一、企業概括
公司基本情況
山東尚清環保科技有限公司致力于各類廢水處理的研究及工程承建，是一家集固體廢物無害化處理、污水處理和大氣污染治理設備的設計、制造、安裝、調試、運營于一體的現代化高科技企業，公司以高科技為先導、以吸收國外先進技術為基礎，以改進創新為發展動力，以加工制造為根本，并依托浙江工業大學、沈陽農業大學、北方設計院等科研院校，加大科研成果轉化力度，結合嚴謹、求實、富有鉆研精神的人才隊伍，開發并推出多項具有競爭力的環保產品，逐漸取得行業領先的技術優勢。
公司業務范圍
公司自創立以來，已成功承接各類環保工程近百余項，承建的各類污水工程遍布于全國各地，涉及淀粉、印染、啤酒、造紙、豆蛋白加工、油脂、禽畜、制藥、乳品、釀酒、化工、造紙、醫療、餐消、中水回用等行業，在污水處理技術方面積累了豐富的工程經驗。所承建的項目均達到國家相應的排放標準，并順利通過當地環保部門驗收，并為一些大型工程提供過項目建議書和可行性研究報告。公司現有環境工程專業設計人員12名，建筑、結構、電氣、自控儀表、技術經濟等配套專業設計人員9名，其中高中級專業設計人員13名，碩士研究生4名，技術力量雄厚，形成了水質分析、工程設計、工程調試、工程安裝、技術服務等系列技術支持的部門，技術力量得到逐步加強。
公司發展狀況
公司發展注重新產品的開發研制和成果引進工作，已形成系列成套環保技術和產品，并擁有各種現代施工手段和裝備，先進的計算機輔助設計網絡和自動化控制系統等。公司下屬經營部、工程設計部、安裝部、調試部、技術研發部、監控室、設備加工廠等分支機構。主要業務范圍設計工業廢水、農村污水、城鎮污水連片治理、造紙、食品、屠宰、紡織印染、石油化工、煤礦、醫療制藥、大中小型污水處理廠等污水工程、設計、施工及設備制造、大氣污染治理、固體廢物處理、施工設計、環保產品的研制開發、國內外高新技術產品的代理等領域。
公司宗旨
山東尚清始終以“德高尚清，品行天下”的公司理念，以“天道酬勤”為企業精神，以最大的熱忱參與到環保事業中，努力打造環保企業第一品牌，與各界同仁攜手，同進步，共發展，為保護人類環境，創造美好明天而不懈努力。
二、工程概況
2.1 廢水來源
養殖廢水主要產生于養豬場的豬糞廢水，及場地的清洗水等。生產時廢水集中排放。
2.2 廢水水量、水質特點
根據提供的資料，生產過程中排放的廢水量總計10m3/d,廢水中主要含有飼料、毛、尿液及糞便等，廢水從沼氣池出來后經檢測COD：8000，廢水呈墨綠色，具有較強的刺鼻臭味，為降低后續處理工藝的負荷，在此與業主協商通過，將水稀釋三倍，使每天的水量達到30噸，則預算COD≈3000。
豬場廢水的特點是：有機懸浮物含量高，易腐敗，排入水體會消耗水中的溶解氧，破壞生態系統，污染環境。現擬對養殖廢水進行處理，要求出水可以灌溉，或養魚。
三、設計基礎
3.1設計依據
3.1.1建設項目環境保護管理辦法（1986年3月26日國務院環境保護委員會、國家計劃委員會、國家經濟委員會頒發）；
3.1.2建設項目環境保護管理條例（1998年11月18日國務院第10次常務會議通過）；
3.1.3《肉類加工工業水污染物排放標準》(GB13457-92)；
3.1.4《室外排水設計規范》GB50014—2006；
3.1.5甲方提供的有關數據資料。
3.1.6其它規范及標準：
《室外排水設計規范》 GB50014-2006；
《給水排水工程結構設計規范》GBJ69-2002；
《工業防腐設計規范》GBJ46-82；
《工業污染物產生和排放系數手冊》；
《城市區域環境噪聲標準》 GB3096-93；
《供配電系統設計規范》GB50217-94；
《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003;
《自動化儀表選型規定》HG20507-92;
《低壓配電設計規范》GB50054-95；
《泵站設計規范》GB/T50265-97；
