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養牛廠IC厭氧反應器

發布時間:2020-07-18 點擊量:76

 概 述

§1.1  項目背景

規模化養基於先進的生產設備,科學的飼料配方及飼養技術,舍多采用縫隙地板,用水衝洗清理糞尿,每天要向外排放大量的糞尿汙水。對這些糞尿汙水若不積極開發利用,將會導致環境汙染,破壞生態平衡,也必將帶來企業的經濟損失。因此,需要配套建設汙水處理項目,處理牛場廢水(包括尿、部分糞和牛舍衝洗水)以及生活區所產生的生活汙水。

受業主委托,本單位對該工程進行方案設計。

§1.2  項目要求

汙水處理項目涉及牛場廢水(尿、部分糞和牛舍衝洗水)以及生活區所產生的生活汙水。根據項目汙水的最終排放去向,以及當地環保局和業主對汙水處理排放要求,本建設項目應處理的汙水經處理後達到中華人民共和國《畜禽養殖業汙染物排放標準》(GB18596-2001),方可排入附近水體

§1.3  設計範圍

本項目的設計範圍包括項目位置內廢水處理係統的工藝設計、土建工程、設備選型、電氣控製、設備製造安裝、技術服務和技術保證等內容。

§1.4  設計依據及相關標準規範

1.4.1  設計依據及參考資料

業主提供的汙水水質水量資料

《畜禽養殖業汙染物排放標準》(GB18596-2001

《三廢處理工程技術手冊—廢水卷》

《環境工程手冊—水汙染防治卷》

其它相關資料

1.4.2  有關標準和規範

《室外排水設計規範》(GB50014-2006

《汙水處理工程項目建設標準》(修訂)(2001)

《汙水處理廠運行、維護及其安全技術規範》(CJJ605-1994

《建築給水排水設計規範》(GB500152003

《泵站設計規範》(GB/T50265-1997

《混凝土結構設計規範》(GB50010-2002

《地下工程防水技術規範》(GB50108-2001

《工業與民用供配電係統設計規範》(GB50052-1995

§1.5  設計原則

1. 貫徹執行國家環境保護政策,嚴格執行國家及地方的現行有關環保法規及經濟技術政策。根據國家有關規定和業主的具體要求,合理地確定各項指標的設計標準;

2. 本著技術上先進、安全、可靠,經濟上合理可行的原則,盡量采用技術成熟、流程簡單、處理效果穩定的廢水處理係統。從降電耗、節約藥劑使用量方麵精心設計,從技術經濟上達到效果;

3. 通過優化設計方案和設備選型,盡量降低工程投資做到操作簡單、管理方便、運行費用低;

4. 廢水處理配套設施選用優質產品,確保工程質量,降低設備運行中發生故障的概率;

5. 設計時充分考慮汙水處理係統配套措施,嚴格控製二次汙染(噪聲、汙泥、異味)的產生。

§1.6  汙水的水量、水質和排放標準

1.6.1  汙水的水量、水質

汙水處理項目涉及牛場廢水(尿、部分糞和牛舍衝洗水)以及生活區所產生的生活汙水。依據業主要求,按500頭肉牛來設計,根據畜禽設計規範,該項目的設計處理量為100/日。

具體汙染物情況見1-1

1-1  廢水水質

汙染物

指標

COD

15000

BOD5

6000

SS

5000

NH3-N

500

注:單位為mg/L 

1.6.2  排放標準

根據項目汙水的最終排放去向,以及當地環保局和業主對汙水處理排放要求,本建設項目生產汙水經處理後要求達到中華人民共和國《畜禽養殖業汙染物排放標準》(GB18596-2001),方可排入附近水體

上述標準和本項目治理指標的具體值見表1-2

1-2 汙水治理指標值

汙染物

指標

COD

15000

BOD5

6000

SS

5000

NH3-N

總磷

糞大腸菌群數

蛔蟲數

500

8.0

10/mL

2.0/L

注:單位為mg/L,大腸菌群數、蛔蟲數除外

第二章  方案選擇與工藝流程

§2.1  水質特征

2.1.1  廢水來源

養牛場廢水主要來源為:1、牛欄衝洗水。每次牛出欄後,對牛欄和糞池進行衝洗,排放衝洗牛欄汙水;2、其它洗滌汙水。

2.1.2  廢水水質特征

牛場廢水的水質特點不僅與牛糞尿的成分有關,而且還與牛場的清糞工藝有著密切的聯係。目前國內外規模化養牛場存在的主要清糞工藝有3種:水衝式、水泡糞、和幹清糞工藝。我國大部分規模化養牛場都是采用水衝式工藝的。采用水衝式工藝方便快捷,但是會把牛糞、散落的飼料末連同牛尿一起全部衝洗到廢水中,故廢水中含有大量的固體懸浮物及膠體形態物質,且其他的汙染指標也很高。牛糞尿的主要汙染物指標見表2-1

2-1 牛糞尿的主要汙染物指標

汙染物

   糞中

   尿中

  幹清糞工藝

汙水量(L/·d

SS

COD

BOD5

 

134640

209152

94118.4

 

