猪场废水处理设计方案
设计单位： 山东潍坊中能美亚环保设备有限公司
地址：山东省潍坊市高新区产业园 邮编：261000
电话：18663629262 联系人：曾辉
目 录
7.2
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一、概述
MY-10型医疗污水处理设备采用物理方法或化学方式处理污水（根据用户要求）不需要添加药物，也不会有氯排放超标的现象，不产生后续投资费用。工艺中的主体为臭氧消毒。臭氧消毒，其杀菌机理是破坏和氧化微生物的细胞膜、细胞质、酶系统和核酸，从而使细菌和病毒迅速灭活。臭氧以空气为原料,对污水中含有的病源性微生物、细菌、病毒等杀灭率在99%以上。设备中的过滤吸附设备可以处理实验室中污水化学药剂和放射性同位素，BOD、COD、大颗粒悬浮物、常规化污染物等污染物。整套设备在标准状态下连续使用寿命3万小时。
二、设计依据1、甲方提供的有关设计原始资料；
2、中华人民共和国环境保护法；
3、《……市水污染物排放标准》（DB44/56-2003）一级标准；
4、《广东省地方水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一级标准；
5、《污水综合排放标准》（GB8978--1996）一级标准；
6、室外排水设计规范GBJ14-87（1997）；
7、排水工程设计手册；
8、给水排水工程概算及经济评价手册。
该养殖场采用干清粪方式，由人工清扫猪舍收集粪便，再用人力车运到集粪场堆放出售。污水主要来自猪尿和猪舍冲洗水，其中含有部分粪便。污水水质情况见表2.1。
污水处理站设计处理污水能力10t/d，每天24小时运行。
表2.1 污水水量和水质表
污染源 | 污水量(t/d) | COD | BOD | SS | 氨氮(mg/L) | 总磷(以P计) (mg/L) |
污水 | 10 | 7000 | 3000 | 3000 | 300 | 45 |
处理后的水质应达到依照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中规定中表5标准及《污水综合排放标准》GB8978-1996,具体标准值见表2.2。(业主要求水处理达到灌溉标准即可)
表2.2 畜禽养殖业水污染物排放浓度
序号 | 污染物 | 标准 |
1 | COD | ≤500mg/l |
2 | BOD | ≤200mg/l |
3 | SS | 无纲量 |
4 | 氨氮 | ≤80mg/l |
5 | 总磷(以P计) | ≤4mg/l |
三、污水处理工艺流程a. 格栅池：格栅池内设有格栅，是为了拦截水中较大的杂物和悬浮物，防止这些杂物堵塞水泵和影响下一步的处理过程。生活污水中都含有非常多而复杂的杂物，对后续处理影响较大，因此格栅作为污水处理的第一道防线具有特殊的重要意义。
b. 调节池：调节均和污水中的水量和水质，削减高峰负荷，以利于下一步的处理、减少处理构筑物的体积和节省投资费用。
c. 厌氧池：污水在厌氧池进行消化水解，厌氧菌将污水中的大分子分解成小分子后便于在生物接触氧化池进一步分解。
d.生物接触氧化池：接触池内填充弹性立体填料，填料层高度约3.0米。部分微生物以生物膜的形式附着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。采用微孔曝气器在池底曝气，充氧的污水浸没全部填料，并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相互接触，在生物膜微生物的作用下，污水得到净化。
e.沉淀池：生物接触氧化池出水中的泥水混合液在沉淀池内进行重力沉降和上清液分离，处理后上清液排入河道，沉降的活性污泥流至集泥池中。
f.消毒池：二氧化氯发生器发生器产生的二氧化氯发生器与生活污水、医疗废水在消毒池中充分接触，杀死细菌、病毒。
g.污泥处理：系统中的污泥排入消化池中进行消化、浓缩后，通过压滤机压滤，上清液及滤液回流至调节池中。
3、主要构筑物和设备
（1）格栅池
