PAGEI玉山某黑豬原種場(chǎng)200m3/d廢水處理工藝設(shè)計(jì)【摘要】江西省上饒市玉山縣黑豬養(yǎng)殖歷史悠久，2006年6月，玉山黑豬被農(nóng)業(yè)部確定為國(guó)家級(jí)畜禽遺傳資源保護(hù)品種，同年10月玉山黑豬原種場(chǎng)被農(nóng)業(yè)部確定為第一批國(guó)家級(jí)畜禽遺傳資源保場(chǎng)。然而，在黑豬養(yǎng)殖中，會(huì)產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢水，即養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的尿液、全部糞便或殘余糞便及飼料殘?jiān)_洗水及工人生活、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水等。水質(zhì)中懸浮物、COD、BOD5含量極高。此外，含有大量氮、磷、鉀等。因此，有效治理玉山某黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖污染對(duì)于玉山縣的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和黑豬養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。本次設(shè)計(jì)旨在優(yōu)化黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水處理工藝，通過技術(shù)改造和環(huán)保設(shè)備升級(jí)，有效減少生產(chǎn)過程中的惡臭影響。污水處理采用“格柵+USAB反應(yīng)器+活性污泥法+消毒池”的組合工藝，經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《畜牧養(yǎng)殖業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596－2001)的排放標(biāo)準(zhǔn)，符合環(huán)境友好型社會(huì)發(fā)展的需要。經(jīng)“格柵+USAB反應(yīng)器+活性污泥法+消毒池”組合工藝處理后的豬廢水滿足GB18596—2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（二次征訂稿）中的相關(guān)排放要求。【關(guān)鍵詞】畜禽養(yǎng)殖工藝設(shè)計(jì)活性污泥法USAB反應(yīng)器

YushanCountry,aBlackPigGeneticStockFarm200m3/dwastewatertreatmentprocessdesign【ABSTRACT】YushanCountyinShangraoCity,JiangxiProvince,hasalonghistoryofraisingYushanBlackPigs.InJune2006,theYushanBlackPigwasdesignatedasanational-levelprotectedlivestockandpoultrygeneticresourcebytheMinistryofAgriculture.InOctoberofthesameyear,theYushanBlackPigBreedingFarmwasrecognizedasoneofthefirstbatchofnational-levelgeneticresourceconservationfarms.However,blackpigfarminggeneratesasignificantamountofwastewater,includingurine,feces,feedresidues,washingwater,anddomestic/productionwastewaterfromworkers.Thiswastewatercontainsextremelyhighconcentrationsofsuspendedsolids,COD,andBOD?,alongwithsubstantialamountsofnitrogen,phosphorus,andpotassium.Therefore,effectivetreatmentofwastewaterfromtheYushanBlackPigBreedingFarmiscrucialforecologicalconservationandthesustainabledevelopmentofthelocalblackpigindustry.Thisprojectaimstooptimizethewastewatertreatmentprocessforthebreedingfarmthroughtechnologicalupgradesandenvironmentalequipmentimprovements,effectivelyreducingodorousemissionsduringproduction.Theproposedcombinedtreatmentsystemincludes:BarScreen、UASBReactorActivatedSludgeProcessDisinfectionTank.Aftersystemcommissioning,thetreatedeffluentwillstablycomplywiththe"DischargeStandardofPollutantsforLivestockandPoultryBreeding"(GB18596-2001),meetingtherequirementsforenvironmentallysustainabledevelopment.ThefinaleffluentqualitywillfullysatisfytheemissionstandardsspecifiedinGB18596-2001(SecondDraftAmendment).