2100

17824

8020.8

200250

1030011700

1700019500

77008800

從表2-1不難看出有機物、氨態氮(NH3-N)及磷(P)的濃度高是牛場廢水的主要特點。有機物主要來源於牛排泄的糞尿,而牛糞中的有機物在牛糞尿總有機物排放量中更是占到90%以上。當采用水衝式清糞工藝時水中的懸浮物(SS)濃度至少是幹清糞工藝的2倍,考慮到兩種工藝用水量的不同,可以知道在水衝式清糞工藝中,水中懸浮物的80%以上來源於牛糞及散落牛場內的少量飼料粉末。結合以上的數據及分析結果,可以知道牛場廢水中來源於牛糞及散落飼料末的有機物大部分是以懸浮物或膠體的形式存在。在微生物及其它因素的作用下,廢水中這些以懸浮物或膠體形式存在的有機物還會發生脫穩或水解等一係列的變化。此外,牛場廢水還具有以下特點:

1、排水量大、廢水溫度低(多數牛場從防疫需要出發,用水取自地下水)

2、衝洗欄舍的時間相對集中,廢水水量排放不均勻、衝擊負荷大。

3、廢水固液混雜,而且粘稠度很大。有機物濃度高、含有大量的固體懸浮物且還含有一定量的對人體有害的病原菌,屬於高有機物濃度、高NP含量和高有害微生物數量的“三高”廢水。

§2.2  工藝選擇論證

2.2.1  設計水質

    業主提供的廢水水質情況見表2-2

2-2  進水水質

設計水質

CODmg/L

BOD5mg/L

SSmg/L

NH3-Nmg/L

進水

15000

6000

5000

500

2.2.2  設計水量

按照業主要求,汙水處理運行能力為100 m3/d,本工藝設計操作時間按20小時/天計算。

2.2.3  工藝選擇

本項目汙染物處理工程所處理的汙染源為養牛廢水,在此廢水中包含牛糞壓縮水、牛尿液、糞便及地麵衝洗水、部分生活汙水,其水質特點為水量排放不均勻、衝擊負荷大,有機物濃度高、含有大量的固體懸浮物且還含有一定量的對人體有害的病原菌。因此,項目建設以《畜禽養殖汙染排放標準》(GB 18596-2001)為指導依據,結合目前該養殖場肉牛汙染物排放的實際情況,慎重選擇適宜的處理工藝技術路線及設備,采取經濟有效、方便可行的工藝流程,以達到的處理效果和經濟、社會效益。

對於養牛場廢水的處理,從采用工藝技術來看,有厭氧處理、好氧處理、厭氧好氧組合處理,以及氧化氧化塘、人工濕地等自然處理方法。針對本項目水質特點,采用“厭氧—好氧”耦合工藝。下麵對該工藝進行分析論證。

由於該廢水COD濃度較高,不宜直接采用好氧處理,需在好氧處理前設厭氧處理單元。在“厭氧—好氧”耦合工藝中,廢水經厭氧反應後,大分子的固體物質降解為小分子固體物質,不溶性物質降為溶解性物質。經厭氧反應後,BOD5/COD值進一步提高,使後續好氧生化反應更加容易處理。同時,厭氧階段不需加溫、不需攪拌,處理的效果較好,可去除7090%的有機物,剩餘汙泥量少(僅為好氧處理的1/51/10)。根據廢水的特性和以往的廢水處理的經驗,經過厭氧工藝處理後的廢水有機物濃度雖大大降低,但是達不到排放標準,尤其是氨氮超標,因而後續需要設置可同時去除氨氮和有機物的好氧處理單元。好氧出水經過消毒,殺滅有毒有害微生物,然後達標排放或回用於衝洗牛舍。

1)厭氧處理單元

廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,將廢水中各種複雜有機物分解轉化成甲烷二氧化碳等物質,以去除大部分有機汙染物。

常用的厭氧處理反應器有厭氧生物濾池厭氧膨脹床和厭氧流化床UASBIC EGSB等。

厭氧生物濾池是密封的水池,池內放置填料,汙水從池底進入,從池頂排出。微生物附著生長在濾料上,平均停留時間可長達100d左右。由於濾料費用較貴;濾料容易堵塞,尤其是下部,生物膜很厚,堵塞後沒有簡單有效的清洗方法,由於停留時間過長增加了基建費用,且養牛廢水的懸浮固體濃度較高故不適和采用此法。

厭氧膨脹床和厭氧流化床:床體內充填細小的固體顆粒填料,如石英砂、無煙煤、活性炭、陶粒和沸石等。汙水從床底部流入,為使填料層膨脹,需將部分出水用循環泵回流,提高床內水流的上升流速。一般認為膨脹率為10%20%的為厭氧膨脹床,膨脹床的顆粒保持相互接觸;膨脹率為20%-70%的為厭氧流化床,流化床的顆粒做無規則的自由運動。其優點是,有機物容積負荷較高,水力停留時間短,耐衝擊負荷能力強等,但是耗能較大,出於經濟的角度考慮不采用此方法。

內循環IC厭氧反應器是荷蘭Paques BV公司在UASB反應器基礎上設計開發的厭氧反應工藝,該工藝是為克服UASB反應器在處理低濃度廢水時(COD1500以下)為利於汙泥顆粒化而控製較高的上升流速而研發的。在處理中高濃度廢水時,與UASB反應器相比並無明顯優勢。且該工藝為國外的產品,核心技術由國外公司掌握,如采用將會使投資成本提高幾倍。目前,IC反應器僅在啤酒工業中應用較為廣泛。

