某种猪废水处理工程毕业设计.docx
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1、某种猪废水处理工程毕业设计第一部分绪论1-1.1 养殖污水来源与现状-I-1.2 养殖污水的特点-1-1.3 养殖污水处理方法-1-1.3.1 物理处理方法-1-1.3.2 化学处理方法-1-1.3.3 生物处理方法-1.1.4 畜禽养殖污水对环境的危害-4-1.4.1 对水体的污染-4-1.4.2 对农田及作物的影响-4-1.4.3 矿物元素与重金属污染-4-1.4.4 残留兽药的污染-4-1.4.5 微生物污染-4-1.5 畜禽养殖业污水处理的基本方法与步骤-4-1.5.1 固液分离-4-1.5.2 厌氧处理-5-1.5.3 好氧处理-5-第二部分方案设计说明5-2.1 原始资料-5-2.
2、1.1 工程概况-5-2.1.2 设计资料-6-2.1.3 设计根据-6-2.1.4 指导思想-6-2.1.5 设计原则-7-2.2 养殖污水工艺流程的设计-7-2.2.1 通常原则-7.2.2.2 方案比较-7-2.3 工艺流程及设备说明-10-2.3.1 格栅间-10-2.3.2 ;冗砂3也-10-2.3.3 固液分离机-H-2.3.4 调节池-H-2.3.5 多斗式平流沉淀池-12-2.3.6 中间水池-12-2.3.7 氮吹脱塔-13-2.3.8 上流式厌氧污泥床-13-2.3.9 生物接触氧化池-14-建筑决料下栽就在筑龙网2.3.10 二:冗:也-15-2.3.11 污泥贮:也-1
3、6-2.3.12 污泥浓缩池-16-2.3.13 污泥脱水池-16-2.3.14 粪渣干化场-17-2.3.15 消毒池-17-2.3.16 计量堰-17-2.3.17 其他附属构筑物-17-2.3.18 要紧设备-17-2.3.19 污水处理效果预测-18.第三部分设计计算18-第一章格栅-18-1.1 设计数据-19-1.2 设计计算-19-第二章沉砂池-25-2.1 设计数据-25-2.2 设计计算-25-第三章固液分离机-30-3.1 压滤机类型-30-3.2 压滤面积的求定-31-3.3 压滤脱水的过滤周期-31-3.4 污泥的计算量-31-3.5 压滤机选型-32-第四章调节池-3
4、3-4.1 设计数据-33-4.2 调节池类型-33.4.3 设计要点-33-4.4 设计要求-33-4.5 设计计算-34-第五章多斗式平流沉淀池-36-5.1 简介-36-5.2 设计计算-36-第六章中间水池-40-6.1 简介-40-6.2 设计计算-40-第七章氨吹脱塔-42.7.1 简介-42-7.2 设计计算-43-筑裙料下载就在筑龙网第八章上流式厌氧污泥床-46-8.1 简介-46-8.2 设计计算-47-第九章接触氧化池-57-9.1 简介-57-9.2 设计根据-58-9.3 设计数据-58-9.4 设计计算-58-第十章二次沉淀池-66-10.1 池型选择-66-10.2
5、 设计数据-66-10.3 设计计算-67-第十一章贮泥池-TOIL1贮泥池的作用-70-11.2贮泥池计算-70-第十二章污泥浓缩-72-12.1 设计数据-72-12.2 设计计算-73-第十三章污泥脱水机房-77-13.1 机械脱水前预处理-77-13.2 机械脱水方法-77-13.3 带式压滤机设备选型-78-第十四章粪渣干化场-80-14.1 干化场的脱水特点及影响因素-80-14.2 设计计算-80-第十五章消毒池-83-15.1 紫外线消毒的优缺点-83.15.2 影响紫外线消毒的因素-83-15.3 紫外消毒设备-84-15.4 设计要点-84-15.5 设计计算-84-第十六
6、章计量设备-86-16.1 计量设备布置原则-86-16.2 咽喉式计量槽的通常规定-86-第四部分污水处理站的平面布置与高程布置88-第一章污水处理站的平面布置-88-1.1 各处理单元构筑物的平面布置.88-1.2 管、渠的平面布置-88-1.3 辅助建筑物-88-第二章污水处理站的高程布置-90-2.1 污水高程-91-2.2 污泥高程-98-2.3 缺失计算-100-2.4 确定高程-102-第五部分投资估算104-第一章工程土建投资估算-104-1.1 工程土建投资估算-104-1.2 设备投资估算-104-1.3 工程其它投资估算-105-1.4 工程总投资估算-105-第二章运行