【KEYWORDS】LivestockandPoultryFarmingProcessDesignActivatedSludgeProcessUASB(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)Reactor

【目錄】TOC\o"1-3"\h\u引言 1一、工藝設(shè)計(jì)概況 2（一）設(shè)計(jì)背景及目的 2（二）設(shè)計(jì)依據(jù) 2（三）設(shè)計(jì)目的2二、基本設(shè)計(jì)資料 3（一）養(yǎng)殖廢水概況 31.廢水來源與特點(diǎn) 32.廢水危害 3（二）設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 41.設(shè)計(jì)水量 42.設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) 43.設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 5三、廢水處理工藝的選擇 6（一）工藝的選擇 6（二）工藝流程圖 7（三）去除率 7四、廢水處理構(gòu)筑物計(jì)算 8（一）格柵 81.設(shè)計(jì)參數(shù) 82.設(shè)計(jì)計(jì)算 8（二）初沉池 111.設(shè)計(jì)參數(shù) 112.設(shè)計(jì)計(jì)算 11（四）UASB反應(yīng)器 151.設(shè)計(jì)參數(shù) 152.設(shè)計(jì)計(jì)算 15（五）曝氣池 231.設(shè)計(jì)參數(shù) 232.設(shè)計(jì)計(jì)算 23（六）二沉池 261.設(shè)計(jì)參數(shù) 262.設(shè)計(jì)計(jì)算 26（七）消毒池 261.設(shè)計(jì)參數(shù) 262.設(shè)計(jì)計(jì)算 26五、污泥處理 28（一）集泥池 281.設(shè)計(jì)參數(shù) 282.設(shè)計(jì)計(jì)算 28六、總體布置 29（一）平面布置 321.平面布置原則 322.平面布置圖 32（二）高程布置 321.高程布置原則 322.高程布置圖 32七、經(jīng)濟(jì)計(jì)算 34（一）工程建設(shè)費(fèi)用 31（二）設(shè)備估價(jià) 31結(jié)論 32參考文獻(xiàn) 33附圖 34致謝 35引言玉山黑豬是玉山縣的一個(gè)優(yōu)良地方品種，是玉山特產(chǎn)之一，歷史悠久。早在2000余年前就已飼養(yǎng)，且被指定為特供豬調(diào)往北京、廬山等地供中央領(lǐng)導(dǎo)食用。1995年，歷史悠久的玉山黑豬原種已被列入第一批國(guó)家高級(jí)畜禽遺傳資源保護(hù)品種。玉山黑豬原種場(chǎng)對(duì)于黑豬繁殖新選育的優(yōu)良品種并進(jìn)行去雜選優(yōu)有重要意義。然而黑豬養(yǎng)殖過程中會(huì)產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢水，水質(zhì)中懸浮物、COD、BOD5含量極高，此外，含有大量氮、磷、鉀等，高濃度黑豬養(yǎng)殖污水排入江河湖泊中，由于含N、P量高，造成水質(zhì)不斷惡化，導(dǎo)致水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化；嚴(yán)重時(shí)甚至可能使原有水體喪失使用功能，極難治理、恢復(fù)。玉山縣境內(nèi)流域?yàn)樾沤搭^，一旦污染，其對(duì)整個(gè)信江流域都會(huì)造成不可估計(jì)的嚴(yán)重后果。因此，針對(duì)玉山某原種場(chǎng)進(jìn)行養(yǎng)殖廢水處理設(shè)計(jì)，能保證其符合國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，使其降本增效，對(duì)促進(jìn)玉山黑豬養(yǎng)殖生態(tài)的綠色發(fā)展有重要意義，同時(shí)也為信江流域的水質(zhì)安全有極大貢獻(xiàn)。