膨脹顆粒汙泥床(EGSB)厭氧反應器是荷蘭Wageingen農業大學Lettingga教授等在UASB反應器的基礎上開發的厭氧反應工藝。也是為克服UASB反應器處理低濃度廢水時的存在的問題而設計研發的。但是EGSB過大的高徑比導致其建設費用提高,EGSB最大的特點—極小的HRT,也是以強製的外循環所消耗的大量的運行費用為代價的,且需要控製回流量以適應不同的水質水量,操作條件較為複雜,運行不穩定,管理難度大。

所以本工程厭氧階段選用經設計改良的上流式厭氧汙泥床反應器,設計充分考慮了實際工程中常出現的問題,重新設計進水方式,並進行了大量的實驗研究,研究表明,該布水係統能夠實現廢水在整個反應器的過水斷麵上均勻分布,使廢水中有機汙染均勻、充分的與反應區中的汙泥混合接觸,可最大限度的發揮全部微生物的處理功能,並獲得了極好的穩定性。同時針對傳統的上流式汙泥床反應器在處理高濃度有機廢水時,由於過強的產氣攪動而造成的汙泥流失的問題,對三相分離器進行了改進,優化了結構的設計,解決了沼氣上升至沉澱區影響出水水質的問題。經過改良的反應器,處理汙水負荷和穩定性將大幅提高,經過厭氧工藝處理後的廢水有機物濃度可大大降低。

2)好氧處理單元

好氧生物處理法(Aerobic Bioremediation)是在有遊離存在的條件下,好氧微生物降解有機物,使其無害化、穩定化的處理過程。微生物利用廢水中存在的有機汙染物,作為營養源進行好氧代謝

雖然厭氧生物處理等前處理工藝能在一定程度上降低廢水中的有機物含量,但因養牛廢水的濃度極高,特別是氨氮含量,大多數情況下仍無法達到排放標準,因此還需要進一步進行好氧生物處理。

好氧脫氮處理工藝常用的有A/O工藝、SBR汙水生物處理技術、A/O工藝及氧化溝技術等,在好氧曝氣條件下,利用微生物代謝生長,將廢水中有機物分解利用,以提高出水水質。

A/O生物處理工藝及其各種改進型:其主要特點是將缺氧段放在工藝的一級,同時設內循環係統,向缺氧段回流硝化液。這是目前采用比較廣泛的一種脫氮工藝。主要存在的問題是:(1A/O 工藝流程的處理水來自好氧池,含氮有機物的氨化和氨氮的硝化在好氧池內進行,因此,在處理水中還有一定濃度的硝酸鹽,如果沉澱池運行不當,在沉澱池內也會發生反硝化反應,使汙泥上浮,處理水水質惡化。(2)處理含氮濃度高的廢水時,需要另行增加投堿設備以調節好氧池pH 值。在反硝化過程中,還原1mg 硝態氮能產生3.75mg 的堿度,而在硝化反應過程中,將1mg NH3-N氧化為NO3--N,要消耗7.14mg 的堿度。那麽,在A/O 係統中,反硝化反應所產生的堿度隻可補償硝化反應消耗堿度的一半左右。因此,對含氮濃度較高的廢水必需另行投堿以調節pH 值。(3A/O 係統對進水COD 去除率不夠高。碳源利用率低或有機物濃度低,都會影響反硝化的碳源需求,反硝化不能順利進行,硝酸根便會大量積累,影響反硝化脫氮效率。

SBR序批式反應器是一種間歇式活性汙泥法,硝化和反硝化在一池中進行,它不需回流汙泥和混合液內回流,靈活性較高。是一種適應於中小規模處理和具有氮、磷去除效果的廢水處理工藝。其自動化控製要求較高,需要自動儀表多,設備投資較大,如自動儀表失靈,需要手工操作時,勞動強度很大;為獲得較高的脫氮效果,SBR工藝必須設有攪拌裝置,且不可避免存在汙泥上浮現象;另外該方法對SS、色度的去除效果並不理想,必須輔以一定的前、後處理工序;廢水經過SBR法處理後,其中氨氮含量仍然很高,需要在該工序後輔以化學方法除去。

A2/O生物處理工藝及其各種改進型: A2/O工藝分為厭氧、缺氧及好氧三個階段。汙水經一級物理處理後進入厭氧池,聚磷菌可將菌體內積貯的聚磷鹽分解。隨後廢水進入缺氧區,反硝化細菌就利好氧區中經混合液回流而帶來的硝酸鹽,以及廢水中可生物降解有機物進行反硝化,達同時去碳和脫氮的目的。接著廢水進入曝氣的好氧區,聚磷菌除了吸收、利用廢水中殘剩的可生物降解有機物外,此外還可主動吸收周圍環境中的溶解磷,並以聚磷鹽的形式在體內貯積起來。這樣,在消耗水中有機物的同時,此工藝也有了良好的脫氮除磷效果。但該方法回流汙泥中含有硝酸鹽進入厭氧區,對除磷效果有影響,脫氮也受內回流比的影響。此外,硝化菌生長速率慢,世代期長,需要在較長的泥齡下運行才可以正常生長,但聚磷菌為短世代微生物,在較短的泥齡下運行時可獲得較高的除磷效率。且聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機物。另外,較長的泥齡還會導致係統內糖原累積,非聚磷微生物的增長而使除磷效率大幅度降低。倒置A2/O工藝將缺氧區設在厭氧區前麵,避免了回流汙泥中的硝酸鹽對厭氧釋磷的影響,無混合液回流時流程簡捷並且節能,但是厭氧釋磷過程得不到優質易降解的碳源,且在無混合液回流時總氮去除效率不高。改良Bardenpho工藝流程由厭氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧無段組成,整個係統能夠達到較好的脫氮除磷效果,但是池體分隔較多,池體容積較大,進而大大增加造價,且流程較長,操作管理過於複雜。

