環(huán)境管理_廢水處理設(shè)計方案

養(yǎng)豬場廢水處理方案設(shè)計指導(dǎo)老師：王電站設(shè) 計 人：王 磊日 期：2011/11/11摘 要本設(shè)計較全面地敘述了設(shè)計方案的選擇與論證、處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算、處理場區(qū)平面布置和高程布置及工程概算等內(nèi)容。設(shè)計主要采用二級厭氧（UASB+ASBR）SBRPFS混凝沉淀工藝處理高濃度養(yǎng)豬場廢水，二級厭氧完成對養(yǎng)豬場廢水的厭氧消化，去除一部分有機物，并同時轉(zhuǎn)化一部分難生物降解的有機物，保持廢水較高的可生化性，之后采用SBR 反應(yīng)器完成對厭氧消化液的生物降解，廢水排放前用混凝沉淀的方法進一步改善水質(zhì)。廢水經(jīng)處理后，出水水質(zhì)完全達到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。關(guān)鍵詞：養(yǎng)豬場廢水、二級厭氧（UASB+ASBR）、SBR、混凝沉淀AbstractThe design detailedly described the selection and demonstration of the design project, the design account of structures, the layout of treatment region, the elevation layout and content, such as budget for the project, respectively. The combined technological process of the two-ply anaerobic digestion(UASB+ASBR)-SBR-PFScoagulating sedimentation was used for piggery wastewater treatment, based on the analysis of the characteristic and existing treatment means of piggery wastewater. After treatment, the treated water can meet the discharging standard.Key words: piggery wastewater、the two-ply anaerobic digestion、SBR、PFScoagulating sedimentation目 錄第1章 前 言51.1 養(yǎng)豬場廢水概述51.1.1養(yǎng)豬場廢水水質(zhì)及水量51.1.2廢水排放標(biāo)準(zhǔn)61.2 設(shè)計原則、依據(jù)及設(shè)計范圍6第2章 養(yǎng)豬場廢水處理工藝設(shè)計72.1 廢水處理工藝流程確定72.1.1處理工藝流程比選82.1.2處理工藝流程圖 122.1.3處理工藝流程說明 122.2 廢水處理工藝設(shè)計計算 142.2.1主要構(gòu)筑物簡介 142.2.2主要處理構(gòu)筑物尺寸簡介 202.2.3主要處理構(gòu)筑物的計算 252.2.4主要設(shè)備選型 35第3章 工程投資估算 423.1 土建工程投資估算 423.2 設(shè)備及器材投資估算423.3 間接費用投資估算433.4工程投資總體估算44 第4章 運行費用分析 44 4.1 計費標(biāo)準(zhǔn) 44 4.2 運行費用 44第5章 結(jié)論45參考文獻46附錄（場區(qū)總平面圖、高程布置圖、主要構(gòu)筑物圖）第1章 前 言1.1 養(yǎng)豬場廢水概述隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展,我國畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展,規(guī)模化、集約化養(yǎng)殖場的數(shù)量逐年增加,養(yǎng)豬廢水已成為中國農(nóng)牧經(jīng)濟中最活躍的增長點和主要支柱產(chǎn)業(yè)之一,現(xiàn)代化養(yǎng)殖技術(shù)促進了我國的畜禽養(yǎng)殖業(yè)向優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。但養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的擴大、飼養(yǎng)方式的轉(zhuǎn)變也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。開發(fā)集約型養(yǎng)殖業(yè)的高效污染控制治理技術(shù)和生態(tài)資源處理技術(shù),建設(shè)生態(tài)型養(yǎng)殖業(yè),對行業(yè)的發(fā)展是非常緊迫和必要的, 也是養(yǎng)豬場廢棄物處理的必然選擇。養(yǎng)豬場廢水主要由豬尿、部分殘余或全部豬糞、飼料殘渣和豬舍清潔用水組成，屬于高濃度有機廢水。