养猪企业污水处理工程工艺方案.doc

湖南***股份有限公司
常宁宜潭污水处理工程工艺方案

项目负责人
签名
日期
生产管理技术开发部
签名
日期
投资部
签名
日期
项目投资分管高管
签名
日期
工艺设计分管高管
签名
日期
总经理室
签名
日期
董事长
签名
日期

各部门对工艺设计方案提出意见

生产管理技术开发部：

投资部：

工艺设计分管高管：

目 录
第一章 项目概况 1
1.1 项目背景 6
1.2 项目概况 6
1.3 编制依据及主要规范、标准 6
1.4 编制范围 7
1.5 编制原则 7
1.6 废水来源与特点 7
1.7 废水处理难点 7
第二章 废水进、出水水质 9
2.1设计规模 9
2.2设计进水水质 9
2.3 设计出水水质 9
第三章 工艺选择 10
3.1 废水处理方案选择原则 10
3.2 工艺选择 10
3.2.1 物理处理方法 10
3.2.2 化学处理方法 11
3.2.3 生物处理方法 11
3.3 废水处理工艺选择 18
3.3.1 废水处理工艺的选择理由 18
3.3.2 结论 18
第四章 废水处理工艺设计 19
4.1 工艺流程图 19
4.2 工艺流程说明 19
4.3 各工艺单元主要污染物去处理率预测 21
4.4 主要构筑物及工艺设备设计说明 21
4.4.1主要构(建)筑物 21
4.4.2主要工艺设备一览表 22
4.5 建筑设计 24
4.5.1 建筑总平面布置 24
4.5.2 建筑单体 24
4.5.3 建筑装修 24
4.5.4 建筑噪声控制、通风、防腐蚀 24
4.5.5 消防 24
4.6 结构设计 25
4.6.1 材料 25
4.6.2 抗震设计 25
4.6.3 防火设计 25
4.6.4 基础设计 25
4.7 电气设计 25
4.7.1 有关标准 25
4.7.2 设计范围 25
4.7.3 供电电源及电压 25
4.7.4动力配电及电缆敷设 25
4.7.5照明配电 25
4.7.6接地与防雷 26
第五章 经济指标 26
5.1工程投资估算 26
5.1.1 编制说明 26
5.1.2 投资费用估算 26
第六章 售后服务 27
6.1售后服务承诺 27
6.2质保期内售后服务 27
6.3工程质保期结束后售后服务 27

