宁夏海陶南村绿色建筑区水处理技术设计及经济评价 64页

'独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得宁夏大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了盟确的说明并表示了谢意。研究生签名：多蒜时间：p／乒年6月1日关于论文使用授权的说明本人完全了解宁夏大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意宁夏大学可以用不同方式在彳i同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签铝：]冰。莎褂时州：泗吁年6月㈠1庙玲¨Jf州：知，缈午㈨ 摘要宁夏银JIi市月牙湖乡海陶南村!li活污水利旁边奶牛场生态园区卣禽养殖废水未得到有效处理，影响海陶南十、jL}I手6l绿色建筑计划。本文针对奶牛场畜禽养殖废水及午、J民生活污水处理的问题，对农村备禽养殖废水及村民牛活污水处理的化粪池十人工泓地和水解酸化池+A／O池曲种技术工艺设计和纤济汁价进行J，较为系统的分析研究，确定J，宁夏农村备禽养殖废水及村民生活污水处理的适用技术，成果对宁夏农村地区绿色建筑和绿色养殖技术的示范推广具有重要意义。现将主要研究结果概括如卜：(1)x,l绿色建筑区卣禽废水水处理技术一I：艺进行了设计，并进行了技术评价。结合当地实际情况和畜禽废水水处理特点，确定了两套畜禽废水处理的技术力‘案，力‘案一土要采用化粪池+人工泣地的处理工艺，具体工艺流程为废水一格栅池．气浮池．化粪池．人工湿地．二沉池．排卅；方案：主要采用水解酸化池+A／O处理I：艺，具体。f：艺流程：废水．格栅池．水解酸化池．A级生化池．0级生化池．二沉池一BAF池．消毒回州池．排放。对海陶南村生活污水布置了一套排水管道系统，由管道收集污水引入畜禽废水水处理系统。对方案一、二两种工艺进行了技术评价，结粜表明：两种jI：艺均能保证卜H水的水质和水量，m水水质符合《农田灌溉水质标准》(GB5084—2005)旱作中的标准，可用丁．灌溉绿化。(2)对绿色建筑区畜禽废水处理的化粪池+人工湿地(方案一)和水解酸化池+A／O池(方案：)两利，技术’l：艺方案进行了经济评价。结果表明：方案二：的净现值>方案一‘的净现值>0，方案二的效益费用Lt：(1．22)>，J-案一的效益费用比(1．14)>l。因此确定水解酸化池+A／o池为较佳的工艺方案。本研究成果通过技术jl：艺设计和经济评价筛选出了适合宁夏的奶牛场畜禽废水和农村生活污水水处理组合技术方案，为西北农村绿色建筑水处理提供了理论和技术依据。关键词：绿色建筑，畜禽废水，生活污水，水处理技术，经济评价m7m6㈨2眦2咖5删5舢2洲Y AbstractBecauseofthesanitarysewageofHaiYaoNanvillageandthelivestockandpoultrybreedingwastewaterdischargedbythecowhuoseecologyparknexttothevillageincrescentmoonlaketownlocatedinYinChuan，centreofNingXiaprovince，doesnothaveaneffectivewaytosolve，whichaffectthevillageofficerstodeclaregreenbuildingplans．Aimingatthisproblem，tecenologyoftheSeptictank+artificialwetlandandtheHydrolysisacidificationpool+A／Opoolprocessdesignandeconomicevaluationanalysiswereanalyzed．Andhavefoundtheapplicativetechnology．TheresultshaveimportantsignificanceforthedemonstrationpromotionofthegreenbuildingtechnologyinruralareaandgreenfarmingtechnologyinNingXia．Nowthemainresearchresultssummarizedasfollows：(1)Thedesignofthegreenbuildingarealivestockandpoultrybreedingwastewaterandatechnologyevaluationwasdone．Combinedwiththelocalactualsituation，andthecharacteristicsofthelivestockandpoultrybreedingwastewatertreatment，choosestowsetsoflivestockandpoultrybreedingwastewatertreatmentprojects．Project1sitheSeptictank+artificialwetlandtechnology．Thespecifictechnologicalprocessis：wastewater--grillepool--floatingpool---septictanks--artificialwetland---thesecondpond---discharge：Project2istheHydrolysisacidificationpool+A／Opooltechnology．Thespecifictechnologicalprocessis：wastewater--grillepool---hydrolysisacidificationpool—-Alevelbiochemicalpool-Olevelbiochemicalpoohhesecondpond—BAFpool---disinfectionrecyclingpool--emissions：ThearrangementofasetofHaiTaoNavillagesewagedrainagepipesystemleadtheCollectionofsewagetothelivestockandpoultrybreedingwastewatersystem．Thetecenologyevaluationsforthetwoprojectsshowthattwokindsofprocesscallensuretheeffluentwaterqualityandwaterquantity．ThequalityoftheeffluentwaterconformstotheIrrigationwaterqualitystandards(GB5084—2005)intherainfedstandards，andcanbewsedforirrigationandafforestation．(2)TheeconomicevaluationanalysisofthetecenologyoftheSeptictank+artificialwetland(Project1)andtheHydrolysisacidificationpool+A／Opool(Project2)showthatthenetpresentvalueofproject2>projectl>O，thebenefit-costratioofproject20．22)>projectl(1．14)>1．Therefore，makesurethatprojectlisthebettertecenologyproject．Theresearchresultsscreenoutasuitabletecenologyprojectfordairylivestockwastewaterandrurallifesewagewatertreatmentcombinationthroughtechnologicaldesignprocessandeconomicevaluation．AndtheresultSCanprovidetheoreticalandtechnicalbasisfortheruralgreenbuildingwatertreatmentinnorthwestChina．Keywords：greenbuilding，livestockandpoultrywastewater,sewage，watertreatmenttechnologies，economicevaluation 目录第一章综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1研究目的和意义⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．．．I1．2绿色建筑的起源及国内外发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．3畜禽养殖废水概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．4国内外笛禽废水处珲技术研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．5国内外生活污水处理技术研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．6研究内容、预期目标及技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．10第二章宁夏海陶南村绿色建筑区概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．122．1项目区概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯122．2环境问题．．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．3项目建设的必要性⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13第三章农村畜禽废水处理技术工艺的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．153．1．设计依据文件⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．153．2设计进出水概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．153．3废水处理技术工艺的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．163．4畜禽废水处理工艺的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．173．5污泥的处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18第四章农村绿色建筑区畜禽废水处理技术工艺方案设计⋯⋯⋯⋯．．194．1化粪池+人工湿地技术工艺方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．194．2水解酸化池+A／O技术工艺方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．