養(yǎng)豬場廢水具有以下特點：一是養(yǎng)豬場排放規(guī)律為間歇式，每天上、下午各一次，排放量大，沖擊負(fù)荷大；二是固液混雜，屬高有機、高氮、高磷污水，且碳氮比例失調(diào)，有機質(zhì)濃度高，處理難度很大；三是固體懸浮物(SS)的含量極高、臭味大，并含有大量的病原和散發(fā)出強烈的異味。有關(guān)研究資料表明，豬場排放廢水的BOD高達20008000 mgrL，化學(xué)耗氧量(CODcr)高達5000，20000 mgL，且SS也超標(biāo)數(shù)十倍。1.1.1養(yǎng)豬場廢水水質(zhì)與水量表1廢水水質(zhì)與水量排水 種類排放量（m3/d）主要污染物含量（mg/L）色度 （倍）pHCODcrBOD5SSNH3N廢水39015000200004000700050007000100015005078污水8.735020020045注：糞大腸菌體2.4108個/L1.1.2廢水排放標(biāo)準(zhǔn)表2廢水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)排放 標(biāo)準(zhǔn)主要污染物含量（mg/L）pHCODcrBOD5SSNH3N排放 水質(zhì)4001502008069注：糞大腸菌體10000個/L1.2 設(shè)計原則、依據(jù)及設(shè)計范圍一、設(shè)計原則：1、污水處理工藝技術(shù)可靠，運行費用低廉，投資經(jīng)濟合理，設(shè)備先進可靠；2、工藝設(shè)計具有很好的耐沖擊負(fù)荷和操作的靈活性；3、整體布局簡潔、合理、美觀，符合國家有關(guān)綠化及環(huán)保、消防規(guī)定；4、動力設(shè)備采用先進設(shè)備，保證能長期平穩(wěn)運行；5、綜合具體的場地條件，設(shè)計時能考慮設(shè)備和構(gòu)筑物的平面布置及其合理的高程分布，同時考慮采用高效率的設(shè)備，盡量減少占地面積。二、設(shè)計依據(jù)：1、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（8978-1996）2、室外排水設(shè)計規(guī)范（GB501012005），1997年出版3、三廢處理工程技術(shù)手冊（廢水卷），化學(xué)工業(yè)出版社4、建筑給水排水設(shè)計手冊，中國建筑工業(yè)出版社5、給水、排水工程設(shè)計規(guī)范GBJ69-846、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-20027、磚體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GBJ3-88三、設(shè)計范圍：1、養(yǎng)豬場廢水處理工藝設(shè)計；2、污水處理場區(qū)內(nèi)土建工程，電器儀表及設(shè)備安裝。第2章 養(yǎng)豬場廢水處理工藝設(shè)計2.1 廢水處理工藝流程確定養(yǎng)豬場外排廢水的主要特征是：有機物濃度高、懸浮物多、色度深，并含有大量的細(xì)菌，因含有大量動物的屎尿而使NH3-N濃度很高。廢水中的污染物主要以固態(tài)、溶解態(tài)存在的碳水化合物形式存在，使廢水表現(xiàn)出很高的BOD5 、CODcr 、SS和色度等，污染物可生物降解性好，此外廢水中含有大量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)。廢水中的固體殘渣主要為有機物質(zhì)，如不進行有效固液分離，就會給后續(xù)處理帶來困難，增加處理負(fù)荷，影響處理效果。因此在工藝上必須強化預(yù)處理。采用物理方法作為強化預(yù)處理工藝，對廢水進行固液分離是降低有機物負(fù)荷最有效方法，物理方法占地面積小，處理效率高，不受負(fù)荷、水質(zhì)、溫度等其它條件影響，不對環(huán)境造成二次污染。國內(nèi)外多年的實踐證明，對于易生物降解的有機廢水，生化處理是最為有效和經(jīng)濟的處理技術(shù)，包括厭氧、好氧技術(shù)等。對于濃度較高的有機廢水單獨的厭氧處理一般不能夠達到處理要求，知單獨的厭氧處理或單獨的好氧處理對處理養(yǎng)豬場廢水都是不適合的，單獨厭氧處理的出水COD 達不到排放要求而且不能去除廢水中的氨氮，單獨的好氧處理不能承受如此高濃度的廢水，必然出現(xiàn)污泥膨脹等一系列問題，而且運行費用較高。厭氧好氧串聯(lián)工藝結(jié)合了厭氧處理工藝和好氧處理工藝的優(yōu)點而避免了各自的缺點，厭氧處理工藝能耗低、污泥產(chǎn)量低，負(fù)荷高，但出水不達標(biāo)；好氧處理工藝出水水質(zhì)好，運行穩(wěn)定，但需能耗，污泥產(chǎn)量較高。因此厭氧好氧串聯(lián)工藝在能耗、投資、處理成本和治理效果方面都具有較大的優(yōu)越性。本設(shè)計根據(jù)廢水的水質(zhì)特點及養(yǎng)豬場具體條件，基于多項工程的成功經(jīng)驗，結(jié)合過去的研究成果，通過比較和權(quán)衡處理的效果及經(jīng)濟的合理性，本著投資省、運行費用低、操作管理方便的原則，對養(yǎng)豬場廢水處理擬選擇二級聯(lián)合厭氧消化（UASB+ASBR）-SBR-混凝沉淀的處理工藝。