氧轉(zhuǎn)移率，微生物增殖快、活性高，生物膜量折算為mlss可達10 15g/l。因絲狀菌的大量生長，可發(fā)揮生物濾網(wǎng)功能，有效提高處理效果。生物接觸氧化法可接受較高的有機負荷，處理效率高，有利于縮小池容，減少占地面積。除去除有機污染物外，運行得當還可以實現(xiàn)脫氮，可作為三級處理技術(shù)。操作簡單，運行方便，易于維護管理，無污泥回流，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀。對沖擊負荷有較強的適應能力，在間歇運行條件下仍能保持良好的處理效果，對排水不均勻的企業(yè)更具有實際意義。1.4 畜禽養(yǎng)殖污水對環(huán)境的危害 目前，我國的養(yǎng)殖業(yè)集約化程度較低，養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染尚未引起廣泛重視，而養(yǎng)殖業(yè)集約化比率增高，排泄物中含有的氮、磷及飼料殘留物將導致單位面積土地上的畜禽排泄量顯著增加。若不加以重視，將給環(huán)境帶來嚴重的后果。動物糞便不僅影響環(huán)境衛(wèi)生，而且，若在草地上散布含有過量鉀糞便，會導致奶牛產(chǎn)乳熱發(fā)病率增高。氮和磷被排入水體，則易導致水體富營養(yǎng)化，使水質(zhì)變差。以硝酸鹽形式存在于水中的氮若被人飲用，則對人體健康造成危害。而土壤中養(yǎng)分過剩，則會使土地的生態(tài)平衡遭到破壞。排泄物中殘留的抗生素、益生素等對人類健康的危害也引起了人類健康學家和畜牧業(yè)工作者的關(guān)注。規(guī)模化養(yǎng)殖場每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如重金屬、殘留的獸藥和大量的病原體等，因此如不經(jīng)過處理就排放于環(huán)境或直接農(nóng)用，將會造成當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴重污染。1.4.1 對水體的污染養(yǎng)殖業(yè)污水屬于富含大量病原體的高濃度有機污水，直接排放進入水體或存放地點不合適，受雨水沖洗進入水體，將可能造成地表水或地下水水質(zhì)的嚴重惡化。由于畜禽糞尿的淋溶性很強，糞尿中的氮、磷及水溶性有機物等淋溶量很大，如不妥善處理，就會通過地表徑流和滲濾進入地下水層污染地下水。對地表水的影響則主要表現(xiàn)為，大量有機物質(zhì)進入水體后，有機物的分解將大量消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)臭；當水體中的溶解氧大幅度下降后，大量有機物質(zhì)可在厭氧條件下繼續(xù)分解，分解中將會產(chǎn)生甲烷、硫化氫等有毒氣體，導致水生生物大量死亡；污水中的大量懸浮物可使水體渾濁，降低水中藻類的光合作用，限制水生生物的正?；顒?，使對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡，從而進一步加劇水體底部缺氧，使水體同化能力降低；氮、磷可使水體富營養(yǎng)化， 富營養(yǎng)化的結(jié)果會使水體中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度過高，人畜若長期飲用會引起中毒，而一些有毒藻類的生長與大量繁殖會排放大量毒素于水體中，導致水生動物的大量死亡，從而嚴重地破壞了水體生態(tài)平衡；糞尿中的一些病菌、病毒等隨水流動可能導致某些流行病的傳播等。 1.4.2 對農(nóng)田及作物的影響畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水中含有較多的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促進農(nóng)作物的生長。但如果未經(jīng)任何處理就直接、連續(xù)、過量的施用，則會給土壤和農(nóng)作物的生長造成不良的影響，如引起作物徒長、返青、倒伏，使產(chǎn)量大大降低，推遲成熟期，影響后續(xù)作物的生產(chǎn)等。