26第五章农村绿色建筑区居民生活污水管道布置和水力计算⋯⋯⋯．．295．1居民生活给水管道布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．295．2居民生活给水管道水力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯305．3居民生活排水管道布置⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．335．4居民生活排水管道水力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33第六章农村畜禽废水处理技术方案的经济评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯356．1费用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．356．2经济效益分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．386．3经济评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．38第七章结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46个人简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48 宁夏人学硕上学位论文第章综述1．1研究目的和意义第一章综述与改革丌放前相比，我H的斋禽养耻Hk有了迅猛发展，过去中州的养耻叫k丰璺以散养为丰，lfjj现在的养殖业已经发展成集中式养殖区，这使得粪便污水排放量大幅度增加¨l。据不完仝统计，2009年12J我闰年统计斋禽粪便排放量达到45亿吨与2002年131相比增长了约27亿吨。每年约有80亿吨～90亿吨左右牛活污水顺着地势坡度直接排入周边水体，造成池塘、河流等水体污染严重14J。凶此，提高绿色建筑区水资源利用效率，解决畜禽养废水及牛活污水未经处理肆意排放造成水资源浪费的问题已刻不容缓。根据不I一地区气候、地理位置、经济条件及废水水质、水量等情况应选择适合当地特点的水处理工岂。自然处理及牛物处缉是处理废水中高浓度有机物的有效方法，既降低废水水体qJ有机物的浓度减少环境污染，又r几J_将处理后的水体中水回用应用于灌溉农田及绿化，达到高效用水的目的。为了完善养殖场畜禽废水污染物的无害化处理，确定厌氧与好氧相结合或厌氧与自然处理相结合的水处理工艺降解废水中的有机物，研究不同工艺对裔禽废水处理效果及经济效益的影响。从设计方面解决了宁夏银川月牙湖海陶南村绿色建筑区水体污染严重、废水肆意排放的实际问题，为宁夏银川月牙湖海陶南村绿色建筑区水处理技术提供了理论依据和技术支撑，对绿色建筑水资源高效利用有促进作用。1．2绿色建筑的起源及国内外发展1．2．1国外绿色建筑发展绿色建筑起源于1963年美籍意大利建筑师保罗·索勒瑞的提出，对绿色建筑发展而言1992年是一个重要的转折年，以环境和发展为主题的会议在巴西里约热内卢召开，从此让全世界对绿色建筑发展方向达成共识15J。奥地利是利用可再生能源发展较好的国家之一，有许多示范项目取得了非常好的效果，如ECOPROFIT项目，该项目己达到了国际领先水平，不仅使奥地利本土国家受益，也使参与其中的国家、城市、项目等的参与者都受益无穷161。澳大利亚近年来对公共建筑等方面广泛运用绿色建筑评估工具并很快形成了一种评估体系，该体系是目前最早的评估工具，对绿色建筑发展具有重要意义【71。根据地理位置、气候条件等特点，德N以减少经济成本、节约能源为目的的前提下，大力发展太阳能和发电站，在德困的某市区内已有几百栋住宅利用太阳能发电站，都取得了十分理想的效果[81。欧洲许多高校对绿色建筑设计项目也十分重视，还开展了一个针对学校建筑能效集成的项目，其宗旨是节约学校建筑的电能、热能、水能、动能，减少废气排放和水资源浪费【9J。 宁夏人管：硕上。7：位沦文第+章综述1．2．2国内绿色建筑发展绿色建筑卵念引入后，中N在该力面也做了棚当多的努力，发展绿色建筑刘推进我H走向经济费用低、资源浪费少、环境污染小等具何意义再大161。绿色建筑在实阳、工程及研究·}卜也仃许多应用，现从绿色建筑的发展、推f。机制、成木分析力面举例说f虮绿色建筑发展力’面：詹凯【loJ(2006)通过分析N内外现状，结合我⋯实阴i情砂d，提出在绿色建筑设计上应采用自然资源代斡高能耗资源以达到节约能源，在绿色建筑材料上应采用低碳环保的满足H家环保要求的材料以达到节约材料，在绿色建筑施工上除节能、节材外，还应满足低污染的要求又提出绿色建筑是我H未来发展的必经选择。徐件⋯J(2008)提出发展绿色建筑除了应结合政治、经济、技术、环保等方面外，还应加强绿色意识和观念刊’能加快绿色建筑发展。绿色建筑推广机制方面：林云莲Il2J(2011)提出中H绿色建筑的推广与N外相比起步较晚，目前中困绿色建筑的推广还不够完善，若要加快绿色建筑的推广，应与陶家政策、法律、产jIk结构、市场需求密不可分。刘晓新D3l(2009)提出三点推广绿色建筑机制，首先提高人民对绿色建筑的思想，其次从技术方面要有所提_丁1．，最后提高绿色建筑设计的理念，并指出绿色建筑是未来人类牛活的幸福家园。绿色建筑成本分析方面：梁丌明D4l(2009)从节能、节地、节水、节材、爱护环境、降低污染等因素分析了绿色建筑给人民带来的受益，他指出虽然目前绿色建筑成本仍很高，但未来它的成本一定会有降低的空间，最终走出一条低成木高效率的绿色建筑节能环保的道路。曹申，董聪¨5J(2010)阐述了绿色建筑中成本分析受经济、环境、社会等多方面的影响，提出利用增量成本效益界定原则和定量方法分析绿色建筑成本效益，有助于改善绿色建筑成本分析状况。表1．1为绿色建筑国内外发展情况表。表1．1绿色建筑国内外发展情况!垒!：!：!Q堡121竺i!璺i29璺￡∑宝12E巴!坐ii虫壁i221生!!型12巴宝磐璺垒!竺四年代国家成果 宁夏人学硕上学位论文第。章综述1．3畜禽养殖废水概述1．3．1畜禽养殖废水的特点斋禽养耻厂排放的废水总量大又比较集中且废水Lf，含何大量的K、Na、Mg等晕金埔污染物、多种病原体污染物以及各种药物残留，属于具有严罩污染性质的有机废水。如若将未经处珲过的斋禽废水肆意排放，甚至作为农_k牛产牛活用水，将会对木地区农Hk牛态环境造成严重危害。直接排放到附近水源，或者存放地点不合适，导敛在雨水等凶素作用下问接排放到附近水源，将会造成当地地表水甚至地下水水质的严重污染。冉者，较强淋溶性是斋禽粪尿的显著特点，lmN、P以及具有一定水溶性的有机物等的淋溶性也都非常明显，倘若没有科学的处胛方案，废水则有机会通过各种方式渗入地下水层，造成水源的严重污染，危害牛物的牛命安仝116J。对许多大城市来说畜禽养殖废水逐渐成为一种新型水体污染源，同时也是造成流域环境污染重要凶烈171。在我国，为了减少畜禽粪污废水对环境的影响，对于一些缺水较严重的偏远农村，它的蓄水量小，资金十分有限，环保意识和管理相对落后，凶此对于大多数没有治理设施的畜禽养殖区，人们大多不作任何处理就直接排放Il引。如今，应该将重点放在环保意识薄弱的偏远农村，找出适合农村当地资源条件可行性技术路线，从而减少畜禽粪污废水的污染。创建于1950年的宁夏农垦集团是一个以酿造、畜牧水产以及果蔬等产品为丰的垦区。“十二五”期间，为继续展开宁夏农垦对地区7，至国家现代化农jIk牛产牛活的模范和向导作用，垦区畜牧业产值翻番达到4．83亿元，其中奶牛和生猪产值4．18亿元，占到75．7％；奶牛存栏近3万头，年产鲜牛奶近10万吨；生猪存栏3．8万头，出栏5．2万头II71，⋯t此-丌J‘见，采用何种方法处理畜禽粪便废水已成为各界共同关注的问题。1．3．2畜禽养殖废水的水质分析废水中含有中高浓度的有机含氮物质，牛粪成分中的粗脂肪、纤维素、木质素、蛋白质等物质混入其中，单一物化或生化较难治理。BOD5／COD如．24，废水可生化性较差。通常可以将BOD5与COD的比值当做评价废水水质指标的有效方法，在BOD5与COD的比值大于O．3时说明废水可生化性较好，比值小于0．2时不易生化。BOD5／TKN-≈,6，废水脱氮碳源充足，不需要额外投加碳源。BOD5与TKN的比值是反映碳源是否充，一般来说比值大于2．86时便满足脱氮要求，但考虑到硝酸盐氮携带的溶解氧会消耗一部分碳源等因素，一般认为BOD5厂rKN芝3．6才能进行有效脱氮。COD。r_<5000mg／L，化学还原物质含量很高，COD。，指标反映废水中可以被化学氧化物质的含量，包括有有机和无机污染物、可生化和不可牛化污染物，一般认为COD。，>4000mg／L为高度污染废水，4000mg／L>CODc，>2000mg／L为中度污染废水，COD。，<2000mg／L为低度污染废水。BOD5<1200mg／L，可生化有机污染物质含量较高。BOD5指标反映废水中可以被生物氧化物质的含量，一般认为BOD5>2000mg／L为高度污染废水，2000mg／L>BOD5>500mg／L为中度污染废水，BOD5<500mg／L为低度污染废水。NH3-N<200mg／L，氨氮含量很高。NH3．N对氨氮总量做出直接反映的同时也能表现水体富营 宁夏人‘7：颂上’7：化论文第‘咩‘练】尘养化污染的程度。一般认为NH3一N>100mg／L为高度污染废水，100mg／L>NH3一N>50mg／L为tII度污染废水，NH，一N<50mg／L为低度污染废水。TP520mg／L时，总磷属，¨丽含量。TP指标反映废水I}_J总磷的总五!，包括磷酸盐、磷酸酯等化合态磷。通常情砂‘TP把作为一个界限儿在(10mg／L，50m∥L)范围内则认为。}·度污染废水，曲极时则分别为低、高度污染。SS5750m2／L，无需特殊处师。sS指标反映废水悬浮物浓度。总体上看斋禽废水所有超标污染物浓度均具有高浓度、处理难度大等特性，表1—2为养殖场废水丰要成分及丰要清粪工艺对比。表1．2养殖场废水主要成分及主要清粪工艺对比Tab．1-2Farmsaremaincompositionandmainnightsoilwastewaterprocesscharacteristics1．4国内外畜禽废水处理技术研究现状1．4．1国外畜禽废水处理技术研究现状许多国家采用生态处理模式处理粪便污水，如：西澳、北岭以及北美洲中的诸多国家，在我国南方诸多地区也大多采用这种模式。澳大利亚某畜禽养殖场在用水量为250t／d，水力停留时间为200d的条件下，利用厌氧塘、兼氧塘和好氧塘等3个单元处理千头塘畜禽的粪便废水【2叭。德国利用氧化塘+土地净化处理技术处理畜禽粪便废水，在水力停留时间在不小于300d的条件下，灌溉量>500m3／hm2，水深为0．3---0．5m左右时，采用沉淀池、氧化塘、分配塘处理工艺，处理效果较好12¨。英圈及其他欧洲等国家发现对规模化畜禽养殖场废水处理十分困难，改用生态方法处理以达到减少养殖废水对水体污染的目的，并利用干清粪方式来代替原有的水冲式清粪工艺。在1970年期间，日本再次采用还田模式处理粪便污水。对美国而言，养殖场中的畜禽粪水多数采用生态处理方法。Chotldhary[22】(1996)认为生态方法不仅可以达到污染物零排放，而且在处置方法上也是经济有效的。对于养分的循环利用也能够较好实现。欧洲等困家的许多城市里，人工湿地技术在处理畜禽养殖废水方面早已纷纷投入使用，美刚也多次提出：在一定条件下，通过人工湿地技术的手段对处理粪污废水有较好效果123’24J。