奶牛場設(shè)計說明書

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 第一章概述3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.1工程名稱3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.2建設(shè)規(guī)模3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2建設(shè)單位3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 1.3設(shè)計單位3 HYPERLINK l bookmark16 o Current

2、Document 1.4項日概況3 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 第二章設(shè)計依據(jù)與設(shè)計原則4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.1設(shè)計依據(jù)4 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 2.2設(shè)計原則4 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.3設(shè)計范圍及規(guī)模4 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 第三章水量、水質(zhì)及處理深度5 HYPERLINK l b

3、ookmark42 o Current Document 3.1設(shè)計水量6 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 3.2原水水質(zhì)6 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.3處理深度6 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 第四章處理工藝選擇6 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 4.1物理化學(xué)法6 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 4.2傳統(tǒng)生物處理技術(shù)74

4、.3自然生物處理技術(shù)11 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 4.4處理工藝選擇124.5處理工藝流程介紹134.6處理工藝特點14 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 第五章工程設(shè)計145.1工程規(guī)模145.2主要構(gòu)筑物參數(shù)15 HYPERLINK l bookmark87 o Current Document 5.3主要設(shè)備參數(shù)15 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 第六章電氣控制系統(tǒng)16 HYPERLINK l bookmark93 o Cur

5、rent Document 第七章工程投資估算16 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 7.1投資范圍167.2投資估算編制說明17 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 7.3投資估算表17 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 第八章經(jīng)濟分析17 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 8.1運行成本17 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 8.2經(jīng)濟損

6、益分析17 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 第九章工程進度計劃19 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 第十章項日組織及有關(guān)技術(shù)措施19 HYPERLINK l bookmark121 o Current Document 第十一章工程服務(wù)20附表一、投資估算表附圖一、平面布置圖附圖二、高程布置圖第一章概述1.1工程名稱奶牛場廢水處理工程1.2建設(shè)規(guī)模日處理廢水，360ma/d1.2建設(shè)單位某奶牛場1.3設(shè)計單位某環(huán)境工程有限公司1.4項目概況隨著奶牛業(yè)的快速發(fā)展，我國奶牛養(yǎng)殖場不斷涌現(xiàn)。產(chǎn)

7、業(yè)的發(fā)展對農(nóng)村 經(jīng)濟、提高城鄉(xiāng)居民生活水平做出了巨大貢獻；但隨著污水的相對集中排放， 也帶來了新的環(huán)境問題，并且日趨嚴重，是形成農(nóng)業(yè)面源污染的主要因素之 一 O奶牛場廢水主要來自于牛糞尿、牛圈沖洗水、擠奶消毒水及奶桶清洗水 等，污水中富含氮磷、有機物、高懸浮物，是一種高濃度的有機廢水。若處 理不當(dāng)，會造成水環(huán)境嚴重污染。我公司結(jié)合以往對于各類型廢水治理的成 功經(jīng)驗，在廣泛聽取相關(guān)人員和專家意見的基礎(chǔ)上，制定了本方案設(shè)計，為 項日的決策提供依據(jù)。第二章設(shè)計依據(jù)與設(shè)計原則2.1設(shè)計依據(jù)2.1.1中華人民共和國環(huán)境保護法2.1.2中華人民共和國水污染防治法2.1.3農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB5084-20

8、052.1.4工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范（GBJ93-86）2.1.5建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準（GBJ68-84）2.1.6建筑給排水設(shè)計規(guī)范GB50015-20032.1.7室外排水設(shè)計規(guī)范GB50014-20032.1.8畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范HJ 497-20092.1.9用戶提供的相關(guān)資料2.2設(shè)計原則2.2.1嚴格執(zhí)行國家環(huán)境保護的有關(guān)要求，確保各項外排水的水質(zhì)指標達到 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB5084-2005的規(guī)定值。2.2.2因地制宜，選用國內(nèi)外先進、可靠、高效的設(shè)備、性能穩(wěn)定可靠的控 制系統(tǒng)，簡化流程降低造價。2.2.3降低噪聲、消除異味、改善水處理站環(huán)境，處理裝置不產(chǎn)