氧化溝生物處理工藝,屬於活性汙泥法的一種改良,汙水和活性汙泥的混合液在環狀曝氣渠道中循環流動,氧化溝的水力停留時間可達1030h,汙泥齡2030d,有機負荷很低,實質上相當於延時曝氣活性汙泥係統。其運行成本低,構造簡單,易於維護管理,出水水質好、耐衝擊負荷、運行穩定、並可脫氮除磷。氧化溝兼有完全混合式和推流式的特點,在控製適宜的條件下,溝內同時具有好氧區和缺氧區,可使溝渠中進行硝化和反硝化的過程,達到脫氮的效果,同時,使出水中活性汙泥具有良好的沉降性能。此外,由於氧化溝采用的汙泥齡很長,剩餘汙泥量較一般的活性汙泥法少得多,而且已經得到好氧硝化的穩定,因而不再需要硝化處理,可在濃縮、脫水後加以利用或最後處置。而且它不需混合液內回流,因而運行費用低。

氧化溝兼有完全混合式和推流式的特點,在控製適宜的條件下,達到脫氮的效果。經過好氧處理後,BOD5去除率可達90%-99%,脫氮率達85%左右,除磷效率達為50%左右。其是一種公認的耐衝擊負荷、操作簡單、處理穩定、出水水質好的技術。

鼓風曝氣氧化溝是將充氧設備和水流推動設備分開設置的一種工藝,在德國等歐美發達國家使用較多,國內近些年新設計的汙水處理廠采用此種處理工藝也日趨增多。該工藝采用鼓風機供氣和高效率的微孔曝氣器在池底布氣充氧,同時采用潛水推進器對溝內水流進行推動。在運行時,根據來水負荷的變化,通過調節鼓風機裝置可使供給氧化溝內的空氣量在零流量至裝置的最大供氣量之間進行調節。同時,還可以開停任意數量的曝氣器單元,調整氧化溝缺氧段和好氧段的長度,以適應不同進水水質和提高脫氮除磷效果的需要。由此可見,采用該工藝的汙水廠運行靈活性大大提高,適應的汙水水質、水量負荷變化範圍較寬。另外還提高了空氣中氧的利用率及充氧動力效率,使得曝氣設備裝機容量及能耗均相應減少並可防止活性汙泥在溝內沉澱。此時,氧化溝設計可采用較大水深,一般為6m,節省了氧化溝及汙水處理廠占地。由於微孔曝氣器的充氧性能及氧的利用率等隨溝內水深(或水壓)的增加而提高,氧化溝水深增加更加有利於氧的轉移和電能的節省。采用鼓風曝氣氧化溝工藝既去除有機物同時還去除氮和磷的生化工藝,具有耐衝擊負荷和出水穩定等優點。汙水處理效果與采用其他方式曝氣的氧化溝相同並有所提高,並能克服其他型式氧化溝的一些弊端。

綜上所述,本單元采用鼓風曝氣生物接觸工藝。

§2.3  工藝流程

2.3.1  工藝流程

養牛廢水具有高有機物濃度、高NP含量和高有害微生物數量的“三高”廢水的特點,屬較難處理的有機廢水。但其可生化性較好,目前廣泛采用的生化處理方法能達到較好效果。經綜合比較各種處理方案,在保證水處理達標的基礎上,充分考慮將來的運行成本,結合以往的工程實踐,設計采用厭氧—好氧組合生物處理工藝。

本工程項目廢水水量大,在設計過程中充分考慮了建設及運行的成本。在保證水處理達標的基礎上主要考慮兩個問題,一是盡量減少初期基建投資;二是盡量降低運行過程的能耗。基於這樣的目的,綜合本單位多年從事環境裝備及廢水處理的工程設計經驗,在對廢水的水質數據進行了全麵掌握的基礎上,采用如下工藝,工程流程見圖2.1

 

 

 

  

 2.1  廢水處理工藝流程圖  

 