第一章 项目概况
1.1 项目背景
湖南***股份有限公司常宁宜潭分公司（以下简称“宜潭分公司”）是湖南***股份有限公司的出口牲猪生产基地之一，位于常宁市宜潭。常年生猪存栏数15000头。
根据《中华人民共和国环境保护法》、《建设项目环境保护管理条例》、《禽畜养殖污染防治管理办法》及《禽畜养殖业污染防治技术规范》等环保法要求，宜潭分公司已建成养殖废水处理站，处理生产基地产生的生产废水，但由于种种原因，目前废水站功能已经达不到处理生产废水要求，出水时有不达标的情况发生。为响应国家节能减排号召，保护生态环境，宜潭分公司拟将现有废水站进行改造升级，使生产基地的废水经处理达到《污水综合排放标准》（8978-1996）一级标准后排放。
受宜潭分公司的委托，湖南湘牛环保实业有限公司对生产基地废水治理工程进行改造设计。
1.2 项目概况
项目名称：湖南***股份有限公司常宁宜潭分公司。
项目建设单位：湖南***股份有限公司常宁宜潭分公司。
建设规模：400m3/d
1.3 编制依据及主要规范、标准
1. 《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月)；
2. 《中华人民共和国水污染防治法》(1996年5月修正)；
3. 《中华人民共和国水污染防治法实施细则》中华人民共和国国务院令第284号；
4. 《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1996年10月）；
5. 《建设项目环境保护管理条例》（1998年12月29日）中华人民共和国国务院令第253号；
6. 《畜禽养殖业污染物排放标准》（征求意见稿）
7. 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
8. 《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
9. 建设方提供的资料
1.4 编制范围
废水站范围内的全部工程，即包括站内配套管网、废水处理工艺、电气、自控、通风、建筑（及总图）、结构、给排水等专业。
1.5 编制原则
根据国家有关技术、经济等方面的政策和建设方对废水处理工程的要求，确定以下编制原则：
1、严格按照厂区规划要求。
2、设计中选用的方案必须成熟可靠，工艺先进，对水质变化适应性强，保证出水水质；同时尽量减少运行费用，减少外排污泥。
3、尽量节省占地，根据拟建废水处理站处的地质条件及水文气象资料，因地制宜地选择构（建）筑物的结构形式及工程材料，达到节省工程投资的目的。
4、精心设计，合理布局，建设一座符合厂区总体布局要求、与周围环境相协调，并具特色的废水处理站。
5、妥善处置废水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声，避免二次污染。
1.6 废水来源与特点
养殖废水主要有尿液、残余的粪便、饲料残渣、冲洗水和生产过程中产生的生活污水等组成，其中冲洗水占了绝大部分。养殖废水水质特征与畜禽舍结构、清粪方式与冲洗水的使用、饲料营养、畜禽消化功能和生产管理等有关。由于养殖业粪污中含有大量的氮、磷、悬浮物、致病菌和兽药残留等成分，这些污染物如不进行适当处理，一旦进入天然水体、农田就会导致严重的环境污染。
分公司参照现代企业制度要求，进行科学化管理，从生产源头控制污染物的排放量。本生产基地采用集约化饲养，实行饲养全过程控制，疫情况防治使用无药物残留、无污染的兽药，猪舍实行粪尿分离。清粪方式为：夏季采用水冲工艺，冬季采用干清粪工艺。干粪采用人工手推车捡粪送猪粪堆肥场。废水主要来源于猪舍冲洗水、猪尿及少量生活污水。
生产基地排水采用雨污合流制，初期雨水经废水收集系统，进入废水处理站处理达标后排放，其余雨水设旁路排出；生产废水排入场区污水管网，送至污水处理系统，处理达标、消毒后排入受纳水体。
1.7 废水处理难点
　　(1)悬浮物浓度高。废水中含有大量猪粪、猪毛和饲料残渣等悬浮物，需进行预处理去除水体中的大部分悬浮物。其目的在于，一方面后序工序厌氧沼气池对水中的悬浮物要求较高，悬浮物浓度较高时，容易造成布水器的堵塞，增大管理难度；另一方面，悬浮物的去除，可以降低废水中有机物质的浓度，降低废水负荷，降低投资费用。
(2)有机物浓度、氨氮和总磷浓度高。废水中含高浓度的有机物、氨氮和总磷，废水处理工艺采用常规的物化和生化工艺难以达到出水标准要求，工艺线路长，处理流程复杂。
(3)冲击负荷变化大。由于养殖场一般上午，下午各冲一次水，废水瞬时排水量大，对系统冲击负荷大。
(4)分公司由于建厂时间较早，未进行雨污分流，废水处理工艺设计时需考虑雨水的排放和处理。

