2.5 《环境工程设计手册》(修订版);
2.6 《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84); 2.7 《程式区域环境噪声标准》(GB3096-93); 2.8 《氧气曝气设计规程》(CECS 114:2000); 2.9 《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141—90) 2.10 2.11 2.12
《建筑结构可靠度统一设计标准》(GB50068-2001)
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138:2002) 《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)
3 设计原则
3.1 贯彻执行国家环境保护政策,按照国家有关法规、规范及标准进行设计; 3.2 工艺流程选择要考虑当地的具体情况,要根据进水水质和出水水质的要求,选择工艺技术先进,处理效果稳定、可靠,操作管理简单,节能,占地面积小,工程投资省和运行费用低的工艺;
3.3 选用国内先进,高效节能,性能可靠、运行管理方便的设备,提高自动化程度,减少维护工作量,减轻操作人员的劳动强度;
3.4 采用现代化管理模式,系统分散控制,集中管理,减少人员编制; 3.5 设计中充分考虑防止环境污染,噪声低、基本无异味,不影响周围环境; 3.6 厂区平面布置力求布局合理,功能齐全。 在便于施工安装和维修的前提下,使处理构筑物尽量集中,布置紧凑,节约用地,保证绿化面积,同时留有适当的发展余地。
3.7 畜禽粪便污染物尽可能的最大资源化,变废为宝,回归大自然。
4 设计范围
设计规模为600吨/天废水处理站,对废水处理站内废水处理构筑物和必要的附属建筑物进行工艺、土建、电气、仪表和自控的设计。对于废水处理站外的进、出水管道,道路,供电,通讯,线路设计不属于本方案范围。
第2页共60页
5 设计参数
5.1 废水性质:养猪场废水
5.2 设计水量:600吨/天,(25吨/小时) 5.3 废水水质见表5-1:
表5-1 废水进水水质表
项目 废水
CODcr (mg/L) 12000
BOD5 (mg/L) 7000
SS (mg/L) 13000
NH3-N (mg/L) 150
TP (mg/L) 30
PH 7—9
5.4 出水水质见表5-2:
执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准
表5-2 废水进水水质表
项目 废水
CODcr
(mg/L) 100
BOD5 (mg/L) 20
SS (mg/L) 70
NH3-N (mg/L) 15
TP (mg/L) 0.5
PH 5.5—8.5
6 设计说明
6.1 初沉池
初沉池主要对废水中以无机物为主密度大的固体悬浮物进行沉淀分离,当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至0.02 m/s以下,从而极大地减小了水流夹带悬浮物的能力,使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥,而相对密度小于1的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。
沉淀池按水流方向来区分为平流式,竖流式及辐流式等三种。三种类型池子的优缺点及适用条件见表6-1:
表6-1各类沉淀池的优缺点及适用条件
平流式
优 点
缺 点
适用条件 适用地下水位较
高及地质较差的地区;适用大、中、小型污水处理厂 适用水质不好的
对冲击负荷和温度变采用多斗排泥时,每个泥斗需单独化的适应能力较强,有设排泥管各自排泥,操作工作量效沉淀区大,沉淀效果大,采用机械排泥时,机件设备与好;施工简单,造价低 驱动件均浸与水中,易锈蚀
对冲击负荷和温度变化的适应能
第3页共60页
竖流式 排泥方便,管理简单;
占地面积小
辐流式 采用机械排泥,运行较
好,管理亦较简单;
力较差;造价高;池径不宜太大 池水水流速度不稳定;机械排泥设备复杂,对施工质量要求较高
小型污水处理厂 适用大、中型污水
处理厂
因为本设计所处理的水量较小,属于小型污水处理站,且主要是对废水中的粪便和BOD5、CODcr进行处理,所以选用平流式沉淀池。它具有沉淀效果好,对冲击负荷和温度变化的适应能力较强,施工简单,造价低,多个池子易于组合为一体,节省占地面积等优点。
6.2 厌氧生物处理
厌氧生物处理适用于高浓度有机废水(CODcr>2000mg/L,BOD5>1000mg/L)。它是在无氧条件下,靠厌氧细菌的作用分解有机物。在这一过程中,参与生物降解的有机基质有50%~90%转化为沼气(甲烷),而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。厌氧生物处理包括多种方法,有化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器、两段厌氧处理法、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和两相厌氧法等。废水的厌氧处理方法主要有传统消化法、厌氧生物滤池法、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器。几种厌氧处理方法的特点及优缺点见表6-2:
表6-2 各类厌氧处理法的特点及优缺点
反应法 传统消化法 厌氧生物滤池
特点
在一个消化池内进行酸
化,甲烷化和固液分离 微生物固着生长在滤料表面。适用于悬浮物量低的废水。
用沉淀池分离污泥并进行回流。消化池中进行适当搅拌,池内完全混合,能适应高有机物浓度和高悬浮物的废水。 消化和固液分离在一个池内。微生物量特高。 酸化和甲烷化在两个反应器进行。
优点
设备简单
设备简单。能承受较高负荷。
缺 点
反应时间长,池容积大。污泥易随水流带走。 底部易发生堵塞。填料费用较贵。
厌氧接触法
能承受较高负荷。有负荷高时污泥会流失。一定的抗冲击负荷设备较多,操作上要求能力,运行较稳定。 较高。
上流式厌氧污泥床反应器 两段厌氧处理法
负荷率高,容积小,如设计不善,污泥会大能耗低,不需搅拌。 量流失。池的构造复杂。 能承受较高负荷,耐冲击。运行稳定。
设备较多,运行操作较复杂。
综合上所述并结合本设计污水的特点,考虑采用较为成熟的升流式厌氧污泥床(UASB)作为厌氧段的反应器。
第4页共60页
6.3 好氧生物处理
传统活性污泥法、氧化沟法、接触氧化法、生物滤池法、序列间歇式活性污泥法(SBR),这四种是在养猪场废水处理中应用比较多的好氧反应器。
6.3.1 氧化沟法
氧化沟是在传统活性污泥法的基础上发展起来的连续循环完全混合工艺,是用延时曝气法处理废水的一种环形渠道,平面多为椭圆形,总长可达几十米,甚至几百米以上。在沟渠内安装与渠宽等长的机械式表面曝气装置,常用的有转刷和叶轮等。曝气装置一方面对沟渠中的污水进行充氧,一方面推动污水作旋转流动。氧化沟多用于处理中、小流量的生活污水和工业废水,可以间歇运转,也可以连续运转。氧化沟的平面示意图见图6-1。
图6-1 氧化沟平面图
氧化沟工艺具有以下特点:
(1) 氧化沟的沟渠长度较大,污水在氧化沟内停留的时间长,污水的混合效果好。可以不没初沉池,有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度;
(2) 对水温、水质、水量的变动有较强的适应性;
(3) 氧化沟的曝气装置具有两个功能:供氧并推动水流以一定的流速循环流动。污泥的BOD负荷低,同延时曝气法。对水质和水量的变动有较强的适应性;
(4) 污泥龄一般可达15到30天,为传统活性污泥系统的3到6倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物,如硝化菌;
(5) 如采用一体式氧化沟,可不单独设二次沉淀池,使氧化沟与二沉池合建。中间的沟渠连续作为曝气池,两侧的沟渠交替作为曝气池和二次沉淀池,污泥自
第5页共60页
动回流,节省了二沉池与污泥回流系统的费用。
氧化沟工艺的缺点:占地面积较大;在寒冷的气候条件下,因为表面爆气器会造成表面冷却或者结冰,降低污水的温度,而污水的温度降低,对生化反应尤其是硝化反应的影响较大,对氧化沟不利。
6.3.2 接触氧化法
生物接触氧化处理技术之一是在池内充填填料,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;生物接触氧化技术的另一项技术实质是采用与曝气池相同的曝气方法,向微生物提供其所需要的氧,并起到搅拌与混合作用。因此,生物接触氧化是一种结和活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。
生物接触氧化法在工艺发面的特点:由于曝气,在池内形成液、固、气三相共存体系,有利于氧的转移,溶解氧充沛,适于微生物存活增殖;在生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链,无污泥膨胀之虑;填料表面全为生物膜所布满,形成了生物膜的主体结构,污水在其中通过起到类似―过滤‖的作用,能够有效地提高净化效果。
生物接触氧化法在运行方面的特点:对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下,仍然能够保持良好的处理效果,对排水不均匀的企业,更具有实际意义;操作简单、运行方便、易于维护管理,无需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇;污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。
生物接触氧化法的主要缺点是:如设计或运行不当,填料可能堵塞,此外,布水、曝气不易均匀,可能在局部部位出现死角。
6.3.3 生物滤池法
生物滤池是集生物降解、固液分离于一体的污水处理设备。被处理的原污水,从池上部进入池体,并通过由填料组成的滤层,在填料表面形成由微生物栖息形成的生物膜。在污水滤过滤层的同时,由池下部通过空气管向滤层进行曝气,空气由填料的间隙上升,与下流的污水相接触,空气中的氧转移到污水中,向生物膜
第6页共60页