墨西哥科研者对人工湿地技术也做了许多相关调查，结果表明：BOD5与TSS的去除率确实有所改善，NH，-N、TP和TN的去除率均可达到40％以上【25J。人工湿地技术也有许多缺点，如因悬浮物质而引起的堵塞问题等【26’27】但是防止人工湿地技术堵塞现象的办法也有许多，如提高预处理能力、．d． 宁夏人学硕上学位论文第‘章综述增强进出水流动、注罩湿地床轮保养等。zhaol281等(2004)提m利用反粒级的于段LIl能降低人工湿地技术的堵塞现象。1．4．2国内畜禽废水处理技术研究现状范建伟，张杰[291(2002)针对斋禽废水污染环境等问题，利用活性污泥膜分离技术处师废水中I卅高浓度有机物，研究结果表明，出水水质指标COD。，、BOD、SS、NH3一N的去除率都超过了90％，达到了一级排放标准。龙用波，邓仕槐等I-{oJ(2007)采用了膜牛物反应器为丰体的处理技术，在水力停留时间为1l—13小时左右时，CODc，和NH3．N的去除率都超过了90％。成文【3lJ(2000)对于养殖场畜禽粪水等问题，采用好氧处理+混凝处胛工艺去除废水中有机污染物质。结果表明：出水NH3-N的浓度可达14mg／L左右，最终出水CODc，浓度可降到97m∥L左右。蔡阿兴等【32】(1999)：符放中【33J(1996)认为：利用沼液等还ffl模式处理畜禽养殖废水有诸多优势，但同样不容忽视频繁施用还田技术产生的副作用所带来的危害。李家康等I．{4J(1997)；尹崇仁【35J(1993)提出在我圈，施用还田模式处理粪便污水尚无具体规定，若按每公顷耕地施用氮肥量约为250kg计算，则至少需要约150ha的土地来处理畜禽粪水。另外，从经济性角度分析，若存在长距离运输畜禽粪污，则成本更不容小视[361。但曾悦等13¨(2004)曾认为：运输距离在13km以内时，利用还田模式处理畜禽粪水成本会大幅度降低。NgWunJem【38J(1987)模拟对养殖场粪水中高浓度有机物质的研究，通过厌氧池与SBR工艺相结合，处理后的NH3-N去除率超过了60％。杨虹等p9J(2002)通过小试试验研究养殖场粪污废水等问题，利用厌氧池与SBR工艺相结合，研究表明：出水NH3-N的去除率在60％左右。对畜禽养殖场粪便污水等研究邓良伟14UJ(2001)采取水解池+SBR池的处理工艺手段，研究表明：COD、TP、TN和NH3．N去除率均符合排放要求。徐洁泉14ll(1991)；Su【42J(1997)等对养殖场的废水利用厌氧池+接触氧化法的处理方法，处理后出水NH3-N的浓度在270mg／L左右。Liao等[43】(1994)提出用厌氧池+问歇曝气的方法处理粪污废水，结果表明：TN和NH3．N的去除率都分别在30％以上。厌氧+好氧处理技术在杭州诸多知名养殖场己被成功使用L44’45|。杭州某养殖场采用该技术对废水处理后，出水CODc。、BOD5、氨氮、sS等去除率均符合一级排放标准【46J。谢勇丽，邓仕槐等【47J(2007)以四川某大学附近畜禽废水为研究对象，利用UASB水处理工艺，在进行UASB工艺处理前，先满足活性污泥在温度约为30。左右条件下驯化50天左右再经过UASB池处理后，废水中COD的去除率超过了80％。朱春兰，邓仕槐等148】(2010)在好氧内循环生物流化床的基础上进行改进，将序批式运行模式与其结合，研究结果表明：该系统对废水水质指标中的BOD、COD。，去除率十分明显，TN的去除率超过了90％达到一级排放标准。．目前，在我国运用厌氧技术处理养殖场畜禽粪便粪水已经十分普遍，且在图内外比较常见的厌氧反应器有：第一代厌氧反应器、第二代厌氧反应器、第三代厌氧反应器等，一、二、三代反应器的对比分析见表1—3。 宁夏人。≯颂上。丫：似沦文第。章综述表1．3反应器分析对比’l"ab．1—3Thereactoranal)’siscontrast如今组合式水处珥技术在N内也十分盛行，常组合的技术类型有牛态+牛物组合式、牛物+牛物组合式技术等，根据宁夏月牙湖乡绿色建筑区裔禽养殖废水特点并结合当地经济、气候、地理位置等特点，满足该特点的技术有厌氧+人工湿地组合技术和A／O处理工艺。(1)厌氧+人工湿地技术厌氧+人工湿地技术是一种组合式工艺，在处理效果上比单独处理工艺效率明显提升，且FIJ于操作简单，工艺简易，投资费用少，运行费用低等特点目前应用也十分广泛。冯海洁。冯启言【49】(2012)做试验研究利用厌氧池与人工湿地相结合的技术处理废水，废水经过厌氧池时停滞了5小时后对对COD的去除率接近70％，冉经过人工湿地处理后废水中COD的去除率超过了80％，且NH3-N和TP的去除率达到了一级排放标准。王纪爱，黄俐等【50l(2008)对玉溪!Jifj范学校附近粪便废水采用化粪池和人工湿地相结合的工艺进行研究，研究结果表明：对废水中的微生物总量降低了102个数量级，许多有害菌的数量明显降低且COD。，去除率超过了60％。陈俊敏，贾滨洋等【5¨(2006)结台成都市金牛区某庄园为实例，对庄园内废水采用化粪池与人工湿地的处理工艺，该过程采用无动力系统，不仅投资少、费用低、运行方便、操作简单，而且对废水水质中有机物的去除效果也十分显著出水水质达到排放～级标准。耿琦鹏【521(2007)采用化粪池处理废水的基础上结合人工湿地处理技术，并研究种植不同植物时对人工湿地技术处理废水水质的影响，研究结果表明在种植芦苇根时对废水处理效果显著，对水体净化能力更强，出水水质COD、NH3-N和TP的去除率都超过了70％。吴义锋，吕锡武【531(2009)在厌氧池基础上改造并增加人工湿地处理技术，单独采用厌氧池处理时，COD的去除率仅能到达30％，改用厌氧池与人工湿地相结合的工艺后处理水质效果显著，满足一级排放B标准。(2)A／O处理技术张之浩f54】(2013)研究畜禽养殖场废水有机物浓度等问题，并在A／O工艺基础上进行改良，即再原有基础上添加了连续循环曝气系统，此组合工艺对商禽废水中COD、NH3-N和ss的去除率均超过了80％，也解决了原有工艺占地面积大等诸多问题。Bemet等【551(1999)提出对养殖区废水采用了A／O的组合工艺处理，在水力停留时间确定的条件下，出水NH3-N去除率达到要求。刘士军，陈星等【56】(2010)以双汇某屠宰肉制品加工厂为实例，在原UASB工艺基础上扩建 宁夏人学硕上学位论文第’一章综述A／O组合工艺对屠守场有机废水进行处胛，出水水质指标COD及NH3．N浓度均为70mg／L和10mg／L寿右，水质达到一级排放标准。刘永磊，牛明华157I(2010)以某矿区废水为工程实例，为使水质达标排放该工程设计了格栅井、调节沉淀池、A池、O池、混凝沉淀池、消毒池、回用池等，出水COD、BOD和SS的去除率均在90％以上，折合后的运行成本约为1．0Vd／吨水。冷栋栋，于德爽等【58】(2009)以沿海城镇海水中高盐度废水为研究刘象，采用A／O工艺对J发水降解，达到中水回用的目的，研究表明：采用该工艺，在控制好PH、水利停留时间等条件下，对废水中COD及NH3．N的去除率均超过80％。图l一1A／O水处理工艺流程图如下：制t鲨H燮：卜伊I《淡氧)}lI好辍jl≮“”一7：阋浚禽磷污泥l翻余{念磅；污泥、、、《肥料)图I-1A／O水处理工艺流程图1．5国内外生活污水处理技术研究现状农村污水处理技术多种多样，但从工艺上，大致rnJ‘以分为：牛态处理系统、生物处理系统、生态+生物处理系统等．1．5．1生态处理系统(1)湿地技术澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)的专家近几年通过采用过滤、土地处理与暗管排水相结合的方法开发出被称为“非尔脱”的新技术。这种技术不仅满足灌溉作物的要求，而且降低污水中的污染物含量，达到污水排放标准【59|。根据韩国当地农村居住分散的特点，运用集中式污水处理系统既增加了成本又不能灵活操作，因此，针对上述问题，来自韩国国立汉城大学农业工程系的学者们利用湿地污水处理技术成功解决了该问题。具体做法为在项目地区砌筑长约8m，宽2m，高0．9m的钢筋砼池，并预留多个通道。池内种植芦苇，利用沙砾作为种植基，利用从学校收集来的生活污水预留的孔道输入，出口处利用卵石填充，从而利于处理的污水排出。测得处理后的污水年平均水质指标中的PH值、全氮量浓度(TN)、全磷量浓度(TP)、溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、悬浮固体物(SS)分别为7．85、121．13mg／L、24．23mg／L、O．23mg／L、124．35mg／L、52．36mg／L，通过查询标准，认为处理之后的废水可以用作水稻的农业用水160l。杨林，余跑兰等16lJ(2012)针对江西赣南地区村民居住分散、用水量不均等问题，采用廊道式人工湿地处理农村生活污水的方法，经过测试，废水的水质指标在四个月时问内，平均去除率分别为：COD为73．07％、全磷量浓度为73．25％、全氮量浓度为72．6％。并且，在六次对处理后污水的COD、TP、TN值依次是20～35mg／L、O．60~1．19mg／L、6．88～l1．21mg／L，废水处理水质指标满足关于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B的要求。通过实际测控发现，廊道式人工湿地处理技术在控制流 宁夏人’7：颂一L。7：似论文第‘蕈综j韭域面污染上处珥分散式牛活污水，尤其是分散式农村牛活污水方面有较好表现。(2)地_F渗滤处胛技术舀if：眦纪末，仃美N学肯做过统计：香：全美约fJ．I．15亿家庭一f，，利用地下渗滤系统处』；甲家庭牛活废水的占到23％芹右【621。m在|1木、新西兰和一‘些西欧H家都刘地下渗滤技术的研究以及推广使用上处于如rI剧增的状砂‘【631。l刊样，在我H该技术的应用也受到重视，如朱丽，孙理密164I(2007)就是利用了地下渗滤系统成功解决了中4#女了学院山东分院的废水问题。经检测水质达标，部分处理的废水还-丌J‘以进行L卜l水回用，历时两个月，测试处理后水体的水质，得出各项指标分别为：PH7．2、NH3．N值5．1mg／L、CODc，值17．4mg／L、SS值8．0mg／L，对比规范，均满足水质回用的指标，并对冷暖季中水水质指标的去除率进行对比。冬季时NH3_．N、CODc，、SS的去除率分别为87．4％、92．1％、95．4％，椭夏季的去除率分别为88．3％、92．4％、95．6％。⋯十冬夏季节中水指标去除率差距不大，凶此说明地下渗滤技术随季节的变化影响幅度较小，运行效果比较-几J‘靠。郑彦强、卢会霞等【65j(2010)针对农村水体富营养化几益严重等污染问题，在天津武清区一村落别墅区采用2个并行地下渗滤系统的方法，具体参数如下：计水力负荷为10cm／d：处理能力为50伽；人工渗滤土为两种自然有机质、炉渣、陶粒以及土壤按照5：2：2：1的配合比搅拌均匀后制成，经测算秋得了COD、TP、氨氮、TN以及悬浮物有较好的处理结果，而且污水的COD和C／N值都相对较低，对于处理效果有一定影响，处理后的污水各项指标都能符合一级A标准。(3)高效稳定塘处理技术目前，吲外已有专家正处于研究如何使用高效氧化塘来处理农村污水的工作中f66’671。在我国，这一领域也处在探究阶段，如黄翔峰，池金萍【68](2006)就利用高效藻类塘技术解决农村生活污水处理等问题。经过测定，该技术在处理COD、NH3．-N、和磷酸盐的过程中都表现出较高的效率，去除率分别为70％、90％和50％，并且，高效藻类塘还有增加流速的效果，进而将有效增加该技术对有害物质的处理效果。李怀正，姚淑君1691(2012)由于曝气时的溶解氧量、污泥浓度和水力停留时间都会影响曝气稳定塘技术的处理效果。