污水中的大量有機物質(zhì)在土壤中不斷累積，雖然可為土壤中棲居的小動物、昆蟲、真菌、細菌等提供營養(yǎng)物質(zhì)和適宜的環(huán)境，但也可導致一些病原菌大量孳生引起病蟲害的發(fā)生；此外，大量有機物的積累也會使土壤呈強還原性，而強還原性的條件不僅影響作物的根系生長，而且易使土壤中原本處于惰性狀態(tài)的有害元素得到還原而釋放；大量無機鹽在土壤中的積聚則會引起作物的鹽害。 1.4.3 礦物元素和重金屬污染一方面，在畜禽飼料中大量添加的無機磷約75%為植酸磷，由于植酸磷不能被動物吸收利用而直接排出體外，引起污染。另一方面，各飼料廠和養(yǎng)殖場均普遍采用高銅、高鐵、高鋅等微量元素添加劑，由于這些金屬元素的吸收率和利用率都很低易隨糞便排出體外進入環(huán)境，已成為我國的一大環(huán)境公害。 1.4.4 殘留獸藥的污染在畜禽養(yǎng)殖過程中，為了防治畜禽的多發(fā)性疾病，常在飼料中添加抗菌素和其它藥物，這些藥物隨飼料進入動物消化道后，短時間內(nèi)進入動物血液循環(huán)，最終絕大多數(shù)的藥物經(jīng)腎臟過濾隨尿液排出體外，只有極少部分的藥物和抗菌素殘留在動物體內(nèi)。大量研究表明，大多數(shù)飼料用抗菌素都有殘留，只是殘留量大小不同。隨著科技水平的不斷提高，人們發(fā)現(xiàn)抗生素作為飼料添加劑使用，對養(yǎng)殖環(huán)境已造成了嚴重的負面影響。首先，使畜禽體內(nèi)的耐藥病原菌或變異病原菌不斷產(chǎn)生并不斷向環(huán)境中排放；其次，畜禽不斷向環(huán)境中排泄這些抗生素或其代謝產(chǎn)物，使環(huán)境中的耐藥病原菌與變異病原菌不斷產(chǎn)生。這兩者反過來又刺激生產(chǎn)者增加用藥劑量、更新藥物品種，這就造成了“藥物污染環(huán)境耐藥或變異病原菌產(chǎn)生加大用藥劑量環(huán)境被進一步污染”的惡性循環(huán)。另外，畜禽產(chǎn)品中藥物殘留進入環(huán)境后，可能轉(zhuǎn)化為環(huán)境激素或環(huán)境激素的前體物，從而直接破壞生態(tài)平衡并威脅人類的身體健康。 1.4.5 微生物污染畜禽體內(nèi)的微生物主要是通過消化道排出體外，通過養(yǎng)殖場污物的排放進入環(huán)境從而造成嚴重的微生物污染。如果對這些污不進行無害化處理，大量的有害病菌一旦進入環(huán)境，不僅會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴重危害人體健康。 1.5 畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水處理的基本方法與步驟國內(nèi)外對規(guī)?；笄輬黾S水的處理方法主要有綜合利用和處理達標排放兩大類。綜合利用是生物質(zhì)能多層次利用、建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)和保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的好途徑。但是，目前由于我國畜禽場飼養(yǎng)管理方式落后，加上綜合利用前厭氧處理的不到位，常使畜禽糞水在綜合利用的過程中產(chǎn)生許多問題，如污水產(chǎn)生量大、成分復雜、處理后污染物濃度仍很高、所用稀釋水量多和受季節(jié)灌溉影響等。對于處理達標排放的來講，雖然國內(nèi)外所用的工藝流程大致相同，即固液分離-厭氧消化-好氧處理。但是，對于我國處于微利經(jīng)營的養(yǎng)殖行業(yè)來講，建設(shè)該類糞污處理設(shè)施所需的投資太大、運行費用過高。因此，探尋設(shè)施投資少、運行費用低和處理高效的養(yǎng)殖業(yè)糞污處理方法，已成為解決養(yǎng)殖業(yè)污染的關(guān)鍵所在。 1.5.1 固液分離無論畜禽養(yǎng)殖場污水采用什么系統(tǒng)或綜合措施進行處理，都必須首先進行固液分離，這是一道必不可少的工藝環(huán)節(jié)，其重要性及意義主要在于：首先，一般養(yǎng)殖場排放出來的污水中固體懸浮物含量很高，最高可達160000mg/l，相應的有機物含量也很高，通過固液分離可使液體部分的污染物負荷量大大降低；其次，通過固液分離可防止較大的固體物進入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，防止設(shè)備的堵塞損壞等。