150噸每天養豬廢水深度處理工程設計方案 二維碼
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發表時間：2018-04-27 16:13作者：盛鑫華業來源：原創 工程名稱：養豬廢水深度處理工程 工程地址：廣東江門 工程規模：150m3/d 根據項目的資料，養豬廠每天產生廢水150m3/d ，每天設計運行時間24h，系統設計處理能力6.25m3/h，廢水經過“固液分離機+厭氧沼氣池+二級A/O生化”處理后，進入深度處理系統（MBR膜生物池），設計進水水質（生化處理出水）特點如下表： 表1.1-設計進水水質
根據設計文件要求，出水水質要求達到進RO反滲透膜中規定的排放標準。 《中華人民共和國環境保護法》（1989年12月）。 《中華人民共和國水污染防治法》（1984年5月）。 《中華人民共和國水污染防治法實施細則》（1989年7月）。 中華人民共和國城鄉建設部頒布《建設項目環境保護設計規定》（1987年3月）。 中華人民共和國國家標準（GB8978-1996）《污水綜合排放標準》。 廣東省地方標準《水污染物排放標準》（DB44/26-2001）。 《電鍍污染物排放標準》(GB-21900—2008) 表3 廠家提供的相關資料。 其他設計規范 GBJ14-87 《室外給排水設計規范》 GBJ13-88 《室外給水設計規范》 GBJ9-87 《建筑結構荷栽規范》。 GBJ3-88 《砌體結構設計規范》。 GBJ7-89 《建筑地基基礎設計規范》 GBJ69-84 《給排水工程結構設計規范》 GBJ11-89 《建筑抗震設計規范》 GBJ16-87 《建筑設計防火規范》 GB50052-92 《供電系統設計規范》； GB50057-94 《建筑物防雷設計規范》； GBJ54-83 《低壓配電裝置及線路設計規范》 GBJ50034-92 《工業企業照明設計標準》 GBJ50055-93 《通用用電設備配電規范》 注：當上述標準和文件被修訂時，使用其最新版本。 遵循當地的環保政策、法規，確保出水各項指標達到設計要求，達到或優于貴公司所提出的排放要求； 因地制宜地根據客觀實際，在保證處理效果達標排放的前提下，盡量節省工程投資、節省用地、節省能源、降低運行成本。 廢水處理工藝技術先進可靠、簡單實用、經濟合理、高效節能、確保水處理效果、減少工程投資與日常運行費用、管理維護方便。合理采用機械與自動化操作，減輕操作人員的勞動強度。 積極穩妥地采用廢水處理新技術、新設備、新材料，采用優質國產化設備，以節省項目投資。 妥善處理和處置廢水處理過程中產生的各類污泥，選用噪聲小的設備，避免對環境造成二次污染； 規范操作，實現科學現代化的管理，既保證廢水處理設施的自動化管理，利于統一協調，自控系統和儀表監測力求簡單實用，宜于長期使用。 本方案設計范圍為生化出水后的深度處理“固液分離機+厭氧沼氣池+二級A/O生化”處理工藝流程圖如下：
圖1 處理工藝流程圖 2.2、厭氧發酵系統 廢水自流進入進入隔渣池，將廢水中的SS予以去除（包括豬毛、較大的飼料顆粒物以及較大的豬糞顆粒），然后廢水進入厭氧池（沼氣池）。
厭氧處理是利用厭氧菌的作用，去除廢水中的有機物，通常需要時間較長。厭氧生物處理法按照厭氧程度分為酸化水解法和深度厭氧法。深度厭氧法將有機物分解為甲烷，分解有機物和去除有機物的程度和效果上均很穩定。在廢水的厭氧生物處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨。在此過程中，不同的微生物的代謝過程相互影響、制約，形成復雜的生態系統。有機物在廢水中以懸浮物或膠體的形式存在，它們的厭氧降解過程可分 為四個階段： （1）水解階段，微生物利用酶將大分子切割成小分子； （2）發酵（或酸化）階段，小分子有機物被發酵菌利用，在細胞內轉化為簡單的化合物，這一階段的主要產物有揮發酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨和硫化氫等； （3）產乙酸階段，此階段中上一階段的產物被進一步轉化為乙酸等物質； （4）產甲烷階段，在此階段產甲烷菌把乙酸、氫氣、CO2 等轉化為甲烷。 