7、费用估算-106-2.1 人员编制-106-2.2 酉己电负荷-106-2.3 工程运行费用分析-106-第三章污水处理系统的综合技术经济指标-108-参考文献109-谢辞110-附录111-I筑姿料下费就在筑龙网第一部分绪论1.1 养殖污水来源与现状养猪场污水要紧是猪的排泄物(猪尿及部分猪粪)与猪舍冲洗水的混合物。我国畜禽养殖业已从传统的庭院式养殖向集约化规模方向进展。这种生产方式有利于提高养猪场的饲养技术、防疫水平、饲料利用效率与管理水平,比传统农户分散饲养大大降低生产成本并提高生产率。但畜禽养殖业的迅猛进展同时也产生了相应的环境问题,其中畜禽粪尿及畜舍冲洗污水的污染最为突出,成为制约全国
8、各地畜禽养殖业进展的重要影响因素之一。有关资料说明,一个万头猪场的年产粪便约为3600吨,年产尿量约为5400吨,此外,还需要耗费约为570万吨猪舍冲洗水。畜禽粪尿排泄物及污水中含有大量的有机物:氮、磷。悬浮物及致病菌是农业面源污染最要紧的来源之一。由此,从环境保护与农业可持续进展角度,畜禽养殖业污水治理工作已成为当务之急。1.2 养殖污水的特点1)排水量大、集中、水力冲击负荷强;2)有机物浓度高、固液混杂;3)污水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药与各类人畜共患病原体等微生物(污染物);4)生猪养殖业系微利产业,受到自然与市场的双重压力。因此,我们务必研究出投资少,运行成本低,管理方便,处理
9、效果好的装置与相配套的发酵工艺,尽可能使污水处理后得到资源化利用,既消除污染,又化害为利,促进经济进展。1.3 养殖污水处理方法1.3.1 物理处理方法养殖污水物理处理对象有:污水中较大的悬浮物与杂质、饲料残渣、猪毛猪尿及其它能够堵塞或者磨损管道与水泵的物质,污水经化学处理的反应产物,污水生物处理后生成的活性污泥或者生物膜。物理处理方法有:格栅、沉淀、过滤1.3.2 化学处理方法养殖污水化学处理对象有:污水中溶解性的有害物质,如酸、碱性有机物、助剂等。化学处理方法有:混凝、消毒、中与等1.3.3 生物处理方法(1)厌氧生物处理技术污水的厌氧生物处理是指在没有游离氧的情况下,以厌氧微生物为主对有
10、机物进行降解的一种处理方法。在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化与物被降解,转化为简单、稳固的化合物,同时释放能量。1)水解酸化池作用机理:通常把厌氧发酵过程分为四个阶段,即a、水解阶段b、酸化阶段c、酸衰退阶段d、甲烷化阶段,而中解反应池把反应过程操纵在前面水解与酸二行盛阶段:可使固体有机物质降解为溶解性物质,大分子有机物质降解为小e染i尼为可阶段,碳水化合物等有机物降解为有机酸,要紧是乙酸、丁酸与丙酸等空不黑进行得相对较快,通常难于将它们分开,此阶段的要紧微生物是水解-臂腱郴在水解酸化反应过程中首先大量微生物将进水中呈颗粒与胶体状有机物迅速截流与吸附,这是一个快速的物理过程,只需要几秒钟到几
11、十秒就进行完全,被截留下来的有机物吸附在水解污泥表面,被缓慢分解;它在系统中的停留时间取决于污泥停留时间,与水力停留时间无关;在水解产酸菌的作用下将大分子难于生物降解的物质转变为易于降解的小分子物质,并重新释放到溶液中,在较高的水力负荷下随水流出系统,由于水解与产酸菌时代期较短。因此,这一过程也是迅速的。污水通过水解反应后可提高其生化性能,降低污水PH值,减少污泥产量,为后续好氧生物处理制造有利条件。2)升流式厌氧污泥床反应器(即UASB)UASB法与其它类型的厌氧反应器相比较,具有一系列优点:1)污泥床内生物量多;2)容积负荷率高,污水在反应器中的水力停留时间较短,因此所需池容大大缩小;3)
12、设备简单,运行方便,勿需设沉淀池与污泥回流装置,不需要充填填料,也不需要在反应区内设机械搅拌装置,造价相对较低,便于管理而且不存在堵塞问题。但UASB法多用于啤酒、味精生产的工业污水处理工艺中,在国内很少用于处理养殖污水。3)升流式厌氧生物滤池(即AF法)AF是一种内部填充有微生物载体的厌氧生物反应器。厌氧微生物部分附着生长在填料上,形成厌氧生物膜,部分在填料空隙间处于悬浮状态。污水流过被淹没的填料,污染典型的生产性AF呈筒状,常用直径与高度分别为626m与313m。滤池中可维持相当高的微生物浓度,通常可达515依CO。/。/.),故AF能承受较高的有机物体积负荷生产性使用装置的最大有机负荷通
