母猪养殖污水方案150吨
养猪废水处理工程
方
案
设
计
环境工程有限公司
二〇一三年五月
目录
1. 概述 (2)
1.1 概况（略） (2)
1.2 设计依据 (2)
1.3 设计水质、水量 (2)
1.4 设计范围 (3)
2．污水处理工艺 (3)
2.1 设计原则 (3)
2.2 污水处理工艺方案的选择 (3)
2.3 主要设备及构筑物 (6)
2.4 配管设计 (11)
3. 总图、土建、给排水工程 (11)
3.1 总图 (11)
3.2 土建 (12)
3.3 给排水 (12)
4. 电气及自控系统 (12)
4.1 电气设计 (12)
4.2 仪表与自控 (14)
4.3 控制方式说明 (14)
5. 工程投资及运行费用 (14)
5.1 工程投资 (14)
5.2 运行费用 (16)
6. 结论 (17)
6.1 主要指标 (17)
6.2售后服务 (17)
养猪废水处理工程方案
1. 概述
1.1 概况（略）
1.2 设计依据
本方案设计主要依据国家现行设计规范、标准。具体如下：
1.2.1 《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）；
1.2.2 《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
1.2.3 《给水排水工程结构设计规范》（GB50069—2002）；
1.2.4 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
1.2.5 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；
1.2.6 《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；
1.2.7 依据《建设项目环境影响报告表》；
1.2.8 业主提供的废水水量，及相关要求等。
1.3 设计水质、水量
1.3.1废水性质：畜牧养殖废水。
1.3.2设计水量：设计废水量为Q=150m3/d；
1.3.3设计水质及处理要求：
⑴设计水质
根据类似养猪污水的性质及业主提供的有关数据，确认原水水质参数如下：
表1—1 原水水质表单位:mg/l
⑵出水水质
出水水质按《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）标准中集约化畜禽养殖业水污染最高允许日均排放浓度执行。
具体指标如下：
表1—2 出水水质表单位:mg/l
我方即根据上述数据进行设计。
1.4 设计范围
本工程的设计范围是：污水流入处理站界区始至全处理工艺出水为止，具体有各工艺单元的全部工程内容，主要包括工艺、电气、仪控、设备等各专业内容。
2．污水处理工艺
2.1 设计原则
2.1.1 根据污水特点，选择合理的工艺流程，做到技术可靠、操作方便、易于维护检修、流程简单；
2.1.2 在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用，主要处理设施以不影响厂区的美化和绿化等为前提；
2.1.3 污水处理设备应选用性能可靠、运行稳定、自动化程度高的节能优质产品，确保工程质量及投资效益；
2.1.4 在设计中充分考虑二次污染的防治，设备耐腐蚀，噪声达标，以免影响周围环境；
2.1.5剩余污泥设置污泥浓缩池,浓缩的污泥经污泥压滤机脱水后自然干化后外运。
2.2 污水处理工艺方案的选择
2.2.1 工艺选择
随着养猪业的飞速发展，规模化、集约化养猪场和养猪小区不断增加，养猪产生的粪便和污水排放量与日俱增，由此引起的环境污染问题越来越突出。如何合理发展规模养殖，如何改进养猪生产工艺，减少和降低养猪对环境的污染问题，引起了各级政府和养猪场户的高度重视，故目前我国对集约化养猪场或较有规模的集约化养猪区采用干清粪工艺。该工艺的主要目的是及时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液，保持畜舍环境卫生，充分利用劳动力资源丰富的优势，减少粪污清理过程中的用水、用电，保持固体粪便的营养物，提高有机肥肥效，降低后续粪尿处理的成本。干清粪工艺的主要方法是，粪便一经产生便分流，干粪由机械或人工收集、清扫、运走，尿及冲洗水则从下水道流出，分别进行处理。
