1、养猪废水深度处理技术探讨养猪场废水深度处理 （处理量：2000.0 m3/d） 技 术 探 讨 方 案刘明浩 注册环保工程师E-mail：liumh-1976目 录1 概述 51.1背景介绍 51.2设计依据 51.3设计原则 61.4设计范围 62 设计水量、水质及排放要求 82.1设计水量 82.2设计水质 82.3排放要求 83 臭氧-生物活性炭滤池 93.1工艺选择 93.2工艺流程 93.3工艺流程说明 103.4预期处理效果 103.5主要构筑物尺寸说明 113.6 综合机房 124 膜生物反应器 134.1工艺选择 134.2工艺流程 144.3工艺流程说明 144.4预期处理效
2、果 154.5主要构筑物尺寸说明 174.6 综合机房 185 稳定塘-人工湿地技术 195.1工艺选择 195.2工艺流程 195.3工艺流程说明 205.4预期处理效果 20 1 概述1.1背景介绍随着十二五规划的顺利推进，人民生活水平的不断提高，环境保护对养猪场废水的处理提出了更高的要求。相关企业为了树立企业良好的社会形象，消除健康发展的隐患，本着生产与治理污染、保护环境协调发展的思想，为满足企业不断提高的环境保护的要求，拟对废水进行深度处理，出水符合相关标准。应建设单位要求，本人结合类似工程经验以及实际生产情况，编制养猪场废水深度处理工程技术探讨方案，供相关部门审核和企业参考、选用。1
3、.2设计依据1）业主提供相关水质水量等设计资料2）中华人民共和国环境保护法（1989年12月）；3）中华人民共和国环境防治法（1984年5月）；4）建设项目环境保护管理办法（1986年3月）；5)建设项目环境保护设计规定（1987年3月）；6)畜禽养殖业污染治理工程技术规范（HG497-2009）； 7)畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）； 8)稳定塘设计规范（GJJ/T54-93）； 9)人工湿地污水处理技术导则（RISN-TG006-2009）；10)室外排水设计规范（GB 50014-2006）；11)污水综合排放标准GB8978-1996；12)环境工程设计手册（水污
4、染防治卷）；13)给水排水设计手册；14)污水处理设施环境保护、监督管理办法（1989年5月）；15)建筑给水排水设计规范GBJ15-88（1989.4.1）；16)建筑设计防火规范GB50016-2006；17)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92；18)工业企业厂界噪声标准GB12348-90；19)建筑给排水设计规范GB50015-2003；20)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-89；21)恶臭污染物排放标准GB14554-93；22)工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-95；23) 有关废水处理的其他工程设计规范、规定。1.3设计原则1、本废水处
5、理方案保证出水达到排放要求的前提下，尽量做到节省投资，充分发挥污水处理工程的社会效益、经济效益和环境效益。2、所采用的工艺措施既具有合理性又具有先进性以保证运行管理简便灵活。3、结合废水水质、水量排放特点，借鉴和汲取废水和类似行业的废水治理的成功案例和实践经验。4、以国家建设部、国家环保部等部门的有关文件、规范、标准为依据进行设计，严格执行国家及地方的现行有关建设、环保法规及经济技术政策。5、尽可能采用最新节能技术和设备，降低污水处理造价、减少运行成本。6、选用的设备要求自动化水平高，易于工人操作管理，减轻劳动强度。同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用。7、妥善处理、处置污水处
6、理过程中产生的污泥。8、充分考虑防噪，避免二次污染。9、选用国内先进节能优质产品，杜绝淘汰产品，确保工程质量。10、尽可能减少占地面积，操作简便。1.4设计范围1、深度处理工程交接点为养猪废水厌氧-好氧系统出水；包括废水处理工艺、总图、电气控制、机械设备、仪表等专业。2、本工程所需的电源、自来水管，均需业主方按设计要求送至废水处理站界区内。2 设计水量、水质及排放要求2.1设计水量暂按照2000.0m3/d设计。2.2设计水质根据业主提供资料及本人类似工程经验，同时参考畜禽养殖业污染治理工程技术规范以及畜禽养殖业污染物排放标准相关内容，本次设计具体设计水质见下表：表2.2-1 设计废水水质表序