9、生二次污染。 污水處理產(chǎn)生少量的剩余污泥，經(jīng)好氧消化后，定期清除外運。2.3設(shè)計范圍及規(guī)模2.3.1根據(jù)理論排污水量及考慮降低運行費用，設(shè)計處理量為Qh=15m3/h。2.3.2本工程設(shè)計范圍包括污水處理站的工藝、土建、設(shè)備制造、安裝調(diào)試， 電氣與自控等專業(yè)的全部內(nèi)容。2.3.3污水入口由污水管道接入格柵井，排放口以設(shè)備外一米處為交接點。2.3.4電氣控制的電纜線以污水處理站設(shè)備電控柜為交接點。第三章水量、水質(zhì)及處理深度3.1設(shè)計水量根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)，污水排放量確定為：平均日排放污水量：360m3/d每小時污水處理量：Qh=15 m3/h3.2原水水質(zhì)奶牛場廢水主要來自于牛糞尿、牛圈沖洗水、

10、擠奶消毒水及奶桶清洗水 等，污水中富含氮磷、有機物、高懸浮物，是一種高濃度的有機廢水。根據(jù) 業(yè)主提供的資料并參考同類型廢水，擬定設(shè)計指標如下：QW15m3/h； CODrW1200mg/L3.3處理深度污水處理設(shè)施出水達到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB5084-2005，即：CODCrW200mg/L ； BOD5W100mg/L； SSW100mg/L第四章處理工藝選擇奶牛場廢水水質(zhì)水量變化大、沖擊負荷大，而且固液混雜、懸浮物多、 有機質(zhì)濃度高，屬于比較難處理的廢水。日前對奶牛場廢水的處理主要包括: 物化、生化和自然生態(tài)等治理技術(shù)，以下做詳細分析比較。4.1物理化學(xué)法奶牛場廢水含有大量的固體懸浮物，它

11、是COD的主要來源之一。懸浮物 的去除一般采用物理處理法和化學(xué)處理法。4.1.1物理處理法就是利用化糞池或篩網(wǎng)等設(shè)施進行簡單的物理處理方法。此法可去除 40%65%的懸浮物，并使生化需氧量（BOD）下降25%35%。污水流入化糞 池，經(jīng)1224h后，使BOD量降低30%左右，其中的雜質(zhì)下降為污泥，流出 的污水則排入下水道。污泥在化糞池內(nèi)應(yīng)存放36個月，進行厭氧發(fā)酵。4.1.2化學(xué)處理法就是根據(jù)污水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)，用化學(xué)品去除污水中的能 溶解固體物質(zhì)或膠體物質(zhì)的方法。如：化學(xué)消毒處理法，其中最方便有效的 方法是采用氯化消毒法；混凝處理法，即用三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵等 混凝劑，使污

12、水中的懸浮物和膠體物質(zhì)沉淀而達到凈化的日的。4.2傳統(tǒng)生物處理技術(shù)生物處理法就是利用微生物的代謝分解作用，使廢水中呈溶解、膠體以 及微細懸浮狀態(tài)的有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害物質(zhì)的方法。根據(jù)微生物代謝過 程對氧的需求情況，生化處理工藝又可分為厭氧生物處理法及好氧生物處理 法。以下選取其中最具有代表性的，如厭氧UASB工藝，以及好氧SBR、接 觸氧化、MBR工藝等，對幾種技術(shù)的原理及特點作簡單闡述。4.2.1厭氧UASB處理技術(shù)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（簡稱UASB）是由哈蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué) Lettiga等人在19711978年間研制的。其主體部分可分為反應(yīng)區(qū)和氣液固三相分離區(qū)，當(dāng)反應(yīng)器運

13、行時，廢水 以一定的流速自下部進入反應(yīng)器，通過污泥層（床）向上流動。由此，料液 與污泥菌體得以充分接觸并進行生物降解產(chǎn)生沼氣，并形成小氣泡。氣泡上 升將污泥托起形成攪拌，汽水泥混合液上升到三相分離器時被分離，使反應(yīng) 器截留足夠污泥。UASB自誕生以來在一段時間內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，但由于該反應(yīng)器運行 穩(wěn)定性較差、布水器容易堵塞，對人員操作要求也較高，因此也面臨較大局 限。圖1 UASB反應(yīng)器示意圖4.2.2完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法主要由曝氣池、沉淀池二個單元構(gòu)成，其流程圖如圖2所示：一出水進 水 一T 曝氣池 二沉池 I圖2完全混合活性污泥法流程圖與傳統(tǒng)活性污泥法推流式曝氣池不同，完全