根据类似工程的水质水量和相关技术数据，本工程采用了两级生化处理工艺（A/A/O）。A/A/O法相对于普通活性污泥法和氧化沟法，其在好氧阶段之前对废水进行了厌氧/缺氧处理，使出水满足排放标准，且水质稳定，管理简便，更适用于小型污水处理站，故本工程推荐采用A/A/O法。A/A/O法即为厌氧/缺氧/好氧生化处理法，它不仅能去除污水中的BOD5、CODcr，而且能有效地脱氮除磷。污水经A段后再进入O段，有
机物在好氧段被好氧微生物氧化分解，氨氮在有氧条件下通过硝化作用转化为硝态氮，再通过混合液回流进入缺氧段在有炭源条件下，进行前置反硝化，使硝态氮转化为分子态氮而逸入空气中，从而使氨氮得到有效的去除。另外在厌氧/缺氧阶段聚磷菌利用充足的有机物和厌氧、缺氧环境下大量繁殖，从而使大量的聚磷菌随水一起进入好氧阶段。在进入好氧阶段以后聚磷菌利用其新陈代谢活动吸附大量的有机磷，使绝大部分磷从溶解态变为沉淀进入底泥中，通过排泥可以达到去除。
A/A/O工艺具有如下优点：
a. A段工艺可使污水中的大分子、难降解的有机物，变成小分子有机物，可以开环开链、从而能提高BOD5/CODcr比值，提高污水的可生化性能；
b. A段工艺还可同时完成反硝化，硝态氮中的氧能使污水中有机物氧化分解，使A/O
去除率远比普通活性污泥法高；
流程的BOD
5
c. 耐冲击负荷，出水稳定；
d. A/A/O法工艺流程短，运行管理简单。
A段又称为厌氧、缺氧段，又称水解段。生物水解就是指复杂的有机物分子经加水在厌氧、缺氧条件下，由于水解酶的参与被分解成简单的化合物的反应，生物水解反应实际上包括了水解和酸化两个阶段，酸化可使复杂有机物降解为简单的有机酸。
O段池采用两级接触氧化工艺。接触氧化是生物膜法的一种，它具有以下优点：（1）生物膜法具有生物的多样性。由于微生物固着在填料表面上生长，具有稳定的生态条件，能栖息如硝化菌那样的细菌，其增殖速度比一般的假单胞菌要慢40-50倍，故生物膜法能得到很高的脱氮能力。从生物种属上而言，生物膜法比泥法要丰富得多，除细菌，原生动物外，还有真菌、藻类、后生动物和大型无脊椎生物等，这是泥法中少见的；（2）生物膜法的生物量多，单位体积内的生物量有时会比污泥法多达5-20倍，因此设备的处理能力大；
（3）生物膜法的剩余污泥量少。在生物膜的厌氧层中栖息着厌氧菌能降解好氧过程合成的剩余污泥，从而使总的剩余污泥量大大地减少；
（4）膜法运运行管理比较方便，它不需要污泥回流，因而不需要严格控制回流污泥量和剩余污泥量，又不存在活性污泥法中常见的污泥膨胀和污泥流失，运行比较稳定，还可间接运行，遭破坏恢复起来比较快，对有机负荷和水力负荷的变化波动影响较小，出水水质比较稳定；
（5）由于充氧是在填料下直接曝气，气泡通过填料再次破裂提高了充氧效率，故其动力
消耗要比活性污泥法小。
（6）降低了污水中悬浮物（SS）含量，减少了污泥处理费用；接触氧化池排出的水中活性污泥含量（MLSS）偏低，提高了二沉池（沉淀池）的沉淀效率，有利于污泥浓缩；缩短了沉淀池沉淀时间，减少了沉淀池建设成本。
（7）耐冲击负荷，出水稳定，处理工艺流程短，运行管理简单。
另外，考虑到污泥量较小的实际情况及节省投资，该方案在设计时，对污泥采用自然干化及渗滤的处理方法。为了能尽量减少污泥的产生量，调节池的设计采用了底部进水的方式，使新进污水与调节池原有污水和池底的污泥充分混合，污水处于厌氧状态，可起到水解酸化作用，可以改善难降解物质的结构，使大分子物质变成小分子物质，易于后续生化处理。在缺氧中，反硝化细菌对硝酸盐类进行反硝化，去除水中NH
3
-N物质，从而使水中N含量大大降低，出水水质更加稳定，水解酸化时对污泥混合液中的剩余污泥进行水解，从而可减少系统污泥产量。
