4000方每天养殖废水毕业设计论文
养猪场污水处理设计
郭甜
（甘肃农业大学资源与环境学院环境工程专业，甘肃兰州，730070）
摘要：养殖废水约占全国工业废水排放量的6%，是一种高浓度废水，具有高氨氮浓度，高有机物浓度，高悬浮物浓度的特点。该类废水含有大量高浓度有机化合物、悬浮物、蛋白质、脂肪、病菌及其他碳水化合物，同时废水中N、P含量较高，成分复杂。养殖废水若不进行有效的处理而直接排放，将对水体造成严重的影响。
本工程设计在查阅、收集、分析了大量国内外养殖废水处理工艺的技术文献和工程实例等基础上，从养殖废水的排放现状、废水水质、排放标准，以及养殖废水处理工艺的发展情况和研究现状等方面进行了解。针对养殖废水的特点，通过对多种处理工艺的对比分析，提出了“调节池+气浮+水解酸化+A/O+曝气生物滤池”工艺组合工艺处理生猪养殖废水进行设计和计算，对污水厂进行整体布局，并对技术经济进行分析，以达到污水处理合格，满足排放标准的要求。
Pig farm sewage treatment design
GuoTian
（Major in Environment Engineering in the College of Resource And Environment of Gansu Agriculture University，Gansu Lanzhou，730070）
Abstract: Aquaculture wastewater, which accounts for about 6% of the discharge of industrial wastewater in China, is a kind of high-concentration wastewater with the characteristics of high ammonia nitrogen concentration, high organic concentration and high suspended matter concentration. This kind of wastewater contains a large number of high concentration of organic compounds, suspended solids, proteins, fats, bacteria and other carbohydrates. Meanwhile, the contents of N and P in the wastewater are high and the composition is complex. If the aquaculture wastewater is discharged directly without effective treatment, it will cause serious impact on the water body.
On the basis of consulting, collecting and analyzing a large number of domestic and foreign technical literature and engineering examples of aquaculture wastewater treatment technology, this project design conducts a detailed investigation from the aspects of the current situation of aquaculture wastewater discharge, wastewater quality and discharge standards, as well as the development and research status of aquaculture wastewater treatment technology. According to the characteristics of the aquaculture wastewater, through the comparison and analysis of A variety of treatment process, put forward the "adjust pool + air flotation + hydrolytic acidification + A/O + aeration biological filter process combination pig-breeding wastewater treatment, and to optimize the design and calculation, the overall layout of sewage plant, and the technical and economic analysis, in order to achieve qualified for sewage treatment meet the requirements of discharge standards.