此外，在厭氧消化處理前進行固液分離也能增加厭氧消化運轉(zhuǎn)的可靠性，減小厭氧反應器的尺寸及所需的停留時間，降低設(shè)施投資并提高cod的去除效率。固液分離技術(shù)一般包括：篩濾、離心、過濾、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。目前，我國已有成熟的固液分離技術(shù)和相應的設(shè)備，其設(shè)備類型主要有篩網(wǎng)式、臥式離心機、壓濾機以及水力旋流器、旋轉(zhuǎn)錐形篩和離心盤式分離機等。 1.5.2 厭氧處理由于養(yǎng)殖業(yè)污水屬于高有機物濃度、高n、p含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”污水。因此厭氧技術(shù)成為畜禽養(yǎng)殖場糞污處理中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。對于養(yǎng)殖場這種高濃度的有機污水，采用厭氧消化工藝可在較低的運行成本下有效地去除大量的可溶性有機物，cod去除率達85%90%，而且能殺死傳染病菌，有利于養(yǎng)殖場的防疫。如果直接采用好氧工藝處理固液分離后的養(yǎng)殖業(yè)污水，雖然一次性投資可節(jié)省20%，但由于其消耗的動力大，電力流水消耗是厭氧處理的10倍之多，因此長期的運行費用將給養(yǎng)殖場帶來沉重的經(jīng)濟負擔。 目前用于處理養(yǎng)殖場糞污的厭氧工藝很多，其中較為常用的有以下幾種：厭氧濾器（af）、上流式厭氧污泥床（uasb）、復合厭氧反應器（uasbaf）、兩段厭氧消化法和升流式污泥床反應器（usr）等。近年來，厭氧消化即沼氣發(fā)酵技術(shù)已被廣泛地應用于養(yǎng)殖場污物處理中，到2002年底我國畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程數(shù)量已經(jīng)達到2000余處，是世界上擁有沼氣裝置數(shù)量最多的國家之一。雖然，在我國的沼氣工程建設(shè)中也不乏失敗的例子，工程建設(shè)成功率僅為85%，但這一技術(shù)不失為解決畜禽糞便污水的無害化和資源化問題的最有效的技術(shù)方案。畜禽糞便和養(yǎng)殖場產(chǎn)生的污水是有價值的資源，經(jīng)過厭氧消化處理既可以實現(xiàn)無害化，同時還可以回收沼氣和有機肥料，因此建設(shè)沼氣工程將是中小型養(yǎng)殖場糞便污水治理的最佳選擇。1.5.3 好氧處理好氧處理是指利用好氧微生物處理養(yǎng)殖污水的一種工藝。好氧生物處理法可分為天然好氧處理和人工好氧處理兩大類。 天然好氧生物處理法是利用天然的水體和土壤中的微生物來凈化污水的方法，亦稱自然生物處理法，主要有水體凈化和土壤凈化兩種。前者主要有氧化塘（好氧塘、兼性塘、厭氧塘）和養(yǎng)殖塘等；后者主要有土地處理（慢速滲濾、快速法濾、地面漫流）和人工濕地等。自然生物處理法不僅基建費用低，動力消耗少，該法對難生化降解的有機物、氮磷等營養(yǎng)物和細菌的去除率也高于常規(guī)的二級處理，部分可達到三級處理的效果。此外，在一定條件下，該法配合污水灌溉可實現(xiàn)污水資源化利用。該法的缺點主要是占地面積大和處理效果易受季節(jié)影響等。但如果養(yǎng)殖場規(guī)模小且附近有污棄的溝塘和灘涂可供利用時，應盡量選擇該方法以節(jié)約投資和處理費用。人工好氧生物處理是采取人工強化供氧以提高好氧微生物活力的污水處理方法。該方法主要有活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、序批式活性污泥法（sbr）、厭氧/好氧（a/o）及氧化溝法等。就處理效果來講，接觸氧化法和生物轉(zhuǎn)盤的處理效果要好于活性污泥法，雖然生物濾池的處理效果也很好，但易于出現(xiàn)濾池堵塞現(xiàn)象。氧化溝、sbr和a/o工藝均屬于改進的活性污泥法。氧化溝出水水質(zhì)好、產(chǎn)生泥量少，也可對污水進行脫氮處理，但其處理的bod負荷小、占地面積大、運行費用高。sbr法自動化控制程度高，能夠?qū)ξ鬯M行深度處理，但其缺點是bod負荷較小，一次性投資也大。a/o體是一種兼有去除bod和脫氮雙重作用的活性污泥處理工藝，其投資雖然偏大，但經(jīng)該法處理后的水易于達標排放。