2.2.2 污水处理工艺流程介绍
我们根据原水水水质特点确定以下流程：
1、原水经格栅去除大量的漂浮物、杂物以后，自流到固液分离池，在固液分离池内一些颗粒较大、比重较重的SS在此沉淀下来，使污水中的SS得到有效的去除。经固液分离以后的上清液自流进入调节池，在调节池内使水量和水质得到均化。
2、调节池的水由提升泵输送至UASB池。在UASB池内，来自调节池的原污水与同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，在厌氧环境下释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有
机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD
5浓度下降；另外，NH
3
-N因细胞的合成而被去除
一部分，使污水中NH3-N浓度下降，且在UASB池内由于厌氧环境利于甲烷菌的生存与新陈代谢，从而使有机物在此池内发酵产生一定量的沼气，可以根据沼气产量的大小对其加以利用。UASB的出水进一步进入缺氧池。
3、在缺氧池内废水在兼氧的条件下，复杂的有机物分子经加水在缺氧条件下，由于水解酶的参与被分解成简单的化合物的反应，生物水解反应实际上包括了水解和酸化两个阶段，酸化可使复杂有机物降解为简单的有机酸。然后缺氧池的出水自流至接触氧化池。
4、两级接触氧化池内放置了大量的填料，且填料上长满了大量的微生物、菌胶团，并与污水充分接触反应，填料下安装曝气头，通过潜水曝气机为污水充氧，使污水中的有机物和磷得到有效的去除，经处理后的污水自流进入竖流式沉淀池进行沉淀。
5、竖流式沉淀池内配置导流筒和出水堰，污水沿导流筒从中心进入，然后通过溢流堰进
入后续的消毒池内。沉淀池内的剩余污泥一部分回流至UASB池，一部分定期排入到污泥浓缩池进行浓缩脱水，浓缩池的上清液又回流到调节池内。
6、沉淀后的出水排入消毒池，采用二氧化氯消毒，一方面可以进一步去除废水中的有机物，另一方面由于二氧化氯具有氧化性可以杀灭废水中的大肠杆菌从而达到消毒的作用。污水处理工艺流程图如下：
2.3 主要设备及构筑物
2.3.1格栅
（1）功能：格栅网设置于各处理单元之前，主要用于拦截污水中较大的固体漂浮物和悬浮物，防止堵塞后续设备，保证后续处理工艺正常运行。本工程涉水量较大，应安装机械格栅。
（2）主要内容：
池体尺寸：3000×600×1500mm，1座，地下钢砼结构。
（3）设备：
机械格栅：HG-500型，尼龙耙齿，间隙3mm，功率0.55kw，1台
2.3.2 固液分离池
（1）功能：使废水中比重较大，易于沉降的SS得到去除，减轻后续有机负荷，提高污水的可生化性。固液分离池内截留的浮渣和沉砂应定期及时清除。
（2）设计参数：
有效水深：h=3.5m
有效容积约为：60.0m3
（3）主要内容：
池体尺寸：6000×3000×4000mm，V=72.0m3，1座，地下钢砼结构。
（4）设备：
污泥泵型号：WQ8-18-0.75型，1台
流量8m3/h
扬程18m
功率0.75kw
2.3.3调节池
（1）功能：保证后续进水水量水质的均匀性。调节池内设有上、下液位控制器，发出的信号送至自控系统，按程序设定，将污水提升至UASB池。当液位低于水泵的安全运行水位时，泵自动关闭，确保水泵安全。
（1）设计参数：
有效水深：h=3.5m
有效容积约为：100.0m3
（3）主要内容：
尺寸：6900×4200×4000mm，V=115.9m3，共1座，地下钢砼结构。
（4）主要设备：
①提升泵：型号WQ 10-10-0.75型，2台，一用一备。
流量：10m3/h
扬程：10m
功率：0.75kw
②设液位控制系统1套，按“高开低停”控制调节池水位，保护提升泵。
2.3.4厌氧生物处理池（UASB）
（1）功能：UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
（2）设计参数：
有效水深：h=5.0m
