第一章概述
1.1水质简介
1.1.1废水的来源
规模化养殖场的清粪工艺主要有以下三种，水冲粪工艺、水泡粪工艺以及干清粪工艺。本方案养殖场的清粪工艺为干清粪工艺，工艺流程是将鸭舍内的粪便清除、废水主要是冲洗和饲养管理用水一并排入粪沟内，废水顺沟渠流入集水池。
养殖场排水量大，m3/d，分时段间歇排水。废水主要由尿、部分残余粪、饲料残渣和舍冲洗水组成。鸭场废水若直接排入水体，将会使水质富营养化，对水体危害极大。为保护环境，必须对养场污水进行资源化利用，建造环保型养殖场。
1.1.2废水的特点
养殖废水属于高污染废水，含有大量悬浮物、有机物、氮磷等营养元素和病菌，因而极易对地表水、地下水及土壤造成了严重的污染，同时污染大气，引起传染病和寄生虫病的蔓延，威胁人类的健康。因此，养殖废水的治理已势在必行。
1.1.3废水水质
1.1.3.1进水水质
1.1.3.2出水水质
《畜禽厂养殖废水排放标准》(GB-)
1.2设计标准规范
本废水治理工程方案设计采用的主要设计标准、规范为：
1.《污水综合排放标准》（GB-）；
2.《大气污染物综合排放标准》（GB-）；
3.《恶臭污染物排放标准》（GB-93）；
4.《工业企业厂界噪声标准》年修订（GB-）；
5.《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》（CJ/T-）；
6.《土工合成材料应用技术规范》（GB-98）；
7.《建筑结构设计统一标准》（BGJ68－84）；
8.《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）；
9.《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）；
10.《工业与民用供配电系统设计规范》（GB－95）；
11.《低压配电装置及线路设计规范》（GB－92）；
12.《建筑电气设计技术规范》（GBJ10-83）；
13.《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）；
14.《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》；
15.甲方提供的水质、水量资料；
16.其他有关设计规范。
1.3工程建设范围
本工程的设计和供货范围包括污水处理站区内与废水处理工艺有关的管道工程、工艺及电气设备、仪表的安装工程，废水、给水等公用工程进口从界区边线外1米开始计，动力线接至污水站配电柜。
1.4工程规模标准
本废水治理工程设计规模为m3/d。
1.5工程建设水平
本废水治理工程方案设计充分考虑节省投资及运行成本，工程总体控制建设水平为：
1.执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，污水经处理后达标排放；
2.根据企业规划和实际情况，力求做到系统布局合理，节省投资，又便于运行管理，充分发挥工程投资效益（沼气回收利用）；
3.采用高效、节能、先进、可靠的污水处理新工艺、新技术，实现污水处理站的低耗高效；
4.在已建成相同类型处理站的基础上进行优化，尽可能降低投资和运行费用；
5.工程设备做到“名优产品、运行可靠、安全节能、维护方便”；
6.采用先进可靠的智能化、自动化控制系统，操作管理方便，人员的劳动强度低；
7.各构筑物布置紧凑，同时考虑管线敷设、构筑物施工开槽相互影响，构筑物间留有一定的距离；
8.废水与污泥处理的流向充分利用原有地形、各构筑物之间的连接管渠尽量简单便捷，避免迂回曲折，减少水头损失，降低能耗，厂区的竖向高程设计，尽量做到全厂的土方平衡；
9.废水站区内应设置连通各构筑物和建筑物的道路，区内有一定的绿化面积，其比例不小于全站总面积的30%。
第二章工艺方案的选择
2.1废水处理工艺的选择
目前国家针对畜禽养殖废水的处理出台两种方案，即环保型和生态型两种方式，根据目前状况和建设方要求，本方案设计采用环保型方式处理养殖废水，并利用废水处理中产生的沼气发电，为企业创造经济效益。
环保型处理技术主要包括固液分离、厌氧发酵沼气池、好氧曝气等几方面的技术。以下就这几方面的技术做详细介绍：
2.1.1固液分离技术