Key words: Aquaculture wastewater; Hydrolytic acidification; A/O; Biological aeration filter
近年来，随着社会的发展、居民收入的增加，人们生活质量的不断提高，对肉类及其加工食品的需求量逐年增大。短期内生猪养殖仍是保持上升趋势，生猪养殖的专业化进程在不断加快。未来，细分企业不断整合壮大，而其他养殖户走向专业化分工。[1]除了传统的繁育到肥猪出栏一体化的养殖模式外，“种猪培育→仔猪哺育→育肥饲养” 的专业化分工协作比例将不断增加。此外，适度的规模经营可有效克服养猪业生产的瓶颈，提升产品的安全性，提高经营效益，实现规模化养殖与效益并行。[2]
养猪行业迅猛发展，废水量也不断加大。废水中含有大量的氮、磷等污染物，如不经无害化处理，直接排放进河流，会造成水体富营养化，对生态环境造成极大的危害。废水含有大量的易于生物降解的有机物，在它们排入水体后，会迅速地耗掉水中的溶解氧，使水体缺氧，从而造成鱼类和水生生物因缺氧而死亡；由于水体中溶解氧的缺乏，还会使水体转变为厌氧状态，这样会使一部分有机物进行厌氧反应，进而导致水质恶化、产生臭味、影响大气质量。因此对屠宰和肉类加工工业废水进行无害化处理，去除其中的有机物和有毒有害的微生物，对于保护生态环境和人类健康是十分必要的。对大量猪养殖废水进行适当处理是可持续发展的猪肉产业的一个主要问题。我国是一个人口大国，农村资源丰富，猪养殖需求量很大。在肉类中对猪肉的需求最多。猪的饲养周期较短，为 179 d，虽然集约经营的猪肉生产快速发展对中国肉类供应的增加作出了实质性的贡献，但也造成环境污染问题，集约化养猪生产的猪养殖废水对环境有负面影响。猪养殖废水中的氮和磷混合物会污染土壤和水体。储存的粪便产生气味，主要是由于蛋白质的厌氧分解。猪粪的化学成分取决于许多因素，包括动物的类型和年龄以及喂养方法。粪便包括固体和液体两部分混合物，液体部分主要包括含氮化合物（包括氨，铵化合物，磷酸盐）和有机物。固体部分主要含有磷化合物，主要以无机形式和有机化合物。猪粪的氮含量决定了其施肥价值。然而，使用猪粪施肥的农田面积正在减小，这将增加粪便的加工成本。畜禽粪便的处理能力取决规模化程度的高低，对于小型养殖场或散养户来说，对畜禽粪便处理缺乏资金支持，难以达到国家排放标准，造成生态环境污染。农业和农村事务部的第 1 号文件提议实施畜牧业的振兴，将猪，牛，肉牛，肉羊和肉鸡划为重点，促进畜禽品种的联合研究和遗传改良，大力实施全县畜禽粪便资源利用项目，实现大型畜牧业县的全覆盖，将大型农场粪便处理设施的设备配套率提高到 100％。同时促进中小型农场和自由放养户的粪便管理，加大对畜禽粪便处理的监管力度，对畜禽粪便资源化综合利用具有深远的意义，同时为农产品质量的不断发展和提高以及农场周围环境污染的治理都带来了良好的效果。
因此，在经济快速增长的今天，应高度重视畜禽猪养殖废水污染对环境带来的严重问题。本研究利用植物性材料对生猪养殖粪便污染废水进行处理，对畜禽废弃物处理措施和粘液环境污染的治理具有重要意义。
材料与方法
设计内容
本项目按照新建工程进行设计，主要设计内容包括：
1、对水质水量特点进行理解；
2、工艺流程设计；
3、各工艺单元设计计算；
4、工艺合理性分析，并得出结论。
设计的基本依据
(1)《中华人民共和国环境保护法》
(2)《中华人民共和国水污染防治法》
(3)《中华人民共和国大气污染防治法》
(4)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
(5)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》
(6)国务院（1998）第253号令，《建设工程环境保护管理条例》
(7)国家环保总局第14号令，《建设工程环境保护分类管理名录》
(8)《中华人民共和国环清洁生产促进法》
(9)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》
(10)《室外排水设计规范》（GB50014－2006）2016年版
(11)《水污染物排放许可证管理暂行办法》
(12)《废水处理设施环境保护监督管理办法》