一、工藝設(shè)計(jì)概況（一）設(shè)計(jì)背景及目的本設(shè)計(jì)旨在為玉山縣一座占地4.8公頃，擁有數(shù)百頭育種母豬、公豬，每年可向社會(huì)供應(yīng)純種及二元雜交種母豬1000余頭、其他商品小豬1000余頭的黑豬繁育原種場(chǎng)設(shè)計(jì)廢水處理工藝，根據(jù)《畜牧養(yǎng)殖業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)相關(guān)內(nèi)容參考，每百頭豬每天允許排放的養(yǎng)殖廢水量約為3.5m3，即該原種場(chǎng)每日產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水廢水量約在130m3左右?？紤]員工生產(chǎn)生活產(chǎn)生的生活污水，綜合估計(jì)該原種場(chǎng)日排污水200m3,以此確定為設(shè)計(jì)規(guī)模。以此設(shè)計(jì)保證該原種場(chǎng)每日排放的廢水符合國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，使其降本增效，對(duì)促進(jìn)玉山黑豬養(yǎng)殖生態(tài)的綠色發(fā)展有重要意義。（二）設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)工藝嚴(yán)格遵循國(guó)家頒布的有關(guān)畜禽養(yǎng)殖廢水排放的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具體參考以下內(nèi)容：[1]《畜牧養(yǎng)殖業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)[2]《中華人民共和國(guó)水污染防治法》[3]《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ31-89）（三）設(shè)計(jì)目的1、處理效果嚴(yán)格符合《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）的排放限值要求；2、基于原種場(chǎng)實(shí)際經(jīng)濟(jì)承受能力，優(yōu)選適宜的處理工藝，選用高效能處理設(shè)備，在確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最大化，起到降本增效的效果，以保障廢水處理系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；3、采用環(huán)境友好型處理工藝，有效控制二次污染風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)保障原種場(chǎng)養(yǎng)殖人員的職業(yè)健康與人身安全。

二、基本設(shè)計(jì)資料（一）養(yǎng)殖廢水概況1.廢水來源與特點(diǎn)黑豬原種場(chǎng)廢水主要來源于黑豬排泄物、圈舍沖洗廢水及養(yǎng)殖器具清潔廢水。此類廢水具有高有機(jī)物濃度特性，其化學(xué)需氧量通?？蛇_(dá)2000-8000mg/L，生物需氧量含量也極高，同時(shí)富含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，并含有大量致病性微生物，如大腸桿菌、沙門氏菌等。此外，雖然飼料加工過程產(chǎn)生的工藝廢水及場(chǎng)區(qū)生活污水等次要污染源占比相對(duì)較小，但仍然可能影響后續(xù)處理工藝的效果。2.廢水危害（1）黑豬養(yǎng)殖廢水若未經(jīng)達(dá)標(biāo)處理直接排放，將引發(fā)多重環(huán)境效應(yīng)：原種場(chǎng)附近水體濁度升高并伴有惡臭；水體富營(yíng)養(yǎng)化，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)平衡；污染物通過滲透作用進(jìn)入地下水系統(tǒng)，最終通過食物鏈的富集作用威脅人類健康。（2）養(yǎng)殖排泄物在厭氧發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生如甲烷、一氧化二氮等氣體污染物，這些刺激性氣體不僅影響黑豬的生長(zhǎng)健康，散發(fā)出來的惡臭還會(huì)影響周邊居民區(qū)的空氣質(zhì)量，進(jìn)而可能導(dǎo)致全球變暖等連環(huán)效應(yīng)。（二）設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.設(shè)計(jì)水量在本次工藝設(shè)計(jì)中，研究對(duì)象為200m3/d畜禽養(yǎng)殖廢水，該公司每日早晚各清糞1次，每次約1h。（1）平均流量：Q=100m3/h=0.03m（2）總變化系數(shù)：Kz式中：Q平均日流量，m3/s；Kz總變化系數(shù)。Kz（3）最大設(shè)計(jì)流量：Qmax=Kz×Q式中：Q平均日流量，m3/s；Kz總變化系數(shù)；Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s。Qmax=3.75×0.03=02.設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)本次工藝設(shè)計(jì)的黑豬養(yǎng)殖廢水進(jìn)水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)參考見表1。表SEQ表\*ARABIC1畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)水水質(zhì)特征pHNH3-N經(jīng)計(jì)算可知，該原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水水質(zhì)情況初步分析如下:（1）BOD5COD=0.725（2）BOD5TP