2.1.1處理工藝流程比選國家農(nóng)業(yè)部2001年出臺的畜禽養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站設(shè)計規(guī)范(征求意見稿)中提出畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水處理的兩種方式，即“環(huán)保型”和“生態(tài)型”。規(guī)范中對“環(huán)保型”處理方式工藝要求如圖2-1。圖2-1 “環(huán)保型”規(guī)范處理工藝要求“環(huán)保型”處理方法必須符合“技術(shù)合理、經(jīng)濟合算、安全可靠、管理方便”原則，達到“產(chǎn)氣率高、處理率高、投資合理、運行費用低、穩(wěn)定達標(biāo)和管理方便”的目的，為此，必須對現(xiàn)有工藝進行科學(xué)的選擇。（1）、固液分離工藝無論豬場廢水采用什么系統(tǒng)或綜合措施進行處理，首先都需進行固液分離，這是一道必不可少的環(huán)節(jié)。其重要性及意義主要在兩方面：首先一般豬場排放出來的廢水懸浮物（SS）的含量很高，可高達mg/L，其有機物含量也高。因此，通過固液分離，可使液體部分污染物負(fù)荷降低；其次，通過固液分離，可防止大的固體物進入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，以防造成設(shè)備的堵塞損壞等。此外，在厭氧消化前進行固液分離能增加厭氧消化運行的可靠性，減少所需厭氧反應(yīng)器的尺寸及所需的停留時間，減少氣體產(chǎn)生量30%，并增加COD 的去除效率。固液分離技術(shù)一般有：篩濾、離心、過濾、浮除、沉降、絮凝等。這些技術(shù)都有相應(yīng)的設(shè)備，從而達到濃縮、脫水的目的。從養(yǎng)豬廢水中分離出固體的方法主要是依據(jù)懸浮物的穩(wěn)定性和性質(zhì)而定。固體的比重大小、表面電荷和形態(tài)都會影響固體物在廢水中以及處理過程中的行為，廢水的粘度、比重也是影響分離過程的重要因素。比如當(dāng)固體顆粒與周圍的媒介物間比重差異大時，就有利于沉降。因此，設(shè)計采用機械分離的方式，選用螺旋擠壓式固液分離機，懸浮物的去除率達40%左右，擠壓后干物質(zhì)含水率在65%73%，完全可以達到污水的UASB 處理和生產(chǎn)有機復(fù)合肥的工藝要求。（2）、厭氧發(fā)酵沼氣工藝厭氧消化已被用于大、中、小型豬場廢水的處理，以及農(nóng)村家庭小農(nóng)戶的廢物處理及供能。厭氧消化技術(shù)以處理廢物為主要出發(fā)點的場合中，如大中型豬場，注重通過處理盡可能的去除廢水中的有機物質(zhì)，要求達到較高的去除速率和去除量。在這種前提下，適當(dāng)提高有機質(zhì)負(fù)荷率是有好處的。厭氧處理的污水再用其它技術(shù)處理，直至符合排放標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，如果把厭氧處理對廢水BOD、COD的去除率考慮在50%是最經(jīng)濟的。養(yǎng)豬場廢水有機物含量高，可以采用厭氧消化工藝，去除大量溶解性有機物(可達85%90%)，而且可以殺死傳染性病菌，有利于防疫。升流式厭氧污泥床(UASB)的有機負(fù)荷居第二代反應(yīng)器之首，也是第二代厭氧處理反應(yīng)器中發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛的裝置，污泥顆?；缶哂懈玫目箾_擊性。有研究表明，在反應(yīng)器有機負(fù)荷為810kgCODCrm-3d-1，對豬場廢水調(diào)試穩(wěn)定后，CODCr去除率可以達到75%85%。混合-推流厭氧消化器解決了有機物的短流問題，提高了消化器的有效空間，增大了對有機物的降解效果。在處理高濃度養(yǎng)豬場廢水時，在高有機負(fù)荷條件下運行穩(wěn)定，平均產(chǎn)甲烷率較高，同時系統(tǒng)具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力，增加水力停留時間有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。綜上所述，本設(shè)計選用升流式流化床（UASB）和序批式厭氧污泥床（ASBR）組成聯(lián)合二級厭氧處理工藝。（3）、好氧曝氣工藝?yán)肧BR法來去除集約化豬場廢水高濃度的氨氮和磷時，SBR法操作參數(shù)為8h/周期，30恒溫，SRT10d，HRT1d。廢水初始NH4+-N濃度1682mg/L，PO43-濃度185mg/L，氨氮和PO43-去除率分別為94.3%和96.5%，在8h/周期中，NH4+-N濃度對TN的去除是限制因子，限制濃度為500mg/L。溫度系列8，10，12，14，16，18，20，22，25，30批式試驗證實在不低于18時，溫度可以不作為SBR法處理的限制因素加以考慮。由活性污泥實驗消耗曲線斜率取得氨氮利用率(AUR)、硝態(tài)氮利用率(NUR)、氧氣利用率(OUR)3個參數(shù)，可以有效評價SBR污泥生物活性。ORP可以明顯地區(qū)別SBR法一個周期的各個階段，還可以方便控制SBR 系統(tǒng)氮的去除。香港理工大學(xué)利用好氧序批操作反應(yīng)器(SBR)處理接納養(yǎng)豬廢水曝氣塘出水。