第二章 废水进、出水水质
2.1设计规模
根据业主提供资料，废水处理规模400m3/d，每天按20小时运行设计，每小时处理水量为20m3/h。
养殖厂冲洗时间一般为上午和下午各一次，排水时间集中在4-6小时内，预处理峰值水量按80m3/h设计。
2.2设计进水水质
根据分公司现有厂区废水水质监测报告。确定废水处理站进水水质如下：
设计进水水质
项目
pH
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS
(mg/L)
氨氮
设计水质
6～9
≤10500
≤4500
≤4000
≤400
2.3 设计出水水质
根据建设方要求，出水COD等指标达到《污水综合排放标准》（8978-1996）一级标准。氨氮小于70mg/l
故废水处理站执行设计排放水质如下：
设计出水水质
项目
pH
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
氨氮(mg/L)
悬浮物
（mg/L）
粪大肠菌数（个/100ml）
水质
6～9
≤100
≤30
≤70
≤70
≤400
第三章 工艺选择
3.1 废水处理方案选择原则
选择适宜的废水处理工艺应当根据处理规模、原废水水质、出水要求、用地条件、工程地质、环境等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合于具体项目的工艺。
废水处理站方案确定将遵循以下的选择原则：
1）认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规范。经处理后的排放废水水质符合国家和地方的有关排放标准和规定，符合环境影响评价文件的要求。
2）应采用处理效果稳定，工艺流程先进、成熟、可靠、简洁，运行管理方便，有利于降低噪音、减少臭味的处理工艺。
3）采用先进的节能技术，降低能耗及运行成本。
4）充分利用现有地形，对废水处理站总图合理布局，尽量减少占地，提高绿化率。
5）选择性价比较高的处理方案。
6）要合理的考虑污泥的处理处置对周围环境的影响。
3.2 工艺选择
废水中成分复杂，含多种污染物质，常用的废水处理采用物化和生化相结合的处理工艺。
3.2.1 物理处理方法
养猪废水处理常用的物理方法有过滤法、沉淀法、吸附法及气浮法。
过滤法和沉淀法常用作养猪废水治理的预处理阶段，主要除去污水中颗粒悬浮物和其它易沉杂质等物质，为后序处理工序做准备。在物理处理法中应用最多的是吸附法,这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床,使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前,国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理) ,该法对去除水中溶解性有机物非常有效,妥善的解决了养猪废水污染负荷高的问题。Saito T1 等人的研究表明,活性炭的吸附率、BOD5去除率、CODCr去除率分别达93%、92%和63% ,活性炭吸附能力可达到500mgCODCr/g炭,污水如先曝气,则会加快吸附速率。但若废水BOD5 > 200mg/ L ,则采用这种方法是不经济的。吸附处理使用的吸附剂多种多样,工程中需考虑吸附剂对土壤的选择性,应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明,在pH=12 的养猪废水中,用硅聚物(甲基氧) 作吸附剂，养猪颗粒粪便去除率可达95%～100%。高岭土也是一种吸附剂,研究表明经长链有机阳离子处理,高岭土能有效地吸附废水中的悬浮颗粒。此外,国内也应用活性硅藻土和煤渣处理养猪废水,费用较低,脱色效果较好,其缺点是泥渣产生量大,且进一步处理难度大。
气浮法是常用的工艺净水方法之一。采用十六烷基三甲基溴化铵作为捕收剂，用离子浮选处理养猪废水中的流出废物的情况，并从浮选机理上加以探讨，用于处理废水处理量大，表面有活性的物质或加入表面活性剂或变成有活性的物质。
3.2.2 化学处理方法
（1）混凝法
主要有混凝沉淀法和混凝气浮法,所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主,其中以碱式氯化铝(PAC) 的架桥吸附性能较好,而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来,国外采用高分子混凝剂者日益增加,且有取代无机混凝剂之势,但在国内因价格原因,使用高分子混凝剂者还不多见。据报道,弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广,若与硫酸铝合用,则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性物质处理效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性物质处理效果差。
（2）化学沉淀法
用易溶的化学药剂（可称沉淀剂）使溶液中的某种离子以它的一种难溶的盐或氢氧化物从溶液中析出，在化学上称为沉淀法，在化学和环境工程上则称为化学沉淀法。废水处理中，常用化学沉淀法去除废水中的有害离子，阳离子如Hg2+、 Cd2+、 Pd2+、Cu2+、Zn2+、Cr2+,阴离子如SO42+、PO42+，在以Na2HPO4和MgSO4为沉淀剂,用化学沉淀法处理高浓度氨氮废水,通过正交试验确定影响因素大小,然后用化学沉淀法处理养猪场的高浓度氨氮废水中,得出最佳工艺条件:在pH值为10.0，n(Mg)∶n(N)=1.2、n(P)∶n(N)=1.02的反应条件下,氨氮去除率达到90%.
3.2.3 生物处理方法
1)、厌氧生物处理方法
厌氧生物处理技术是在厌氧条件下，兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，又称为厌氧消化。