因此對于那些養(yǎng)殖規(guī)模大、污水產(chǎn)生量多且有較強經(jīng)濟能力的養(yǎng)殖場可選擇a/o法，而對于中等規(guī)模的養(yǎng)殖場可選擇接觸氧化和生物轉(zhuǎn)盤等好氧處理工藝。第二部分 方案設(shè)計說明2.1 原始資料2.1.1 工程概況河北某種豬廠是一家固定資產(chǎn)5億元，年產(chǎn)值達1億元的民辦私營養(yǎng)殖企業(yè)，位于河北省衡水市西40km處，由于企業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴大，企業(yè)所排污水量也在逐年增加，污水中所含的污染物也超過了公司附近天然河塘的自然凈化水平，如再繼續(xù)向自然河塘排放將對當?shù)氐乇硭?、地下水和環(huán)境造成嚴重的污染，所以，解決畜禽糞便污水的環(huán)境污染問題，已成為社會發(fā)展以及中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。畜禽糞便是一種有價值的資源，棄之為污，用之為寶，它具有燃料（能源）、飼料、肥料(營養(yǎng)源)三種功能，因此，全方位、多層次、多功能地開發(fā)利用就要根據(jù)具體情況，綜合考慮各方面因素，形成一種綜合處理與利用的系統(tǒng)工程，創(chuàng)建良性循環(huán)的生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式，達到經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益的高度統(tǒng)一，這對于我國現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)向著生態(tài)農(nóng)業(yè)，環(huán)保農(nóng)業(yè)和有機農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展有重大意義。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的糞尿排泄物及污水中含有大量的有機物、n、p、k、ss及致病毒等，并有惡臭，據(jù)有關(guān)報道“人畜共患傳染病”（即指那些有共同病原體引起人類與脊椎動物之間相互傳染和感染的疾?。┠壳白C實的有200種，其中較嚴重的89種，養(yǎng)殖場的臭氣污染也影響畜禽的生長發(fā)育。2.1.2 設(shè)計資料(1) 水質(zhì)水量 a.水量 設(shè)計規(guī)模為。 b.污水水質(zhì)表2-1 污水水質(zhì) 項目ph設(shè)計濃 度8000-120003500-45009-113000-4000500-700出水濃 度400 150 6-9 200 80(2) 工程資料 污水處理站地形平坦，地面絕對標高為56.00m，污水處理站進水水管內(nèi)底絕對標高為53.50m，該管直徑d=400mm，充滿度為0.55。(3) 水文資料 排放水體的常年水位為49.0m，最低水位20.0m，最高水位為60.0m（重現(xiàn)期為10年）。(4) 氣象資料 該地區(qū)常年主導風向為東南風（頻率為13%）歷年冬季主導風向為東北風（頻率為10%），歷年平均風速3.5m/s，歷年時最大風速為28m/s，年平均氣溫為，最高氣溫為，最低氣溫為。(5) 地質(zhì)資料 地質(zhì)勘測結(jié)果表明，地表大部分為亞砂土，承受壓力為。2.1.3 設(shè)計依據(jù) (1) 污水處理委托設(shè)計合同 (2) 畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（gb18596-2001）2.1.4 指導思想 (1) 以養(yǎng)殖場長期可持續(xù)發(fā)展為目標，考慮以能環(huán)工程綜合利用為目的，即以污水處理、有機肥加工等進行優(yōu)化組合，做到能量多極利用，物質(zhì)良性循環(huán)，形成沒有污染的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 (2) 處理工藝簡單合理、投資少，操作方便可靠，運行費用低。 (3) 剩余污泥是優(yōu)質(zhì)的有機肥料，可加工成高效有機復合肥出售。