上述四個階段的進行，大分子有機物被轉化為無機物，水質變好，同時微生物得到了生長。 同時氨氮和總磷屬無機化合物污染物，其中總磷經厭氧沼氣池后，一般能去除60-70％，厭氧出口沼液中的總磷濃度在80～100mg/l。 2.2.3、初沉池 由于廢水中存在較小顆粒的沙礫等物，通過分離機無法去除。這些顆粒物比較容易沉淀。如果在前處理階段沒有去除，很容易會沉積于兼性池中，影響系統的運行效果。 經過預處理后的廢水首先收集至調節池，調節池中設置有曝氣系統，廢水在調節池中經過曝氣充分均化水質水量后，通過自動液位控制將廢水抽至下一處理工序。 2.2.5、加藥池 投加Na2CO3 ，調節堿度，補充硝化反應過程中消耗的堿度，增加除氮效率。 2.2.6、一級(A/O)系統 經過厭氧池處理后的廢水其中的COD于BOD得到了較大比例的去除，剩下的污染物屬于較難處理的長鏈有機物。所以本方案先將廢水引入一級兼性池中，通過兼性細菌對高分子的長鏈的有機物進行斷鏈，將其分解成小分子的易生化降解的有機物。 經過兼氧后的廢水流入好氧池，經過馴化后的好氧細菌的新陳代謝作用將廢水中的易降解的有機物分解成二氧化碳和水。 缺氧-好氧生化工藝 本方案生化處理部分采用的是缺氧+好氧(A/O)生化處理系統，生化系統采用活性污泥法，下面進行對比說明： 傳統的活性污泥法是最傳統、最穩定、氨氮去除率最高的工藝，也是所有生化工藝中最經典的一種。下面對常用的活性污泥法與接觸氧化法進行對比優缺點說明。 本方案生化處理部分采用的是缺氧+好氧(A/O)生化處理系統，生化系統常采用活性污泥法和接觸氧化法，其各自優缺點見表2-1。 表2-1 活性污泥法及接觸氧化法優缺點比較
從表2.3中可以看出，各種生物處理方法都有很好的處理效果，各有特點，但主體原理都是利用微生物氧化分解廢水中的有機物，只是微生物與廢水的接觸方式以及接觸時廢水中溶解氧變化規律不同而已。 根據本工程的特點和難點：1、COD濃度高，2、氨氮的濃度高；這兩個最大的難點，經過工藝的必選，本方案確定采用氨氮去除率高的活性污泥法為核心工藝。 通過對多種生化工藝的比較，結合本工程實際情況，本方案確定生化主體工藝為缺氧+好氧生物法。該處理工藝在近年已得到廣泛的應用，尤其是在中高濃度、水質變化較大的工業廢水，如可生化性極差、COD極高的線路板剝膜廢液以及垃圾滲濾液等高難度領域得到了廣泛的應用，并且取得了很好的處理效果。A/O分為兩大部分，分別為缺氧、好氧區。A/O處理工藝是一項能夠同步脫氮除COD的污水處理工藝。 A、缺氧池 生物脫氮包含硝化及反硝化兩種過程。硝化過程是在硝化菌的作用下，將氨氮轉化為硝酸氮。硝化菌是化能自養菌，其生理活動不需要有機性營養物質，它從二氧化碳獲取碳源，從無機物的氧化中獲取能量。而反硝化過程是在反硝化菌的作用下，將硝酸氮和亞硝酸氮還原為氮氣。反硝化菌是異養兼性厭氧菌，它只能在無分子態氧的情況下，利用硝酸和亞硝酸鹽離子中的氧進行呼吸，使硝酸還原。缺氧池的主要功用就是進行反硝化過程。 在缺氧池中，回流污泥中的反硝化菌利用污水中的有機物為碳源，將回流混合液中的大量硝酸氮還原成氮氣，以達到脫氮的目的。回流的循環混合液量較大，一般為2Q(Q為原污水流量)。由于廢水中的有機物頗低（原水COD在300mg/L左右），碳源未必足夠，所以有可能制約了反硝化的效率，令最終排放水的總氮超過排放標準的限值。故此，若有需要，可能要提供外加碳源。外加碳源通常以甲醇為主，但操作成本較貴。跟據以往的實際經驗，可以糖、生活污水等，作為外加碳源。本方案已考慮及提供備用設施，方便日后有需要時可引入外加碳源，提升反硝化的效率。 B、好氧池 混合液從缺氧反應區進入好氧反應區，這一反應區單元是多功能的，去除BOD5、硝化和吸收磷等項反應都在本反應器內進行。這三項反應都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD5則得到去除。流量為2Q的混合液從這里回流缺氧反應器。