7、号项 目设计值1pH6.09.02CODCr400mg/L3BOD5150mg/L4NH3-N80mg/L5悬浮物200mg/L6总磷（以磷计）8.0mg/L注：以上数据根据类似工程经验暂定，需经建设单位确认后实施。2.3排放要求根据业主及当地环保部门要求，处理后的废水排放要求参考污水综合排放标准（GB8978-1996）中一级标准，具体排放指标见下表：序号项 目设计值1pH6.09.02CODCr100mg/L3BOD530mg/L4NH3-N15mg/L5悬浮物70mg/L6总磷（以磷计）0.5mg/L3 臭氧-生物活性炭滤池3.1工艺选择臭氧活性炭技术是废水处理中最为有效和经济的处理工艺
8、之一，臭氧是一种强氧化剂，它对水体中病毒的灭活十分有效，同时可氧化部分溶解性有机物和有效改善常规处理混凝效果。臭氧生物活性炭采取先臭氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，这样可以扬长避短，充分发挥活性炭吸附和臭氧氧化各自所长，克服各自所短。通过该工艺，臭氧能使难氧化降解的高分子有机物被氧化成易生物降解的低分子有机物，这不仅为炭柱降解有机物创造了条件，也减轻了活性炭的吸附负荷。同时，臭氧氧化使水中有充足的溶解氧，反过来又为好氧微生物的生命活动提供了良好的条件。其中，生物活性炭是利用微生物去吸收利用被活性炭吸附的污染物，客观上起到了使活性炭再生的作用。 臭氧-生物活性炭工艺是活性炭物理化学吸
9、附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒4种技术合为一体的工艺。臭氧-生物活性炭工艺，首先利用臭氧预氧化作用，初步氧化分解水中的有机物及其他还原性物质，降低生物活性炭滤池的有机负荷，同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的有机物断链、开环，转化成简单的脂肪烃，改变其生化特性。臭氧本身的特性决定了臭氧化技术具有以下特点：臭氧由于其氧化能力极强，可去除其他水处理工艺难以去除的物质；臭氧化的反应速度较快，从而可以减小反应设备或构筑物的体积；剩余臭氧会迅速转化为氧气，既不产生二次污染，又能增加水中溶解氧；在杀菌和杀灭病毒的同时，可除嗅、除味；臭氧化有助于絮凝，可以改善沉淀效果。活性炭能够迅速地吸附水中的
10、溶解性有机物，同时也能富集微生物，使其表面能够生长出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有机物为养料大量生长繁殖好气菌，致使活性炭吸附的小分子有机物充分生物降解。臭氧-生物活性炭工艺主要针对废水中的有机物、氨氮、色度、浊度、嗅，能够有效地去除水中的有机物和氨氮，对水中的无机还原性物质、色度、浊度、嗅也有很好的去除效果。臭氧-生物活性炭工艺是在活性炭吸附的基础上发展起来的，综合了臭氧、活性炭两者的优点。臭氧具有极强的氧化能力，在水中氧化还原电位仅次于氟而居第二位。单独使用臭氧，成本高，且水中可生物同化有机碳(AOC)增加，导致水的生物稳定性变差；单独使用活性炭，其吸附及微生物降解
11、协同作用效果减弱，吸附的饱和周期缩短，为保持水质目标，必须经常再生。臭氧-活性炭联用工艺有效地克服了两者单独使用的局限性，又充分发挥了两者的优点，使水质处理效果大为改善。此外，采用臭氧-活性炭联用工艺还能有效地降低AOC(生物可同化有机碳)值，使出水的生物稳定性大为提高，活性炭上附着的微生物使其能长期保持活性，有效延长活性炭的再生周期。臭氧-活性炭的组合，使得水中溶解和胶体状的有机物转化为较易生物降解的有机物，将某些分子量较高的腐殖质氧化为分子量较低、易生物降解的物质并成为炭床中微生物的养料来源。在炭床内，有机物吸附在炭粒的表面和小孔隙中，微生物生长在炭粒表面的大孔中，通过细胞酶的作用将某些有
12、机物降解，在吸附和生物降解的双重作用下去除水中有机物。3.2工艺流程工艺流程图见下：图3.2-1工艺流程图3.3工艺流程说明1、混凝沉淀池养殖废水厌氧-好氧生化出水经泵提升（如果高程允许，可以自流）至混凝沉淀池，经加药去除悬浮物和磷酸盐等污染物。混凝沉淀池出水自流到催化氧化池。2、催化氧化池催化氧化池内通入臭氧，同时加入针对性的催化剂。氧化池出水接入生物活性炭滤池。3、生物活性炭滤池氧化出水进入生物炭滤池，达到去除COD和硝化反硝化效果。4、排放水池生物炭出水在排放水池收集，达标排放或者灌溉回用等。滤池反冲洗水自排放水池接入。5、加药系统本工程所需药剂通过加药系统投加到各加药点。3.4预期处理
13、效果各处理单元预期处理效果见下表：表3.4-1 预期处理效果 污染物指标pHCODBODSSNH3-N总磷污染物浓度6.09.0400150(接近于0)200808.0混凝沉淀去除率%/20%/70%30%40%出水浓度6.09.03201060564.8催化氧化去除率%/25%/出水浓度6.09.0240100/生物炭滤池去除率%/60%60%/75%90%出水浓度6.09.0962060140.5排放标准6.09.01003070150.53.5主要构筑物尺寸说明构筑物主要有混凝反应池、沉淀池、催化氧化池以及生物活性炭滤池、排放水池等。各构筑物尺寸、功能、结构及防腐说明见下表：表3.5-1