无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理，都必须首先进行固液分离，这是一道必不可少的工艺环节，其重要性及意义主要在于：首先，一般养殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高，相应的有机物含量也很高，通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低；其次，通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节，防止设备的堵塞损坏等。此外，在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性，减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，降低设施投资并提高COD的去除效率。固液分离技术一般包括：筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。目前，我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备，其设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机、螺旋挤压式等。本方案设计采用专门针对养殖废水设计的孔板式筛网微滤机进行固液分离
2.1.2厌氧处理技术
厌氧发酵生物处理技术发展到今天已经取得很大的发展，已开发出的各种厌氧反应器种类很多，目前，在畜禽养殖行业粪污资源化利用方面，应用较多的是升流式固体反应器（USR）、完全混合厌氧反应器（CSTR）和上流式厌氧污泥床（UASB）。
（1）升流式固体反应器(USR)构造及工艺特点
升流式固体反应器的构造及工艺特点升流式固体反应器(USR)是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。
（2）上流式厌氧污泥床（UASB）的构造及工艺特点
上流式厌氧污泥床（UASB）的基本原理是：废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷大于50%，可作为能源再次利用，主要用于发电、锅炉燃烧等，既可去除有机污染物，又可回收能源。上流式厌氧污泥床反应器主体是内装颗粒厌氧污泥的容器，上流式厌氧污泥床的技术关键是三相分离器、布水系统及该装置的运行条件，特别是形成颗粒污泥的工艺条件是确保该反应器高效的关键。废水首先被尽可能均匀的引入反应器底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程中，在厌氧状态下产生的沼气引起了内部循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利，在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升，其上部设置专用的气、液、固三相分离器，可使反应器中保持高活性及良好的沉淀性能的厌氧微生物，经分离污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体进入集气室。与一般的厌氧装置比较，效率高，节省投资减少占地面积。UASB是适用于低悬浮固体原料的反应器，高悬浮固体不利于颗粒污泥的形成。
（3）完全混合厌氧反应器（CSTR）的构造及工艺特点
完全混合厌氧反应器（CSTR）适用于畜禽粪污发酵工艺。它在沼气发酵罐内采用机械搅拌技术。增加了反应物质的浓度。其特点是：固体浓度高，TS8-12%，可使畜禽粪便污水全部进行沼气发酵处理。优点是处理浓度高，适用于高浓度，高悬浮的反应原料。缺点是，造价高，运行费用高。因出水浓度较高，一般适宜于以产沼气为主，有使用液态有机肥条件的地区。这种工艺在欧洲等沼气工程发达地区广泛采用，但在我国应用较少，还没有达到国外的技术水平，应用较少。
下面是三种工艺的特点对比
根据以上对比分析，废水中悬浮物含量较低，从占地面积，投资，效率，处理效果等方面综合考虑，本方案沼气厌氧发酵采用上流式固体反应器（UASB）工艺。
2.1.3好氧处理技术
好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。