20世纪60年代以来，世界能源短缺问题日益突出，这促使人们对厌氧消化工艺进行重新认识，对处理工艺和反应器结构的设计以及甲烷回收进行了大量研究，使得厌氧消化技术的理论和实践都有了很大进步，并得到广泛应用。厌氧消化具有下列优点：无需搅拌和供氧，动力消耗少；能产生大量含甲烷的沼气，是很好的能源物质，可用于发电和家庭燃气；可高浓度进水，保持高污泥浓度，所以其溶剂有机负荷达到国家标准仍需要进一步处理；初次启动时间长；对温度要求较高；对毒物影响较敏感；遭破坏后，恢复期较长。
废水中的有机物通过厌氧分解分四个阶段加以降解：
（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。
污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket,UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）等；厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床和厌氧生物转盘。
目前升流式厌氧污泥床(UASB）这种新工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，运转及构筑物造价均有所下降，对于不同含固量污水的适应性也强，因而已越来越受到重视，国内外目前已设计和施工的这种工艺较多。
升流式厌氧污泥床有反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 
升流式厌氧污泥床的主要优点是：  
Ø 升流式厌氧污泥床内污泥浓度高。平均污泥浓度为20－40gVSS/1；
Ø 有机负荷高。水力停留时间短。中温发酵，容积负荷一般为10kgCOD/m3．d左右；
Ø 无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；
Ø 污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；
Ø 升流式厌氧污泥床内设三相分离器，一般不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，一般无污泥回流设备。
主要缺点是：  
Ø 进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；  
Ø 污泥床内有短流现象，影响处理能力；  
Ø 对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。  
2) 、生物脱氮处理方法
废水中含有可生化有机质和氨氮，同时除去COD及氨氮的生化处理有几种，如AO工艺、氧化沟工艺、SBR及衍生工艺和氧化塘等。
CASS工艺，即连续循环曝气系统工艺是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR（序批式处理法）的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功，但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后，自动控制技术和监测技术有了飞速发展，新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功，为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”。CASS反应池具有除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物、沉淀等功能均在该池内完成，出水可达标排放。CASS工艺不断完善，发展至今，已在城市污水和工业废水处理领域逐步得到广泛应用。
经预处理的污水连续不断地进入CASS反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气（Aeration）、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。
具有以下优点：
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7、 CCAS法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。无需二沉池，调布置紧凑、占地面积省。
A／O工艺，即缺氧—好氧污水处理工艺，该工艺具有适应能力强，耐冲击负荷，高容积负荷，不产生污泥膨胀，排泥量少，脱氮效果较好等特点，特别适合于中小型污水处理站选用。A／0工艺由缺氧池和好氧池串联而成，在去除有机物的同时可以取得良好的脱氮效果。该工艺的显著特点是将脱氮池设置在除碳过程的前部，即：先将污水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮还原成N：，从而达到脱氮的目的；污水接着进入好氧池，大部分有机物在此得到消化降解，好氧池后设置二沉池，部分沉淀污泥回流至缺氧池，以提供充足的微生物，同时将好氧池内混合液回流至缺氧池，以保证缺氧池有足够的硝酸盐。
曝气生物滤池工艺
曝气生物滤池（BAF－Biological Aerated Filters）也叫淹没式曝气生物滤池（SBAF-Submerged Biological Aerated Filters），是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来的，被称为第三代生物滤池（The Third Generation Filter）。国外在二十世纪二十年代开始进行研究，于八十年代末基本成型，后不断改进，并开发出多种形式。
在开发过程中，充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，即需曝气、高过滤速度、截留悬浮物、需定期反冲洗等特点。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜，此为反冲洗过程。
一般说来，曝气生物滤池具有以下特征：