本工艺设格栅池一座，为钢砼结构，地下式。进水口装有粗细格栅，用于去除较大颗粒状悬浮物。
设计流量：Q=1.0m3/h；
外形尺寸：0.4×0.4×0.5m，有效水深He=0.3m；
内设格栅两道，栅条间隙b1=20mm 和 b2=10mm；
（2）调节池（地下式钢筋砼）
设计流量：Q=1.0m3/h；
水力停留时间HRT=5h， 有效容积Ve=5.0m3
外形尺寸：1.5×1.2×3m， 有效水深He=2.5m；
内设提升泵：
污水提升泵型号为CP（T）1.5-15型，2台（1备1用）；
Q=2m3/h， H=10m， N=1.1kw。
（3）一体化处理设备
一体化处理设备是集厌氧、生物接触氧化、曝气风机、污泥沉淀、污泥消化、污泥回流、出水杀菌消毒于一体的钢结构处理设备，结构紧凑，安装容易，操作方便。
一体化处理设备的主要构成单元的技术参数如下：
a．厌氧池
设计流量：Q=1.0m3/h；
水力停留时间HRT=6h， 有效容积Ve=6m3
外形尺寸：1.5×1.2×4.5m， 有效水深He=4.0m；
b.生物接触氧化池
内设微孔曝气装置
设计流量：Q=1m3/h；
水力停留时间HRT=6h， 有效容积Ve=6m3
外形尺寸：1.5×1.2×4.5m， 有效水深He=4.0m；；
填充弹性填料，填料体积VT=4m3，填料层高度h=3.0m；填料负荷FW=1.0kgBOD5/m3
采用罗茨风机进行曝气，
罗茨风机型号为SSR-50型，二台（1备1用），
供气量10m3/h(4.5m水深),电机功率2.2kw，
c. 沉淀池
设计流量：Q=1.0 m3/h；
表面负荷q=0.9m3/(m2.h)，停留时间为2h;
外形尺寸：1.5×1.0×2.5m，
内设斜管蜂窝填料，2m2
配置污泥泵
污泥提升泵型号为T1.0.型，1台；
Q=2 m3/h， H=10m， N=1.1kw。
d. 消化池（地上式钢结构）
外形尺寸：1×1×1.5m。
e. 消毒池（地上式钢结构）
停留时间：1h
外形尺寸：1×1×1.5m。
4、电气及自动化控制
⑴设计依据
①工艺专业提供的电气设计要求及建设单位提供的有关电气设计资料。
②《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-83）
③《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）
④《工业与民用通用设备电力装置设计规范》（GBJ55-83）
⑤《工业与民用电力装置接地设计规范》（GBJ65-83
⑵、设计范围
① 污水处理站的动力配电、照明配电。
②自动控制系统。
⑶供电设计
①供电电源为380V、50Hz，由建设单位低压配电所引至污水处理站配电柜，负荷等级为三级。
②污水处理站配电系统采用三相五线制，单线配电为三线制。
⑷动力配电及电缆敷设
①污水处理站设配电柜，分别给各动力设备供电。
②电力电缆选用VV型，控制电缆选用KVV型，经电缆沟或穿管敷设，需直埋的电力电缆或控制电缆用VV22或VVP型。
⑸照明配电
由配电柜提供~220V电源作室内外照明电源，用BVV电线经难燃塑料线槽沿墙明敷。
⑹接地与防雷
①利用建筑物的基础钢筋作自然接地体，或安装人工接地极，接地电阻应小于10欧姆。
②建筑物用避雷带和短避雷计作防雷保护。
⑺控制系统
集水池设液位控制装置，自动控制提升泵的开停。
5、环境保护措施
污水处理站本身是一项重要的环境保护项目，但它作为一个项目，也要有“三废”排放，虽然数量不大，但由于该废水处理站位于生活小区内，对小区环境、员工的工作、生活有直接的影响，所以不应受到忽视。为此本工程设计中采用了以下重要措施：
⑴气味
污水处理站内由于有需要敞开工作的构筑物，因此污水、污泥气味散发也是无法避免的。本一体化污水处理设备配置了安装Gelor-System专业除臭装置解决污水站臭味的影响。
（2）噪音
污水站内产生噪音的主要来源为曝气风机。本一体化污水处理设备配置了专门的风机消音、隔音及减振装置，使机外1米处噪音测试指标小于75分贝。
（3）站内排水