14、混合活性污泥法是傳統(tǒng)活性污泥法的一種變形改進，具有以下特點：（1）進入曝氣池的廢水很快由池內(nèi)的混合液稀釋，這種工藝因此有較強的抗負荷沖擊能力。（2）曝氣池內(nèi)水質(zhì)接近相同，各部位F/M值相同，其負荷率高于 傳統(tǒng)活性污泥法。（3）曝氣池內(nèi)混合液的需氧速度均衡，動力消耗低于傳統(tǒng)活性污 泥法。4.2.3好氧SBR處理技術(shù)SBR是序批式活性污泥法的簡稱，該工藝的核心是SBR反應(yīng)池，該池集 均化、初沉、生物降解、二次沉淀等功能于一體，一個完整的運行周期由五 個階段組成，即：進水階段、反應(yīng)階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段。SBR工藝系統(tǒng)構(gòu)筑物少、布置緊湊、節(jié)省占地，但設(shè)備閑置率高，且進 水、曝氣和排水周期

15、運行，設(shè)備起停、閥門啟閉完全依賴自動控制實現(xiàn)，有 時還要求多個SBR池并聯(lián)運行，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，據(jù)此本設(shè)計不建議采用該工藝。進水曝氣曝氣/不曝氣 曝氣進水階段反應(yīng)階段沉淀靜置、不曝氣沉淀階段曝氣排水、排泥 排水階段污泥活化 閑置階段圖3 SBR工藝一個運行周期4.2.4生物接觸氧化處理技術(shù)生物接觸氧化法于20世紀70年代在日本推廣使用，又稱“淹沒式生物 濾池”，由傳統(tǒng)活性污泥法發(fā)展而來的一種處理技術(shù)。生物接觸技術(shù)的反應(yīng)器 構(gòu)成主要包括池體、填料、布水裝置、曝氣裝置等。生物接觸氧化法最大特點就是在池體內(nèi)添加了填料作為微生物生長的載 體，使得單位反應(yīng)器內(nèi)的微生物保有數(shù)量大大的提升，同時由于

16、填料是固定 安裝的，在水流方向上形成了一個縱向污染物濃度梯度，對于不同的污染物 濃度都有著不同的具有針對性的微生物種群，大大提高了反應(yīng)器的利用效率， 并且使出水的質(zhì)量得到了可靠的保證。另外，給微生物提供固定生長的載體， 從根本上解決了其他流動床模式最難以解決的污泥膨脹問題。生物接觸技術(shù)由于占地少、運行管理簡單等優(yōu)勢，在近三十年里，該技 術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用在了中國的小區(qū)、學(xué)校、賓館、餐飲等生活污水的處理 中，但考慮到本項日現(xiàn)場改造的池體深度較淺，且采用該技術(shù)的填料需定期 更換較麻煩，因此不建議采用。d MS-730F01 1 1 U1 J = 11 1 1 =圖4生物接觸氧化池構(gòu)造4.2.5 M

17、BR處理技術(shù)MBR即膜生物反應(yīng)器是利用膜技術(shù)的高效分離能力，將膜分離技術(shù) 和生物反應(yīng)過程有機結(jié)合，取代了二沉池、污泥回流系統(tǒng)以及后續(xù)過濾 處理單元，提高了污泥濃度、延長了污泥齡，減少了剩余污泥排放，而 且大大提高了出水水質(zhì)，通常能夠達到國家中水水質(zhì)標準。但該工藝投資與運行成本較高（噸水投資費用可達30004000元， 運行成本約1.5元），其中MBR膜組件的費用就占設(shè)備部分投資的1/3,而且膜組件市場一直被國外公司壟斷，國產(chǎn)膜壽命還有一定差距。此外，MBR工藝的穩(wěn)定運行主要依賴于高度的自動化控制系統(tǒng)，盡管操作管理簡便、事故率低，但是高度集成的高科技系統(tǒng)直接限制了該工藝在基層單位的推廣使用，基于