天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法，亦称自然生物处理法，主要有水体净化和土壤净化两种。前者主要有氧化塘（好氧塘、兼性塘、厌氧塘）和养殖塘等；后者主要有土地处理（慢速渗滤、快速法滤、地面漫流）和人工湿地等。自然生物处理法不仅基建费用低，动力消耗少，该法对难生化降解的有机物、氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理，部分可达到三级处理的效果。此外，在一定条件下，该法配合污水灌溉可实现污水资源化利用。该法的缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时，应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法（SBR）、厌氧/好氧（A/O）及氧化沟法等。就处理效果来讲，接触氧化法和生物转盘的处理效果要好于活性污泥法，虽然生物滤池的处理效果也很好，但易于出现滤池堵塞现象。氧化沟、SBR和A/O、A2/O工艺均属于改进的活性污泥法。氧化沟出水水质好、产生泥量少，也可对污水进行脱氮处理，但其处理的BOD负荷小、占地面积大、运行费用高。SBR法自动化控制程度高，能够对污水进行深度处理。A/O体是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺，A2/O是在A/O工艺基础上增加量厌氧工艺，使其具有除磷工能，其投资虽然偏大，但经该法处理后的水易于达标排放。因此对于那些养殖规模大、氮磷含量高、废水产生量多且有较强经济能力的养殖场可选择A2/O法。本方案设计好氧处理技术采用A2/O活性污泥工艺。
2.2A2/O工艺
2.2.1A2/O工艺原理
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，必须采用该工艺。
2.2.2A2/O工艺特点
（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。
（2）污泥沉降性能好。
（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率必须受运行参数的严格控制。
（5）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
（6）在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于，不会发生污泥膨胀。
（7）污泥中磷含量高，一般为2.5％以上。
（8）反硝化产生的碱度可部分满足硝化过程对碱度的需求，因而降低了化学药剂的消耗，降低了运行费用。
2.2.3缺点
（1）混合液的回流方式在工程上不好处理，泵回流电耗高，管路不好布置。
（2）碳源不足导致氮的去除率不高。
2.3.污泥处理工艺
本废水处理工程产生的污泥可以用来制作有机肥，在减轻污染的同时，为企业创造经济效益。本方案设计中污泥的来源包括格栅栅渣、固液分离机分离出的粪渣、初沉池的沉淀污泥，水解酸化池的排泥、沉淀池的排泥。格栅栅渣、固液分离机分离出的粪渣可以直接制作有机肥，混凝沉淀池的排泥、涡凹气浮的浮渣以及二沉池的排泥进入污泥浓缩池，经过污泥脱水机脱水后制造有机肥。
2.4.沼气处理工艺
污水处理站产生的沼气本方案设计采用沼气发电工艺进行利用，具体工艺设计详见第六章“沼气发电站设计”。
第三章工艺流程设计
工艺流程概述
废水有饲养棚排入集水池，由提升泵送入斜筛干湿分离机，过滤较大颗粒的粪污、羽毛等杂质，而后进入初沉池沉淀不溶性悬浮物，污泥由污泥泵排入污泥池，废水进入调节池调节水量及污染物浓度，废水由提升泵提至气浮池加药使废水中的颗粒物及细小羽毛形成絮体，经气浮去除，使废水中的不溶性污染物达到最小，以利于后续UASB厌氧反应器最大效率的运行。废水由气浮自流至UASB上流式厌氧反应器进行厌氧降解COD，UASB出水进入A2/O脱氮除磷系统，出水进入二沉池，进行污泥沉淀，上清液进入清水池达标外排。污泥由泵送入污泥池沉淀浓缩后泵送进入脱水机脱水后外运。
3.3各工艺段运行效果设计
各工艺段运行效果预测表
第四章污水处理系统设计
4.1污水处理站平面布置
本工程设施及其设备的布置，要与生产厂区协调，并合理安排管道走向，工程现场留出施工便道，以便污泥清运和设备进场。在污水处理站周围尽可能多种植绿化，既可美化环境，又能利用绿化吸收异味和噪音。
4.2污水处理系统各单元设计参数
4.2.1集水池
设计流量m3/d
容积m3
池体结构；钢混
池体尺寸6*6*3
数量1座
提升泵潜污泵Q=30m3/hH=10mN=1.5kw
数量2台（一用一备）
4.2.2斜筛干湿分离机
设计流量m3/d
型号LX2**
处理能力35-45m3/h
功率2.2kw
数量2台
注；由于来水分时段集中来水，微滤机短时处理能力必须加大。
4.2.3初沉池
设计流量/d
表面负荷0.8m3/m2
池体尺寸φ6m*4m
结构形式钢混（半地上）
刮泥机单周边传动刮泥机