站内生产废水的排放均通过站内污水沟渠系统收集并接入调节池，用排污泵抽入污水处理系统进行处理，污水经处理后排放。
（4）固体废弃物
站内格栅及污泥池均有固体废弃物产生，对此在运行管理中应按要求堆放，外运时采用半封闭自卸专用车辆，运送到指定区域处置。
（5）事故排放
污水系统一旦发生停电和重大故障时均需进行事故排放，事故排放主要是通过设置于溢流井上的溢流渠直接排放来实现的。这种短时污染是无法从根本上避免的，但要减少其发生机会则主要是通过设计中提高处理系统的保证率和加强运行维护管理两个方面来解决。为此本设计中对管道衔接切换，电源回路及设备备用方面采取了必要的措施，使事故发生的机率尽可能降低。
四、系统主要设备和构筑物设计与选型
1、 化粪池
污水由进粪口自流进入第一池，池内粪便开始发酵分解、因比重不同粪液可自然分为二层，下层为块状或颗状粪渣，上层为比较澄清的粪液。下层粪渣中含细菌和寄生虫卵最多，粪液层含虫卵最少，初步发酵的粪液经过溢流至第二池，而将大部分粪渣阻留在第一池内继续发酵。流入第二池的粪液进一步发酵分解，虫卵继续下沉，病原体逐渐死亡，粪液得到进一步无害化，产生的粪渣比第一池显著减少。再经过溢流入第三池的粪液更加澄清。粪液在第三池中发生水解酸化。
水解酸化反应利用厌氧反应中的水解、产酸作用，使污水、污泥一次得到处理，大分子降解为小分子；同时可去除部分SS和COD。水解反应器中的大量微生物将进水中颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，这是一个物理过程的快速反应，一般只要几秒到几十秒即可完成，因此，反应是迅速的。截留下来的物质吸附在水解污泥的表面，漫漫地被分解代谢，其在系统内的污泥停留时间要大于水力停留时间。在大量水解细菌的作用下将大分子、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质后，重新释放到液体中，在较高的水力负荷下随水流移出系统。由于水解和产酸菌世代期较短，往往以分和小时计，因此，这一降解过程也是迅速的。在这一过程中溶解性BOD、COD的去除率虽然表面上讲只有10%左右，但是由于颗粒有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度，因此，溶解性BOD、COD去除率远远大于10%。但是由于酸化过程的控制不能严格划分，在污泥中可能仍有少量甲烷菌的存在，可能产生少量的甲烷，但甲烷在水中的溶解度也相当可观，故以气体形成释放的甲烷量很少。可以看出，水解反应器集沉淀、吸附、网捕和生物絮凝等物理化学过程以及水解、酸化和甲烷化过程等生物降解功能于一体。水解池中污泥的水解率可高达50%以上，排出系统的污泥量比初沉池、消化池联合系统低30%。经过化粪池的降解COD去除率约在15%左右。污水经过化粪池处理后在经过污水深度分离装置分离，污水中的悬浮物大大减少。
化粪池采用钢砼结构，有效容积：100m3
化粪池第三格采用预曝气，曝气强度为q=0.02m3/m2.min。
配套风机型号：与接触氧化池风机共用
曝气系统：
型式： 穿孔管
数量： 1套
材料： UPVC管
3、缺氧池
由于原污水浓度较高，内含大量的氨氮等有机物，好氧生化难以降解，故在生物接触氧化池前设置厌氧脱氮装置。缺氧池内填料采用立体弹性聚丙烯挂膜式填料，材料强度高、抗老化，不堵塞、无死角，厌氧微生物菌容易着床，有利于生物膜生长，提高其活性，同时又作为反硝化细菌的载体。设计停留时间为4小时。确保污水在兼氧的条件下，由于兼性脱氮菌的作用，将NO2—N和NO3—N还原成N2，排入空气中，同时有机物分解，完成脱硝过程，最后达到脱氮同时去除大量有机物使污水得到净化。
按理论计算，氧化1kg的NH3-N需用3.4kg的氧气，因此为了提高氧的转移率，缺氧池中曝气装置设计采用微孔曝气，该曝气头为膜式微孔曝气，曝气头不易堵塞，气量由入孔处的阀门来调节，以保证缺氧中的溶解氧小于0.5mg/L。
有效容积30m3，有效水深为3mm
水力设计停留时间为72小时。
硝化液回流比：200%。
填料主要技术参数：