因養牛場廢水排放規律和工作時間聯係大,衝欄時間水量較大,而其餘時間廢水排放量相對較小,所以設置集水池以均勻水質水量。該池主要用於除去水中較重無機物,並使廢水發酵酸化(酸化程度控製在20~40左右),以利於後續的厭氧生物處理過程。廢水進入集水池,一方麵可使廢水混合均勻,保證厭氧池的均質進水;另一方麵在產酸菌的作用下,可使廢水中的有機大分子和難生物降解有機汙染物質轉化為易生物降解的小分子物質,從而提高厭氧處理效率。厭氧池是該工程的關鍵部分,其結構和工藝決定著整個工程的成敗。通過廣泛地收集資料,結合以往的工程實踐並在實驗室進行了相關實驗研究,本項目以適合養牛場實際情況、設計投資省、運行可靠、效率高為原則,設計采用上流式厭氧汙泥床(UASB)發酵工藝。後續部分采用兩段A/O工藝進行進一步去除廢水中有機物,通過調控溶解氧濃度而達到脫氮除磷的目的。缺氧池設有潛水攪拌機,使泥水充分混合,生物接觸池混合液回流至一級缺氧池。好氧出水進入沉澱池進行泥水分離。設有汙泥回流泵,將活性汙泥回流至缺氧池。另設置汙泥泵,將剩餘汙泥排入汙泥濃縮池。沉澱池出水流入中間水池,通過提升泵將水提升至曝氣生物濾池,通過與陶粒填料接觸,廢水中的有機物進一步被微生物降解,出水達標排放。

2.3.2  主要構築物功能說明

① 機械格柵機

大的固態物質被截留,過濾後的水從格柵縫隙中流出,同時在水力作用下,固態物質被攔截到格柵上排除,從而達到固液分離目的,能有效地降低水中懸浮物濃度,減輕後續工序的處理負荷

② 集水池

對水中較大的顆粒物質進行沉降並將廢水的酸化程度控製在2040,以利於後續的厭氧係統的穩定運行,同時可防止因水質波動大以及廢水在高峰期水量排放較大而造成對後續係統的衝擊。

升流式厭氧汙泥床

當廢水從UASB的汙泥床底部流入與顆粒汙泥層和懸浮汙泥層混合接觸時,汙泥中厭氧微生物分解有機物的同時產生大量微小沼氣氣泡,該氣泡在上升過程中逐漸增大並攜帶著汙泥隨水一起上升進入三相分離器。當沼氣碰到分離器下不的反射板時,折向反射板的四周,穿過水層進入氣室;泥水混合液經過反射板後進入三相分離器的沉澱區,廢水中的汙泥發生絮凝作用,在重力作用下沉降;沉降到斜壁上的汙泥沿著斜壁滑回反應區,使汙泥床內積累起大量的汙泥;與汙泥分離後的處理水則從沉澱區溢流堰上部溢出,然後排出UASB反應器外。

UASB反應器的特色主要體現在反應器內顆粒汙泥的形成和三相分離器的使用,使反應器內的汙泥濃度大幅度提高,汙泥停留時間增大,水力停留時間也大大縮短。產氣和進水的均勻分布可以形成良好的自然攪拌作用,促進汙泥與廢水的接觸混合。設計合理的三相分離器使汙泥能夠保留在反應器內,三相分離器起著氣液分離、液固分離的重要作用,是保證汙泥床正常運行和獲得良好出水水質的關鍵部位。為了防止三相分離器產生泄漏氣體的現象,三相分離器采用特別的設計,防止了憋水的情況產生,而且三相分離器和池體通過預埋件焊接。

④ A/O

好氧生物處理是指在有氧存在的條件下,借助於好氧和兼氧菌的作用來淨化廢水的方法。

    厭氧生物處理是指在無氧的條件下,借助於厭氧菌的作用來淨化廢水的方法。國內采用的生化處理方法有:普通曝氣池及其變形工藝、AB工藝、標準A/OA2/O工藝、氧化溝、SBR工藝及其變形工藝、生物膜工藝等。根據我公司從事此類似工程項目的實踐經驗,草莓视频.app 免费 视频認為采用A/O工藝在工程造價及處理效果等方麵,都較為合理。

厭氧/好氧工藝   包括厭氧池和接觸氧化池。

厭氧生化池係利用異氧型微生物以去除NH3-N為主的構築物。汙水中除有機汙染物之外,還有一定量的NH3-N,而中水回用水標準中除對CODcrBOD5SS有具體要求外,對氮亦有所要求,所以必須考慮除氮,而厭氧生化池可以利用原水的含碳有機物與好氧生化池的回流混合液中的硝酸鹽共同作用,便可完成去氮任務。同時宜有降解有機物的作用。池內設有比表麵積大、不易堵塞的彈性填料,可聚集大量的微生物。

生物接觸氧化池又稱淹沒式生物濾池,是目前應用的一種水處理方法。其特點:

體積負荷高,處理時間短,節約占地麵積;

生物活性高,曝氣係統設在填料下,不僅供氧充分,而且對生  

     物膜起到攪動作用,加速了生物膜的更新,使生物膜活性提高;

較高的微生物濃度,由於填料表麵積大,池內充氧條件好,氧  

     化池內單位容積的生物量高於活性汙泥法曝氣池,因此有較高

     的容積負荷;

汙泥產量低,不存在汙泥膨脹問題;

出水水質好而穩定;

掛膜方便;

動力消耗低。

為保證A/O正常運行,配置溶氧儀,分別探測A/O好氧區和缺氧區的溶解氧濃度,以保證在好氧區內維持> 2 mg/L的溶解氧,在缺氧區內維持 < 0.5 mg/L的溶解氧。

⑤ 二沉池

沉澱池設在反應池之後,以沉澱去除生物處理過程中產生的汙泥,獲得澄清的處理水。

⑥曝氣生物濾池

該工藝具有去除SSCODBOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質)的作用。曝氣生物濾池是集生物氧化和截留懸浮固體一體的新工藝。