3.2設計原則
3.2.1嚴格執行國家和地方環保、衛生和安全等法規，經處理后主要水質指標符合國家有關標準；
3.2.2設計中堅持科學態度，采用的水處理工藝既要體現技術先進、經濟合理，又要成熟、安全可靠，并具有操作簡單、運行管理方便等特點；
3.2.3 處理單元相對緊湊、占地盡可能少，在確保運行穩定、出水水質達標的前提下，盡量降低工程造價及運行成本；
3.2.4設計中堅持污水生化處理與生態化處理思想相結合的原則，營造和諧的污水處理生態環境。
3.3項目范圍
本方案設計范圍包括污水處理工程內的污水處理工藝、土建、電氣控制和污泥貯池等。污水處理工程以外的管網收集、污泥外運處理、出水外排、總電源引線等由業主負責實施。
3.4設計處理規模
根據提供資料，養豬場廢水水量為30m3/d。
四、處理工藝分析
豬場廢水懸浮物質濃度很高,懸浮物質是COD 的主要來源之一,過高的懸浮物質將會影響后續生化處理的效果, 為減輕廢水處理工藝的負荷，建議業主在養殖場所可選用干清糞工藝，將收集的干糞進行堆肥處理，減少廢水的產生量。干濕分離后的廢水經格柵，調節沉淀池后進入沼氣發酵池進行發酵處理，產生的沼氣儲存在儲氣柜內，經脫硫處理后用于生產和生活供熱。沼氣池上清液進入污水處理設備進行處理。
廢水的特征可概括為：
⑴水質水量變化大（該廠廢水為集中排放）；
⑵該廢水可生化性較好，B/C比達到了0.4以上，適合采用生物法處理；
⑶廢水中懸浮物含量很高，除無機性雜質顆粒外，還含有很多流動性差的有機物，它們約占CODCr的40%-50%，根據水質，可以看出養殖廢水可生化性較好，水質渾濁，易腐易臭，形成浮渣，在進行生物處理前必須經過預處理。根據對廢水水質特點以及排放標準的綜合分析對比后確定：
3.1預處理采用氣浮沉淀一體機。
由于污水濃度特別高，預處理使用氣浮沉淀一體機，將進水中大量的有機物通過加藥絮凝后進行分離，設備主體為長方形鋼制結構,底部設有椎體。主要部件有溶氣泵、空壓機、溶氣罐、長方形箱體、氣浮系統、刮泥系統、集泥斗、排泥系統組成。
氣浮沉淀一體機具有以下特點：
1、溶氣罐產生氣泡細小，粒徑為20-40μm，粘附絮凝物牢固，能夠達到良好的氣浮效果。
2、設集泥斗，比重大的沉淀物沉入集泥斗沿排泥口排出。
3、絮凝劑使用量少，成本降低。
4、操作規程易與控制，管理簡單。
氣浮沉淀一體機工作原理：
溶氣罐產生溶氣水，溶氣水通過釋放器減壓釋放到待處理的水中。溶解在水中的空氣從水中釋放出來，形成20-40μm的微小細泡，微氣泡同污水中的懸浮物結合，使懸浮物比重小于水，并逐漸浮到水面形成浮渣。水面上備有刮板系統，將浮渣刮入污泥池；同時，加藥絮凝后比重比水大的沉淀物則下沉至集泥斗，沿排泥口排出，實現雙重排泥。清水從下部經溢流槽進入清水池。
污水處理技術比選
1）生物處理
通常的污水處理站一般采用以下幾種生物處理方法。
A）生物接觸氧化法
生物接觸氧化法屬于生物膜法，具有以下優點和特點：
l 生物接觸氧化法生物池內設置填料，由于填料的比表面積大，池內充氧條件好，生物接觸氧化池內單位容積的生物體量都高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；
l 由于相當一部分微生物固著生長在填料表面，生物接觸氧化法可不設污泥回流系統，也不存在污泥膨脹問題，運行管理方便；
l 由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流屬于完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質水量的驟變有較強的適應能力；
l 由于生物接觸氧化池內生物固體量多，當有機物容積負荷較高時，其F/M（F為有機基質量，M為微生物量）比可以保持在一定水平，因此污泥產量可相當于或低于活性污泥法；