SBR進水中BOD和SS濃度分別為2881mg/L、1418mg/L，出水平均BOD和SS濃度分別為18.7mg/L和12.3mg/L。除了較高的基建投資和運行費用外，簡便的操作、較高去除率和低的土地面積需求是其優(yōu)點，尤其是在土地缺乏和地價昂貴的條件下，SBR工藝是比曝氣塘更具有吸引力的一種選擇（4）、混凝和化學(xué)沉淀工藝在廢水中投加某些化學(xué)混凝劑，它與廢水中可溶性物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生難溶于水的沉淀物，或混凝吸附水中的細(xì)微懸浮物及膠體雜物而下沉。這種凈化方法可降低廢水濁度和色度，可去除多種高分子物質(zhì)、有機物、某些金屬毒物以及導(dǎo)致富營養(yǎng)化物質(zhì)氮、磷等可溶性無機物。另外，豬場廢水中會存在沸石、細(xì)菌和營養(yǎng)物質(zhì)，可能將大腸細(xì)菌帶入地表水和地下水，混凝沉淀是防止污染的一種可行辦法。常見的混凝劑有：石灰、硫酸鋁、三氯化鐵、堿式氯化鋁、有機高分子化合物如聚丙烯酰胺（PAM）等。本設(shè)計采用通過添加高分子混凝劑聚合硫酸鐵（PFS）溶液的方法來進行混凝沉淀。（5）、厭氧好氧工藝的優(yōu)點厭氧好氧工藝具有單獨的好氧工藝和單獨的厭氧工藝無法比擬的優(yōu)點：1）由于厭氧反應(yīng)器去除了廢水中大量的有機物和懸浮物，其后的好氧工藝的污泥量會少很多，因此其容積也會小很多。在實踐中，厭氧好氧工藝的總?cè)莘e常不到單獨好氧工藝容積的一半。2）厭氧反應(yīng)器可以省掉污泥穩(wěn)定所需的操作單元：好氧部分的剩余污泥可以循環(huán)至厭氧反應(yīng)器并在那里消化和增濃。3）剩余污泥量比單獨好氧工藝少得多，因為厭氧環(huán)境下污泥產(chǎn)率遠小于好氧。此外厭氧反應(yīng)器的污泥濃度要高得多，因此更易處理。4）由于厭氧反應(yīng)器已除去大部分有機物，所以在好氧部分的需氧量大為減少，由此可節(jié)約能源，并且所需的能有可能從產(chǎn)生的沼氣得到補償。同時由于厭氧反應(yīng)器實際起到一種均衡作用，它減少了好氧部分負(fù)荷的波動，因此好氧部分需氧量穩(wěn)定，這也會使能耗下降，在設(shè)計上需氧的峰值更接近于平均值。2.1.2處理工藝流程圖（詳見圖2-2）2.1.3處理工藝流程說明來自養(yǎng)豬場的廢水首先進入集水井蓄積水量，然后用泵提升至固液分離機進行分離。設(shè)置固液分離機的目的是去除廢水中的糞類物料，避免進入后續(xù)沼氣池，造成沼氣池的堵塞，從而導(dǎo)致清理困難和無法使用的后果。在豬糞進入沼氣池前進行固液分離措施，既可解決豬糞在沼氣池的沉淀問題，極大增強沼氣池的處理能力，又可大大減小沼氣池、生化池的建設(shè)面積。節(jié)省環(huán)保處理的建設(shè)投資和土地使用面積，分離出的豬糞還可直接作為果樹、林木施肥和作為有機肥的原料。固液分離機分離出的廢水進入沉淀池，沉淀分離廢水中的細(xì)小的懸浮顆粒，分離出的沉淀物定期排入集泥池，污水則進入調(diào)節(jié)酸化池。系統(tǒng)配置調(diào)節(jié)酸化池的目的一是調(diào)節(jié)水量，二是廢水預(yù)酸化，提高厭氧單元的效率。調(diào)節(jié)酸化池的廢水定期用泵提升至UASB反應(yīng)器的脈沖布水器，脈沖布水器安裝電加熱器，冬季運行時進行升溫，以保證UASB反應(yīng)器的處理效率。廢水經(jīng)脈沖補水器進入UASB反應(yīng)器進行厭氧反應(yīng)，大量去除廢水的COD、BOD，將其轉(zhuǎn)化為沼氣。UASB反應(yīng)器的出水進入ASBR二級厭氧反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，二級厭氧出水進入絮凝反應(yīng)罐，產(chǎn)生的沼氣則經(jīng)過水封罐，再經(jīng)過脫硫罐和水封罐進入氣柜貯存。沼氣通過沼氣發(fā)電機進行發(fā)電，供給廢水處理系統(tǒng)用電。廢水在PH調(diào)節(jié)罐中投加石灰水，調(diào)整pH進行調(diào)理后，自流進入沉淀池進行沉淀分離。分離后的廢水自流進入吹脫池，污泥則排入集泥池。污水經(jīng)過厭氧處理后，產(chǎn)生了大量的氨氣和其它氣體，為降低后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷，保證處理系統(tǒng)氨氮達標(biāo)，設(shè)置吹脫池利用空氣將其吹脫。吹脫池出水自流進入配水池。配水池的廢水蓄積水量后，用泵提升分配給三個SBR池。廢水在SBR反應(yīng)池中進行好氧反應(yīng)，利用池中好氧微生物的代謝作用將大量的有機污染物和氨氮去除，從而使廢水得到了凈化。SBR池的出水通過潷水器排至水生植物塘，污泥則排入集泥池。污泥處理：固液分離機產(chǎn)生的干泥貯存在干泥場；集泥池污泥用泵提升至污泥濃縮罐進行初步脫水后，在送入板框壓濾機進行脫水處理，分離出的干泥運至干泥場。圖2-2 處理工藝流程圖固液分離機沉淀池調(diào)節(jié)酸化池UASB反應(yīng)器ASBR反應(yīng)器pH調(diào)節(jié)罐沉淀池SBR反應(yīng)器絮凝沉淀池吹脫池干糞池集泥池污泥濃縮脫水池2.2 廢水處理工藝設(shè)計計算2.2.1主要構(gòu)筑物簡介一、UASB反應(yīng)器:厭氧生物處理作為利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，同時產(chǎn)生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機廢水，進水BOD最高濃度可達數(shù)萬mg/l，也可適用于低濃度有機廢水，如城市污水等。 