(13)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
(14)《给排水设计手册》
其他现行相关标准和技术规范、规程。
设计原则
不同的处理工艺，其出水水质，投资，后续管理都不同。所以选择一套好的废水处理工艺应按照以下原则：
1)认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、规范、标准；
2)处理技术先进、可靠。
采用适合水质特点的先进技术，提高处理效率，优化反应条件，做到处理系统简洁、处理效果好，出水稳定达标；
3）满足废水处理功能与效率要求
废水处理工艺选择首先应确保工艺高效稳定的处理效果。出水水质应达到相应排放标准。对于出水水质有特殊要求的需要进行深度处理，如若本工艺处理后的水要进行农田灌溉，则需要在处理后续工艺中加入一个生态处理工艺。
4）经济节能
一个工艺是否可行，首先应该在经济上可行。养猪行业是一个微利行业所以养猪废水处理工艺是否经济可行直接关系到养猪场废水能否得到治理。在工艺选择中，应选择简捷紧凑的工艺，减少占地面积。在药品及能耗方面，应尽量采用其最佳值，以减少运行过程中的消耗。
5）长期运行的稳定性。
在工艺选择和工程设计时充分考虑气候、季节变化对水质水量的影响，充分考虑水质随时间延长的变化，采取可靠的保证措施，使处理站能长期服务；
6)避免二次污染。
对处理过程可能产生的污染源（污泥、臭气、浓缩液、噪声等）采取全过程、全范围的控制，解决好最终处置问题。
7）便于运行管理
在工艺选择过程中，应考虑到污水处理厂的管理水平及工人的专业素养，选择运行简单的工艺，便于维护。处理过程中可采用自动化控制，力求安全可靠，来提高管理水平。
8)合理控制工程投资和运行费用。
设计以符合国家有关标准和规范为原则，杜绝浪费。选择先进、节能、高效的处理工艺和设备，降低能耗、药耗。
养殖废水污染特征
养猪场污水的产生主要来源于以下几大类；
①牲畜场所的冲洗水；
②猪的尿液和粪便的废水；
③养猪场工作人员的排污水；
（2）通过调查分析养猪场不同企业，其废水主要污染特征如下：
①废水SS含量一般在500～1000mg/L之间，废水中有大量的无机杂质颗粒，还含有大量流动性比较差的有机物比如油脂、蛋白质等，它们约占COD的40%～50%。
②废水产生有明显的间断性，水质水量波动性大，生产时排出的污水浓度高、其他时间几乎不排污水或者排出的污水浓度、水量都较小，排放污染物的强度受季节、节假日、时间影响较大。
③废水中COD浓度高，油脂含量大，属于比较典型的有机污染污水，可生化性好，适合活性污泥法处理。
④废水中含有大量猪毛、粪便等污染物，固体悬浮物（SS）含量较高，这类物质难以生化处理，如果不恰当处理，会影响污水处理设施的正常运行。
国内外养殖污水处理发展现状
养猪废水中包含的污染物种类有以下三类：悬浮物SS，有机物污染物（CODcr、BOD5），无机营养盐N、P。养殖废水处理工艺主要包括物理法、化学法、生化法、深度处理和相关工艺的组合工艺。
养猪废水中污染物的去除机理
养猪废水污染物主要去除机理及方法见下：
废水中悬浮物的去除主要靠沉淀作用，一般采用物理法，如设计格栅或沉淀池，通过重力作用，去除其中的悬浮物。而污水处理厂中悬浮物的浓度不仅涉及到出水的SS指标，出水的BOD5、COD等指标也与其有关，这是因为出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制出水SS指标是基本，也是重要的环节。
有机质主要通过吸附、微生物代谢。活性污泥可以净化高浓度有机物废水和胶体有机粒子。污泥在开始接触污水时，可以吸附有机物胶体。溶解性有机物被微生物代谢降解，中间产物在需氧条件下的代谢，可用于细胞的有机物新合成。活性污泥完成有在为了获得用于合成所需的能量时产生的产物是CO2和H2O等[4]。好氧微生物的代谢将溶解性有机物去除，代谢产物无害且稳定。
废水中氮包括凯氏氮和无机氮。生物脱氮是利用自然界氮循环原理，采用人工方法予以控制。完整的生物脱氮过程由氨化、硝化以及反硝化三个过程组成。废水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。在有氧情况下，硝化微生物将氨氮氧化成硝酸盐。在无氧的条件下，反硝化微生物将硝酸盐还原成氮气，逸出。
而生物除磷主要通过聚磷菌的生命活动得以实现。聚磷菌在厌氧情况下，释磷。好氧和缺氧的情况下，超量吸磷。废水中的磷进入污泥中，随污泥的排出而被除去。
第一章 工程设计
一.1 进出水指标
一.1.1 设计水量
水处理设施日处理量为4000m3。
一.1.2 设计进水指标
设计进水水质为：
表1.1.2-1进水指标(单位：mg/L，pH除外）