2.1.5 設(shè)計原則(1)選擇合適的處理工藝，嚴格執(zhí)行環(huán)境保護的各項規(guī)定，確保經(jīng)處理后的污水達到國家有關(guān)排放標準。(2)充分考慮我國北方冬季時間較長，溫度較低給污水處理系統(tǒng)帶來的影響。(3)采用技術(shù)先進，運行可靠，操作管理簡單，適用于當?shù)貤l件的工藝，使先進性和可靠性有機地結(jié)合起來。(4)采用目前國內(nèi)成熟先進設(shè)備，盡量降低工程投資和運行費用。(5)平面布置和工程設(shè)計時，布局力求合理通暢，盡量節(jié)省占地。(6)對污水處理站區(qū)進行合理布局，便于管理。2.2 養(yǎng)殖污水工藝流程的設(shè)計2.2.1 一般原則污水處理工藝流程的選擇應考慮下列因素：(1)污水水質(zhì)及處理程度，這是污水處理工藝流程選擇的主要依據(jù)，污水水質(zhì)指標、水質(zhì)變化規(guī)律要全面了解，而污水處理程度又取決于污水的水質(zhì)特征、處理后水的去向。(2)污水水量除水質(zhì)外，污水的水量也是影響因素之一。對于水量水質(zhì)變化大的污水，應選擇耐沖擊負荷強的工藝，或考慮設(shè)立調(diào)節(jié)池等緩沖設(shè)施以減少不利影響。(3)建設(shè)及運行費用考慮建設(shè)與運行費用時，應以處理水達到水質(zhì)標準為前提。在此前提下，工程建設(shè)及運行費用低的工藝應得到重視。此時，減少占地面積也是降低建設(shè)費用的重要措施。(4)工程施工難易程度 工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高，地質(zhì)條件差的地方，就不宜選用深度大、施工難度高的構(gòu)筑物。(5)當?shù)氐淖匀粭l件和社會條件 如天氣較冷，則不宜采用生物濾池或生物轉(zhuǎn)盤等生物膜技術(shù)；廠區(qū)在市區(qū)的，則不宜采用高噪聲風機，而應選用潛水曝氣機或轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟等曝氣裝置。綜上所述，污水處理流程的選擇應綜合考慮各項影響因素，進行多種方案的技術(shù)經(jīng)濟對比才能得出合理的結(jié)論。2.2.2 方案比較參考國內(nèi)外文獻報道，提出了以下幾個方案并進行比較。(1) 方案a 圖1 方案a工藝流程說明：方案a采用的是厭氧-兼氧-生物接觸氧化法處理養(yǎng)殖污水的工藝流程。工藝流程中一級處理的設(shè)備為：1)格柵：截阻大塊的呈懸浮狀態(tài)的污染物，對后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機組具有保護作用。2)集水池：污水在進入主要污水處理系統(tǒng)前，都要設(shè)置一個有一定容積的污水集水池，將污水儲存起來并使其均質(zhì)均量，以保證污水處理設(shè)備和設(shè)施的正常運行。3)板框壓濾機：去除污水中的較大的豬糞便和毛等物質(zhì)。 工藝流程中二級處理主要是厭氧池，兼氧生物濾池和生物氧化池，沉淀池等部分。4)厭氧池：主要用來降解有機物，提高污水的可生化性和除磷。5)兼氧池：兼氧池有兩個功能：首先是反硝化以獲得不含硝酸鹽的污泥進而提高厭氧池的釋磷效率，其次是利用好氧池中的硝酸鹽來除磷。6)生物接觸氧化：生物接觸氧化法是介于活性污泥法與生物膜法之間的生物技術(shù)，是具有活性污泥法特點的生物膜法，兼具兩者的優(yōu)點。具有容積負荷高，占地小，污泥少，不產(chǎn)生絲狀菌膨脹，無須污泥回流，管理方便，填料上易保存降解特殊有機物的專性微生物等特點。因而，生物接觸氧化法近年在印染污水處理上被廣泛采用。生物接觸氧化法停止進行后，重新運行啟動快，對企業(yè)因節(jié)假日和設(shè)備檢修停止生產(chǎn)無污水排放對生物處理效果的影響較小。因此，盡管生物接觸氧化法投資相對較高，但因能適應企業(yè)污水管理水平較低，用地較緊張等困難處境，應用越來越廣泛。優(yōu)點：本工藝較其它工藝的主要優(yōu)點是采用了生物活性酶技術(shù)，生物活性酶又名脫氮除臭劑，是一種高強度的微生物。此技術(shù)在現(xiàn)有污水處理技術(shù)中比較先進，而且采用了厭氧-兼氧-好氧處理工藝，有機物及氮磷能夠較完全地去除，板框壓濾機用于去除水中淀粉狀懸浮顆粒以及膠質(zhì)。