18、此，本方案不采用該工藝。曝氣生物反應(yīng)器圖5 一體化MBR4.3自然生物處理技術(shù)自然生物處理法，又稱為生態(tài)處理，是獨立于好氧生物處理和厭氧生物 處理之外的廢水生物處理方法，其中往往存在好氧、兼性和厭氧微生物的共 同作用。其分為穩(wěn)定塘處理、土地處理和介于兩者之間的濕地處理。以下介 紹使用較多的人工濕地處理工藝。4.3.1人工濕地處理技術(shù)人工濕地是由人工建造和監(jiān)督控制的與沼澤地類似的地面，將水有控制的投配到經(jīng)人工構(gòu)造的濕地上，污水在沿一定方向流動的過程中，利用土壤、植物和微生物并經(jīng)物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用進行污水處理的一種自然處理系統(tǒng)。人工濕地由濕地植物、濕地微生物和濕地基質(zhì)組成。人工濕地系統(tǒng)建

19、造和運行費用低，但占地面積大，且設(shè)計、運行參 數(shù)日前尚未成熟，尤其對生物和水力復(fù)雜性及對重要工藝動力學(xué)仍缺乏 理解，植物也容易受到病蟲害的侵害，因此不建議采用。濕地進水管斗濕地填料-濕地填料工濕地出水管濕地填料一】圖6：人工濕地示意圖4.4處理工藝選擇本方案設(shè)計充分考慮污水站的現(xiàn)場狀況，擬在原有設(shè)施的基礎(chǔ)上經(jīng)過簡 單改造，建成完全混合型的活性污泥處理系統(tǒng)。該工藝屬于十分成熟的工藝，曾經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于世界各國的城市及工 業(yè)廢水處理廠，具有易于管理，操作簡單等特點。預(yù)處理簡單、操作管理方 便、構(gòu)造形式靈活、出水水質(zhì)好、基礎(chǔ)設(shè)施投資省、運行費用低等特點。注：虛框內(nèi)構(gòu)筑物為 原有，好氧池利用舊 池改造

20、，沉淀池新建圖7：奶牛場廢水處理流程圖4.5處理工藝流程介紹4.5.1調(diào)節(jié)池奶牛場廢水的水量水質(zhì)變化大，如直接進入生化系統(tǒng)容易造成對生化系 統(tǒng)的沖擊，嚴重會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。調(diào)節(jié)池起到均質(zhì)均量的作用，保證生化系 統(tǒng)的進水的持續(xù)均衡。另外由于奶牛場廢水中含有較大懸浮物，在調(diào)節(jié)池前設(shè)置了人工格柵井， 井內(nèi)裝簡易篩網(wǎng)，用于隔離較大懸浮物，雜物定期清理。調(diào)節(jié)池設(shè)置污水提升泵（原有），將污水提升至厭氧罐處理。原有設(shè)施。4.5.3完全混合活性污泥處理系統(tǒng)包括好氧池、沉淀池、曝氣系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)等。（1）好氧池本池是利用好氧微生物進行生化處理的構(gòu)筑物，功能是對污水中含碳有 機物進行降解和對污水中的氨氮進行硝化

21、。在好氧池內(nèi)安裝了潛水曝氣機和 潛水?dāng)嚢铏C，用以給水體供氧及進行攪拌。本方案采用的潛水曝氣機是葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力排開周圍水形成低 壓區(qū)吸入水流，同時，在葉輪進口處制造真空而吸入空氣，在混氣室中氣與 水充分混合形成均勻的氣水混合液，在離心力作用下快速排出。由于水流噴射極強，造成有效的水流循環(huán)，使空氣被剪切成大量的微小 細胞，極大的提高了其表面積，且由于氣泡上升緩慢使空氣中大量的氧溶于 水，使得該機動力效率由于其他種類的曝氣機。而且與傳統(tǒng)鼓風(fēng)機配水下曝 氣盤相比，安裝維護十分方便。（2）沉淀池好氧池排出的混合液在沉淀池內(nèi)進行泥水分離。沉淀池的構(gòu)造形式可以 分為平流式、豎流式、幅流式和斜板式，而