14、 组合池构筑物设计1名称反应池功能说明加药混凝数量1座，分为2格池体尺寸4.0m8.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积112m3有效停留时间1.3h结构说明半地下式钢砼结构配置说明配备搅拌机2套，2.2kW；配备加药系统2套，非标成套配套提升泵2台，Q=100.0m3/h，H=12.0 m，N=7.5kw，1用1备2名称沉淀池功能说明物化污泥泥水分离数量1座池体尺寸13.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积464m3有效停留时间5.6h表面负荷0.63m3/ m2h结构说明半地下式钢砼结构配置说明配备刮泥机1台，13.0m，水下不锈钢。配备污泥泵2台，Q=20.0m3/h，H
15、=12.0 m，N=2.2kW，1用1备3名称催化氧化池功能说明养猪废水催化氧化反应数量1座池体尺寸5.0m8.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积140m3停留时间1.7h结构说明半地下式钢砼结构配置说明配备臭氧发生器1台，发生能力2kg；配备臭氧投加系统1套。4名称生物活性炭滤池功能说明去除有机物，除磷脱氮数量1座池体尺寸10.0m8.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积280m3停留时间3.4h滤 速1.04m/h结构说明半地下式钢砼结构配置说明配备陶粒、石英砂、活性炭等滤料，80m3；滤料支架，80.0m2，非标成套；设置曝气风机3台，3.5m3/min，风压40.0k
16、Pa，功率5.5kW，2用1备；配套滤池反冲洗系统1套，非标设计5名称排放水池功能说明收集系统处理出水，排放或者回用，为滤池反冲洗提供水源数量1座池体尺寸3.0m8.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积84.0m3停留时间1.0h结构说明半地下式钢砼结构3.6 综合机房拟建综合机房，平面尺寸12.0m8.0m，放置臭氧发生器、风机等设备。4 膜生物反应器4.1工艺选择在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜，按膜孔径可划分为超滤技术。与
17、许多传统的生物水处理工艺相比，MBR 具有以下主要优点1、出水水质优质稳定：由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。2、剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行
18、，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。3、占地面积小，不受设置场合限制生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。4、可去除氨氮及难降解有机物由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。5、操作管理方便，易于实现自动控制该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离
19、，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。膜-生物反应器也存在一些不足。主要表现以下几个方面：1）膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；2）膜污染容易出现，给操作管理带来不便；3）能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力；其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度；还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。4.2工艺流程工艺流程图见下：图4.2-1工艺流程图4.3工艺流程说明1、混凝沉淀池养殖废水厌氧-好氧生化
20、出水经泵提升（如果高程允许，可以自流）至混凝沉淀池，经加药去除悬浮物和磷酸盐等污染物。混凝沉淀池出水自流到催化氧化池。2、缺氧生化池缺氧生化池发生发硝化反应，同时具有除磷作用。活性污泥交替在厌氧和好氧状态下运行，能使过量积聚磷酸盐的积磷菌占优势生长，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中积磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥，其结果与普通活性污泥法相比，可去除污水中更多的磷。3、MBR膜生物反应器MBR膜生物反应器，维持较高的活性污泥浓度，彻底去除废水中有机污染物、悬浮物等。4、排放水池MBR出水在排放水池收集，达标排放或者灌溉回用等。滤池反冲洗水自排放水池