缺點：由于生物活性酶是比較先進的技術(shù)，所以現(xiàn)成的可參考的工程實例較少，對于初學者來說運用此技術(shù)有些困難。板框壓濾機是間歇工作的，其工作時間和間隔時間需要通過實驗具體確定，不能隨意定時間，所以針對設(shè)計時間緊張，此工作量就相對來說很大，不宜于計算和應用，因為板框壓濾機是間歇工作的，所以要根據(jù)工作時間來計算集水池容積，這是一系列相關(guān)的問題，從而都不便采用。板框壓濾機放在這個位置，影響后續(xù)構(gòu)筑物的連續(xù)運行，因為板框壓濾機是間歇式工作的，所以，當板框壓濾機停止工作時，那后續(xù)的構(gòu)筑物也要隨著停止，所以，位置放的不對。(2) 方案b圖2 方案b工藝流程說明：方案b采用的是“折流式厭氧塘兼氧塘強化好氧塘工藝”進行污水處理工程設(shè)計。 預處理系統(tǒng)有集水池、固液分離設(shè)備等。1) 折流厭氧塘將可生物降解有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為和的厭氧工藝。此厭氧氧化塘相對比較深，混合度較好，這樣可以盡量減小單位體積的表面積，從而使氧氣傳遞、臭味擴散和表面熱損失盡可能小。2) 組合兼氧-好氧塘通過好氧和厭氧工藝處理可生物降解有機物系統(tǒng)。 3) 兼性塘下層是厭氧狀態(tài)，可生物降解有機物通過厭氧過程轉(zhuǎn)化為二氧化碳和甲烷。氧化塘上層是好氧狀態(tài)，可生物降解有機物以好氧機理被降解。同時好氧層也是一格好“帽子”，能夠氧化下層厭氧區(qū)產(chǎn)生的還原性化合物，減少臭味釋放和氧化溶解性好氧化合物。進水從下層厭氧區(qū)進入，出水從好氧區(qū)排出。兼性氧化塘能容易受周圍環(huán)境條件影響而發(fā)生顯著變化，與季節(jié)地理有關(guān)。4) 強化好氧氧化塘與活性污泥系統(tǒng)一樣，通過充分混合保持所有微生物處于懸浮狀態(tài)，通過將有機質(zhì)降解為二氧化碳和水，同時生成生物量而去除降解有機物，通過好氧消化而使有機物（包括合成微生物物質(zhì)）得到穩(wěn)定化，通過重力沉降的方法，去除新合成的微生物。優(yōu)點：本工藝較簡潔，構(gòu)筑物較少，采用了折流式厭氧氧化塘，這是一種將可生物降解有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為和的厭氧工藝。此厭氧氧化塘相對比較深，混合度較好，這樣可以盡量減小單位體積的表面積，從而使氧氣傳遞、臭味擴散和表面熱損失盡可能小，厭氧氧化塘沒有機械攪拌，但是有機物消化過程中釋放出來的氣體能夠引起一定程度的混合。該工藝可將污水中的大部分可溶性有機物被降解酸化去除，氧化塘環(huán)境變化范圍較大，使其能承受的負荷范圍大。本工藝投資較少、運行費用低、處理效率高的特點。缺點：兼性氧化塘性能容易受周圍環(huán)境條件影響而發(fā)生顯著變化，與季節(jié)和地理有關(guān)，在我國北方地區(qū)，氧化塘在冬季結(jié)冰，嚴重影響其性能，這個問題需要建造足夠大的氧化塘來克服，整體工藝技術(shù)都較先進，操作計算起來都較困難。(3) 方案c圖3 方案c工藝流程說明： 1)氨吹脫塔用來降低污水中的高含量的氨氮。 2)糞渣干化場，干化場脫水主要依靠滲透、蒸發(fā)與撇除。滲透過程約在污泥排入干化場最初的2-3d內(nèi)完成，可使污泥含水率降低至85%左右。此后水分不能再被滲透，只能依靠蒸發(fā)脫水，約經(jīng)一周或數(shù)周（決定于當?shù)貧夂驐l件）后，含水率可降低至75%左右。這樣就節(jié)省了污泥濃縮脫水的壓力，利用空地修整出干化場來處理糞渣，這樣就節(jié)約。優(yōu)點：畜禽污水處理過程產(chǎn)生的浮渣、沉渣不僅是各處理設(shè)施通道容易產(chǎn)生堵塞的主要原因，而且加重了處理負荷，最終影響污水處理效果，所以，干化場工藝是保證污水處理工藝流程設(shè)施長期正常運行的一項有效措施。本工藝在各類處理池底部均設(shè)計了排沉渣（浮渣）設(shè)施，定期排出的沉渣（浮渣）通過污泥管道（溝）集中到污泥干化場，利用自然條件（3-7天）進行脫水，干化。污水中的懸浮固體濃度和蛋白質(zhì)、油脂表面活性劑及、等物質(zhì)在前化處理階段通過清除糞渣、沉渣、浮渣過程充分減量化，進入?yún)捬醭匕l(fā)生堵塞的現(xiàn)象，保證了厭氧發(fā)酵裝置正常工作。通過調(diào)整水質(zhì)，污