（1）用粒状填料作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。
（2）区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气。
（3）高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性。
（4）具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再设二次沉淀池。
（5）需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS以及更新生物膜。
曝气生物滤池工艺的主要优点
（1）曝气生物滤池是第三代生物滤池，是真正集生物膜法与活性污泥法于一身的反应器，出水水质高、处理负荷大。滴滤池（普通生物滤池）被称为第一代生物滤池，也是生物滤池最初的雏形，高负荷生物滤池、生物滤塔是在此基础上发展起来的第二代生物滤池，主要特征是增加了处理负荷。曝气生物滤池对生物滤池进行了全面的革新：采用人工强制曝气，代替了自然通风；采用粒径小、比表面积大的滤料，显著提高了生物浓度；采用生物处理与过滤处理联合方式，省去了二次沉淀池；采用反冲洗的方式，免去了堵塞的可能，同时提高了生物膜的活性；采用生物膜加生物絮体联合处理的方式，同时发挥了生物膜法和活性污泥法的优点。
曝气生物滤池同时具有生物氧化降解和过滤的作用，因而可获得很高的出水水质，可达到回用水水质标准。一般来说，对生活污水，二级处理即可达到普通工艺三级处理的水平。对工业废水，即使在可生化性不强的情况下，曝气生物滤池处理效果也优于一般的工艺，因为曝气生物滤池处理有机物不仅依赖于生物氧化，还存在显著的生物吸附和过滤作用，因为可去除粒径较大，可吸附去除一些可生化性不强的物质。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超过10mg/l，出水非常清澈透明；因不断的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄（一般为110微米左右），活性很高。高活性的生物膜不仅体现在生物氧化、降解方面，更表现为生物絮凝、吸附作用。对一些难降解的物质，可将其吸附、截留在池中，得以去除。
（2）占地面积小，基建投资省。曝气生物滤池之后不设二次沉淀池，可省去二次沉淀池的占地和投资。曝气生物滤池占地面积仅为常规工艺的1／10～1／5。处理负荷高、停留时间短，因而池容较小，基建投资比常规工艺节省至少20～30％。
（3）运行费用低。供气能耗在所有好氧生物处理的运行费用中占了相当的比例，曝气生物滤池工艺氧的传输利用效率很高，曝气量小，供氧动力消耗低。氧的利用效率可达20－30％。主要原理为：
a) 因填料粒径很小，气泡在上升过程中，不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，加强了氧气的利用率。
b) 气泡在上升过程中，受到了填料的阻力，延长了停留时间，同样有利于氧气的传质。
c) 研究表明，在BIOFOR中，氧气可直接渗透入生物膜，因而加快了氧气的传质速度，减少了供氧量。
工程实践表明，曝气量为传统活性污泥法的1／20，为氧化沟的1／6，为SBR的1／4～1／3，在很大程度上节省了运行费用。曝气生物滤池水头损失较小，剩余污泥量少且容易处理，维护量很少，这都将保证运行费用较低。
（4）抗冲击负荷能力强，耐低温。运行经验表明，曝气生物滤池可在正常负荷2－3倍的短期冲击负荷下运行，而其出水水质变化很小。这一方面依赖于滤料的高比表面积，当外加有机负荷增加时，滤料表面的生物量可以快速增值；另一方面依赖于整体曝气生物滤池的缓冲能力。此外，生物曝气滤池一旦挂膜成功，可在6－10℃水温下运行，并具有较好的运行效果。
（5）易挂膜，启动快。曝气生物滤池在水温15℃左右，2至3周即可完成挂膜过程。在暂时不使用的情况下可关闭运行，此时滤料表面的生物膜并未死亡，而是以孢子的形式存在，一旦通水曝气，可在很短的时间内恢复正常。污水水温15℃左右，停止运行半月（滤柱内排空水且不曝气），恢复运行后，三天后即完全恢复正常。这一特点使曝气生物滤池非常适合一些水量变化大地区的污水处理。在旅游地区，污水量受季节及旅游人数的变化影响非常大，在旅游淡季时，完全可以关闭部分曝气生物滤池，以减少不必要的运行费用，一旦需要，可在很短的时间内恢复设计处理能力。
（6）曝气生物滤池采用模块化结构，便于后期改、扩建。国内现有污废水处理工艺普遍存在一个缺点：当新增污废水处理量时，必须对原有工艺进行较彻底的修改，主要原因是因为这些工艺都不是模块化结构。曝气生物滤池完全模块化，非常利于后期的扩建和改建，仅需并列增加滤池数即可，不影响已有的工艺运行。
（7）采用自动化控制，易于管理。曝气生物滤池可采用完全自动化控制，管理非常简单。同时由于其本身的结构并不复杂，因而也无需庞杂的自控设备，更无需大量的人员技术培训。
（8）不产生臭气、环境质量高。国内现有污水处理厂的环境质量普遍较差，臭气弥漫、苍蝇等昆虫较多，曝气生物滤池不产生臭气，采用该工艺的污水厂环境质量很高。
根据废水特征，结合成功案例，本废水处理项目拟采用“固液分离+UASB+SBR+A/O+曝气生物滤池+混凝沉淀” 工艺。
3.3 废水处理工艺选择
3.3.1 废水处理工艺的选择理由
对比其他工艺，拟采用工艺有如下特点，更适合作为工本工程项目废水处理工艺：
1） 工艺成熟稳定，已成功应用于多个同类企业和多种行业高浓度废水处理工艺。
2） 工艺采用加强脱氮除磷工艺，适应新排放标准要求。
3） 工艺运行费用低、操作管理方便，设备维护简单，对操作人员技术要求相对较低。
4） 该工艺以成功运用于永安分公司废水处理项目，目前出水COD﹤60mg/l，氨氮﹤25mg/l。工艺运行稳定，运行费用低，易于管理。
3.3.2 结论
“固液分离+UASB+SBR+A/O+曝气生物滤池+混凝沉淀”工艺成熟稳定、运行费用低、操作管理方便、耐冲击负荷能力强，适应新标准排放要求，作为本项目废水处理工艺切实可行。