22、其中又以幅流式沉淀池的效果最 好，因此本方案選擇了幅流式沉淀池。沉淀池上清液達標排放或回用，另外在沉淀池邊設(shè)置污泥回流泵，將沉 淀下來的污泥送回至好氧池，保證好氧池內(nèi)污泥濃度。4.6處理工藝特點4.6.1本工藝最大限度利用了原有設(shè)施，減少占地面積，又降低投資成本。4.6.2本工藝運行穩(wěn)定、運行成本低、維護簡易。4.6.3該系統(tǒng)主要構(gòu)筑物為鋼筋混凝土水池，使用壽命長。4.6.4污泥產(chǎn)量低，不需經(jīng)常清理。第五章工程設(shè)計5.1工程規(guī)模根據(jù)業(yè)主提供的資料，結(jié)合該點的實際情況，初步確定廢水治理工程的土建規(guī)模為：15 m3/h，進水 CODW1200mg/L。5.2主要構(gòu)筑物參數(shù)5.2.1調(diào)節(jié)池（改造）

23、TOC o 1-5 h z 數(shù)量：1座尺寸：LXBXH=15X5.5X2.5m有效容積：165m3HRT：11h5.2.2好氧池（改造）數(shù)量：1座尺寸：LXBXH=24.5X15X2.5m有效容積：735m3HRT：49h5.2.3沉淀池數(shù)量：1座尺寸：R=3.5m,H=3m（池邊）有效容積：115m3（沉淀區(qū)）HRT：7.7h結(jié)構(gòu)：鋼砼5.3主要設(shè)備參數(shù)5.3. 1潛水曝氣機 TOC o 1-5 h z 數(shù)量：4臺參數(shù)：7.5kW5.3.2潛水?dāng)嚢铏C數(shù)量：2臺5.3.3刮泥機（中心傳動）數(shù)量：1臺參數(shù)：R=3.5m,H=3m（池邊）5.3.4污泥回流泵（自吸泵）數(shù)量：1臺參數(shù)：Q=20m3/

24、h，H=15m第六章電氣控制系統(tǒng)本項日設(shè)計包括污水處理站內(nèi)的配電、控制和照明工程等。由業(yè)主負責(zé) 將引入低壓電源引入污水站總電控柜，低壓電源進線側(cè)設(shè)有自動空氣開關(guān)， 作為低壓母線的短路保護及過載電流保護和各回路后備保護。第七章 工程投資估算7.1投資范圍本工程投資范圍包括污水處理站的工藝設(shè)計；建（構(gòu)）筑物的改造和新 建；設(shè)備的采購、安裝；電氣、儀表工程以及整個工藝的調(diào)試等。7.2投資估算編制說明7.2.1 土建項日按項日的工程量套用當(dāng)?shù)亟ㄖこ掏顿Y估算定額及材料價格確定，并考 慮人工費的變動因素。7.2.2安裝工程參照輕工業(yè)部門輕工業(yè)工程設(shè)計概算編制辦法中規(guī)定費率計算，并 按照現(xiàn)行工資水平和材料

25、價格進行調(diào)整編制。7.3投資估算表見附件一。第八章經(jīng)濟分析8.1運行成本系統(tǒng)運行費用主要是電費，無其它藥品消耗，另污水站無須設(shè)專人看管， 管理人員可為兼職?？倷C容量為48.7kW，常開為26.5kW，按0.5元/kWh計，則每天耗電費 用為318元/天。依上述計算，若水量滿負荷時，處理每噸污水運行成本為0.88元。年運 行費用11.6萬元。8.2經(jīng)濟損益分析8.2.1減少排污量以COD為計算指標，按照運行時間365天/年計算，水量為360m3/d，結(jié)果見下表：各指標濃度表名稱進口濃度(mg/L)進口排放量(kg)出口濃度(mg/L)出口排放量(kg)COD120015768020026280通過以上分析可知，廢水站的建設(shè)和運行不僅僅達到保護環(huán)境的日的， 在保護環(huán)境的同時樹立了企業(yè)的良好形象，節(jié)約了企業(yè)的運行成本，真正實 現(xiàn)了經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益的統(tǒng)一。第九章工程進度計劃本項日自簽訂總承包合同起到交付使用止，工期日標55天，工期進度安排如下：10天20天10天15天工程設(shè)計土建施工設(shè)備安裝系統(tǒng)調(diào)試養(yǎng)豬場污水處理工程項日實施進度表簽訂合同（天）204060工程設(shè)計土建施工安裝設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試第十章項目組織及有關(guān)技術(shù)措施主要包括完成