厭氧生物處理過程能耗低；有機容積負(fù)荷高，一般為510kgCOD/m3.d，最高的可達30-50kgCOD/m3d；剩余污泥量少；厭氧菌對營養(yǎng)需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高；耐沖擊負(fù)荷能力強；產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。 在全社會提倡循環(huán)經(jīng)濟，關(guān)注工業(yè)廢棄物實施資源化再生利用的今天，厭氧生物處理顯然是能夠使污水資源化的優(yōu)選工藝。近年來，污水厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現(xiàn)，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物濾池、厭氧膨脹床和流化床，以及第三代厭氧工藝EGSB和IC厭氧反應(yīng)器，發(fā)展十分迅速。 而升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下簡稱UASB）工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源沼氣的一項技術(shù)。對于不同含固量污水的適應(yīng)性也強，且其結(jié)構(gòu)、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術(shù)已經(jīng)成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。1、UASB的由來： 1971年荷蘭瓦格寧根（Wageningen）農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格（Lettinga）教授通過物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用重力場對不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離，形成了上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應(yīng)器處理甜菜制糖廢水時，發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，即顆粒污泥（granular sludge）。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進了以UASB為代表的第二代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應(yīng)器的誕生奠定了基礎(chǔ)。2、UASB工作原理： UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床?；疽笥校?（1）為污泥絮凝提供有利的物理、化學(xué)和力學(xué)條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能； （2）良好的污泥床?？尚纬梢环N相當(dāng)穩(wěn)定的生物相，保持特定的微生態(tài)環(huán)境，能抵抗較強的擾動力，較大的絮體具有良好的沉淀性能，從而提高設(shè)備內(nèi)的污泥濃度； （3）通過在污泥床設(shè)備內(nèi)設(shè)置一個沉淀區(qū)，使污泥細(xì)顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內(nèi)進一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內(nèi)。3、UASB工藝的優(yōu)缺點：UASB的主要優(yōu)點是： （1）、UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為2040gVSS/1； （2）、有機負(fù)荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右； （3）、無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動； （4）、污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題； （5）、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。主要缺點是： （1）、進水中懸浮物需要適當(dāng)控制，不宜過高； （2）、污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力； （3）、對水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。