水力停留时间：48.0h
有效容积约为：300.0m3
（3）主要内容：
10400×5800×6000mm，V=361.9m3，共1座，半地上钢砼结构。
（4）主要设备：
①三相分离器2套；
②布水装置2套
2.3.5 缺氧池
（1）功能：来自UASB的厌氧出水进入缺氧池后反消化细菌在缺氧环境下大量繁殖，然后反消化细菌将来自二沉池含有硝酸盐的内回流污水通过反消化作用转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的。
（2）设计参数：
有效水深：h=3.50m
有效容积约为：V
有
=60.0m3
（3）主要内容：
尺寸：6900×2600×4000mm，V=71.76m3，共1座，地下钢砼结构。
（4）设备：
①推流器：QJB1.5/6-260/3-960，1台
功率：1.5kw
叶轮直径：260mm
②弹性填料：
填料型号:Ф180型
填料体积：44.0m3
2.3.6 两级生物接触氧化池
（1）功能：生物接触氧化池是本工艺的主要处理设施。接触氧化池里的填料上长满了生物膜，废水与生物膜相接触，在生物膜微生物的作用下，将废水中的有机污染物转化
成CO
2和H
2
O，使废水得到净化。
（2）设计参数：
有效水深：3.5m
有效容积约为150.0m3
（3）主要内容：
=86.86m3，共1座，地下钢砼结构一级接触氧化池：5050×4300×4000mm,V
总
=86.86m3，共1座，地下钢砼结构。
二级接触氧化池：5050×4300×4000mm,V
总
（4）设备：
①弹性填料
填料尺寸：Ф180mm
填料体积：108m3
②曝气系统：
曝气头型号：Ф215型
曝气头数量：120套
③鼓风机：MFSR65型，2台，一用一备，
排出压力：39.2kPa
进气量：2.24m3/min
功率：3.0kw
2.3.7沉淀池
（1）功能：利用水中悬浮物颗粒的可降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一个过程。在功能上同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减小）两方面的要求。从接触氧化池流出的水，含有大量脱落的生物膜，需进行固液分离，从而保证处理出水悬浮物达到排放要求。
（2）设计参数：
有效水深h=3.5m；
有效容积约为：42.0m3
（3）主要内容：
尺寸4000×3000×4000mm（包括泥斗）, V=48.0m3，1座，地下钢砼结构。
为防止反硝化池污泥流失，和排除二沉池内剩余污泥，池内设置污泥回流泵和剩余污泥泵，污泥按30%回流到缺氧池。为节约工程投资，本设计采用剩余污泥泵和回流污泥泵共用一台污泥泵。其控制采用三通连接和阀门控制。
（4）设备：
①污泥泵： WQ8-18-0.75型，1台
流量8m3/h
扬程18m
功率0.75kw
②导流桶：QSE400,1套，UPVC材质
③出水堰：QSE200，1套，UPVC材质
2.3.8消毒池
（1）功能：对沉淀池的出水进行消毒处理。沉淀池的出水需进行消毒处理，消毒处理工艺中选择二氧化氯发生器，以氯酸钠和盐酸等为原料，经反应器发生化学反应产生二氧化氯气体，再经水射器混合形成二氧化氯水溶液，然后投加到被消毒的污水中进入消毒接触池消毒。
（2）设计参数：
有效水深：h=3.5m
有效容积约为：42.0m3
（3）主要内容：
尺寸：4000×3000×4000mm, V=48.0m3，共1座，地下钢砼结构。
（4）设备：
二氧化氯发生器，1台
型号：HG-500型
功率：1.5kw
2.3.9污泥池
（1）功能：污泥在浓缩池内进一步浓缩脱水，降低污泥含水率，便于进一步对污泥进行干化处理。
（2）设计参数：
有效深度h=3.5m；
（3）主要内容：
主要尺寸：4000×3800×4000mm，V=60.8m3，1座，地下钢砼结构。
（4）主要设备：
①螺杆泵：I-IB1.5吋型，1台。
Q=3.2m3/h
N=2.2kw