3.設(shè)計(jì)出水水質(zhì)出水水質(zhì)具體排放標(biāo)準(zhǔn)見表2。表SEQ表\*ARABIC2畜禽養(yǎng)殖廢水出水排放標(biāo)準(zhǔn)pHNH3-N經(jīng)初步計(jì)算，該設(shè)計(jì)工藝方案具體各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)去除率見表3。表SEQ表\*ARABIC3設(shè)計(jì)工藝方案所需去除率pHNH3-N

三、廢水處理的工藝選擇（一）工藝的選擇由于黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水中含大量粒徑較大的懸浮態(tài)污染物，如飼料殘留物、動(dòng)物的毛發(fā)、糞便等，因此需通過建設(shè)格柵來攔截這些污染物，實(shí)現(xiàn)固液分離，以免對(duì)后續(xù)處理單元造成堵塞和負(fù)荷沖擊。接下來是主要工藝的確定。根據(jù)實(shí)地考察數(shù)據(jù)表明，該廢水的BOD?/COD比值達(dá)到0.725，即其具有較高的可生化性。此外，廢水中富含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素，這些成分是微生物代謝與增殖所必需的基質(zhì)，因此廢水中充足的營(yíng)養(yǎng)供給不僅為微生物群落創(chuàng)造了適宜的生長(zhǎng)條件，還能顯著增強(qiáng)廢水生物處理系統(tǒng)的降解效率?；谝陨咸匦?，生物處理工藝對(duì)該廢水的處理效果最為適合，既能保證處理效果，又具備較高的經(jīng)濟(jì)性。因此結(jié)合現(xiàn)有研究，采用"厭氧-好氧"組合工藝作為核心處理路線，選定“UASB反應(yīng)器+活性污泥法”為該原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水處理工藝的主要設(shè)計(jì)工藝。UASB反應(yīng)器，即上流式厭氧污泥床，作為高效厭氧處理技術(shù)的代表之一，其核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔性、低能耗特性與處理效能卓越性三點(diǎn)。其獨(dú)特的三相分離器設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)在無需外部動(dòng)力輸入的條件下即可實(shí)現(xiàn)污泥-廢水-沼氣的自主分離，同時(shí)促進(jìn)活性污泥的形成，這使得反應(yīng)器能夠在超高有機(jī)負(fù)荷條件維持穩(wěn)定運(yùn)行，并持續(xù)產(chǎn)出高熱值沼氣，產(chǎn)生的活性污泥也能為后續(xù)步驟所利用，完美融合了污染治理與能源回收的雙重效益，尤其在高濃度有機(jī)廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。在本設(shè)計(jì)中，UASB反應(yīng)器能很好的處理該黑豬原種場(chǎng)高有機(jī)物濃度的廢水，環(huán)保效益極高。活性污泥法是一種高效且廣泛應(yīng)用的廢水生物處理技術(shù)，其核心優(yōu)勢(shì)在于利用微生物群落對(duì)有機(jī)污染物的降解能力來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。該工藝具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠有效去除原種場(chǎng)廢水中的有機(jī)物、氮、磷等污染物。通過調(diào)控曝氣量、污泥齡等參數(shù)，可靈活應(yīng)對(duì)不同水質(zhì)負(fù)荷，同時(shí)產(chǎn)生的剩余污泥可通過進(jìn)一步處理實(shí)現(xiàn)資源化利用。此外，活性污泥法工藝成熟、運(yùn)行成本較低，兼具環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，符合對(duì)該原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水處理的設(shè)計(jì)理念。在養(yǎng)殖廢水處理中，氯消毒池通過投加氯或其化合物有效滅活廢水中的病原微生物，確保出水達(dá)到衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)；其核心優(yōu)勢(shì)在于高效廣譜的消毒能力、持續(xù)的消毒效果）、操作簡(jiǎn)便以及成本低廉，同時(shí)可通過調(diào)節(jié)投加量來靈活應(yīng)對(duì)不同情況下的水質(zhì)波動(dòng)，因此采納氯氣消毒池為該黑豬原種場(chǎng)廢水處理的最后一道工序。綜上所述，采用“格柵+UASB反應(yīng)器+活性污泥法+消毒池”處理工藝后，該黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水出水水質(zhì)可達(dá)到玉山縣城市污水處理廠接管的要求，符合實(shí)際設(shè)計(jì)需要。二、工藝流程圖在該黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水處理流程設(shè)計(jì)中，首先是將廢水通入格柵裝置，以去除廢水中的生活垃圾、大量懸浮物及部分有機(jī)物。