二、ASBR反應(yīng)器：在高效的廢水處理工藝方面，各國學(xué)者相繼開發(fā)了各種高效厭氧生物反應(yīng)器，如厭氧生物濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）和厭氧流化床（AFB）等。美國教授Dague等人把好氧生物處理的序批式反應(yīng)器（SBR）運用于厭氧處理，開發(fā)了厭氧序批式反應(yīng)器（Anaerobic Sequencing Batch Reactor）簡稱為ASBR。Dague 等人發(fā)現(xiàn)在ASBR可以形成顆粒污泥，污泥沉降快且易于保留在反應(yīng)器內(nèi)，具有高SRT，低HRT。雖然ASBR運行上類似于厭氧接觸法，但ASBR的固液分離在反應(yīng)器內(nèi)部進行，不需另設(shè)澄清池，不需真空脫氣設(shè)備。出水時反應(yīng)器內(nèi)部生物氣的分壓使沉淀污泥不易上浮，沉降性能良好。另外，ASBR中不需UASB中的復(fù)雜的三相分離器。ASBR具有工藝簡單、運行方式靈活、生化反應(yīng)推動力大并耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點而越來越引起人們的重視。典型的ASBR運行周期包括五個階段，即：進水、反應(yīng)、沉淀、出水和空轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)過程是指出水階段與下一個周期的進水階段之間的時間間隔，這可以根據(jù)處理情況的要求進行取舍。在多池的運行系統(tǒng)中，各個反應(yīng)器可以按序列進水，但是每個反應(yīng)器必須在出水階段完成后，才能開始下一輪的進水。進水階段：廢水進入ASBR反應(yīng)器，同時進行攪拌，基質(zhì)濃度迅速增加，根據(jù)Monod 動力學(xué)方程，微生物代謝速率也相應(yīng)增大，直到進水完畢達到最大值。進水體積的確定基于許多因素，包括預(yù)先設(shè)定的水力停留時間(HRT)、有機負(fù)荷率(OLR)以及污泥的沉淀性能。反應(yīng)階段：該階段是有機物轉(zhuǎn)化為生物氣的關(guān)鍵步驟，反應(yīng)所需時間取決于幾個因素，包括廢水成分和濃度、要求達到的水質(zhì)、活性污泥濃度、攪拌效果以及溫度。其中，攪拌對于均化環(huán)境條件(溫度、pH值、基質(zhì)濃度等)是很重要的。但是Dague等人認(rèn)為，過強的攪拌會剪碎污泥絮體，從而導(dǎo)致較差的沉淀效果。同時在研究中發(fā)現(xiàn)：間歇攪拌(2min/h)與連續(xù)攪拌相比，COD去除率基本不變，而污泥沉降性能得到改善，產(chǎn)氣增多。由此Dague認(rèn)為，間歇攪拌比連續(xù)攪拌更加優(yōu)越。沉淀階段：停止攪拌，ASBR池此時的功能和沉淀池相同，以達到充分的固液分離。所需的沉淀時間有所不同，取決于污泥的沉降能力，典型值在1030min范圍內(nèi)。反應(yīng)器內(nèi)的MLSS濃度是影響污泥沉降速度和待排上清液澄清程度的一個重要變量，另一個重要變量是F:M(食料微生物)值。排水階段：經(jīng)過充分的固液分離后進行排水，排水體積一般與本周期進水體積相等，排水時間由排水體積和排水流量確定。一旦排水結(jié)束，即可進行下一周期的操作。三、SBR反應(yīng)器：SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下優(yōu)點： 1、理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。 2、運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，時間短、效率高，出水水質(zhì)好。 3、耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 4、工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活。 5、處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護管理。 6、反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。7、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。 8、脫氮除磷，適當(dāng)控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。9、工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。