該處理工藝在近年已得到廣泛的應用，尤其是在中高濃度、水質變化較大的工業廢水，如可生化性極差、COD極高的線路板剝膜廢液以及垃圾滲濾液等高難度領域得到了廣泛的應用，并且取得了很好的處理效果。 好氧池部分采用接觸氧化工藝，主要功能是通過好氧生化過程，將污水中殘留的有機物去除來進一步降解 COD，并通過硝化過程將氨氮轉化成硝酸鹽。 缺氧生物處理工藝 生物脫氮的原理 污水生物脫氮的基本原理是在好氧條件下通過硝化反應先將氨氮氧化為硝酸鹽，再通過缺氧條件下（溶解氧不存在或濃度很低）的反硝化 反應將硝酸鹽異化還原成氣態氮從水中除去。因此所有的生物脫氮工藝都包含缺氧段和好氧段池，生物脫氮的反應過程是： 氨化與硝化 在未經處理的新鮮廢水中，含氮化合物存在的主要形式有： ①有機氮：如蛋白質、氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等； ②氨態氮（NH3、NH4+ ），一般以前者為主。 含氮化合物在微生物作用下，相繼產生下列反應： 氨化反應：有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉化為氨態氮，這一過程稱之為“氨化反應”。 硝化反應：在硝化菌的作用下，氨態氮進一步分解氧化，就此分兩個階段進行，首先在硝化菌的作用下，使氨（NH ）轉化為亞硝酸氨，繼之，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進一步轉化為硝酸氨。 反硝化反應 反硝化反應是指硝酸氮（NO -N）和亞硝酸氮（NO -N）在反硝化菌的作用下，被還原為氣態氮（N2 ）的過程。反硝化菌是屬于異養型兼性厭氧菌的細菌。在厭氧菌（缺氧）條件下，以硝酸氮（NO3-N）為電子受體，以有機物（有機碳）為電子供體。在反硝化過程中，硝酸氮通過反硝化菌的代謝活動，可能有兩種轉化途徑，一種途徑是同化反硝化（合成），最終形成有機氮化合物，成為菌體的組成部分，另一種途徑是異化反硝化（分解），最終產物是氣態氮。 缺氧工藝控制條件 厭氧池排出的厭氧消化液在進入好氧活性污泥處理工藝前進行缺氧曝氣，其作用如下： 缺氧池回流入大量的曝氣池的沉淀污泥，使缺氧池和好氧池組合為A-O 工藝，具有較好的脫氮效果；在缺氧過程中溶解氧控制在 0.5mg/L 一下，兼性脫氮菌利用進水中的 COD 作為氫供給體，將好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣排入大氣，同時利用厭氧生物處理反應過程中的產酸過程，把一些復雜的大分子稠環化合物分解成低分子有機物。 生物除磷原理與工藝 生物除磷原理 聚磷菌（小型革蘭式陰性短桿菌）：該菌在好氧環境中競爭能力很差，然而它卻能在細胞內貯存聚β羥基丁酸 聚磷菌在厭氧環境中，它可成為優勢菌種，吸收低分子的有機酸，并將貯存于細胞中的聚合磷酸鹽中的磷水解釋放 聚磷酸菌在其后的好氧池中，它將吸收的有機物氧化分解，同時能從污水中變本加厲地、過量地攝取磷，在數量上遠遠超過其細胞合成所需磷量，降磷以聚合磷酸鹽的形式貯藏在菌體內而形成高磷污泥，通過剩余污泥排出。所以除磷效果較好。 回流污泥中的聚磷菌在厭氧池可吸收去除一部分有機物，同時釋放出大量磷，然后混合液流入后段好氧池，污水中的有機物得到氧化分解，同時聚磷菌將變本加厲地、超量地攝取污水中的磷，通過排放高磷污泥而使污水中的磷得到有效去除。 ηBOD5≥90％；ηP＝（70～80）％；磷的出水濃度＜1.0mg/L ATP+H2O→ADP+H3PO2+能量 ADP+ H3PO4+能量→ATP+H2O（H3PO4用于合成聚磷酸鹽） 發酵產酸菌將廢水中的大分子物質降解為低分子脂肪酸類有機物，聚磷菌才能加以利用以合成PHB或通過PHB的降解來過量攝取磷，當發酵產酸菌的作用受到抑制時（如NO3－存在），則ηP降低。 PHB-聚β羥基丁酸（PHB）聚磷菌在厭氧條件下，能夠將其體內儲存的聚磷酸鹽分解，以提供能量攝取廢水中溶解性有機物，合成并儲存PHB。然后在好氧狀態下，降解經聚磷菌所合成并儲存的PHB，并放出能量以使聚磷菌過量攝取磷，將磷以聚合磷酸鹽形式貯存菌體內而形成高磷污泥。 