l 因裝載填料，生物接觸氧化池單位制造成本略高，一般適用于中小型（Qd≤2500m3/d）污水處理站。
B）常規活性污泥法
活性污泥法在大中型污水處理中是一種應用最廣的廢水好氧生物處理技術。活性污泥處理系統有效運行的基本條件和特點是：
l 廢水中應有足夠的可溶性易降解物質，作為微生物生理活動必需的營養物，一般活性污泥法必須定期投加按一定配比的營養物質，這樣增加了運行費用和管理難度；
l 混合液必須含有足夠的溶解氧，活性污泥池長有好氧原生動物，氧的需求量較大；
l 活性污泥在池內應呈懸浮狀態，能充分與水接觸和混合；
l 活性污泥連續回流，及時排除剩余污泥，使混合液保持一定的活性污泥濃度；
l 活性污泥生長周期長，對溫度、水質和水量的驟變適應能力差；
l 對微生物有毒害的物質應嚴格控制在允許濃度以內；
l 活性污泥法處理負荷較低，造成設施的體積增大，土建投資也相應增加。
正因為有以上的必要條件和特點，所以活性污泥法運行管理比較專業。另外活性污泥法易產生污泥膨脹，處理負荷較低，不易控制管理，故近年來在中小型污水處理站中的使用越來越少。
C）SBR法
SBR法是近年發展起來的一種較為先進的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀，撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間隙運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成最終出水水質不達標。國內目前還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時今后維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀質量不過關，造成污泥排放控制較困難。
SBR池溢流率低（一般不超過40%），設施體積較大，造成土建投資較高。
由于存在超高必須較高的技術性問題，活性污泥池和SBR池一般只能露天設置，這樣局部影響環境美感（埋地設置時土建投資將大大增加）。接觸氧化工藝各池體可采用埋地設置，設備上方可設置道路或綠化帶，總體布置美觀大方。
綜上所述，本工程生物處理擬采用A/O生物接觸氧化法。
采用A/O生物處理工藝是近幾年來國內外環保工作者用以解決污水脫氮的主要方法，該方法具有如下特點：
l 利用系統中培養的硝化菌及脫氮菌，同時達到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的，與經普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地面積少。
l A/O生物處理系統產生的剩余污泥量較一般生物處理系統少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。
l A/O生物法較一般生物處理系統相比耐沖擊負荷高，運行穩定。
l A/O生物處理系統因將NO2-N轉化成N2，因此不會出現硝化過程中產生NO2-N的積累，而1mg/ NO2-N會引起1.14mgCOD值，因此只硝化時，雖然氨氮濃度可能達標，但COD濃度卻往往超標嚴重。采用A/O生物處理系統不僅能解決有機污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標小于10mg/l?？傊?，經過本工藝流程，出水的各項指標均能達到《城鎮污水處理廠污水物排放標準》（GB18918-2002）中一級A標準。
五、工藝推薦
生化處理單元運用先進的生物接觸氧化法，主要由厭氧、兩級好氧、二次沉淀等工藝組成。這是一種處理效果好、污泥量少、動力消耗低的較為先進的生化處理工藝，通過選用具有針對性的高效微生物制劑和生物酶制劑組合，使傳統意義上很難或不能為微生物降解的有機污染物得到了快速且較為完全的生物降解，并且改善寒冷氣候時的運行，減輕意外事故及有毒物沖擊影響。