2.2.2主要處理構(gòu)筑物尺寸簡介1、集水井 1座 作用：調(diào)節(jié)水量 結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：LWH350035004300設(shè)計進水標(biāo)高：-1.000水力停留時間：HRT=3h有效容積：Ve=37m3 有效水深：H=3m池深：H4.3m總?cè)莘e：V=52.6m32、沉淀池 1座 作用：沉淀分離廢水中的固體懸浮物 結(jié)構(gòu)形式：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：LWH900045006100設(shè)計水量：Q50m3/h水力停留時間：HRT=2h有效容積：Ve=100m3 有效水深：H=2.5m池深：H6.1m總?cè)莘e：V=172m33、調(diào)節(jié)酸化池 1座 作用：調(diào)節(jié)水量、勻和水質(zhì)、進行水解酸化反應(yīng) 結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu)、配置頂蓋 尺寸：LWH750070004300設(shè)計水量：Q12.5m3/h水力停留時間：HRT=16.8h有效容積：Ve=210m3 有效水深：H=4m池深：H4.3m總?cè)莘e：V=226m34、UASB反應(yīng)池 4座 作用：進行厭氧反應(yīng)，脫氮除磷、去除COD、BOD 結(jié)構(gòu)形式：地上式鋼砼結(jié)構(gòu)、泡沫板保溫 尺寸：LWH1000065007000設(shè)計水量：Q12.5m3/h水力停留時間：HRT=4d有效容積：Ve=325m3 有效水深：H=5.0m池深：H7m總?cè)莘e：V=455m35、ASBR反應(yīng)池 6座 作用：進一步厭氧反應(yīng)，脫氮除磷、二次去除COD、BOD結(jié)構(gòu)形式：地上式鋼砼結(jié)構(gòu)、泡沫板保溫尺寸：H=80003000水力停留時間：HRT=3d有效容積：Ve=40m3 有效水深：H=6.0m池深：H7.0m總?cè)莘e：V=70m36、配水池 1座 作用：調(diào)節(jié)水量，便于為SBR池配水結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：LWH750070004300水力停留時間：HRT=16.8h有效容積：Ve=210m3 有效水深：H=4m池深：H4.3m總?cè)莘e：V=228m37、沉淀池 1座 作用：沉淀分離廢水中的固體懸浮物 結(jié)構(gòu)形式：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：LWH450045005400水力停留時間：HRT=3.36h有效容積：Ve=42m3 有效水深：H=2.1m池深：H5.4m總?cè)莘e：V=72m38、吹脫池 1座 作用：吹脫廢水中的氨氣和其它有害氣體 結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu)尺寸：LWH450035002000水力停留時間：HRT=1.9h有效容積：Ve=23.6m3 有效水深：H=1.5m池深：H2.0 m總?cè)莘e：V=31.5m39、SBR 3座 作用：調(diào)節(jié)水量，便于為SBR池配水結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：LWH1000090005000每批水水力停留時間：HRT=18h有效容積：Ve=405m3 有效水深：H=4.5m池深：H5.0m總?cè)莘e：V=450m310、絮凝沉淀池 1座作用：PFS絮凝沉淀結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu)尺寸：LWH1500050006000水力停留時間：HRT=80min有效容積：Ve=420m3 有效水深：H=5.5m池深：H6.0m總?cè)莘e：V=450m311、集泥池 1座 作用：蓄積污泥，便于提升 結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：LWH350035004300池深：H4.3m總?cè)莘e：V=52.7m312、風(fēng)機間 1座占地面積：80平米13、值班室、化驗室、控制室 、沼氣發(fā)電機間 1座占地面積：171平米14、沼氣設(shè)備間 1座占地面積：52平米15、污泥脫水棚 1座占地面積：120平米15、氣柜水池 1座 作用：安裝氣柜結(jié)構(gòu)形式：地上式鋼砼結(jié)構(gòu) 尺寸：115007000總?cè)莘e：V=727m32.2.3主要處理構(gòu)筑物的計算（1）格柵渠:由于本工程廢水主要由豬廠的糞便（以固體形式為主）和清洗養(yǎng)豬廠形成的污水（包括殘留豬糞尿液）兩個方面組成，廢水中含有大量的固體懸浮物和大顆粒雜質(zhì)，因此為防止廢水中大量的固體懸浮物，雜質(zhì)堵塞，損壞后續(xù)處理設(shè)施，污水在進入集水池池前，設(shè)置兩格柵井（一用一備）。(1)柵條選矩形鋼，柵條寬度S=0.01m，柵條間隙e=0.01m。安裝傾角=75。最大設(shè)計污水量Qmax=1320m3/d=0.015m3/s，設(shè)柵前水深h=0.3m，過柵流速v=0.6m/s。(2)柵條間隙數(shù)n： （2-1）柵條間隙n取為9。(3)柵槽寬度B：B=S(n-1)+dn=0.01(9-1)+0.019=0.17m （2-2）柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3m，柵槽實取寬度B=0.50m，柵條9根。(4)進水渠道漸寬部分長度L1： （2-3）式中：B1進水渠道寬度；1進水渠道漸寬部位的展開角，一般1=20。