H=60m
②压滤机BMYJ10/650-UK，1套
电机功率：1.5kw
过滤面积：10m2；
2.4.10排放口
（1）功能：测量和观察水质水量情况。
（2）设计尺寸及相关参数：
建筑尺寸：1800×600×800mm，1座，地下砖混结构。
2.3.11控制间
采用砖混结构，建筑面积45m2，设置加药室、风机、压滤机房和电气控制室。
2.4 配管设计
2.4.1设计范围
本污水处理站界区范围内所有管道布置及材质。
2.4.2设计依据
参考国内同类污水处理用材情况进行选材，以便更好的满足工艺要求。
2.4.3管材选择
①风管、主水管、泥管皆为优质焊管；
②池内空气管、穿孔管及布水管用UPVC塑料管，其它如给水管采用热浸镀锌钢管。
2.4.4管道连接
①UPVC管采用粘接或法兰连接；
②热浸镀锌钢管采用丝扣、焊接或法兰接；
③焊管采用法兰对接或焊接。
2.4.5法兰、管件的选择
①一般原则是与管道材质相同或相当；
②阀门形式以蝶阀为主。
2.4.6敷设方式
①进出装置区重力流管道一般采用埋地敷设（或地沟）；
②装置区内管道根据工艺要求进行敷设。
3. 总图、土建、给排水工程
3.1 总图
3.1.1选址原则
根据厂区规划布局情况。
3.1.2平面布置原则
结合站区地形，力求使工艺布置集中，并使污水流向短，节约用地。
3.1.3 竖向布置
竖向布置根据工艺需要采取二次提升、重力自流，尽可能降低运行能耗。
3.2 土建
3.2.1工程地质概况
本工程方案设计时无地质报告，施工图阶段必须根据详细地质报告确定持力层地基承载力及基础埋深。
3.2.2耐火等级、地震烈度
本污水处理工程耐火等级为二类；根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A.0.10，设置抗震设防烈度。
3.2.3土建构成
根据污水处理工艺要求，处理设施的池体周围地面做绿化，使整个站区内布局合理，环境和谐。结构造型以满足污水处理工艺生产要求为原则，努力做到技术先进、经济合理，除地面房间外，构筑物均为钢筋混凝土结构，污水池采用防腐、防渗措施。
3.2.4建筑材料
①混凝土：构筑物采用C25砼（内掺膨胀剂），抗渗标号S6，其余梁、板、柱等均采用C20砼。
②钢材：钢筋选用HPB235、HRB335钢，预埋件部分用A3钢。
3.2.5工程施工
①本工程所有钢筋混凝土构筑物和附属建筑的梁、板、柱均采用现浇。
②构筑物地下部分的施工办法为大开挖施工，设基坑表面排水。
3.3 给排水
污水处理站由厂区给水管网引一根DN25的自来水管供加药稀释和操作人员冲洗的日常用水。污水处理站不需设消防用水；雨水根据厂区建造的管网排除；处理后水外排管均采用钢筋混凝土管。
4. 电气及自控系统
4.1 电气设计
4.1.1供电电源及运行方式
本工程供电按三级负荷设计，单回路供电，电源电压为380/220V，总电缆采用架空或埋地方式从厂区总变配电室引入污水处理站控制室。
4.1.2 用电负荷分布
本工程电气设备总装机容量为17.25Kw，常用最大运行容量为13.50Kw左右。具体如下表所示：
表4-1 主要电机负荷表
4.1.3计量方式与保护方式
低压配电母线采用空气断路器作总电源过载保护，馈线采用空气断路器和热继电器作短路和过载保护。总进线处设置有功电度表进行有功电能计量。
4.1.4供配电设备选型
动力配电箱QSK-GB-24。
4.1.5电力输送方式
配电为380/220V三相四线，电力输送全部采用直接埋地敷设方式。由配电室送至各用电、配电设备处。
4.1.6电气设备的控制方式及装置水平
本工程所有工艺用电设备采用控制室集中控制的控制方式。电机全部采用全压起动。
4.1.7接地保护
所有不带电用电设备的金属外壳均采用接零保护并做重复接地，所有埋地电缆金属外皮及金属管网均与接地极焊接连接。
4.1.8照明
室外照明选用防溅式水银灯，照度30LX；室内照明采用绝缘电线穿阻燃管暗敷设线路,采用荧光灯照明，照度100LX。
4.2 仪表与自控
4.2.1概述
①设计范围.