对于该问题的解决办法就是，利用改善曝气环境的手段来解决。实验研究结果说明，利用高效稳定塘技术改善曝气条件的情况下，该曝气稳定塘的最优的水力停留时间为4天，其中还包括间歇运行的时间，其曝气时问应该不小于15min。值得一提的是，停留时间的增长还有效提高了污水处理的效果。污泥各项指标在2～10min以内可逐渐达到平稳，O．5h曝气／1．0h停气为各污染物去除效果最好的曝气周期。1．5．2生物处理系统(1)无动力厌氧处理技术英国部分学者曾利用厌氧生物滤池技术对10人左右的生活污水进行污水处理，结果尚可。后期美国、加拿大等国的学者利用复合过滤层取代生物滤池对回流的污水处理技术进行不断的探索和改进，结果较之前的污水处理能力以及效率方面都有很好的改善，并使这种类似于无动力技术的处理方法得到广泛使用【701。黄武、陈明晖‘7I】(2008)采用无动力地埋分散式厌氧技术方法对850个村落进行推广。结果表明，该技术对污水中的COD、SS、蛔虫卵死亡率、大肠菌群数和菌落总数的去除率均在72％、80％、96％、98％以上，出水NH3-N也达到了一级排放标准，该技术 宁夏大学硕士学位论文第‘蕈综述为建设绿色新农村提供了有利的技术支撑。(2)好氧牛物技术在20世纪80年代末期，欧美H家率先研究出一．平中较新颖的技术，就是利用～。个单兀反应器l司时完成牛物氧化和固液分离。随后为了提高出水水质要求，在法H研究出世界上第一座曝气牛物滤池，该技术得到仝世界广泛应用【72J。我H学者也自’类似工程研究，如杨文澜mI(2008)利用丌流式曝气生物滤池方法处理农村牛活污水。通过试验得出，设定水力停留时间为3小时15分钟，水气比为5：1，测的处理后的污水的CODc，、NH3--N、BOD5、SS等各项指标都满足一级排放标准。上世纪80年代初期，我I词从意大利引进了好氧移动床牛物膜反应器(MBBR)-专；‘用于处理农村污水‘741。王翥ffl，叶亮等㈣(2010)就利用该牛物膜反应器的工艺来处理无锡芦村污水处弹厂面临的各种问题。使用该工艺一年以上，研究成果说明，处理后的污水COD值控制在40～60mg／L，i叮NH，．N的浓度也满足处理厂的废水排放标准。(3)厌氧好氧一体化技术吴迪，高贤彪{76l(2012)利用几光型厌氧好氧一体化的方法处弭农村牛活污水问题。试验研究成果说明，在该系统稳定测试六个月期间，设备的处理量为89们、水力停留时间1．8d、水解酸化段水力负荷0．78m3／(ms．d)、接触氧化段水力负荷4．24m3／(m3．d)，污水的COD去除率为73．2％高于其他方法，处理后污水的CODex平均浓度为60．3rag／L,，NH3一-N去除率和平均浓度为49．5％、20．4mg／L，TP去除率和平均浓度为56．1％、2．7mg／L，SS去除率和平均浓度为79．3％、26．7m∥L，均达到排放标准。赵琳娜，吴迪177J(2012)也利用该处理系统对天津市农村生活污水试点项目进行了研究。测定的各项参数为：处理后污水的COD值为60．3mg／L，去除率在95％以上；BOD值为20mg／L，去除率在70％以上；NH3一N浓度值为32．75mgm、TN浓度值为33．5mg／L，粪大肠菌群数小于30个／IOOL，去除率在80％以上，对比行业标准，均满足农业灌溉用水的指标。1．5．3生态+生物处理系统(1)厌氧池+复合型人工湿地技术刘芬芬，王德建【78】(2012)采用厌氧池．复合型人工湿地系统的方法，对季节变化对农村污水处理效果影响等问题进行了研究。研究结果说明，该系统作用下春季、夏季以及秋季对NH4+-N的去除率约为95％，效果十分显著；对总磷的去除率在60％左右，效果显著。冬季，对NH4+-N以及总磷的去除率也可提升至67．1％和42．5％。春季和夏季对总氮的去除率提升至60％左右，秋季和冬季被提升至31％左右。夏季对COD平均去除率为78．3％，冬、春季为37．8％"--43．5％。各出水指标均达一级A类排放标准。由于该系统运行成本低、效率高，凶此为农村分散型生活污水处理奠定基础。(2)漂浮植物塘+化粪池技术位于斯堪的纳维亚半岛西部的挪威约四分之一的农村没有任何集排污水设备和措施。并且，挪威人口稀少，村落也较分散，鉴于此，先利用化粪池对农村生活污水进行预处理，处理完成后继续进行生物或者化学甚至两者联合处理的方法，研究结果表明效果良好【79】。杨少平【80】，李田18l】(2012)利用漂浮植物塘配合化粪池处理的方法，成功解决了农村分散型生活污水中漂浮植物塘对NH4+-N等污染物去除效率不理想等问题。研究结果说明，曝气以及搅拌对模拟漂浮植物塘中 宁夏人17：颂上。7：位沦文第‘章综述NH4+-N的去除率影响较大，去除率随曝气和搅拌的频率增加而提高，并在平均浓度大于2m∥L、水温200C歹F右、停留时问为7d，NH4+．N硝化效果良好。进水NH4+-N为1．69／(rn2．d)条fC-T，出水平均NH．+．N丌j达到V类标准。、根据上诉研究在设训和选取水处胛工艺时，璺从农村的经济条件和自然条件角度出发，结合农村当地的实际情砂‘来选择工艺，不能盲目地将处理效果良好的农村污水处坪技术牛搬硬套到其他地区，凶此以投资量少、运行费用低、管毋方便、操作简单为目的的前提下，针对该项目基地所多风、少雨、十燥、风沙大的特点，选取组合式(厌氧+人工湿地或厌氧+好氧组合)水处理工艺为最优，不仅。几J．以减少废水污染环境，还’几J以有效提高水资源的高效利用。1．6研究内容、预期目标及技术路线1．6．1研究内容丰要研究内容如下：(1)农村斋禽废水处理技术工艺的确定；针对斋禽废水LfJN、P及有机物浓度高的水质特点，将畜禽废水处珥技术工艺分成预处理、有机物处理、氨氮处理三个重要阶段，根据各阶段水质特点，确定出最适合的水处理技术工艺。(2)农村绿色建筑区商禽废水处理技术工艺方案设计：通过研究绿色建筑区畜禽废水水质特点，选取适合当地实际条件的处理方法，最终确定设计了两套处理裔禽废水的方案，方案一主要采用化粪池+人工湿地的处理工艺；方案二主要采用水解酸化池+A／O处理工艺。(3)农村绿色建筑区居民生活污水管道布置和水力计算：对绿色建筑区居民生活给排水设施匮乏等问题，研究以直流式给水，重力流排水的方式布置一套给排水管道路线。(4)农村商禽废水处理技术方案的经济评价：对绿色建筑区设计的两套畜禽废水处理工艺方案进行经济评价，对两种水处理技术工艺进行费用、效益分析，并计算出效益费用比，对方案一、二两种工艺进行比较，选出最优方案。1．6．2预期目标针对建色筑区畜禽废水肆意排放，建立两套相对完善的畜禽废水处理工艺。通过经济评价比较探索更适合宁夏银川市月牙湖乡海陶南村绿色建筑区的商禽废水处理工艺。针对建色筑区农民生活给排水设施不完善，确立一套相对可行的给排水管道布置路线。1．6．3技术路线详见技术路线图1—2。．10． 宁夏入学硕_上学位论文第‘章综述宁夏海淘南衬绿色建筑区污水处理工艺设计及经济评价』处理畜童魔水的常见方法：好、厌氧技术、人工湿收集资料了麓音童废水处理工艺动态地技术、氧化塘技术及结合式技术等农村畜童废水处理技术工艺的确定分析畜童养殖废水水质特点，确定畜童废水处理工艺}方案一化粪池÷人工湿地技术工艺方案设计农村绿色建筑区音垒废水处理技术工艺方案设计方案二水螺酸化池+啪技术工艺方案设计l农村绿色建筑区居民生活污水管适布置和水力计算直流式给水重力流排水布置管适图1．2技术路线图Fig．I·2technologyroadmap 宁砭人。丫：颂上’学化论文第■章宁夏海陶南村绿色建筑|爻：概况第二章宁夏海陶南村绿色建筑区概况2．1项目区概况2．1．1地理区位将宁夏回族自治区银川市兴庆区月牙湖乡万市奶牛养殖基地作为设计地点，月牙湖北与平罗县高仁乡接壤，南与灵武市以明长城为界，东与内蒙．古鄂托克前旗大庙茫哈图为邻，西至黄河与通贵乡隔河相望，月牙湖乡位于银川市东北部68公里，地处毛乌素沙漠和黄河交接处，总占地面积333平方公里，南北长58．8公里，东西宽不足10公里，是一个典型的沿黄小城镇。2．1．2地形地貌项目所在地银川I市兴庆区月牙湖乡地处鄂尔多斯台地的西南边缘，西靠黄河，境内地形东高西低。台地上沟蚀严重，台地边缘大部分己形成丘陵地带。该区地形结构复杂，自西向东由河滩地、冲积平原(农垦区)、沙漠和台地组成，地形是南高北低、东高西低，由东南向西北倾斜，土壤以风沙土和灌淤土为主。该乡地处西北内陆，海拔1091～1259m，多受西北入侵的二r冷空气控制，属于典型的大陆性气候。年平均气温为8．1℃，极端温度为30．3．37．7℃，无霜期平均为162d，年平均降水量160mm，蒸发量为2000mm，属干早半干旱荒漠区。2．1．3水文气象月牙湖乡属大陆性气候，温带半干旱地区，气候特点，日光充足，热量丰富，干旱少雨雪，气候干燥，蒸发强烈，冬春季多风、降水少，温差大。园区周围为黄河自流灌溉区，为小麦、水稻、蔬菜等经济作物种植基地，周围环境容量大，属中温带大陆性气候，年平均气温8．5度，日温差12．15度，年平均日照时数2800～3000小时，具有明显的大限气候特征。年平均将水量203毫米，无霜期157天左右。主要气候特点是：东寒长、春暖快、夏热短、秋凉早，干旱少雨，日照充足，蒸发强烈，昼夜温差大等。历年平均气温8．10C，无霜期平均162天，年降雨量的变幅较大，历年平均189．9毫米，集中在7-9月问，年平均蒸发量为2246．3毫米，是年平均降雨量的11．8倍，年平均沙暴日数为19天，以4．5月问风速最大，平均风速达3．2．3．3m／s，日照较长，年平均日照数3186．5小时。黄河由南向北自月牙湖乡西部边缘经过，水深2．12m，泥沙量多。2．1．4社会经济经过20年的不断发展，全乡共有耕地2．5万亩，林地1120亩，饲草面积5400亩，黄河湿地2．3万市。住户2030户，10245人，其中回族人L17549人，占总人U德74％，2008年农民纯人均收入达到2076元。．12． 宁夏人学硕上!学位论文第_章宁夏海陶南村绿色建筑区概况2．2环境问题随着月牙湖乡经济社会的快速发展，新农村建设力度不断加大，农村f卜活垃圾以及农、lp￡卜产牛活J发水排放量的逐年增加，加之农村环保基础设施建设滞后、农村环境脏、乱、差成凶复杂等诸多凶索，造成农村环境严晕污染，万市牛态养殖区内这种情况尤为突出，直接彤象和威胁着项目Ix及周边广大村民的(卜产、￡卜活环境与身体健康，制约了当地农村经济的‘nJ+持续发展。2．2．1畜禽养殖废水污染村庄兴庆区万市奶牛牛态养殖区内有19个奶牛养殖区，每天产牛斋禽养殖废水约为600吨，养殖废水具有“三高”特点，即悬浮物高、COD高、氨氮高，直接排入河流或地表水中将，眦重污染水源、土壤环境，破坏水体原有功能，危害人体健康及农渔_k生产，如富养化、污染物分解而与水牛动物争夺氧气等，对水域水质造成致命伤害。另一方面，淡水作为一种事关N训‘民牛的资源，n益提到了一个战略高度。2．2．2农村环境监管薄弱目前环保机构只到县级，而部分县环保队伍与机构建设严重滞后，乡镇无环保机构，环保监管能力未形成。农村环保工作机构缺失，经费无保障，丌展农村环保工作基础条件差，许多地方环保监测不出县城，农村环境质量不清，不能及时发现和解决农村问题，使农村环保工作和污染防治困难重重。2．3项目建设的必要性2．3．1保护环境、维持生态平衡的需要(1)水体污染畜禽养殖区污水中含有大量的污染物质，如果管理不善，这些高浓度畜禽有机废水排入江河湖泊中，将造成水质不断恶化，畜禽废水中的高浓度N、P是造成水体富营养化的重要原因，废水排入河流中，使对有机污染物敏感的水牛生物逐渐死亡，严重威胁水产_k的发展。畜禽污染物不仅污染地表水，其有毒、有害成分还易渗入地下水中，，咙重污染地下水。