則：(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2： （2-4）(6)過柵水頭損失h1： （2-5）式中：h0計算水頭損失 k格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，柵條為矩形截面時取k=3 阻力系數(shù)=（S/e）4/3，與柵條斷面有關(guān)，為銳邊矩形時取=2.42則： h1=0.21m(7)柵前槽總高度H1：取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.3+0.3=0.60m(8)柵后槽總高度H：H=h+h1+h2=0.3+0.21+0.3=0.81m，取為0.8m。(9)格柵總長度：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan=2.3m(10)每日柵渣量： （2-6） 取單位體積污水柵渣量W1為0.15m3/1000m3小于于，采用人工清渣。（2）集水池：集水池用于污水過格柵后均衡水質(zhì)水量，同時通過污水泵提升進入后續(xù)處理設(shè)備。根據(jù)本次設(shè)計污水量，設(shè)置水力停留時間HRT=20min，有效容積=14.0m3，規(guī)格3.5m2m2.5m，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式，計算過程如下： （1）有效容積 V： （2-7）式中：t停留時間，取t=3h。則： Vmax=203=60m3（2）池子面積F： （2-8）式中：h有效水深h，3.8m 。則： F=603.8=18m2（3）池子總高H： （2-9）式中：h1池子超高，m，取=。則： H= h+ h1=3.8+0.5=4.3m（3）絮凝沉淀：(1)反應(yīng)池有效容積V：式中：Q設(shè)計處理水量，m3/h；t反應(yīng)時間,通常2030min。2)反應(yīng)池串聯(lián)格數(shù)及尺寸：反應(yīng)池采用3格串聯(lián),每格有效尺寸為：B=1.5m，L=1.5m，H=1.5mV=3BLH=31.51.51.5 =10.1m3反應(yīng)池超高取0.3m。池子總高度為1.8m。(3)葉輪中心點旋轉(zhuǎn)半徑R=450mm。(4)每臺攪拌機槳板中心點旋轉(zhuǎn)線速度?。旱谝桓瘢簐1=0.5m/s 第二格：v2=0.35m/s 第三格：v3=0.5m/s每臺攪拌機每分鐘的轉(zhuǎn)速為：第一格：第二格：第三格：隔墻過水孔面積按下一檔槳板外緣線速度計算，則攪拌機外緣線速度分別為：第二格：第三格：每條生產(chǎn)線設(shè)計流量為Q=600m3/d=0.007m3/s第一、第二格絮凝池間隔墻過水孔面積為第二、第三格絮凝池間隔墻過水孔面積為(5)絮凝池速度梯度G值核算（按水溫15計，=1.1410-3Pas） （2-10）平均速度梯度：Gt=27.722060=33266，在104105范圍內(nèi)。經(jīng)過驗算，速度梯度與平均速度梯度均較適合。（4）配水系統(tǒng)：渠寬b=0.20m，水深h=0.06m，渠深設(shè)計為0.25m，渠長6m。則渠中水流流速約為：0.40m/s （2-11）（5）出水系統(tǒng)：(1)出水堰的形式及尺寸： （2-12）式中：堰長m；出水堰負(fù)荷，取1.0；設(shè)計流量，m3/s；則：m，取堰長。共四格出水堰，每堰進水流量為0.00175 m3/s，每格堰長為2m，出水收集器采用UPVC自制90三角堰出水。直接查第二版給排水設(shè)計手冊第一冊常用資料P583頁，當(dāng)設(shè)計水量為=6.25m3/h時，過堰水深為70mm，堰寬設(shè)為140mm，堰口間隔60mm，共80個三角堰。 (2)堰上水頭： （2-13）式中：堰上水頭m；每個三角堰出流量，m3/s；則：m。 (3)集水水槽寬B： （2-14）式中：集水水槽寬，m；設(shè)計流量，m3/s；為確保集水槽設(shè)計流量在安全范圍內(nèi)，設(shè)置安全流量則，因此水槽寬取80mm。(4)集水槽深度h：集水槽的臨界水深： （2-15）式中：集水水槽寬，m；安全設(shè)計流量，m3/s；則：m。集水槽的起端水深：式中：h0起端水深m；則：m；??；設(shè)出水槽自由跌落高度：。則集水槽總深度m。(5)進UASB池出水管：取水在管中的流速為， （2-16）式中：出水管直徑，mm；過堰流速，m/s；則：m，取DN100管。（6）排泥系統(tǒng)：(1)污泥總量 （2-17）式中：V初次沉淀污泥量，m3/d；Q污水流量，m3/d；去除率，%；（初次沉淀池以60%計）C0進水懸浮物濃度，mg/L；（進水懸浮物濃度C0為1800 mg/L）P污泥含水率取97%，%；沉淀污泥密度，以1000kg/m3計。則：，排泥間隔為一天兩次，設(shè)置1個污泥斗，則污泥斗的容積應(yīng)大于m3。(2)污泥斗的容積 （2-18）式中：s1污泥斗上口面積，m2； s2污泥斗下口面積，m2。則： 因此污泥斗上口為4.0m 4.0m，下口為0.5m 0.5m，高度為1.8m。斗內(nèi)污泥可用靜水壓或水射泵排除。(3)沉淀池的總高度 （2-19） 式中：沉淀池超高，m，取=0.5； 沉淀區(qū)的有效高度，m； 緩