第四章 废水处理工艺设计
4.1 工艺流程图

4.2 工艺流程说明
1、废水处理部分
生产基地废水经收集后进入废水站中，首先经过人工格栅，去除水体中的大块悬浮物和猪粪。后进入三级沉渣池中，猪粪等悬浮物在沉渣池中进一步沉淀、去除。
将沉渣池分为两格，增加相应排水管道，并联运行，交替使用。保证能将沉渣池的渣彻底清理干净，维持沉渣池容积，减少粪渣进入后段工序的量，减轻后段工序运行负荷。
沉渣池上清液进入调节池中，均匀水质水量。
调节池设循环搅拌水泵和穿孔布水管，利用水力搅拌，将调节池废水充分混合均匀，同时防止粪渣在调节池中沉积，减轻调节池清渣难度。
调节池废水由废水提升泵提升至UASB池（即沼气池）中，利用厌氧发酵，去除水体中的有机物、色度，同时将难以降解的大分子有机物水解成小分子有机物。沼气经脱水后回用至沼气利用点。
沼气池出水进入初沉池中，利用重力分离的原理将沼气池出水中带出的悬浮物、泥渣分离。上清液进入CASS池，进一步进行处理。污泥有污泥泵排入污泥干化场，干化后利用。
本CASS工艺，运行周期为12 h，运行依次为：反应8 h，沉淀1 h，排水1 h，闲置2 h，共4个工序。工艺流程简单，不设二沉池，运行方式灵活，处理效果稳定。CASS池出水进入中间池，后提升至A/O池，进一步进行好氧处理，去除水体中有机物和色度。保证出水COD达到排放要求，色度的进一步降低，降低了后段物化工艺的加药量，降低运行成本。
A/O池出水进入曝气生物滤池，利用曝气生物滤池高效脱氮的功能进一步去除水体中的氨氮和有机物。
出水进入二沉池泥水分离，上清液进入混凝反应池，加入少量药剂进行脱色除磷。因为工艺采用加强生化处理，二沉池出水色度和COD已经接近达标，只需加入少量药剂即可，大大降低了药剂消耗量，降低运行成本。
终沉池进入pH调节池，调节出水pH值，保证出水pH值达标，业主需回用时，可直接回用，或则直接达标排放。
2、污泥处理部分
废水站产生的污泥包含三级沉渣池、初沉池、沼气池、中沉池和终沉池排放的化学污泥及剩余污泥，污泥含水率较高，需经过干化后利用。工艺设置污泥干化场，利用自然风干，将猪粪类污泥干化。滤液回调节池重新处理。

注：UASB池即沼气池参考成都能源环境工程设计院设计的湖南广安生物沼气工程图纸，沼气池500m3×3个共1500 m3，储气柜250m3，含脱水脱硫装置。

4.3 各工艺单元主要污染物去处理率预测
污染物指标
CODcr
BOD5
SS
进水浓度
10500
4500
4000
沉渣池及
调节池
出水
8400
3825
400
去除率
20%
15%
90%
UASB池
出水
2500
1340
—
去除率
70%
65%
—
CASS池
出水
800
469
—
去除率
68%
65%
—
A/O池
出水
300
200
—
去除率
63%
57%
—
曝气生物滤池
出水
120
30
100
去除率
60%
85%
—
混凝沉淀池
出水
75
25
60
去除率
37.5%
17%
40%
排放标准