集中控制室；现场检测仪表的布置；信号控制电缆的敷设；控制室设置仪表盘；潜污泵等设置自控装置。
②设计原则
a本工程仪表选用立足于国内，选用经济、安全、可靠产品。
b现场电缆的敷设采用直接埋的方式。
c控制方式为集中控制，集中显示。
4.2.2仪表供电
仪表电源为交流电220V～380V，由配电柜引来。
4.3 控制方式说明
本系统控制采用自控和手动控制方式，操作灵活机动、安全可靠。
自动控制方式：整个污水处理站的运行可全部实行自动化，现场无须专业操作人员(污泥处理的操作为人工)。本系统具有当前的先进性，自动化程度高。若发生意外，可自动声光报警。
5. 工程投资及运行费用
5.1 工程投资
5.1.1 土建工程投资
表5-1 土建工程投资表单位：万元（人民币）
5.1.2主要设备及报价
表5-2 主要设备及报价表单位：万元（人民币）
5.1.3工程投资
a.土建工程建设及设计投资
1）土建工程建设投资40.70元
2）设计费（4%）
40.70×4%=1.63万元
3）税金及管理费（8%）
(40.70+1.63)×8%=3.39万元
土建工程总投资为：40.70+1.63+3.39=45.72万元
b.设备、设备安装及系统调试培训投资
1）设备费：54.01万元
2）设计费（4%）
54.01×4%=2.16万元
3）安装、调试及培训费（设备的10%，包括菌种费）
54.01×15%=8.10万元
4）税金及管理费（8%）
(54.01+2.16+8.10)×8%=5.14万元
设备工程总投资为：54.01+2.16+8.10+5.14=69.41万元
c. 污水处理工程总投资
1）土建工程及设计费为45.72万元
2）设备工程总投资为69.41万元
污水处理工程总投资为：45.72+69.41=115.13万元
5.2 运行费用
5.2.1 人工费
兼职人员一名，按半个月工资及福利待遇支出为800元。
800元/月÷30天÷150t/d=0.18元/m3·污水
5.2.2 电费
主要运行设备运转情况如下表
电费按0.6元/度计，
0.6元/度×98.85KW/d÷150t/d =0.40元/m3·污水
5.2.3 药剂费
加药成本费用为0.15元/吨（含自来水）
单位水总运行费用为：0.18+0.40+0.15=0.73元/吨
6. 结论
6.1 主要指标
处理水量：150m3/d
单位水运行费用0.73元/吨
装机容量：17.25Kw
最大运行容量：13.50Kw
6.2售后服务
环境工程有限公司一直以“质量第一，服务第一”为宗旨，有专门的售后服务公司为客户进行售后方面的服务。在近几年来承接的几十项工程中，均受到了客户的广泛赞誉。具体服务内容有：
6.2.1 确保达标排放。
6.2.2 实行总承包，交钥匙工程，一体化服务。
6.2.3 公司负责为业主免费培训技术人员。
6.2.4 确保工程按时按质完成，施工安装图纸在合同签订后，一周内完成，并出蓝图。
6.2.5 工程所采用的设备是当前同行业优质的设备。确保设备性能可靠，操作方便，运行成本低。
6.2.6 本方案具有当前的先进性，本工程的自动化程度高。若发生意外，可自动报警。
6.2.7 提供一年的质保期和终身服务。在一年之内，若设备方面出现问题，则由我公司免费负责维修和更换；超过一年，我公司可提供长期的技术服务。
6.2.8公司售后服务体系完善，定期进行技术跟踪服务，及时提供技术服务指导。