然后將廢水通入初沉池，實(shí)現(xiàn)初步的固液分離。接著，廢水進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧生物處理，在此階段內(nèi)，廢水中的大量有機(jī)物被降解。降解后的廢水通入活性污泥曝氣池進(jìn)行更為深入的處理，包括部分有機(jī)物的去除和大部分氨氮的轉(zhuǎn)化。接著，進(jìn)入二沉池使得泥水分離，將污泥部分回流返回曝氣池維持生物量，其他則收集到集泥池，最終進(jìn)入污泥濃縮池，通過脫水干燥形成泥餅，外運(yùn)處理；上清液通入氯氣消毒池進(jìn)行消毒處理，達(dá)標(biāo)后排放。最終，經(jīng)過上述一系列精細(xì)處理，使得處理后的廢水能夠滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到合格排放的要求。整個(gè)黑豬原種場(chǎng)廢水處理及污泥處理工藝流程如圖1所示。三、去除率根據(jù)劉紹根[1]等人的研究可知，經(jīng)過UASB反應(yīng)器后，COD處理效果在78．5～80．5％，BOD5處理效果在75%左右，SS幾乎被處理完全；而王子鵬[2]等人的文章顯示，在活性污泥法處理后，COD降低率約為94.56%；BOD5降低率為97.14%；氨氮降低率約為91.11%；TP降低率約為88.24%。

四、廢水處理構(gòu)筑物計(jì)算（一）格柵格柵由鋼條制成，平行分布。能夠有效地?cái)r截廢水中的大塊漂浮物和懸浮物，防止堵塞后續(xù)的水處理設(shè)備REF_Ref28543\r\h[10]。1.設(shè)計(jì)參數(shù)（1）柵條選取矩形斷面形狀；（2）柵條間隙通常在15-30mm，間隙最大不得超過40mm；（3）格柵安裝傾角在45°-70°。2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）格柵前水深h=式中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，0.11m3/s；v污水過柵流速，一般在0.6-1.0m/s，取0.6m/s。h=（2）格柵間隙數(shù)n=Qmax?sin式中：b代表柵條之間的間隙，其設(shè)定值為0.025m；h指格柵前的水深，設(shè)定為0.4m；v反映水流經(jīng)過格柵時(shí)的速度，此處選定為0.6m/s；θ指格柵的安裝角度，此處設(shè)置為60°。n=0.11×（3）格柵槽總寬度B=b?n+S式中：S柵條寬度，取0.01m；b柵條間隙，0.025m；n格柵間隙數(shù)，24。B=0.025×17+0.01×取0.6m。（4）過格柵的水頭損失hξ=β式中：ξ阻力系數(shù)，該系數(shù)用于描述流體流動(dòng)過程中的阻力特征；β形狀系數(shù)，因斷面形狀為銳邊矩形，根據(jù)參考取2.42；v過柵流速，設(shè)定值為0.6m/s；θ格柵安裝傾角，格柵相對(duì)于水平面的傾斜角度，一般取60°；g重力加速度，9.81m/s2；k水頭損失增大倍數(shù)，取3。ξ=2.42×(h1取0.06m（5）格柵后槽總高度H=h式中：h2格柵前渠道超高，取0.3m；h1過格柵的水頭損失，0.06m；h格柵前水深，0.3m。H=0.3+0.06+0.3=0.66（m）取0.8m。（6）格柵槽總長(zhǎng)度LL=式中：θ格柵安裝傾角，取60°；θ1B格柵槽總寬度，0.6m；B1出水渠道寬度，取0.5m；L1出水渠道漸漸變寬部位的長(zhǎng)度，m；L2格柵槽與出水渠道連接處的漸漸變窄部位的長(zhǎng)度，一般2L其中，1.0m為柵槽前所需要的額外長(zhǎng)度，0.5m為柵槽后所需要的額外長(zhǎng)度。LL=0.14+0.27+0.5+1.0+（7）每日柵渣量W=86400Q式中：W1單位體積廢水柵渣量，一般0.01-0.1，取0.04m3m3；Kz總變化系數(shù)，2.5。W=

(二)初沉池初沉池主要用于去除污水中的可沉降懸浮物和部分有機(jī)物，在此選擇結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益最高的平流式初沉池作為設(shè)計(jì)需要。1.設(shè)計(jì)參數(shù)Q???平均流量，即200m3/dQ????峰值流量，通常取日均流量的1.5~3.0倍，此處取2倍，即400m3/d2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池表面積A=Q/qa式中：Q設(shè)計(jì)流量，即200m3/d=8.33m3/hqa表面負(fù)荷，養(yǎng)豬廢水因其懸浮物濃度高、易沉降，因此表面負(fù)荷一般比生活污水更低，通常取值范圍在0.5~1.5m3/(m2·h)，此處取0.8m3/(m2·h)作為設(shè)計(jì)負(fù)荷A=8.33/0.8=10.4（m2）（2）停留時(shí)間為了確保該原種場(chǎng)廢水充分沉降，因此停留時(shí)間因比生活污水更長(zhǎng)，通常為2-4h，選擇3h作為初沉池的設(shè)計(jì)停留時(shí)間。（3）池體容積V=Q×t式中：Q設(shè)計(jì)流量，即200m3/d=8.33m3/ht停留時(shí)間，取3hV=8.33x3=25（m3）（4）有效水深H=V/AV池體容積，25m3A池表面積，10.4m2H=25/10.4=2.4（m）實(shí)際取3m，包含池底污泥區(qū)。