工藝是一種上流生物濾池,是一種運行可靠、自動化程度高、出水水質好、抗衝擊能力強和節約能耗的新一代汙水處理革新工藝,工藝成熟高效。

    汙水通過濾料層,水體含有的汙染物被濾料層截留,並被濾料上附著的生物降解轉化,同時,溶解狀態的有機物和特定物質也被去除,所產生的汙泥保留在過濾層中,而隻讓淨化的水通過,這樣可在一個密閉反應器中達到完全的生物處理而不需在下遊設置二沉池進行汙泥沉降。

濾池底部設有進水和排泥管,中上部是填料層,厚度一般為2.53.5m,為防止濾料流失,濾床上方設置裝有濾頭的混凝土擋板,濾頭可從板麵拆下,不用排空濾床,方便維修。擋板上部空間用作反衝洗水的儲水區,其高度根據反衝洗水頭而定。

該區內設有回流泵用於將濾池出水泵至配水廊道,繼而回流到濾池底部實現反硝化,在不需要反硝化的工藝中沒有該回流係統。填料層底部與濾池底部的空間留作反衝洗再生時填料膨脹之用。

濾池供氣係統分兩套管路,置於填料層內的工藝空氣管用於工藝曝氣(主要由曝氣風機提供增氧曝氣),並將填料層分為上下兩個區:上部為好氧區,下部為缺氧區。根據不同的原水水質、處理目的和要求,填料層的高度不同,好氧區、厭氧區所占比例也相應變化;濾池底部的空氣管路是反衝洗空氣管。

該工藝具有如下特點:

上流濾池,底部渠道進配水,頂部出水;

濾料比重小於1

穿孔管曝氣,節省設備投資和維護費;

濾頭在濾池的頂部,與處理後水接觸,易於維護;

重力反衝洗,無須反衝洗水泵;

工藝空氣和反衝洗用氣共用鼓風機

曝氣管可布置在濾層中部或底部,在同一池中可完成硝化、反硝化功能

汙泥濃縮池

汙泥濃縮池用於收集沉澱池產生的汙泥,通過采用汙泥濃縮的方法來降低汙泥中的空隙水,通過降低汙泥的含水率,減少汙泥體積,能夠減少池容積和處理所需的投藥量,縮小用於輸送汙泥的管道和泵類的尺寸。本方案采用的濃縮池為重力濃縮池,其應用廣泛,具有所需的設備少,管理簡單,且運行費用低等優點。

汙泥濃縮池的上清液回流至調節池,剩餘汙泥用泵提升至固體發酵池進行厭氧處理。

⑧ 固體發酵池

如工藝圖所示,各個環節的糞渣進入固液發酵池,進行厭氧處理產沼氣,同時產品可用作加工有機肥。

§2.4 處理效果預測

牛場排放的廢水量經處理後尾水的排放標準執行《畜禽養殖汙染排放標準 (GBl8596-2001)中水汙染物允許排放限值要求,該標準的有關指標參數見表2-3

2-3  廢水排放指標

項目

COD

BOD5

SS

氨氮

總磷

大腸杆菌群數(個/ml

蛔蟲數(個/L

排放指標

400

150

200

80

8.0

10

2.0

廢水經過各處理單元後的出水水質預測,分析結果見表2-4

 

2-4 各處理單元水質指標預測

構築物

COD

BOD5

SS

NH3-N

 

集水池

進水

15000

進水

6000

進水

5000

進水

500

出水

13000

出水

5000

出水

5000

出水

500

去除率%

13.3%

去除率%

16.6%

去除率%

0

去除率%

0

固液分離機

進水

13000

進水

5000

進水

5000

進水

500

出水

10000

出水

4500

出水

1000

出水

450

去除率%

23%

去除率%

10%

去除率%

80%

去除率%

10%

升流式厭氧汙泥床

進水

10000

進水

4500

進水

1000

進水

450

出水

4000

出水

2500

出水

800

出水

400

去除率%

60%

去除率%

44.4%

去除率%

20%

去除率%

11.1%

A/O

進水

4000

進水

2500

進水

800

進水

400

出水

600

出水

300

出水

800

出水

100

去除率%

85%

去除率%

88%

去除率%

0

去除率%

75%

二沉池

進水

600

進水

300

進水

800

進水

100

出水

550

出水

280

出水

200

出水

90

去除率%

8.3%

去除率%

6.6%

去除率%

75%

去除率%

10%

曝氣生物濾池

進水

550

進水

280

進水

200

進水

90

出水

300

出水

120

出水

100

出水

50

去除率%

45%

去除率%

57%

去除率%

50%

去除率%

44%

治理

目標

 

300

 

120

 

100

 

50

第三章  廢水處理方案設計

§3.1  總圖設計

3.1.1  設計原則

1)處理構築物的布置緊湊,各處理單元毗鄰布置,最大可能減少沿程和局部水頭損失;

2)在總圖布置上考慮遠近期結合;

3)汙泥處理構築物布置成單獨的區域,保證安全操作,方便管理;充分考慮綠化帶。

3.1.2  廠區平麵設計

在首先滿足工藝流程簡潔,順暢的前提下,整個廠區基本上按功能分區:水處理區、汙泥處理區。本處理構築物主要集中在廠址的東部,廠區的綠化以有利於保持和改善辦公條件為目的。