13、常在1016依COO(d)之间。由于较高的污泥浓度与长达100d以上的泥龄,AF具有良好的运行稳固性,较能承受水质或者水量的冲击负荷,在常温下能处理城市污水等低浓度有机污水。AF出水可不回流,但假如出水回流,可降低进水浓度,减小堵塞的可能性,使填料中生物量趋向于均匀分布。AF的另一特点是反应器内污泥产率低,运行启动快。有资料报导,生产性AF在60Od的运行中没有污弃污泥。JhUng等在UASB与AF的对比试验中发现,当进水为高浓度糖蜜污水,有机负荷为08依COO(.d)时,UASB需6周启动时间,AF只用了4周。严伟等也曾报导,用大孔聚氨脂泡沫塑料的AF处理橄榄厂稀释污水,其启动时间比活性污泥
14、法与UASB明显缩短。该工艺也存在一些问题,要紧是:用AF处理含悬浮物浓度高的有机污水易发生堵塞;对布水装置要求较高,否则易发生短流,影响处理效果。厌氧生物滤池是一种内部装填有微生物载体(即滤料)的厌氧生物反应器。(2)好氧生物处理技术一一活性污泥法污水的好氧生物处理是一种在有氧的条件下,以好氧微生物为主,使有机物降解的处理方法。污水中存在的各类有机物,要紧以胶体状、溶解态的有机物为主,作为微生物的营养源。这些有机物通过一系列的生化反应,逐级释放能量,最终以无机物质稳固下来,达到无害化。活性污泥法是目前污水处理中应用最广泛的好氧生物处理技术,近几十年来,其生物反应与净化机理的研究取得了长足的进
15、展,工艺流程渐趋成熟、合理。活性污泥法适合大规模、较高浓度的污水处理。1)氧化沟工艺氧化沟工艺是活性污泥法的一种改型,以连续循环式反应池为生物依二盛焉时曝气条件下运行,污水停留时间长,污泥负荷低。该工艺可省去初沉:一柴I尼知耳气代替鼓风曝气。氧化沟工艺自20世纪50年代开创以来已进展为多种猾篝尔(Carrousel)氧化沟、奥贝尔(Orbal)氧化沟等。氧化沟处理工艺的特点:a,工艺流程简单,构筑物少,运行管理方便;b,曝气设备与构造形式多样化,运行灵活;c,处理效果稳固,出水水质好,并可实现脱氮;d,基建投资省,运行费用低;e,污泥产量少,污泥性质稳固;f,耐冲击负荷能力强,对高浓度工业污水
16、有很大的稀释能力。2)间歇式活性污泥法(即SBR法)间歇式活性污泥法(SequencingBatchReactors,SBR)是近年来在国内外被广泛应用与研究的污水生物处理工艺,其要紧特点是在一个构筑物中完成生物降解与沉淀分离两个过程,该工艺流程简单、投资省、运行费用低、出水水质稳固,同时,缺氧混合与曝气反复交替运行使该工艺具备较好的脱氮除磷功能,具有很好的应用前景。随着研究的不断深入,在SBR工艺基础上产生了许多新的变型,包含间歇式循环延时曝气活性污泥工艺(ICEAS)X循环式活性污泥工艺(CAST)、DAT-IAT工艺等。SBR工艺特点:构造简单,构筑物少,节约了投资与占地面积;运行方式灵
17、活,可满足各类处理要求;(3)处理效果好,对进水水质、水量的波动具有较好的习惯性;活性污泥性状好,污泥产率低;脱氮、除磷效果好。(3)好氧生物处理技术一一生物膜法生物膜法的实质是使细菌与真菌类微生物与原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或者某些载体上生长繁殖,并在其上形成膜状生物污泥一一生物膜。污水与生物膜接触,有机污染物作为营养物质被摄取,污水得到净化。1)生物转盘生物转盘是以一系列转动的盘片代替传统生物滤池滤料,盘片部分浸渍于污水中,通过不断转动与污水与空气接触,完成有机物降解与充氧过程。生物转盘系统工艺特点:微生物附着生长,微生物浓度高,生物相分级,污泥龄长,可生长世代期长的硝化菌,
18、脱氮效果好。生物膜微生物食物链长,产泥量少。可生长氧化性高的丝状菌而无污泥膨胀之忧。对BOD值达1OOOmgZL以上的超高浓度有机污水到IOmg/L下列的超低浓度污水都能够使用生物转盘进行处理,耐冲击负荷能力强。G)不需曝气,无污泥回流,动力消耗低;不需要复杂机械设备,不需要调节生物量,保护管理方便。运行合理,不产生滤池蝇,不出现泡沫,也不产生噪声,无二次污染问题。2)生物流化床生物流化床是利用颗粒载体挂膜并使其流化,污水与流化的颗粒生物膜及悬浮活性污泥充分接触,达到净化的目的。生物流化床处理效率高,适用于小规模、高色度污水的处理。生物流化床的工艺特点:颗粒载体比表面积大(20003000帆2