（三）UASB反應(yīng)器1.設(shè)計(jì)參數(shù)（1）溫度T=25℃；（2）擬建設(shè)反應(yīng)器1座；（3）有效高度為5m；（4）消化時(shí)間一般為0.5-3d；（5）容積負(fù)荷Nv=4kgCOD/(m3?d)；（6）預(yù)計(jì)固液分離后出水水質(zhì)COD為3200mg/L。2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)①最大設(shè)計(jì)流量Qmax=KP×Kh×Qav9KP生產(chǎn)波動(dòng)系數(shù)，取1.5Kh小時(shí)變化系數(shù)，取1.2Qav9平均流量，即200m3/dQmax=1.5×1.2×200=360（m3/d）②有效容積V=式中：S0進(jìn)水有機(jī)物濃度，取3.2kgCOD/m3Qmax最大設(shè)計(jì)流量，360m3/d；NV容積負(fù)荷，取4kgCOD/(m3?V取有效容積300m3。③反應(yīng)器總面積S=V式中：V有效容積，300m3；h有效高度，取5m。S=3005設(shè)計(jì)池長(zhǎng)L＝13.5m，寬長(zhǎng)B＝4.5m。則實(shí)際面積為13.5×4.5④體積有效系數(shù)設(shè)計(jì)反應(yīng)器1座，超高1m，高H=5m。單個(gè)反應(yīng)器實(shí)際尺寸：13.5m×4.5m×6m。實(shí)際總?cè)莘e13.5×4.5×6＝364.5m3有效容積13.5×4.5×5＝303.75m3UASB體積有效系數(shù)A=303.75364.5⑤水力停留時(shí)間HRT=V式中：V有效容積，300m3；Q設(shè)計(jì)流量，200m3/d。HRT=該方案的HRT較長(zhǎng)，適合高COD廢水，符合黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水高COD的處理需要。⑥水力負(fù)荷率HLR=Q設(shè)計(jì)流量，即200m3/d=8.33m3/hS總實(shí)際面積，60.75m2HLR=水力負(fù)荷率處于0.1~0.5m3/(m2·h))的范圍，故符合要求。（2）三相分離器設(shè)計(jì)三相分離器由氣封、沉淀區(qū)和回流縫組成。①沉淀區(qū)設(shè)計(jì)沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于考慮沉淀的面積與水深。沉淀面積可根據(jù)廢水流量和沉淀的表面負(fù)荷率確定。表面負(fù)荷率這一重要參數(shù)的數(shù)值等于水流的上升流速v1，其大小與待去除污泥顆粒的沉降速度vs相等，但是二者的方向卻相反。為確保沉淀效果，設(shè)定日平均表面負(fù)荷率須低于0.7m3/(m2?h)的閾值。同時(shí)，沉淀區(qū)進(jìn)水口的水流上升速度也應(yīng)控制在0.7m3/(m2?h)以下。在本次設(shè)計(jì)中，采用了沿長(zhǎng)邊方向，與短邊平行的布局，構(gòu)建了5個(gè)獨(dú)立的分離單元。為提升處理效率，每個(gè)分離單元均配備了5個(gè)集氣罩，并相應(yīng)設(shè)置了5個(gè)三相分離器。則每個(gè)單元寬度：b=沉淀區(qū)的沉淀面積＝60.75m2，單池的設(shè)計(jì)流量為Qi=40m3/h。則沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率：Q②回流縫設(shè)計(jì)下三角形集氣罩底寬度：b式中：α上下三角形集氣罩斜面水平角度，取55oh3下三角形集氣罩垂直高度，取1.2m；b相鄰兩個(gè)下三角形集氣罩的水平距離：b2=b?式中：b單元三相分離器的寬度，2.7m；b1下三角形集氣罩底寬度，0.84m。b2下三角形集氣罩的總面積a1式中：n反應(yīng)器的三相分離器的單元數(shù)；l反應(yīng)器的寬度，即為4.5m。a1=5×1.0下三角污泥回流縫中混合液的上升流速v為使回流縫水流穩(wěn)定，固液分離效果好，一般v1＜2m/h。上三角形集氣罩回流縫的總面積a2式中：b3上三角形集氣罩回流縫的寬度，取0.1m。a2上三角形集氣罩下端與下三角形集氣罩斜面之間水平距離的回流縫中污水流速v式中：a2上三角形集氣罩回流縫的總面積，取27m2；Qi單池設(shè)計(jì)流量，40m3設(shè)a2為控制面Amin，一般不低于反應(yīng)器面積的15，v2為vmax。同時(shí)要滿足：v1＜v2③氣液分離設(shè)計(jì)由圖2可知：CE=CB=設(shè)AB=0.5m，則?4v沿AB方向水流的速度：v式中：B三相分離器長(zhǎng)度，m；N每池三相分離器數(shù)量。氣泡上升速度：μ=υv設(shè)氣泡直徑d=0.01cm。液體密度ρ1=1.03g/cm3，沼氣密度ρg=1.15×10?3g/cm3，液體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)ν=0.0101vbBCv則vb④高度設(shè)計(jì)AF=BF=AF?AB=1.46?0.5=0.96(m)?