它可使地下水溶解氧含量减少，水质中有毒成分增多，严重时使水体发黑、变臭，失去适用价值。污水一旦污染地下水，极难治理恢复，将造成持久性的污染，因此需要将养殖区污水进行处理，并进行综合利用。(2)空气污染养殖区产生大量恶臭气体，其中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有害有毒成分，污染周围空气，，惟重影响空气质量。许多发达国家对恶臭气体的排放有严格规定，如日本的《恶臭法》中，确定了8种恶臭物质，其中6种与畜牧业密切相关，随着规模化畜禽养殖业的发展，畜禽养殖区的恶臭危害饲养人员及周围居民身体健康，并影响畜禽的正常生长。．13． 宁夏人0j：颁上。学位论文第■章宁夏海陶南村绿色建筑区f8|【况(3)农作物危害高浓度的污水用于灌溉，会使作物陡长、倒伏、晚熟或不熟，造成减产，甚至毒害作物，出现大而积腐烂，据渊查，一些规模化斋禽养殖区的“肥水”造成周围农作物危害，农民要求赔偿l’J，J现象经常发7卜。ItE：gF，高浓度污水几J+导敛土壤孔隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结，严重影响土壤质量。2．3．2提升企业综合竞争实力，实现可持续发展的需要兴庆【墨万市奶牛牛态养殖区内有19个奶牛养殖区，每天产牛污水量600吨，⋯于污染物产量大且一直没有适当的处理力式，直接排放严重污染水源、土壤环境、破坏水体原有功能，危害人体健康及农渔、lk牛产，对水域水质造成致命伤害。废水肆意排放对周边的大气、水源、农作物产牛的危害已『1矿重影响周边农户的正常牛活和生产。为贯彻《环境保护法》、《水污染防治法》、《大气污染防治法》，控制畜禽养殖业产生的废水、废渣和恶臭对环境的污染，促进养殖业生产工艺和技术进步，维护牛态平衡的要求，有必要尽快建设污水处理设施。．14． 宁夏人学硕上学位论文第j章畜禽废水处理技术方案的确定第三章农村畜禽废水处理技术工艺的确定3．1．设计依据文件3．1．1环保标准规范《城市污水冉牛利用．城市杂水水质标准》GB／T189203．1．2通用标准规范《砌体结构设计规范》《建筑地基基础设计规范》《混凝土结构设计规范》《室外排水设计规范》《建筑给水排水设计规范》《工业企业照明设计规范》《工业与民用供配电系统设计规范》《低压配电设计规范》《建筑物防雷设计规范》《构建物抗震设计规范》《工业设备及管道绝热工程设计规范》3．1．3设备标准离心泵技术条件水处理设备技术条件污水污物潜水电泵一般用途离心式鼓风机计量泵标准3．2设计进出水概况3．2．1畜禽养殖场设计污水量GB50003GB50007GB50010GB5004GB50015GB50034GB50054GB50055GB50057GB5019lGB50264GB厂r5656JB／T2932JB厂r5118JB厂r7258APl675成年奶牛、青年奶牛、育年牛、幼年头数分别约为1500头、2000头、2000头、2000头。⋯此可知，奶牛场日粪便排放量为：1500×56．3+2000x39+2000x27+2000x8．7=233．85I／d。奶牛的最高日用水定额分别为150升／头·天，75升／头·天，355t‘／头·天。则成年奶牛用水量为：150×1500=225m3／d，后备奶牛用水量为：75×4000=300m3／d，幼年奶牛用水量为：35×2000=70m3／d，凶此奶牛场的平均流量约为为600m3／d。．15． 宁夏人。学颂上。学位论文第■章备禽废水处理技术乃’案的确定3．2．2进、出水水质要求根据现场情砂‘，设计流量丰要为养列【i墨产牛的养耻J发水，经讣算木设计废水处卵系统设计处师能／J约600m3／d(25m3／h)。进、出、回用水水质标准如表3．2。表3．2水质标准Tab．3-2Thewaterqualitystandard酒：：殴计进水参考《裔禽养殖业污染治理上程技术规范HJ497．2009》：同心水质参考《城市污水W生利Hj城市杂川水水顾GB／T18920—2002))绿化用水标准：排水水质参照《南禽养殖业污染物排放标准GB厂r18596．2001》绿化朋水标准。3．2．3原水及设计进、出水水质指标业丰提供的“1当地环保部门化验的原水水质指标及设计进、出水水质指标见表3．3。表3．3原水水质指标Tab．3-3Rawwaterqualityindext根据提供的己知数据，最终确定本表3．4设计废水的进水水质指标如下：表3-4设计废水的进水水质指标Tab．3-4Designofwastewaterqualityindex根据《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)设计出水水质指标表3．5如下：表3．5设计出水水质指标Tab．3-5Thedesignofthewaterqualityindex3．3废水处理技术工艺的选择处理废水是为了除去水体中的高浓度污染物质并使水体恢复自净能力。而畜禽废水中的主要污染物质为氨氮和BOD，其它污染浓度虽高，但不是控制指标或处理难度较低。去除氨氮的物理化学工艺主要[j1吹脱、折折点氯化、汽提等，而奶牛生态养殖区冬季寒冷，吹脱塔容易结冰，故不适宜采用吹脱工艺；折点氯化成本高，对水质中其它化学还原物质含量要求高，故也不太适用：汽提要求水质相对洁净，而养殖区废水无法满足。综合以上因素表明除去畜禽废水中的氮不适宜物理化学工艺．16． 宁夏人学硕上学位论文第一章畜禽废水处理技术方案的确定3．3．1选择思路nJ根据进水、}n水的量和水质分析等数据设计处理工艺的思路。(1)丰要工艺采用牛物+牛态相结合或牛物处胛的处理力+法；(2)根据N内外养耻污水处理工程和实例，优化处理工艺，确保水质达标排放；(3)工艺流程简捷、高效；(4)费用低、易管理、操作简单、运行效率高。3．3．2预处理工艺的选择废水的预处理工艺主要指为改善进水水质、满足主处理运行条件和提高处理效率前处理的方法。在畜禽废水中，ss多是影响处理效果的重要凶素。畜禽废水中的ss主要ItJ有机质组成，在废水处理工程中会逐步腐败，缓慢释放新的COD物质，从而提高处理负荷，影响处理效果。处胛SS追常规的方法是拦截、沉淀、浮选分离。挤奶车问设置了废水的收集和沉淀设施，凶此本设计不会考虑沉淀工艺。在长距离输送过程中可能进入新的外来杂质，因此拦截法还是很有必要的，对于前级沉淀无法分离的轻质细颗粒杂质，工艺建议采用浮选分离的形式。3．3．3有机污染物处理工艺选择对于原水属中高浓度有机污染废水，常规处理工艺通常考虑厌氧与好氧相结合的综合强化生化处理工艺，或厌氧与生态处理结合的工艺。完全厌氧生化反应常利用发酵菌+乙酸菌+甲烷菌的作用降低废水中的高浓度有机物质且有2个比较关键的处理段，分别是水解酸化和产甲烷。厌氧反应器按运行温度主要分常温(25。C)、中温(35℃)、和高温(55"C)三类。常温反应时间较长，一般为15天．30天，代表工艺形式是常规化粪池。半程厌氧生化反应主要是针对完全厌氧生化反应很难正常运行，改善畜禽废水的BOD5／COD比，提高废水的可生化性。3．3．4氨氮处理工艺选择目前处理养殖畜禽废水的常规处理工艺考虑厌氧结合好氧的综合强化生物处理工艺，或厌氧结合生态处理工艺。厌氧+好氧工艺的常用技术有化粪池+SBR工艺及水解酸化池+A2／o工艺；厌氧+生态工艺常用技术有厌氧池、化粪池等与人工湿地、地下渗滤技术、高效稳定塘技术相结合等。3．4畜禽废水处理工艺的确定通过上述比较，综合考虑本工程的水质、水量和处理要求，并从工程占地、投资、施工周期、施工难度等方面统筹考虑，设计2套处理畜禽废水的水处理工艺，第一种工艺是采用：物化预处理+化粪池+人工湿地工艺，并辅助污泥处理系统；第二种工艺是采用物化预处理+水解酸化+A／0_卜．17． 宁夏人学硕上‘学位论文第一章备禽废水处理技术力窠的确定物化后处理工艺，并辅助加药及污泥处埠系统。第‘‘种工艺L卜I的关键处师段为牛化+牛态处理，辅助：r艺为预处州、污泥处师系统。第j二种工艺丰要⋯预处师、qi化处胛段、后处师段、污泥处胛系统。乍物+￡卜态处胛段．卜要⋯化粪池、人工湿地组成；牛物处胛段III水角犁酸化、A／O系统组成，具二卜要功zH,匕1．3A刚zlt是划斋禽废水L}J的COD。、BOD5、氨氮进行降解，为工艺的核心处婵构建物。预处胛在处理废水时也是不．几J缺少的处胛工艺，它使得水体中的大颗粒污染物质等的数量能有效减少，常见的预处理工艺多⋯格栅井、调节池、气浮池等组成。它为均衡水质和水量，为后续的处理系统正常有效运行创造有利的条件。后处埠段有过滤、消毒系统组成，其丰要功能是对废水中的SS和细菌进行有效去除，保证斋禽废水全面达标回用的必要辅助工序。污泥处理系统由污泥池、污泥处理问(带式压滤机)组成，其丰要功能是对污水处理系统产牛的污泥进行减量和无害化处理，防止造成二次污染。3．5污泥的处理处理畜禽废水中污泥的处理方法多选自《室外排水设计规范》GB50014．2006中规定的要求。处理污泥的工艺要满足几点特征，即：减少污泥使用量，活性污泥趋于稳定，减少有害物质二次污染。而在我国处理后的污泥大多填埋或抛海，处理废水后的污泥很少能够被充分利用。⋯于木设计污水处理工艺中的剩余污泥采用消化处理效果差，抛海也不切实际，有根据养殖场所处地理位置的特点，只能设计考虑将污泥经减量处理后农用堆肥处理。重力型和机械型浓缩机通常是浓缩污泥的常用方法。m于重力浓缩池占地面积大，容易产生有毒气体影响环境，故本设计选用污泥停留时间较短的机械浓缩法，对原生污泥进行浓缩、脱水。污泥脱水采用带式污泥脱水机，并配套絮凝剂投配装置、污泥进料泵等辅助设施，优点常表现在运行条件稳定、低噪声等。图3．1污泥流程图如下：图3．1污泥流程图Fig．3·ITheflowchartofthesludge．18． 宁夏人学硕上学位论文第网章绿色建筑区污水处理工艺设计第四章农村绿色建筑区畜禽废水处理技术工艺方案设计4．1化粪池+人工湿地技术工艺方案设计下图为化粪池+人工湿地的斋禽废水处理流程图：畜禽粪水-圆一圃．囤．圆4．1．1格栅井的设计排放一囤图4-i工艺一流程图Fig．4-1Craftaflowchart设计废水经地下管网输送至废水处理站，在废水收集现场已设置沉淀集水设施，按理可不考虑废水的拦劫除污设施，但考虑到远距离输送，污水窨井容易混入大颗粒物质，故废水进入污水站后，首先进入格栅井，采用机械格栅1台，以截取污水LfJ较大的漂浮物及杂质，保护后续水工建筑物及设备正常运行；栅渣排入手推小车，定期外运堆肥。(1)栅条选择耙齿型，栅条的宽度(s)设置为0．8m，栅条与栅条之间的问隙(e)为0．005m。安装时栅条的倾角a设置为70。。并设栅前水深(h)为0．005m，过栅流速v约为4．5m／min。(2)栅条间隙数n为疗：垡兰塑呈Z里：：Q：Q兰兰Q：竺Z：10ehv0．005×0．005×0．075(4．1)栅条问隙n取为10。(3)栅槽宽度B为B=S(IO—l、+en=O．8x(10-1)+0．005×10=1．0m(4-2)(4)迸水渠道段逐渐变宽部分的长度Ll利用下式确定￡．：旦生：!：里二Q：兰：3．o掰f．=———‘=一=’．I，，雅12tana。2tan7。(4．3)式中B，为迸水渠道宽度，m；0【，为进水渠道渐宽部位的展开角，一般oI．I=5。(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2为三．：量：塑：1．5聊‘2(4．4)(6)过栅水头损失hl为矗：坂：ke!sin口：3×3×(旦)；×业堡×0．94：2．6m(4—5)”290．0052×9．8．19． 宁夏人学硕上。、7：位论文第四章绿色建筑区污水处理上艺设计式中h。