规格： 生物膜载体填料
数量： 20m3
4、生物接触氧化池
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。它兼有活性污泥法和生物膜法的优点。填料为新颖弹性填料，易结膜，不堵塞。已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。接触氧化池分二格，表面呈长方形（内装含聚丙烯填料悬挂填料及生物炭填料），废水从池首端进入，在曝气和水力条件的推动下，混合液均衡地向前流动，并从池尾端流出。接触氧化池任何两个断面都存在有机基质的浓度梯度，因此存在着基质降解动力，BOD降解菌为优占菌，可避免污泥膨胀问题。接触氧化池设计水力停留时间16h。气水比约为15：1，采用盘状曝气系统曝气（成套设备）。
有效容积20m3，有效水深为2mm
水力设计停留时间为24小时。
填料主要技术参数：
规格： 生物膜载体填料
数量： 20m3
曝气风机1台 型号HC50S 功率 0.75KW 气水比 15：1
布气系统采用微穿孔布气系统，数量4套、材质UPVC管。
生物膜载体填料技术参数
一、结构与特点：生物膜载体填料是接触氧化法工艺的核心部分，它直接影响着处理效果、充氧性能、基建投资、运行周期和费用。立体弹性填料和混合式立体弹性填料是经各种条件和大量试验和长时间生产性运行结果表明为理想的载体填料。由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显着、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。该填料在不同的工艺水质条件应用时，可调节丝条粗细密度及不同的组装形式，完全适用各种废水的厌氧、兼氧、好氧等处理工艺。
二、填料的使用寿命及更换
该填料筛选了聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度。
正常使用寿命在10-15年以上，填料的更换步骤：
1、移除盖板并抽空积水。
2、拆除原有填料，用剪刀剪断上下连接绳，捆扎好吊出池体。
3、清除杂质并对填料支架损坏部分进行修补。
4、安装新的填料。
5、注水并投入使用。
就本工程填料更换工程量约需人工4人，3个工日/人。
5、沉淀池
沉淀池是接触氧化池的配套设施，其作用是使污泥从混合液中分离出来。本项目工程采用的是竖流式沉淀池。沉积于污泥斗中的污泥一部分作为回流污泥流入化粪池，其它的则排到污泥干化池。沉淀池出水则重力流入消毒池。
沉淀池设计表面负荷为1.0m3/m2·h，沉淀时间为3h。
数量：一只
配套中心桶等配件一套（材质：A3）
五、各处理单元构筑物污染物去除分担率
污水治理工艺各处理单元设计处理效果预测值见表5.1。
项目 | COD | BOD | SS | 氨氮 | 总磷(以P计) | |||||
浓度(mg/L) | 去除率(%) | 浓度(mg/L) | 去除率(%) | 浓度(mg/L) | 去除率(%) | 浓度(mg/L) | 去除率(%) | 浓度(mg/L) | 去除率(%) | |
进水 | 7000 | - | 3000 | - | 3000 | - | 300 | - | 45 | - |
固液分离 | 4500 | 30 | 2100 | 30 | 1500 | 50 | - | - | - | - |
缺氧池 | 2450 | 50 | 1050 | 50 | - | - | - | - | - | - |
接触氧化池 | 490 | 80 | 210 | 80 | - | - | - | - | - | - |
沉淀池 | 343 | 30 | 147 | 30 | 120 | 92 | 48 | 84 | - | - |
氨氮深化处理 | - | 30 | - | 40 | - | 60 | - | 35 | - | - |
出水 | 达标 | - | 达标 | - | 达标 | - | 达标 | - | 达标 | - |
表5.1 污水处理系统单元设计处理效果预测