三相分離區(qū)總體高度h=?2+?3+（3）布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)顆粒污泥濃度超過4kgCOD/(m3·d)時(shí)，每個(gè)布水點(diǎn)應(yīng)當(dāng)服務(wù)于2-5m2，且出水口的流速應(yīng)控制在2-5m/s的范圍內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)高效的配水效果，采用穿孔管布水，建議孔距≤1.5m，13.5m長(zhǎng)度需至少9條支管，孔距1.5m。具體而言，每個(gè)反應(yīng)器配備一根直徑D=150mm的總水管，其兩側(cè)各有9根d=65mm的支管均勻分布。同側(cè)兩支管之間的中心距離為1.5m。此外，支管上有孔徑為20mm的10個(gè)孔口向下的配水孔，嚴(yán)格按1.5?m等距分布，首末孔距支管端部0.75?m，則每孔服務(wù)面積1.5×1.5=2.25m2。這樣的設(shè)計(jì)既保證了足夠的配水面積，又保證了配水的均勻性和穩(wěn)定性。在UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，布水管被置于距離其底部200mm的位置。（4）排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)①UASB反應(yīng)器中的總污泥量G=式中：CSS產(chǎn)泥量計(jì)算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r=0.08kgVSS/kgCOD；流量Qmax=400m3/d；進(jìn)水COD濃度c0=3200mg/L=3.2kg/m3；COD去除率E=80％，則UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥?X=r據(jù)VSS/SS=0.8，則?X=③污泥產(chǎn)量W其中，污泥含水率為98％，當(dāng)含水率＞95％，取ρs=1000kg/m3，單池排泥量：W④污泥齡θ⑤排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)置兩個(gè)排泥口分別位于距離底部1m和2m出。為了確保污泥的有效排出，實(shí)施每日1次的排泥操作。在這一過程中，污泥在污泥泵的驅(qū)動(dòng)下被輸送至污泥濃縮池。為了確保排泥過程的順暢，選用直徑D=150mm的鋼管作為排泥管，污泥泵2臺(tái)，每天排泥2h。（5）出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)①出水槽設(shè)計(jì)為確保高效且均勻的水流處理，每個(gè)反應(yīng)池配置了5個(gè)單元三相分離器與5條出水槽，設(shè)計(jì)槽寬a=0.2m。單個(gè)反應(yīng)器流量：q設(shè)出水槽槽口附近水流速度為u=0.2m槽口附近水深=取0.4m，出水槽坡度為0.01，則出水槽尺寸4.5m×0.2②溢流堰設(shè)計(jì)出水槽溢流堰共10條，長(zhǎng)8.5m；設(shè)計(jì)90°三角堰，堰高度50mm，堰口寬度100mm，則堰口水面寬度b’=50mm。溢流負(fù)荷選取f=1.5L/(m·s)。堰上水面總長(zhǎng)度：L=q三角堰數(shù)量：n=每條溢流堰三角堰數(shù)量=100/10=10（個(gè)）③出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算在反應(yīng)器的長(zhǎng)邊邊緣，設(shè)計(jì)了一條矩形出水渠，其主要功能在于有效地匯集和導(dǎo)流來自5個(gè)出水槽的廢水，確保水流有序、高效地流出。設(shè)出水渠寬a=0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度為u=0.2m/s。渠口附近水深=④排水管設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于排水系統(tǒng)，采用了直徑D=150mm的鋼管，并設(shè)定其充滿度為0.6。在此設(shè)定下，管內(nèi)水流的平均速度大約為0.9m/s。

（四）曝氣池1.設(shè)計(jì)參數(shù)（1）污泥負(fù)荷取0.15kgBOD?/(kgMLSS·d)的低負(fù)荷設(shè)計(jì)，確保硝化效果（2）水力停留時(shí)間取24h（3）污泥濃度3500mg/L（4）污泥回流比取75%（5）曝氣方式選擇微孔氣泡盤（6）有效水深取4.5m的經(jīng)濟(jì)深度，可以有效避免短流（7）總裝機(jī)功率取11kw風(fēng)機(jī)+3kw回流泵2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池體容積V=式中：Q設(shè)計(jì)流量，200m3/dBOD5進(jìn)水取0.4kg/m3F/M污泥負(fù)荷，即0.15kgBOD?/(kgMLSS·d)MLSS污泥濃度，3500mg/LV=實(shí)際池體容積增加30%冗余以應(yīng)對(duì)水質(zhì)波動(dòng)，取200m3。（2）池體尺寸（平面面積）A=V池體容積，取實(shí)際值200m3H有效水深，4.5mA=設(shè)計(jì)2組并聯(lián)池體，即單池容積100m3，尺寸為10m×4.5m×4.5m，超高0.5m。