为计算水头损失，m；k为格栅受污物堵寨后，水头损失增加倍数：s为m力系数￡=B(S／e)4“，与栅条断面自‘关。(7)栅前槽总高度H．为根据建筑设计于册及实际工程经验取栅前渠道超高h2_O．3m，则栅前槽总高度计算式为如下，H。=h+h、=0．005+0．3=0．305m(4．6)(8)栅后槽总高度H为H=h4-h．4-h，=0．005+2．64-0．3=3m(4—7)(9)格栅总长度为三：三．+￡，+1．o+o．5+—鱼L：3．o+1．5+1．o+o．54-—0．3—05：6．0m(4—8)‘tana2．75采用人工清渣，图4．2格栅井计算草图如下：瓣篓～工。k"盔T7U’图4-2格栅井计算草图Fig．4-2Gridcalculationsketch因此确定格栅井数量为1座，设计规模：Q=75m3／h=0．02m3／S(不均匀系数Kz=3)。建筑物尺寸：LxBxH=6．0mx1．Omx3．Om。池顶标高+0．OOm，池底标高．3．OOm，有效水深1．Om；结构型式采用埋地式钢混结构。格栅井产生的栅渣由出料口直接装车外运。4．1．2调节池的设计废水经格栅拦污后，进入调节池。调节池内设潜水排污泵2台，l用1备，废水经加眶提升后输送至气浮池。由于污水排放量波动很大，因此常利用调节池来稳定水质和水量，进而确保系统的正常运行。不仅如此，调节池还有酸碱平衡、调节水温的作用。调节池的尺寸由于设调节池为矩形，则池长取L=15．6m，池宽取B=6．0m，故调节池数量：1座；设计规模：Q=25m3／h；建筑物尺寸：LxBxH=I5．6mx6．0mx6．0m；池顶标高+0．00m，池底标高．6．00m，有效水深3．80m，有效容积为355．68m3，设计水量停留时间14．23小时：4．1．3气浮池的设计由于水中含有一定量的细小悬浮物，依靠自然沉降性能较难去除，因此选用浮选法是最经济．．20．．}．r 宁夏人学硕L上学位论文第phq章绿色建筑区污水处理工艺设计实用的，设计采用气浮除污工艺。该工艺在去除细小悬浮物的f司时，还能去除部分COD、BOD。该设备的处师原理为：白‘先废水进入气浮池之前加入反应药剂，并使之混合均匀、充分，废水与药物会发牛絮凝反应后，废水液进入设备接触区，『司时，溶气释放百t芹tl产-q-微小‘e泡，气泡与废水液接触发牛吸附作用，这种吸附作用包括气泡和废液聚合凝聚以及气泡位置上丌后与废液L+J的悬浮物凝聚的过程。该设备的去除工艺有工作效率高、设备体积小节省空问等特点。设计参数气浮池设计1座，处碑能力为25m3／h，有效尺、J。：长×宽×高=7．5x2．Ox2．5m，有效水深2．2m。混合区停留时问为15．84min，反应加药采用迷宫混合力‘式，接触区上流速度4．86mm／s，接触时间10．56min，设备分离区的上流速度为1．08mm／s，分离区内，废水的处婵平均停留时间为47．52min，回流比为30％，气浮池中核心部分，产生微小气泡的释放器根据需要布置Tv-l型2只，并配有处理废渣的刮渣机l台，N=0．75kW。在出水区停留10min左右。4．1．4化粪池的设计化粪池的类型较多，常用的主要有现浇式以及预制组合式化粪池两种形式。下面是表4—2两种化粪池性能的对比分析表如下：表4．2两种化粪池性能的对比分析Table．4·2Twokindsofseptictankperformancecontrastanalysis从表中不难看出，预制组合式化粪池有装配性能高，工作效率较高等特点，因此设计采用预制组合式化粪池处理畜禽粪便污水。计算化粪池的有效容积如下式所示分为两部分：Vt=V污求十V污泥：—塑一+1．2f—NaTk—(1-b)124x1000‘(1-c)x1000’(4．9)式中V一化粪池容积，m3；V污女污水部分的容积，m3：V污泥一污泥部分的容积，m3；N一使用数，人／头；A一使用百分数，％；．21． 宁夏人。7：颁上’7：化论文第网章绿色建筑区污水处理上艺设计q为每人每几的污水量，升／人-n；t。为污水停尉时间，h：T、、为污泥清挖周期，天：Ⅸ为每人每n的讣算污泥量，丌／人·n：b为进化粪池新鲜污泥含水率，％；C为酵浓缩后污泥含水率，％；K为污泥发酵后体积缩减系数。据公式(4-9)计算‘几J‘得Vt，。--V污求k—LV污滩^：竺堕坐+1．2f竺坐塑壑塑塑兰塑124×1000。(1—0．9)×1000。=2．35m3Vt中=V污水牛十V污泥，p8000×40×12．⋯8000×0．7×0．8×l80×(1—0．95)、一一’r_，_一_24×1000。(1—0．9)×10001=162．69m3凶此，化粪池的有效容积为：2．35+162．7=165．04m3，故选择两台TAHF一13的化粪池并联，TAHF一13的坑槽长·宽·高分别为l1300x3600×2700。表4—3TAHF一13设备参数表和图4．3、4-4化粪池布置图如下：表4．3TAHF．13设备参数Tab．4—3TAHF-13Theequipmentparameters，’。‘二图4．3化粪池刨面图Fig．4-3Septictankplanesurfacefigure．．22．． 爱人学颁≯位论文第pHq章绿色建筑区污水处理工艺设计鼍量量曼皇墼!量曼曼曼曼曼曼量曼量量量量量量量量量量皇皇曼量曼皇曼曼鼍曼量量量量量量曼曼皇曼曼曼曼曼量量量量曼曼曼曼曼量曼曼罾曼曼皇皇曼曼量量量曼量量量量曼曼1．5湿：‘没计L图4．4化粪池刨面图Fig．4·4Septictankplanesurfacefigure(1)‘贞层在设i，＼工湿地处理技术时常会考虑对基质层的布置，颗粒半径的大小、植物种类的选取和：垫层的≯辜都其布置都有影响。采用人工湿地技术时针对不同废水的水质特点对基质的布置也‘一不相Iiij．‘4如废水中N等有机物浓度偏高时，布置基质层时常选用页岩等铺设。颗粒，，’垒的大小对基质的影响直接反映出污有机污染物质的运行条件。目前的人工湿地，基j粒径范、!。EO．30mm之问，通常选用的粒径范围是4．16mm，而在欧洲等国家曾建议基质粒径：10mill，，右时对水体的处理效率较高。基垫t．，J薄厚对人工湿地技术处理废水的效果也十分重要，但其厚度通常与选取植物的根系f征等有o』J联系。表4-4基质层设i：t-N表如下：表4-4基质从下到上结构分层列Tab．4-4Matrixfrombottomtotopliststructurehierarchy(2)÷．人工；：．为建设lt较强。j应该地!见表4一j材料厚度细土细砂砾石小粒径鹅卵石中粒径鹅卵石大粒径鹅卵石100mm200mm250mm300mm勿丑不同于自然湿地，尤其在种植植物有其特殊之处。比如：耐污能力强，【j】于湿地是导致人工湿地含有较多不|一于自然湿地的特殊物质，所以还要求植物的抗病虫害能}，人工湿地植物还要求其根系比较发达，枝繁叶茂，还要引起重视的是，植物能够0气候特点等，如果是景观植物，还需要有一定的观赏价值。我国人工湿地常用的植．．23．． 宁夏人·学硕上，誓位论文笫阳幸绿色建筑区污水处理上艺设i：l‘表4-5常用的人工湿地植物列Tab．4-5Listol’artificial、、etlandplantscommonl5‘used通过对比考虑，本工艺采用芦苇及香蒲作为水牛植物(1)湿地总面积：BOD面积负荷(A1)：么．：—O．03—65Q×ln(旦≤)k、C—C’7．i：—0．0356—x595×lnI．1000-56．5)：362／4，卵z=一．KlI¨=，H180100—56．5式中Q为污水流量，Q=600m3／d；K为BOD一级反应速率常数，取180；Ci为BOD进水浓度，Ci=1000mg／L；C。为BOD出水浓度，Ce=100rag／L；c‘为BOD背景值，C幸=3．5+0．053Ci=56．5mg／L。SS面积负荷(A2)为有公式(4—10)可计算彳．：—0．0356—x595×ln(—1367-—9392)：113聊z月=一XI|1-一-=加21000、100—93．92式中Q为污水流量，m3／d；(4—10)K为SS一级反应速率常数，取1000；Ci为SS进水浓度，rag／L；Ce为SS出水浓度，rag／L；C幸为SS背景值，mg／L；根据实际情况，总面积选取上述面积最大的，即A=362m2；通过确定下面长宽比的计算取值，面积确定为364．5m2。(2)湿地长(L)、宽(w)的确定：湿地长宽比在l：1—90：1不等，我国建议在3：l以下，本次设计取3。R：三三：2竺：三L：一362形∥形(4一11)经计算取值，L=27m，W=13．5m。单池面积(AB)和滤床数量(n)的确定：取3个滤床，即n=3．．．24．． 宁夏人学硕上学位论文第网章绿色建筑区污水处理1艺设计单池面积为4．：兰，7(4—12)AR=364．5÷3=121．5m2单池的长·宽为为9×13．5m。(3)湿地深度(Dw)的确定为湿地深度的确定与较多凶素有关，通常情砂6下几J。以根据物种或者植物根系的长度来确定，这样考虑是为了为植物提供一个较好的好样条件，这也是十分必要的。木次设计取床深即湿地深度为1．2m。(4)湿地容积(V)的确定为V=A×Dw(4一13)=364．5×0．7=255．15m3式中A为湿地面积，m2；Dw为湿地深度，m。(5)水力停留时间(tn)的确定为您”Q(4．14)：兰!!：!!兰Q：Z：2．23d80式中v．为湿地容积，m3；￡为基质填料平均空隙率，e=0．7；Q。。口平均污水流量，m3／d。由于计算公式：V=nR2×S=Q／t，则可计算出R的值式中V为体积，m3；S为流速，m／s；Q为总流量，m3／d；t为停留时阔，S。通过计算可以得到R=0．044m，选用编号D30的混凝土管管道，(不锈钢管也可，但需要考虑造价)。由于流量较小，因此可根据现实状况选择DNl50进出水管。(6)水力负荷计算为计算公式：HLR=Q／As(4—15)=595／364．5=1．63m3／mLd由于人工湿地技术易受温度影响，故在冬季为保证人工湿地工艺的处理效果不受影响，在人工湿地工艺的基础上搭建温室大棚，以保证处理效果。4．1．6二沉池的设计二沉池用于分离活性污泥。二沉池数量：1座；．．25．． 宁夏人学硕上。学位沦文第网章绿色建筑区污水处理上艺设讣设计规模；Q=25m3／h：建筑物尺、J：LxBxH=6．4rex6．4m×6．5111；池顶标高+4．00m，池底标高一2．50m，有效水深5。50m，上流速度0．6lm／h；结构：半埋地钏混。4．1．7污泥池的设计污泥池用于气浮池污泥和二沉池剩余污泥的于机和污泥处胛系统流量的调节。污泥池设污泥提丌泵2台，1用1备。污泥池：l座；设计规模；Q=5m3／h；建筑物尺寸：LxBxH=6．0mx4．0mx6．0m；池顶标高+O．OOm，池底标高一6．00m，有效水深5．50m，有效容积为132m3总水力停留26．4h；结构：埋地钢混。4．1．8建筑物本系统主要建筑物有：配电控制室、设备房、气浮问、污泥脱水问等。配电控制室丰要用于电气、控制系统的安置和人员办公。配电控制室为砖混结构，单层布置，平面尺’、J‘8．8mx6．6m，地面标高+O．00m，屋顶标高4．00m。设备房主要用于供氧系统、反冲洗系统的安置。设备为砖混结构，单层建筑，平面尺寸26。0mx6．0m，地面标高+0．00m，一层房顶标高+4．00m。气浮问主要用于气浮系统的安置。气浮间为砖混结构，单层建筑，平面尺寸4．4mx15．0m，位于水解酸化池上方，地面标高+4。00m，屋顶标高+8．50m。污泥脱水问主要用于污泥脱水系统的安置。污泥脱水间为砖混结构，单层建筑，平面尺寸6．4mx9．0m，位于调节池上方，地面标高+0．00m，房顶标高+4．00m。4．2水解酸化池+～O技术工艺方案设计下图为方案二的畜禽废水处理流程图：畜獬．圃．匦匝囹．匦鲴撇．匝圃一回国．