≤100
≤30
≤70

4.4 主要构筑物及工艺设备设计说明
4.4.1主要构(建)筑物
序号
建筑物、构筑物名称
容积
数量
结构形式
1
沉渣池
30m3
4座

2
调节池
450m3
1座
钢砼结构
2
UASB池
1500m3
1座
钢砼结构
3
初沉池
125m3
1座
钢砼结构
4
CASS池
900m3
2座
钢砼结构
5
A/O池
1070m3
1座
钢砼结构
6
中沉池
120m3
1座
钢砼结构
7
BAF池
160m3
1座
钢砼结构
8
终沉池
210m3
1座
钢砼结构
9
设备房
110m2
1座
砖混结构
10
沼气水封池
230m3
1座
钢砼结构
11
中间水池改造

1座
改造后利用
12
排放水池改造

1座
改造后利用
12
污泥干化场
利用原有好氧池改造
1座

13
事故池
原有厌氧池改造
1座

4.4.2主要工艺设备一览表
编号
名称
型号、规格
单位
数量
一、
粗细格栅池
1
人工格栅
B=0.5，间隙10/3mm，碳钢防腐
套
8
二、
调节池
1
废水自吸提升泵
Q=20m3/h，H＝10m，N＝2.2Kw
台
2
2
流量计
3-30m3/h
台
1
3
废水自吸循环泵
Q=50m3/h，H＝10m，N＝5.5Kw
台
2
三、
UASB池
1
循环泵
配套
台
3
2
布水装置
配套
套
3
3
储气罐
配套
套
1
4
脱硫装置
配套
套
1
四、
初沉池
1
导流筒
碳钢防腐
个
1
2
污泥泵
Q=20m3/h，H＝10m，N＝1.1Kw
台
2
五、
CASS池
1
滗水器
150m3/h
套
2
2
曝气头
Φ300mm
套
720
3
污泥回流泵
Q=20m3/h，H＝10m，N＝1.1Kw
台
2
六、
中间池
1
废水自吸提升泵
Q=25m3/h，H＝10m，N＝2.2Kw
台
2
2
流量计
3-30m3/h
台
1
七、
A/O池
1
曝气头
Φ300mm
套
300
2
填料

m3
450
3
填料支架
碳钢防腐
m2
150
八、
中沉池
1
排泥泵
Q=20m3/h，H＝10m，N＝1.1Kw
台
2
九、
曝气生物滤池

1
生物滤料
配套
项
1
2
滤板
配套
批
1
3
滤头
配套
批
1
4
曝气系统
配套
项
1
十、
终沉池
1
搅拌机
1.1kw，水下不锈钢
套
2
2
斜管填料

m3
32
3
填料支架
碳钢防腐
m2
32
十一、
鼓风机房
1
CASS池罗茨风机
N=30Kw
台
2
2
A/O池罗茨风机
N=18.5Kw
台
2
十二、
加药间
1
石灰加药系统
配套
套
1
2
酸加药系统
配套
套
1
十三、
配套系统
1
管线、管件

批
1
2
阀门

批
1
3
电控、配电系统
含电缆等
项
1
4.5 建筑设计
4.5.1 建筑总平面布置
废水处理站总占地面积3000平方米。总平面设计严格执行国家有关规定，按照适用经济美观的原则，在满足工艺流程的前提下，合理分区。废水站与厂区由绿化带和道路隔开，避免相互干扰，净化了空气污染，力求达到一个具有现代艺术效果的建筑群体，创造一个舒适优美的生产环境。
4.5.2 建筑单体
鼓风机房：砖混结构，平面紧凑，立面错落，活泼明快。与其它建筑物风格一致，相互协调。
污泥脱水间：立面简洁，色彩鲜明，形成韵律感。
4.5.3 建筑装修
1、外墙面：综合楼局部采用玻璃幕墙及金属构件，其余建筑物均采用无釉外墙面砖饰面，构筑物采用涂料饰面。
2、门、窗：采用塑钢门窗，内门采用木门，进出设备大门、隔音门及防火门采用彩钢门。
3、内装修：根据建筑功能而定，各建筑内墙、天棚均有抹灰及饰面。
4、地面：按建筑功能而定。
5、围墙：为混凝土格片半缕空花围墙。
6、屋面：采用Ⅱ级防水屋面。
7、栏杆及油漆：采用不锈钢栏杆；与废水接触的铁件，采用耐酸型的防腐油漆。
4.5.4 建筑噪声控制、通风、防腐蚀
1、对有噪音建筑，内部采用吸音措施，隔音门窗。
2、对加