型号DZ/0
功率0.55
数量1台
4.2.4调节池
设计流量m3/d
容积m3
池体尺寸8*6*4.2
池体结构钢混
数量1座
提升泵Q=17.5m3/hH=13.7mN=1.5kw
数量2台（一用一备）
4.2.5气浮机
设计流量m3/d
型号wQ20-1
处理能力20m3/h
配用功率10kw
数量1台
4.2.6UASB厌氧反应器
设计流量/d
容积负荷2.5kg/m3.d
设备尺寸φ12*7.5m
停留时间48h
设备数量1台钢构防腐保温
4.2.7A2/O系统
AI池
设计流量/d
容积60m3
尺寸5*2*6
停留时间3h
数量1座
潜水搅拌QJB0.85/8-
数量1台
A2池
设计流量m3/d
容积m3
尺寸5*3.5*6
停留时间6h
潜水搅拌QJB0.85/8-
数量2台
O池
设计流量m3/d
容积m3
尺寸5*13*6
停留时间22小时
污泥负荷0.25kgBOD/kg.MLSS
曝气器φ数量套
曝气风机Q=8.15P=58.8KpaN=15kw
数量2台（一用一备）
消化液回流泵Q=60H=8mN=2.2kw
数量2台（一用一备）
4.2.8二沉池
设计流量m3/d
表面负荷0.8m3/m2.h
池体尺寸φ6m*4m
结构形式钢混
刮泥机单周边转动刮泥机
型号DZ/0
功率0.55kw
污泥回流泵Q=17.5m3/hH=13.7mN=1.5kw
数量2台（一用一备）
4.2.9清水池（用于观察出水情况）
设计流量m3/d
容积18m3
尺寸3*2*3m
停留时间1h
4.2.10设备间
风机房
建筑面积36m2
结构砖混
电控室
建筑面积18m2
结构砖混
化验室
建筑面积18m2
结构砖混
值班室
建筑面积18m2
结构砖混
第五章沼气发电工程设计
5.1沼气产量
沼气主要是废水污染物COD在UASB厌氧反应器内由产甲烷菌的消化降解过程中产生的甲烷、硫化氢、二氧化碳等气体。
沼气产率；η=0.4m3/CODkg，
UASB进水量m3/d×COD去除量5.38kg=kg
沼气产量Q=0.4×=m3/d
5.2各系统设计计算
5.2.1水封罐
设计流量m3/d
水封罐尺寸φ×1
5.2.2汽水分离器
型号STS-2φ×0
数量1套
5.2.3脱硫系统（本方案采用干法脱硫）
设计流量m3/d
干法脱硫塔STL-2φ*
数量2台（一用一备）
5.2.4稳压柜
设计流量m3/d
钟罩容积m3
结构钢结构
钟罩尺寸D=5.2mH=5.0m1座
水槽容积m3
结构钢结构
水槽尺寸D=6.0mH=5.0m1座
加热系统1套（利用蒸汽加热，防止冬季气温较低时水槽上冻）
附属结构导轨、配重
数量1套
5.2.5发电机组
型号参数50kw
数量1台套
5.2.6发电机房
面积36m2
结构砖混
值班室与污水站共用
第六章防腐、保温设计
6.1防腐设计
1.埋地管道外部采用粉刷沥青漆防腐措施，架空管道采用普通防锈漆防腐；
2.UASB厌氧反应器内部防腐采用环氧煤沥青防腐,外部采用防锈漆防腐,底漆、防锈漆各两遍；
3.稳压柜钟罩外壁：两道氯磺化底漆+一道面漆防腐；
水槽内壁：两道环氧煤沥青防腐；
钟罩内壁：两道环氧煤沥青防腐。
6.2保温设计
1.UASB厌氧反应器的保温：罐体采用mm岩棉加0.5mm彩钢板保温；
2.管道的保温：管道采用埋地的方式保温，地面以上的管道采用岩棉加彩钢板保温，50mm岩棉，0.3mm的彩钢板。
第七章投资概算
7.1概算范围
本废水治理工程投资概算范围为：污水处理站界区内与废水处理工艺有关的管道工程、工艺及电气设备、仪表的安装工程，废水、动力线等公用工程进口从界区边线外1米开始计的工程建设投资。
7.2概算依据
土建工程C30钢筋混凝土，按照元/m3进行估算，包含池体、走道板、挖土的费用，不含基础处理费。
设备价格按制造厂现行价格计算，设备运输、安装、调试等费用，按国家规定结合工程实际情况计算。
其它费用按国家规定结合工程实际情况。
7.3.1投资概算
.3工程投资概算
废水治理工程投资概算详见“污水处理站工程投资概算表”。
7.3.2工程总投资
表7-1废水处理站工程投资概算表
说明：土建工程的工程量包括池体、栏杆、预留洞以及预埋件等。
表7-2沼气发电工程投资概算
第八章运行费用及效益分析
8.1电费
表8-1主要设备用电量表
主要设备总装机功率为：52kW
平均日耗电量为：.2kWh
用电费以：RMB0.70元/kWh
工程建成后用电费为：RMB.04元/天
吨水处理电费：RMB0.88元/吨
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