21、接入。5、加药系统本工程所需药剂通过加药系统投加到各加药点。4.4预期处理效果各处理单元预期处理效果见下表：表4.4-1 预期处理效果 污染物指标pHCODBODSSNH3-N总磷污染物浓度6.09.0400150(接近于0)200808.0混凝沉淀去除率%/20%/70%30%50%出水浓度6.09.03201060564.0缺氧生化去除率%/10%/50%50%出水浓度6.09.028850/282.0MBR去除率%/68.8%60%75.0%50%90%出水浓度6.09.0902015140.5排放标准6.09.01003070150.54.5主要构筑物尺寸说明构筑物主要有混凝反应池、沉
22、淀池、缺氧生化池以及MBR池、排放水池等。各构筑物尺寸、功能、结构及防腐说明见下表：表4.5-1 组合池构筑物设计1名称反应池功能说明加药混凝数量1座，分为2格池体尺寸4.0m8.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积112m3有效停留时间1.3h结构说明半地下式钢砼结构配置说明配备搅拌机2套，2.2kW；配备加药系统2套，非标成套配套提升泵2台，Q=100.0m3/h，H=12.0 m，N=7.5kw，1用1备2名称沉淀池功能说明物化污泥泥水分离数量1座池体尺寸13.0m4.0m（深），有效水深3.5m有效容积464m3有效停留时间5.6h表面负荷0.63m3/ m2h结构说明半地下式
23、钢砼结构配置说明配备刮泥机1台，13.0m，水下不锈钢。配备污泥泵2台，Q=20.0m3/h，H=12.0 m，N=2.2kW，1用1备3名称缺氧生化池功能说明养猪废水缺氧生化反应数量1座池体尺寸20.0m10.0m5.5m（深），有效水深5.0m有效容积1000m3停留时间12h结构说明半地下式钢砼结构配置说明配备潜水推进器2台；穿孔曝气装置2套；配备风机3台，3.5m3/min，风压55.0kPa，功率7.5kW，2用1备。4名称MBR生物反应池功能说明去除有机物，除磷脱氮数量1座池体尺寸10.0m16.0m5.5m（深），有效水深5.0m有效容积800m3停留时间9.6h结构说明半地下式
24、钢砼结构配置说明MBR膜生物反应器2套，产水能力50.0m3/h；曝气装置2套。5名称排放水池功能说明收集系统处理出水，排放或者回用，为滤池反冲洗提供水源数量1座池体尺寸3.0m8.0m5.5m（深），有效水深5.0m有效容积84.0m3停留时间1.0h结构说明半地下式钢砼结构4.6 综合机房拟建综合机房，平面尺寸12.0m8.0m，放置电气控制柜、风机等设备。5 稳定塘-人工湿地技术5.1工艺选择稳定塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要
25、利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点，兼性塘的有效水深一般为1.02.0m，从上到下分为三层：上层好氧区，中层兼性区（也叫过渡区）；塘底厌氧区，见图6-3）好氧区对的净化原理与好氧塘基本相同。藻类进行光合作用，产生氧气，溶解氧充足。有机物在好氧性异养菌的作用下进行氧化分解，兼性区的溶解氧的供应比较紧张，含量较低，且时有时无。其中存在着异养型兼性细菌，它们既能利用水中的少量溶解氧对有机物进行氧化分解，同时，在无分子氧的条件下，还能以NO3-、CO32-作为电子受体进行无
26、氧代谢。厌氧区内不存在溶解氧。进水中的悬浮固体物质以及藻类、细菌、植物等死亡后所产生的有机固体下沉到塘底，形成1015cm厚的污泥层，厌氧微生物在此进行厌氧发酵和产甲烷发酵过程，对其中的有机物进行分解。在厌氧区一般可以去除30%的BOD。5.2工艺流程工艺流程图见下：图5.2-1工艺流程图5.3工艺流程说明1、兼性塘废水首先进入兼性塘，利用厌氧、兼氧以及好氧微生物的作用，去除有机污染物，同时脱氮除磷。2、人工湿地建设人工湿地，利用土壤、微生物、植物的根系作用等，彻底去除废水中污染物。5.4预期处理效果各处理单元预期处理效果见下表：表4.4-1 预期处理效果 污染物指标pHCODBODSSNH3-N总磷污染物浓度6.09.0400150(接近于0)200808.0兼性塘去除率%/60%/70%70%出水浓度6.09.016020/242.4人工湿地去除率%/68.8%/40%80%出水浓度6.09.0902050140.5排放标准6.09.01003070150.5