由图4-5工艺一I流程图Fig．4·5Processflowchartoftwo4．2．1水解酸化池的设计水解酸化池的功能在于把大分子，且较难通过生物降解方式的物质分解成为小分子，且较易．．26，． 宁夏人。学硕上学位论文第四章绿色建筑区污水处理工艺设计牛物降l{}犁的物质，进|f|J在提高大分了难qi物降斛的几川i化性能基础上，提Yt。了废水的几J￡卜化性，提高废水整体的处卿效率。水角犁酸化池工作原胛为：卣‘先利用潜水搅拌机将废水搅拌均匀，冉利用(卜物填料对废水的作用，提升废水的牛物保有能力。潜水搅拌机设计为2台水解酸化池数量：l座：设讣规模：Q=25m3／h；水解酸化池尺、J：LxBxH=20．0mx4．0rex6．5m；池顶标高+4．00m，池底标高一2．50m，有效水深6．00m，有效容积为480．0m3，设计水量停留时间19．2小时；结构：半埋地铡筋混凝土结构。4．2．2A级生化池的设计A级生化池与后续0级生化池组成A／O脱氮系统，起到反硝化脱氮的作用。A级牛化池兼氧运行，溶解氧反应控制在0．5m∥L以下。为保证反硝化效果，A级牛化池应设搅拌装置，避免污泥沉积。A级生化池内采用2台潜水搅拌机来均匀废水水质。A级牛化池：数量：1座：设计规模：Q=25m3／h；牛化池尺寸：LxBxH=20．0mx6．0rex6．5m；池顶标高+4。00m，池底标高．2．50m，有效水深6。00m，有效容积为720．0m3，设计水量停留时间28．8小时；结构：半埋地钢筋混凝土结构。4．2．3O级生化池的设计O级生化池是一种传统的活性污泥工艺，是本设计处理流程中的关键处理构建物，也是降解有机物和氨氮的重要处理场所，利用好氧微生物对有机物和氨氮进行降解。O级生化池：数量：3座且串联；设计规模：Q=25m3／h；生化池的尺寸为：L×BxH=20．0mx6．0rex6．5m；池顶标高+4．00m，池底标高．2．50m，有效水深6．00m，有效容积为2160．0m3，设计水量停留时间86．4小时；MLSS：3600m∥L；设计COD负荷：0．37kgCOD。dkgMLSS·d；设i：t‘BOD负荷：O．11kgBODs／kgMLSS·d；设计氨氮负荷：0．02kgYH3-N／kgMLSS·d。4．2．4BAF池的设计二沉池出水中，主要指标基础已经达到排放标准，但为确保达标，并尽可能降低污染程度，．27． 宁夏人’7：颁上17：位论文第网章绿色建筑区污水处理上艺设计为后续回用系统创造有利条件，需要对二沉池出水作进一步的强化处理，处理丰要针对COD。根据水质特点，方案采用BAF工艺。BAF池：数量：2座：设计规模：Q=25m3／h：BAF池尺、J：L×BxH=3．0mx3．0m×6．5m；池顶标高+4．00m，池底标高一2．50m，有效水深5．20m，上流速度93．6m／h，总水力停留3．7h；结构：为半埋地钏混结构。BAF池内采用陶粒或石英砂作为牛物滤料，堆积高度3m，总体积54m3。BAF池配套反冲洗风机1台，能力和供养风机一致。正常运行时和供养风机组成1用l备的工作模式。4．2．5消毒池的设计为方便达标回用，特设置消毒回用池。数量为l座，设计规模：Q=25m3／h，消毒池的尺寸为：L×B×H=12．0m×6．4m×6．5m；池顶标高+4．00m，池底标高．2．50m，有效水深5．00m，上流速度384m／h，总水力停留时问15．36h；结构型式为半埋地钢筋混凝土结构。消毒回用池外配套反冲洗水泵2台，流量Q=200m3／h，扬程H=30m。消毒回用池内设置出水在线检测仪表。消毒回用池设置旁道至集水池的管路，当BAF池出水不达标时可循环处理。4．2．6回用池的设计为方便达标回用，特设置消毒回用池。回用池：l座；设讨‘规模；Q=25m3／h；回用池尺寸：L×B×H=42．2m×26．0mx6．0m；池顶标高为+0．00m，池底标高．6．00m，有效水深5．50m，有效容积为6035m3，总水力停留时问10天：结构：埋地钢砼。回用池内设置出水在线检测仪表。．．28．． 宁夏人学硕上学位论文第j“章绿色建筑区居LCt-活污水符道布置和水力计算第五章农村绿色建筑区居民生活污水管道布置和水力计算海陶南村绿色建筑区旁凶自。奶牛场废水处胛系统，故海陶南村绿色建筑区内居民牛活污水管道收集，引入奶牛场废水处理系统统一进行处理，不冉单独进行水处坪。5．1居民生活给水管道布置管道布置采用直流式给水系统，即给水管道按枝状管网布置，排水管道按高程布置，减少动力装置在经济、节能效果上更有优势，章外排水管道布置图见图5．1。图5．I室外给水管道布置图Fig5-IOutdoorwatersupplypipinglayout．．29．． 宁夏人学硕上学位论文第h章绿色建筑区居WI-活污水蒋道札旨用l水力讣锋5．2居民生活给水管道水力计算5．2．I给水系统水量确定最高几用水量为Qd=mqd式中Qd为最高n牛活用水量，m3；m为单位设计数，人；qd为单位用水定额，L／人．d。高几最大时用水量为Qh=KhQp=Qd／TK,式中Kh为小时变化系数；Qh为最大时最高日的用水量，m3／h；T为用水时间，h。表5—1居生活水量计算汇总结果如下：表5-1居生活水量计算汇总Tab．5一IThelifewatercalculationsummary(5—1)(5．2)居民区用水定额村委会老年公寓幼儿园商业网点市场绿地未预见水量40．7030．5050．10025．5015．202．O．3．01．5．2．0100．140100-140100．140I．7-1．4964．45(人)2．5-2．072(人)2．5．2．060(人)2．5．2．0150(人)2．0．1．5150(人)2．5-2．050(人)39639．3l(m2)67．5l2．163．003．752．250．7559．46O．780．030．040．03O．691．6l1．090．040．050．060．040．962．2527．78O．320．45汇总166．661．932．705．2．2给水设计秒流量确定住宅生活给水管道设讨‘秒流量为qg=0．2。U‘Ng式中qg为计算管道的设计秒流量，L／s；．．30．．(5．3)MmMm眩屹心 宁夏人学硕上学位论文第li章绿色建筑区居比生活污水箭道布置和水力计算U为卫牛器具给水当量的同时出水概率，％；N。为计算管道的一【J牛器具给水当量总和；0．2为一1个卫牛给水器具当量的额定流量，L／s。出流概率U2{1+ac(Ng—1)0．49+(Ng)1／2)×100％(5-4)ac为不I司卫牛器具给水当量平均出流概率(Uo)的系数；N。为计算管道的卫牛器具给水当量总和。表5-2ac与U。的关系Table．4-7TherelationshipbetweenacandUo平均出流概率为Uo={(qoxm×Kn)+(O．2xNgxTx3600)}x100％(5-5)式中uo为最大用水时给水管道上卫生器具给水当量平均出流概率，％；qo为用水最高天数时的用水定额，L／(人·d)；m为设计单位数，人；Kh为小时变化系数；T为用水时间，h。表5．3最大用水时的平均出流概率参考值Tab．5-3Averageoutatthetimeofmaximumwaterflowprobabilityreferencevalue对于绿色建筑区中的居民生活区计算乡医院、老年养老院、幼儿园、村委会、市场等建筑的生活给水设计秒流量时，计算公式为：qg-O．2～a(Ng)l／2式中a为与建筑物使用类型有关的系数，根据建筑物用途系数a的值也有所不同，管径的大小：qg=(gdj)u／4dj=(4q乡nu)忱式中di为计算管段的管内径，m；u为管道中的水流速，m／s。．31．(5．6)见表5．4。．(5．7) 宁夏人。学颁．上。≯位论文第．“章绿包建筑区腈【C7I-?,r,-污水诵：道布置和水力计算表5-4根据建筑物用途而定的系数(a)值Table．5-4AccordingtobuildingUSESthecoelficientor(a)values坌!!垄篓丝查型鎏：壁一呈型§型生竺旦岂!兰!!!村委会1．515．20．22．28老年公寓幼儿园商业嗍点友侧商业网点右侧1．23．O15．230．415．212．60．21．823．654．563．78市场1．212．60．21．5l注：qF=o2×U，cNg为住宅秒流量公式；u_【l+∞(Ng-1)049]／Ngl／2；又冈为ac与Un有关，而Uo根据建筑物性质，可敬2．5，查表得到ac-1097x10～：幼儿园、养老院、办公室、商场等的秒流量公式为qf=o2×a×Ng：t／2，此时巾表，查的a幼儿陶、养老院取12，a办公室、市场取1．5，a商场取3；洗脸浊给水当量(Iq。)为0．8，给水流量为：016L／s；洗菜池给水：1’鼙为l，纶水流镣为0．2Us；j§桶给水当谩为0．5。给水流量为lUs；由洗澡给水当缱为0．5，放给水流量为0IL／s；沈农机给水当量为O35，给水流=}l；_为007L／s；污水笳给水■m为10。给水流量为0．2Ius；5．2．3给水设计秒流量确定根据给水管道平面布置图，确定最不利环路，通过公式可得到最不利给水水力计算如表5-6。．表5-6最不利给水水力计算T曲．5—6Themostunfavorablefeedwaterhydrauliccalculation笪垦堡兰垒查兰量璺鍪型兰堡盐堑亟量曼丞兰竺笪堡里型堡壁!1．231．501．19700．482．33．1515．2020-2222_2525．3636．3737．4040．4343．4415．20898．50412．10352．25179．55138．60116．5585．0528．3512．603．537．305．965．543．652．992．402．021．120．740．13O．200．170．120．140．250．440．360．430．5l3．501162．7415．991250．33．．32．．加踮舳弛卯∞亚药 宁夏人学硕上学位论文第li章绿色建筑区肼比叫i活污水竹道布置硐|水力讣算5．3居民生活排水管道布置管道布置采用直流式给水和重力流排水系统，即给水管道按枝状管网布-置，排水管道按高程布置，减少动力装置在经济、节能效果上更有优势，窜外排水管道布置图见图5—2。震=王争_建庄箧铲王}鼋}千；j庄图5-2室外排水管道布置图Fig5-2Outdoordrainagepipinglayout5．4居民生活排水管道水力计算5．4．1排水水量及设计秒流量确定生活污水排放量可约等于牛活给水用量的80％。在宁夏银川市兴庆区月牙乡海淘南村绿色建筑区内为了让居民生活更舒适一体化，居住区内设有住宅区、乡卫生所、老年疗养院、幼儿园、村委会、市场、等建筑。这些设备在使用时具有使用分散、用水量不集中等特点，与此同时，排水百分数随卫生器具数量之问呈一定的反比关系，其设计秒流量计算公式为：qp_0．12a。(Np)“+q。。。(5—8)式中q。为排水管段上的设计秒流量，队；．．33．． 宁夏人’≯颂上。学位沦文第“章绿色建筑【叉：居【C，‰l；亏水符道布置和水力引弹N。为：世牛器具排水当量总数量：q。。、为最大当量排水管段上的⋯个一世牛器具排水流量，L6．a为与建筑物用途f1．关的系数。表5．7公共建筑排水秒流量Tab．5-7Publicbuildingdrainagesecondf1【’、、坌：!堡篓笙坐壁鎏．璧曼型*婴童笪9s!型12村委会2．522．00．123．30老年公寓幼儿吲商业嗍点市场1．52．51．522．044．O22．022．50．12O．120．121．983．963．301．04注：住宅、幼儿吲、办公室、养老院、商场、市场排水秒流量公式为qg--o．