2.2.6、中間沉淀池 在一級好氧池廢水進入二級兼性池前增加中間沉淀池，將好氧細菌形成的好氧菌體及死亡脫落的SS予以去除，可以優化二級A/O系統的處理環境和處理效果。 中沉池的污泥通過污泥泵抽入一級兼氧池中，增加整個系統的污泥回流，剩余污泥排入污泥池作污泥處理。 2.2.7、二級(A/O)系統 由于養豬廢水的COD與氨氮都很高，經過一次硝化與反硝化的過程很難達到標準。所以本方案采用了二級A/O工藝。將一級A/O的好氧部分廢水進入二級的兼氧部分形成一次反硝化的過程，經過二次生物斷鏈后再進入二次好氧反應。 二級好氧按100%量的混合液回流至二級兼氧池，二級AO系統原理同于一級AO系統不再贅述。 2.2.8、混凝池/絮凝池 經過生化處理后的出水中含有大量的死亡脫落的細菌，須向廢水中投加混凝劑與絮凝劑，將小SS絮體形成大顆粒的礬花，達到重力沉淀的目的。 又由于養豬廢水中含有得磷化物較高，根據生物新陳代謝的營養配比C:N:P=100:5:1可以看出生物的總磷去除率非常低，所以這類廢水往往存在著磷超標。 最有效的除磷方式是鈣鹽法，向廢水中投加石灰乳，在一定的PH條件下，石灰中的鈣鹽會與磷酸根形成磷酸鈣，磷酸鈣是難溶于水的物質，在堿性條件下回在水中沉淀。這時再向廢水中投加PAM絮凝劑可以讓磷酸鈣形成大顆粒的礬花，易于沉淀。 2.2.9、終沉池 本方案采用平流式沉淀池，讓形成的大顆粒的礬花在沉淀池內部進行固液分離，達到去除SS及總磷的作用。沉淀池下部設置斜斗，讓污泥集于斗中，通過污泥泵抽送至污泥池，然后經過板框壓濾機擠壓形成泥餅后送交專業機構處理。 2.2.10、PH回調池 由于在混凝池中投加了一定量得石灰乳，所以廢水的PH值呈堿性，經過沉淀后的廢水必須投加硫酸將PH回調至中性后才可以達標排放。 2.2.11、清水池 暫儲達標排放出水，可以在清水池進行采樣分析，經過清水池，廢水通過排放渠排放。 第五章、工程進度計劃 設計階段：5日 設備制造材料訂購：20日 設備、設施安裝：20日 設備調試：5日 總時間約：50日 因無詳細地質資料，暫按天然地基設計，主體構筑物采用鋼筋混凝土結構，按地震烈度八度設防，砼抗滲等級S6，所有地下式構筑物考慮水槽抗浮要求。建筑物外墻用水泥砂漿粉飾白水泥摻107膠罩面。 設計范圍包括系統內的低壓配電，自動化控制，室內外照明等系統。電源由廠方提供至系統配電柜，380V/6.250V.50Hz。配電系統采用三相五線制。 電源及供電方式：設立單獨配電間，電壓等級為380V。線路主要采用放射式供電方式。 (3) 自動控制設計 1) 集水槽及提升泵 集水槽內設有高、中、低點液位控制裝置，將液位送至PLC，提升泵根據液位開啟，并設手動、自動控制。 2)過濾器 過濾器的工作狀態由集水槽提升泵工作狀態決定。過濾器設壓力監測，壓差信號送至PLC。設定過濾器的手動反沖洗。 3) 加藥量控制 加藥量的控制通過設在各母管上在線流量計手動設定加藥量及加藥頻率。與各加藥點連鎖，實行在線自動加藥。 設計指標的高標準和切實可行性 設計指導思想的正確性 堅持“環保、優質、實用”三優的最終目的。 堅持“我就是工人”的設計立足點，設計滿足生產操作維修管理的要求。 采用技術堅持“實用性、先進性和經濟性”的統一優化 處理工藝對水質變化適應性強，出水達標穩定性高，維護運行成本低； 設備先進可靠，采用國內名牌產品，具有ISO國際質量認證體系認證，設備維護簡單，備件容易購買。 設計人員 組成有豐富經驗，能力強的設計技術班子。 強調設計人員目標明確，深入現場，工作踏實，與業主等各方面緊密結合，并虛心聽取意見。 設計管理 ① 設計將依據ISO14000質量體系設計、開發、安裝和服務的質量保證模式。 ② 本工程認真貫徹執行環境工程設計的有關各項設計質量管理規定。 工程施工、安裝的質量目標是：施工安裝質量達到100%合格，創優良工程。 施工安裝質量控制措施 ① 施工前的質量控制 A、編制詳細完善、合理可行的總體施工組織設計和各專業、關鍵部分的施工組織設計及作業設計，做到施工有方案，技術、質量有保證、有措施，開工有報告。 B、組織確認各級質量控制點。 C、施工圖紙有自審、會審記錄，技術、安全交底有記錄。 