廠區平麵布置要求結合現有的條件,力求合理緊湊,用地較省,工藝流程通暢,可節約運行費用。在廠區附屬構築物和汙水、汙泥處理區之間設有綠化隔離帶,以盡量減少對環境的汙染。 

§3.2  構築物及設備

3.2.1構築物

1)格柵井

    量:1

    寸:2.0 m ×0.6 m ×1.5m

有效容積:1.8m3

    構:磚混

2)調節池

    量:1

    寸:4.0 m ×5.0 m ×4.0m

有效容積:100m3

    構:鋼混結構,內襯環氧樹脂防腐

附件

液位控製係統:(0~7m1

31#中間水池

    量:1

    號:3.0 m ×3.0 m ×3.0m

    構:鋼混結構

附件

液位控製係統:(0~7m1

4UASB反應池

    量:1

    寸:4.0m ×4.0 m ×7.0m

有效容積:112m3

    構:鋼混結構,內襯環氧樹脂防腐

附件

布水係統:1套(UPVC

排泥係統:1套(UPVC

取樣係統:1套(UPVC

三相分離器:1批(碳鋼防腐)

甲烷收集係統:1

5)一級缺氧池

    量:1

    寸:4.0 m ×3.0 m ×4.0m

有效容積:48m3

    構:鋼混結構,環氧樹脂防腐

附件

組合填料:24m3

出水堰:1套(pp板)

6)一級好氧池

    量:1

    寸:4.0 m ×4.0 m ×4.0m

有效容積:64m3

    構:鋼混結構,環氧樹脂防腐

附件

組合填料:32m3

出水堰:1套(pp板)

曝氣盤:1

7)二級缺氧池

    量:1

    寸:3.0m ×2.0m ×4.0m

有效容積:24m3

    構:鋼混結構,環氧樹脂防腐

附件

組合填料:12m3

出水堰:1套(pp板)

布水器:一套

8)二級好氧池

    量:1

    寸:3.0 m ×3.0 m ×4.0m

有效容積:36m3

    構:鋼混結構,環氧樹脂防腐

附件

組合填料:18m3

出水堰:1套(pp板)

9)二沉池

    量:1

    寸:3.0m ×3.0 m ×4.0m

有效容積:36m3

    構:鋼混結構,內襯環氧樹脂防腐

附件

斜管填料:DN50  9m2

出水堰:1套(pp板)

101#中間水池

    量:1

    號:3.0 m ×3.0 m ×3.0m

    構:鋼混結構

附件

液位控製係統:(0~7m1

11)曝氣生物濾池

    量:1

    寸:3.0 m ×3.0 m ×5.0m

    積:45.0m3

    構:鋼混結構,內襯環氧樹脂防腐

附件

陶粒填料:27m3

布水器:1

曝氣盤:1

12)汙泥池

    量:1

    寸:3.0 m ×3.0 m ×3.0m

    積:27.0m3

    構:鋼混結構,內襯環氧樹脂防腐

13)汙泥脫水房

    量:1

    寸:5.0 m ×3.0 m ×3.5m

    積:15.0m2

    構:磚混結構

附件

板框壓濾機:1

14)風機房

    量:1

    寸:4.0 m ×3.0 m ×3.5m

    積:12.0m2

    構:磚混結構

15)加藥房

    量:1

    寸:3.0 m ×3.0 m ×3.5m

    積:9.0m2

    構:磚混結構

附件

3.2.1設備

1)機械格柵

    量:1

技術要求

規格型號:Φ700×1300

    率:0.75KW

    質:碳鋼

    齒:塑料

2)集水池提升泵

    量:2

技術要求

規格型號:40QW10-15-1.5

    率:1.5KW

    質:碳鋼

3)固液分離機

    量:1

    號:AZ200

    率:5.5kw

    質:碳鋼

41#中間水池提升泵

    量:2

技術要求

規格型號:40QW10-15-1.5

    率:1.5kw

    質:碳鋼

5)缺氧池潛水攪拌機

    量:2

技術要求

規格型號:QJB4/6

    率:0.75kw

    質:不鏽鋼

61#曝氣風機

    量:2

技術要求

規格型號:4m3/min,49.9kpa

    率:4kw

    質:碳鋼

7)混合液回流泵

    量:2

技術要求

規格型號:50QW10-15-1.5

    率:1.5kw

    質:碳鋼

82#中間水池提升泵

    量:2

技術要求

規格型號:40QW10-15-1.5

    率:1.5kw

    質:碳鋼

9)汙泥回流泵

    量:1

技術要求

規格型號:40QW10-15-1.5

    率:1.5kw

    質:碳鋼

10)加藥泵

    量:2

技術要求

規格型號:200L

    率:0.25kw

    質:碳鋼

 