同時，將微生物和生物酶固定在特制專利載體上，使微生物的負載量比傳統生物處理工藝提高了10～20倍，使微生物對污水中有機物的降解速度比傳統方法提高了100倍，從而大大提高了處理速度和處理效果并有效避免了生物量的流失。
微生物生化處理的特點
（1）出水水質好且水質穩定。專用高效微生物、生物酶制劑能夠分解脂肪酸、表面活性劑、碳氫化合物、酚類化合物、酮以及不易分解的有機物，增加原生動物的數量和多樣性，減少水質變化對出水質量造成的影響。由于高比表面積親水性新型專利填料的設置，提供了巨大的生物棲息空間，使大量微生物得以附著生存。并且生物膜比較穩定，易于保證生物活性和利于生物量的提高。
（2）節省運行費用。由于新型填料的設置及氣水的相對運動，對氣泡起到切割和阻擋作用，使氣泡的停留時間和氣液接觸的面積增加，實測證明提供了氧的吸收能力，即氧的利用率可達25～30％，曝氣量比一般方法降低2倍以上。
（3）耐沖擊負荷。曝氣強度相對增加2～4倍，這樣水流劇烈攪動，對生物膜表面沖刷加強，使生物膜更新快、年齡短，因而活性高；生物膜表面代謝物質的流動和更新速度快，濃度梯度大，因而加快了傳質速度。在一定范圍內去除率隨COD容積負荷的增大而升高，對波動較大的沖擊負荷有良好的適應性。專用高效微生物、生物酶制劑能迅速從由于負荷和毒物導致的故障中恢復。
（4）該處理裝置結構緊湊，占地面積小，可和其它傳統工藝組合使用，對一些老廠進行技術改造，避免了浪費。
（5）去除無機離子和重金屬離子,運行中不產生不良氣體，能驅除池蠅，美化環境。
六、工藝流程設計
6.2 工藝流程說明
養豬場廢水由管網收集，進入沼氣池發酵處理，厭氧污泥(沼渣)通過污泥濃縮后與干糞一起做堆肥處理，沼氣池上清液進入格柵渠，經格柵攔截雜質及懸浮物，沼氣池上清液自流進入調節池調節水量均化水之后，由泵提升進入氣浮沉淀一體機，通過加藥后，絮凝的有機物比重大的下沉至設備椎底，通過排泥口排至污泥池，比重小的絮凝有機物在氣浮的作用下上升到液面，通過刮渣系統刮至污泥池。在本處理系統內，大部分有機物被降解清除，給后續處理工藝減輕了負荷。經氣浮沉淀一體機處理后的上清液自流至中間水池，經過水量調節后由提升泵提升至地埋式一體化設備，也就是生化處理模塊。在微生物生化處理單元，污水中有機氮含量高，在進行生物降解時會以氨氮的形式出現，所以排入水中的氨氮的指標會升高，而氨氮也是一個污染控制指標，因此在接觸生物池前加厭氧生物池，厭氧生物池可利用回流的混合液中帶入的硝酸鹽和進水中的有機物碳源進行反硝化，使進水中NO２－、NO３－還原成N２達到脫氮作用，在去除有機物的同時降解氨氮值。設備做S型溢流，進入接觸氧化池，接觸氧化池內設置立體彈性填料，該填料具有一定的剛性，整體性好，比重與水略相等，對氣泡作密集性、多層次切割，提高了溶解氧的轉移系數，使水氣與生物膜充分接觸，確保污水處理后各項指標全面達標。設備底部設有廊式布氣裝置，確保布氣均勻，從而保證好氧生化降解高效進行，水中BOD5、CODcr等有機物達到排放標準。好氧生物池出水自流進入二沉池，二沉池采用豎流式沉淀池結構，下部采用錐形集泥斗。去除氧化池中脫落的生物膜或懸浮活性污泥，沉淀池設計表面負荷1.0~2.5m3/m2·h。確保聚凝物的沉降，保證了設備出水水質達標。二沉池的污泥每天定期排放到污泥池內進行濃縮處理。二沉池污泥氣提排入污泥濃縮池。二沉池沉淀下來的污泥進入污泥池，污泥池內設有污泥消化系統，絕大部分有機污泥可得到好氧消化，消化后的污泥由污泥泵定期抽吸外運處理，污泥池上清液回流至調節池。二沉池內上清液過濾器自流進入清水池，由于養殖污水中細菌較多，所以設置一臺二氧化氯發生器往清水池中投加二氧化氯進行消毒。出水可用作農田灌溉或養魚。
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