D、在工程準備階段，把質量管理工作延伸到設計及制作部門，盡量把施工中容易出現的因設計、制作原因所產生的技術質量問題解決在施工之前，確保工程質量。 E、工程所需的原材料、構件、成品、半成品一律具備合格證和技術說明書。在規定的范圍內進行復驗、抽驗達到合格要求后才能使用，并進行標識。 F、項目經理部負責劃分、編制單位工程計劃。 ② 施工過程中的質量控制 A、施工單位對分部、分項工程進行劃分，并制定質量檢驗計劃。 B、對質量控制點實行分級檢查和簽字認證，實行對施工質量的認可或否決權。質量檢查必須按程序辦理。 C、制定關鍵工序質量控制點和特殊過程控制方案，嚴格工序管理和控制，并作好質量記錄。 D、嚴格工序交接制度的執行和隱蔽工程檢驗確認程序。 E、發現未經檢驗或未經業主同意擅自更換、替代的工程材料使用在工程上，應立即下達停止施工的指令，并上報查明原因。 F、及時向業主等有關部門申請工程實體質量的中間驗收工作，經驗收符合規范要求后才能進行下一道工序。 G、建立、健全現場計量器具檢驗、校準體系，確保量值正確可靠。 H、嚴格地作好質量記錄，記錄內容應包括： a.施工中各項目、專檢質量記錄 b.材料、構件及半成品合格證，器材、閥門、管件出廠合格證，設備出廠合格證及說明書。 c.所有質量控制點經現場聯系檢查認可后，將檢查結果通知單連同原始記錄、質量控制頁都作為質量資料保管存檔。 d.各專業單位工作質量評定記錄。 e.設備清單及竣工圖。 ③ 質量驗收階段的質量控制 A、施工單位在工程完工后，應及時組織對工程實體和交工資料進行自查和評定，并組織工程竣工預期驗收。 B、施工單位應及時對工程竣工預期驗收所查出的工程尾項和所存在質量問題，認真進行處理。 C、施工單位確認預期驗收符合要求后，向項目經理部提出檢查申請，由項目經理部組織確認檢查，簽署評定意見。 D、嚴格按《交工驗收管理文件》和《質量保證資料檢查細則》進行工程交工資料的整理及質保資料的審核。審核合格后，及時向業主進行實物和交工資料的移交。 E、本工程保固期內，負責工程保修。 F、應定期組織對工程質量進行回訪工作，征求用戶意見，并對存在的質量問題及時整改，讓用戶滿意。 《建筑安裝工程質量檢驗評定統一標準》（GBJ300-88） 《建筑工程質量檢驗評定標準》（GBJ301-88） 《地下防水工程施工質量驗收規范》（GB50208-2002） 《給排水構筑物施工及驗收規范》（GBJ141-90） 《防腐蝕工程施工操作規程》（YSJ411-89） 《供水管，井工程施工及驗收規范》（GBJ13-86） 《埋地鋼管道環氧煤瀝青防腐層技術標準》（SYJ28-87） 《現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范》（GB50236-98） 《碳素鋼及低合金鋼焊接技術規程》（ZBG176-78） 《YG型脹錨螺栓施工及驗收規范》（YBJ205-84） 《工業自動化儀表工程施工及驗收規范》（GBJ93-86） 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》（GB50254-50259-96） 為確保對環境的保護，我們將以完善的設計、精良的設備、全面的質量和進度管理、專業化的系統調試及人員培訓和優良的跟蹤服務體系，充分體現高起點、操作方便化、運行低成本、處理達標的效果。我公司對本工程技術服務承諾如下： 我們保證工程中所采用的材料和設備均屬為符合國家有關質量標準的產品的優質產品，并對所有設備質量保修1年，終身技術服務； 在保修期內若非業主使用不當和保管不善等原因造成的產品質量問題，我們負責更換和修理； 若因所提供的服務的技術方面的原因，使設備達不到招標文件及國家和地方有關文件所提出的要求，我們將承擔全部相關責任并且有責任采取相應措施使設備達到技術要求，承擔相應的費用； 質量保修范圍包括我公司承接范圍內的建筑構筑物、成套設備、電氣管線、工藝管道、設備安裝和裝修工程，以及雙方約定的其他項目。
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