§3.3 構築及設備一覽表

3-1 主要構築務一覽表

序號

名稱

規格尺寸

數量

單位

備注

1

格柵井

2.0 m×0.6 m×1.5m

1

磚混結構

2

集水池

4.0 m×5.0 m×4.0m

1

鋼混結構

3

1#中間水池

3.0 m×3.0 m×3.0m

1

鋼混結構

4

UASB

4.0 m×4.0 m×7.0m

1

鋼混結構

5

一級缺氧池

4.0 m×3.0 m×4.0m

1

鋼混結構

6

一級好氧池

4.0 m×4.0 m×4.0m

1

鋼混結構

7

二級缺氧池

3.0 m×2.0 m×4.0m

1

鋼混結構

8

二級好氧池

3.0 m×3.0 m×4.0m

1

鋼混結構

9

二沉池

3.0 m×3.0 m×4.0m

1

鋼混結構

10

2#中間水池

3.0 m×3.0 m×4.0m

1

鋼混結構

11

曝氣生物濾池

3.0 m×3.0 m×5.0m

1

鋼混結構

12

汙泥池

3.0 m×3.0 m×3.0m

1

鋼混結構

13

汙泥脫水房

5.0 m×3.0 m×3.5m

1

磚混結構

14

風機房

4.0 m×3.0 m×3.5m

1

磚混結構

15

加藥房

3.0 m×3.0 m×3.5m

1

磚混結構

16

排放明渠

2.86 m×0.86 m×1.5m

1

磚混結構

 

3-1 主要構設備一覽表

序號

名稱

規格尺寸

數量

單位

備注

1

機械格柵

0.75KWb=5mm

1

 

2

集水池提升泵

40QW10-15-1.5

2

 

3

固液分離機

ZA200 N=5.5kw

1

鑄鐵

4

1#中間水池提升泵

40QW10-15-1.5

2

鑄鐵

5

潛水攪拌機

QJB4/6 ,0.75kw

2

不鏽鋼

6

羅茨風機

4m3/min,49.9kpa4.0kw

2

 

7

混合液回流泵

50QW18-15-1.5

2

鑄鐵

8

汙泥回流泵

40QW10-15-1.5

1

鑄鐵

9

2#中間水池提升泵

40QW10-15-1.5

2

鑄鐵

10

加藥泵

200L

2

 

11

液位開關

 

4

 

12

集水池穿孔曝氣

Φ25

1

UPVC

13

三相分離器

 

1

碳鋼防腐

14

缺氧池組合填料及支架

Φ150組合填料

1

 

15

缺氧池穿孔曝氣

Φ25

2

 

16

缺氧池布水器

Φ70

1

UPVC

17

好氧池組合填料及支架

Φ150組合填料

1

 

18

微孔曝氣盤

Φ215

1

 

19

斜管填料及支架

DN50

1

 

20

陶粒填料

Φ4

1

 

21

濾板及濾帽

 

1

鋼混

22

曝氣盤

Φ25

1

UPVC

23

板框壓濾機

50m2

1

 

24

螺杆泵

0.75kw

2

 

25

管道及閥門

 

1

 

26

電線電纜

 

1

 

 

第四章  經濟技術指標

§4.1  能源消耗費

在本處理站中主要能源消耗為電力,電耗計算依據處理廠實際用電負荷(kw),不包括備用設備。除主體部分設備電耗外,還有氣浮裝置和混凝加藥泵,汙水處理站總運行功率為17.5kW,電費按0.65/度,廢水總量變化係數按1.25計,則每天每立方米廢水處理的能源消耗費為:

E1=17.5×20×0.85÷1.25÷100=2.38/m3廢水

§4.2  藥劑費

1)厭氧係統

為了保證厭氧係統穩定運行,需對初沉調節池的出水進行堿度調節,向水中添加一定量的碳酸氫鈉。根據初沉調節池出水水質,整個汙水處理站混凝係統每天需投加0.01噸左右的碳酸氫鈉,市場上碳酸氫鈉的價格是1800/噸,則每天每立方米廢水處理的藥劑費為:

E2=0.01×1800÷100=0.18/m3廢水

§4.3  人工費

每人工資800/月算,則每天廢水處理的人工費為:

E3=800÷100÷30=0.27/m3廢水

§4.5  運行費

ET= E1+E2+E =2.38+0.18+0.27=2.83/m3廢水


第五章  技術服務和技術保證

§5.1  技術服務

1. 按要求完成所規定的設計安裝、調試和各項測試。

2. 專人負責設備(包括圖紙資料、說明書、規範與標準,質量控製各檢驗標準)的供貨。

3. 負責全麵解釋所提供的技術文件、圖紙及操作說明書、工程範圍內的各種技術問題,並找出解決辦法。

4. 負責培訓業主的運行人員,並對所提供技術指導的正確性負責。

5. 施工工期:5~6個月。

6. 調試計劃

——試運行

——空載測試

——負荷測試

——性能測試

7. 培訓計劃

——係統講課;

——安裝現場進行實際訓練;

——提供必要的講義、使用說明書和圖紙;

——汙水淨化裝置的設備部件及其功能;

——排放測定方法;

——日常維護指導。

§5.2  技術保證

5.2.1  設備保證

設備保證期為一年,從設備的交接算起。

被修理和被替換部件的保證期計算方法也相同,即從修理或替換之日起計算。

5.2.2  功能保證

汙水淨化係統不妨礙生產的正常運行。

汙水淨化係統保證足夠的處理量,配合生產需要調節所處理水量。

5.2.3  性能保證

經處理後的汙水達到中華人民共和國《畜禽養殖業汙染物排放標準》(GB18596-2001)。 

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