（3）曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)①需氧量BOD去除需氧：300mg/L×200m3/d×1.2=72kgO?/d硝化需氧：100mg/L×200m3/d×4.6=92kgO?/d總需氧量：164kgO?/d曝氣池布置選用尺寸為Φ215mm微孔曝氣盤，單盤通氣量0.3m3/h個(gè)，數(shù)量為310/0.3≈1034個(gè)，每個(gè)曝氣池517個(gè)，按1.5m×1.5m網(wǎng)格布置。污泥回流泵選型：使用2臺(tái)潛水排污泵，一臺(tái)正常使用，一臺(tái)作為備用。排污泵處理量Q=7m3/h，H=5m。流量：Q回流=200?m3/d×75%=150?m3/d=6.25?m3/h剩余污泥排放排泥頻率：每日1次，每次排放含固率1%的污泥3.5m3產(chǎn)泥系數(shù)：日排量0.5×(0.4?0.05)×200=35?kg/d0.5×(0.4?0.05)×200=35kg/d污泥沉降比：控制在20–30%，SVI≤150mL/g

（五）消毒池黑豬原種場(chǎng)養(yǎng)殖廢水又幾乎含量高，伴隨含有大量的細(xì)菌、微生物，導(dǎo)致異味逸出。為達(dá)成養(yǎng)殖廢水合規(guī)排放的目標(biāo)，處理后的廢水應(yīng)采用適合的消毒劑，來去除異味及潛在的有害物質(zhì)。根據(jù)實(shí)際情況，本次工藝選擇效果穩(wěn)定且成本低廉的液氯作為消毒劑。1.設(shè)計(jì)參數(shù)（1）液氯投加量一般為5-10mg/L，取7.0mg/L；（2）加氯機(jī)設(shè)計(jì)兩臺(tái)，一臺(tái)日常使用，一臺(tái)作為備用；（3）選用3廊道平流式消毒接觸池。2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）每日加氯量q=式中：q0液氯投量，取7.0mg/L；Q設(shè)計(jì)流量，0.06m3/s。q=（2）消毒池容積V=60Qt式中：t接觸時(shí)間，取30min；V=60×0.06×30=108（（3）消毒池表面積F=式中：V消毒池容積，108m2；h有效水深，取1.5m。F=（4）消毒池總長(zhǎng)度L=式中：B消毒池廊道單寬，取1.5m。L則消毒池廊道單條長(zhǎng)度為16m，LB=10.67＞（4）消毒池高度H=h+式中：h1超高，取0.3m；h有效水深，1.5m。H=1.5+0.3=1.8

五、污泥處理該設(shè)計(jì)的污泥處理構(gòu)筑物為污泥濃縮池，濃縮后的脫水外運(yùn)過程不再贅述。在各項(xiàng)工藝中，格柵產(chǎn)生的污泥直接進(jìn)行外運(yùn)堆肥，不再進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。（一）污泥濃縮池1.設(shè)計(jì)參數(shù)選用一座豎流式污泥濃縮池；2.設(shè)計(jì)計(jì)算濃縮時(shí)間采用12h，濃縮后含水率為97％。Q=（1）中心進(jìn)泥管面積f=式中：v0流速，取0.02m/s；d0直徑，m。f=0.d設(shè)計(jì)中取d0=0.3m。（2）中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度?3式中：v1污泥從縫隙流出的速度，取0.02m/s；d1喇叭口直徑，設(shè)計(jì)采用d1=1.35?取值0.04m。（3）濃縮分離出的污水量q=QP式中：Q進(jìn)入濃縮池的污泥量，m3/s；P?P0濃縮減少的污泥含水率，P取99％，P0q=0.001×（4）濃縮池水流部分面積F=式中：F濃縮池水流面積，m2；v污水在濃縮池內(nèi)上升流速，設(shè)計(jì)采用為0.00005m/s。F=（5）濃縮池直徑D=4（6）有效水深?2式中：h2濃縮池有效水深(m)；t濃縮時(shí)間，設(shè)計(jì)采用12h。?（7）剩余污泥量Q（8）濃縮池污泥斗容積污泥斗設(shè)在濃縮池底部，采用重力排泥。污泥斗高度?式中：α污泥斗傾角。取550；r污泥斗底半徑，取0.5m；R濃縮池半徑，設(shè)計(jì)采用2.1m。?污泥斗容積為：V=V=（9）濃縮池高度h=?式中：h1超高，取為0.6m；h4緩沖層高，取為0.3m。h=0.6+2.5+0.04+0.3+2.8=6.24（10）排泥管取排泥管徑為150mm，管內(nèi)流速：v=

(六)總體布置（一）平面布置1.平面布置原則（1）在確保工藝設(shè)計(jì)所需得到滿足的前提下，合理規(guī)劃設(shè)備布局，要盡可能地減少土地資源浪費(fèi)，充分利用現(xiàn)有條件，降低整體設(shè)運(yùn)營(yíng)成本。（2）嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)和規(guī)范生產(chǎn)的準(zhǔn)則，確保生產(chǎn)活動(dòng)符合三防三建的要求，從而為生產(chǎn)的持續(xù)安全提供堅(jiān)實(shí)保障[3]。（3）應(yīng)盡量降低廢水在處理過程中的管線的回流和交叉。處理構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)盡可能依照實(shí)際次序安排，避免迂回。2.平面布置圖具體平面布置圖見附圖4。（二）高程布置1.高程布置原則（1）要降低能耗，利用原本的自然地形坡度，使污水順地勢(shì)流動(dòng)，從而降低水泵的提升頻次和所需揚(yáng)程。（2）在布置各個(gè)