12*a*Ngl／2+qmax，查得a幼儿州、养老院、往宅取I5，a办公室、市场、商场取l5，a商场取25；洗脸于瓮排水：1’黄为O75，排水流景为O25L／s：尉房水池排水：11：；t{：为3排水流鬣为lL／s：j5桶排水当量为4．5，给水流鲑为151is；洗澡盆排水当龄为O45，故排水流量为015L／s；洗衣机排水当越为015排水流量为O5L／s：污水盆排水当最为1，排水流景为0．33L／s。5．4．2排水管道水力计算根据排水管道平面布置图，确定出最不利给水环路，计算排水秒流量等数据见表5．8。．表5-8最不利排水水利计算2．33．44．55—66．4242。77-88．99．1010．1l40．80122．5224．4357．00642．60652．80734．40836．401101．602．653．494．204．906．097．677．7l7．998．5012．601101251600．026O．0260．026O．0260．02611-122458．2016．971600．026．．34．． 宁夏人学硕_上学位论文第六章箭禽废水处理方案的经济评价第六章农村畜禽废水处理技术方案的经济评价为了从方案一、二两套水处坪力‘案中找出处婵商禽废水的最优：I：岂力案，需刘以设计的工艺进行经济评价，通过对费用、效益的分析，求得效益费用比，最终对曲套水处坪工艺进行比较选优，确定在经济上更合理、几J行的水处理工艺方案，以提高投资效果。6．1费用分析水利电力部、财政部关于颁发《水利工程管胛单位水利工程供水部分固定资产折IU率和大修理费率表》的通知(1985年水电财宁第93号)《宁夏水利工程设计概(估)算编制规定(试行)》(2009年)。《宁夏水利建筑工程预算定额(试行)》(2009年)。表6-1污水处理化学药品用量及来源Table．6一lSewagetreatmentchemicalsdosageandsource注：年工作日数为365列年。6．1．1居民生活管道系统费用表6．2管道系统费用汇总Tab．6-2Pipingsystemcostsummary注：管道中管材的价格参照(GB5836．1-92)．35． 宁夏人。、≯颂上。’≯位论文第六章备禽废水处理力。襄的经济评价6．1．2化粪池+人工湿地技术工艺费用该部分费用包括土建费、水处理关键工艺设备费等。方案一化粪池+人工湿地工艺投资赞用估算j厂总见表6．3、6—4。表6-3方案一土建投资概算汇总Tab．6-3Acivilengineeringinvestmentcostestimatesummary表6．4方案一水处理关键工艺设备费估算汇总Tab．6-4Monohydrateprocessingkeytechnologicalequipmentcostestimatesummary机械格栅HG．800调节提升泵气浮池化粪池人工湿地刮渣机65wq30—20QF-II-2511．3×3．6x2．79×13．5×1．2HC．2l离心鼓风机D65．1．6曝气鼓风机反洗泵RSR．125YYG200．3158．5O．4515．718．0022．504．5023．602．201．908．500．4515．736．0022．504．5023．602．203．80艾特克江苏宜友艾特克江西天安艾特克江苏百事德山东章丘江苏宜友6．1．3水解酸化池+～O技术工艺费用该部分费用包括土建费、水处理关键工艺设备费等。方案二水解酸化池+A／0工艺投资费用估算汇总见表6-6、6-7。．．36．．!，‘il2 6．1．4两种技术工艺方案概算成本分析对比表6-5工艺预算成本汇总Tab．6—5Processcostbudgetsummar$’VM(力，L)上艺I．建运输安装调上岂设电控设许道总价力案赞川赀试赞备赞123．035．008．00Il7．59备赞16．00赞川17．14286．86_149．385．008．00211．5516．008．40279．47表6-6方案二土建投资概算汇总Tab．6-6Scheme2civilinvestmentcostestimatesummarytab名称格栅外调节池水解酸化池A级生化池O级生化地二沉池BAF池尺寸(m)6．0x1．0×3．0l5．6×6．0*6．020．0x4．Ox6．520．Ox6．0×6．520．0×6．Ox6．56．4*6．4×6．53．0×3．0×6．5材质钢砼数毓单价(万元)总价(万元)l0．99l17．27l15．50l21．50321．50l6．9022．630．9917．2715．5021．564．56．905．26鲨耋望里鎏!：：!：!：!：!：!塑竺!!：：丝!：乙兰L．——-_____-●____l--_l___--_-_●_-_-_--__-__________-___●---____-_______-_-_●-___●__-——————————————————————————一表6．7方案二水处理关键工艺设备费估算汇总Tab．6．7Scheme2keytechnologyofwatertreatmentequipmentcostestimates、·mmary名称规格(m)数量单价总价生产商(万元)机械格栅HG．80018．58．50艾特克水解酸化池填料平2001015·00艾特克气浮池QF．II．25112．5012．50艾特克O级池回流泵150WQ200．1012．202·20订：苏宜友BAF池填料tp4～321016·00艾特克刮渣机HC．21I4．50艾特克反洗泵YYG200．31521．903．80江苏宜友消毒剂配置槽JY-1000I1．1I．10艾特克气浮泵0F．1I-25112．512．50艾特克消毒液计量泵GM024010．95米顿罗射流循环泵YYG250．23532．306．90江苏宜友6．1．6年运行费用年运行费用指该项目实施后，项目运行期每年所需支出的新增加的运行费用，年运行费主要．37． 宁嗄人。7：帧上’了：位论文第六章箭禽废水处理方案的经济评价包括工程维护费、水资源费、管坪费用和其它费用。凶工程需配备管琊人员，故应考虑管理人员的工资及福利费刚。(1)：I：程维护费按__ILLS!总投资的l％计算，力案⋯化粪池+人jL：湿地工岂的工程维护赞为2．87万兀，力‘案‘-．水解酸化池+A／O丁岂的工程维护费为2．80万／已。(2)管胛费及其他费用按总投资的O．55％讣算，故方案一化粪池+人工湿地工艺的管珥费及其他费用为1．58万y已，方案二水角犁酸化池+A／O工艺的管理费及其他费用为1．54万兀。(3)设备用电费在县农、lk排灌电价0．378冗／Kw．h，项目区年用电量为4389000KW·h／d，则年电费为16．56万6．2经济效益分析6．2．1节省排污费每年节约污水外排量约为600m3／dx365dx80％=175200m3／年，外排污水处理费用按1．2元／m3算，则年节省费用为197100x1．2=21．02万元／年。6．2．2中水灌溉绿化的效益每年水处理后得到的中水量为175200m3／年，中水用于绿化树木，每667m2种植树木74株，灌溉定额为150m3／667m2，中水能绿化树木的面积为1168市(即667m2)，树木20年每667m2的木材量为31m3，每m3价格为630元，20年的效益为19530元，每年每667m2的效益为977元，每年1168亩(即667m2)的效益为114．06万元。6．3经济评价为了较好的比较两种工艺的可行性，需比较两工艺的效率费用比(R)，效率费用比通常与效益流量现值(净现值)及经济费用现值有关，因此利用动态指标评价中净现值法求得效益流量现值，而效益流量与净现金流量有关，净现金流量又与年折旧额有关。删=∑篱㈤，，式中CI为总收入，万元．CO为总支出，万元．I为基准收益率，10％：t为年限，年。效益费用比(R)=项目经济净现值(NPV)／费用现值(6．2)6．3．1化粪池+人工湿地工艺净现值和效益费用比计算基准年取2013年12月份，基准收益率取10％。化粪池+人工湿地工艺的净现值NPVl为564．64万元，计算汇总详见表6—8。化粪池+人工湿地技术工艺效益费用比(R1)=项目经济净现值(NPV)／费用现值R1=564．64／(315．55+178．87)．．38．． 宁夏人学硕上学位论文第六章畜禽废水处理方案的经济评价=1．14>1化粪池+人工湿地经济效益费用比(RI)>1，说开JJ化粪池+人工湿地1：岂方‘案rIJ行。6．3．2水解酸化池+A／O工艺；争现值和效益费用比计算水觯酸化池+A／O技术工艺的净现值NPV2为573．61万几，计算；r总详见表6-9。水解酸化池+A／o技术工艺效益费用比(R2)=项目经济净现值(NPV)／费用现值R2=573．61／(307．42+161。281=1．22>1水解酸化池+A／o工岂经济效益费用比(R2)>l，说明水解酸化池+A／O工艺方案。几J。行。化粪池+人工湿地工艺经济效益费用比(RI)=1．14>l水解酸化池+A／O工艺效益费用比(R2)=1．22>1且(R2)=1．22>(Rf)=1．14，故选择水解酸化池+A／O技术工艺方案为最优方案。表6-8化粪池+人上湿地工艺计算i厂总Tab．6—8Septictank+artificialwetlandprocesscalculationsummary单位(万元)．．39．． 宁_复人‘≯硕上。学位沦文第六章箭禽废水处理方案的经济评价表6-9水解酸化池+A／O工艺计算汇总表+l’ab．6-9Hydr01)7sisacidificationpool+A／Oprocesscalculationsummarytable吖I付(万』L1．．40．． 宁夏人学硕上学位论文第七章结论宁夏银川市月牙湖乡海陶南村牛活污水和旁边奶牛场牛态园区斋禽养疆fj发水未得到何效处理，影响海陶南村中报绿色建筑训‘划。木文针对奶牛场斋禽养殖废水及村民f卜活污水处胛的问题，刘农村斋禽养殖废水及村民牛活污水处理的化粪池+人工湿地和水解酸化池+A／O池两种技术工岂设计和经济评价进行了较为系统的分析研究。现将丰要研究结果概括如下：(1)对绿色建筑区斋禽废水水处珥技术工艺进行了设计，并进行了技术评价。结合斋禽废水中N、P及有机物浓度高的水质特点，将斋禽废水处理技术工艺分成预处卿、有机物处婵、氨氮处理三个重要阶段，确定了两套畜禽废水处理的技术方案，方案一主要采用化粪池+人工湿地的处理工艺，具体工艺流程为废水．格栅池一气浮池一化粪池．人工湿地．二沉池．排出；方案二主要采用水解酸化池+A／o处理工艺，具体工艺流程：废水．格栅池一水解酸化池．A级牛化池．O级生化池-二沉池．BAF池一消毒回用池一排放。对海陶南村牛活污水布置了一套排水管道系统，⋯管道收集污水引入畜禽废水水处理系统。对方案一、二两种工艺进行了技术评价，结果表明：两种工艺均能保证出水的水质和水量，出水水质符合《农田灌溉水质标准》(GB5084—2005)早作中的标准，可用于灌溉绿化。(2)对绿色建筑区裔禽废水处理的化粪池+人工湿地(方案一)和水解酸化池+A／O池(方案二)两种技术工艺方案进行了经济评价。方案一的净现值>方案二的净现值>0；方案二的效益费用比(1．22)>方案一的效益费用tg(1．14)>1。凶此确定水解酸化池+A／o工艺设计为较佳的工艺方案。(3)由于绿色建筑区畜禽庐水处理两套方案在技术上、在经济上都是可行的，但通过经济评价可看出，方案二的经济评价指标优于方案一的经济评价指标，故选用方案二(水解酸化池+A／O)技术工艺方案。本研究成果通过技术工艺设计和经济评价筛选出了适合宁夏的奶牛场畜禽废水和农村生活污水水处理组合技术方案，为西北农村绿色建筑水处理提供了理论和技术依据。．41． 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