19、/加3流化床体积),单位体积载体内保持较高的微生物量,污泥浓度可达到3040gL,负荷是普通活性污泥法的1020倍,是一种高效生物处理工艺。微生物附着生长,可承受冲击负荷与毒物负荷,生物膜上可生长世代期长的硝化菌,氨氮去除效果好;同时颗粒生物膜内部可存在缺氧微环境,运行得当时具有一定同步反硝化效果。流化床工艺效率高,占地少,为普通活性污泥法的5%左右,投资省。3)生物接触氧化法.生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法,相当于曝色桀髓辆使填料表面长满各类生物膜,在生物膜作用下,同时污水中存在一定数污泥与脱落的生物膜,污水得到净化。的33三iO0其工艺特点:生物膜微生物相丰富,包含细菌、
20、真菌、原生动物与后生动物,可生长氧化能力强的丝状菌,生态系统及食物链稳固,同时填料对气泡的切割作用可提高氧转移率,微生物增殖快、活性高,生物膜量折算为MLSS可达1015gL0因丝状菌的大量生长,可发挥生物滤网功能,有效提高处理效果。生物接触氧化法可同意较高的有机负荷,处理效率高,有利于缩小池容,减少占地面积。除去除有机污染物外,运行得当还能够实现脱氮,可作为三级处理技术。操作简单,运行方便,易于保护管理,无污泥回流,不产生污泥膨胀现象,污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。对冲击负荷有较强的习惯能力,在间歇运行条件下仍能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。1.4 畜禽养殖污
21、水对环境的危害目前,我国的养殖业集约化程度较低,养殖业带来的环境污染尚未引起广泛重视,而养殖业集约化比率增高,排泄物中含有的氮、磷及饲料残留物将导致单位面积土地上的畜禽排泄量显著增加。若不加以重视,将给环境带来严重的后果。动物粪便不仅影响环境卫生,而且,若在草地上散布含有过量钾粪便,会导致奶牛产乳热发病率增高。1.4.1 对水体的污染1.4.2 对农田及作物的影响畜禽养殖业污水中含有较多的氮、磷、钾等养分,如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力,改良土壤的理化特性,促进农作物的生长。但假如未经任何处理就直接、连续、过量的施用,则会给土壤与农作物的生长造成不良的影响,如引起作物徒长、返青、倒伏,使
22、产量大大降低,推迟成熟期,影响后续作物的生产等。污水中的大量有机物质在土壤中不断累积,尽管可为土壤中栖居的小动物、昆虫、真菌、细菌等提供营养物质与适宜的环境,但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生;此外,大量有机物的积存也会使土壤呈强还原性,而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长,而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放;大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害。1.4.3矿物元素与重金属污染一方面,在畜禽饲料中大量添加的无机磷约75%为植酸磷,由于植酸磷不能被动物汲取利用而直接排出体外,引起污染。另一方面,各饲料厂与养殖场均普遍使用高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂,由于
23、这些金属元素的汲取率与利用率都很低易随粪便排出体外进入环境,已成为我国的一大环境公害。1.4.4 残留兽药的污染I4微生物污染畜禽体的微生物要紧是通过消化道排出体外,通过养殖场污物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。假如对这些粪污不进行无害化处理,大量的有害病菌一旦进入环境,不仅会直接威胁畜禽自身的生存,还会严重危害人体健康。1.5 畜禽养殖业污水处理的基本方法与步骤国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法要紧有综合利用与处理达标排放两大类。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业与保证农业可持续进展的好途径。但是,目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后,加上综合利用前厌氧处理的不到位,常使畜禽粪
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