六合非规模化畜禽养殖污染整治初步设计方案开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，我国畜禽养殖业发展迅速，在保障城乡畜禽产品供应、促进农民增收、活跃农村经济方面发挥了重要作用。但随着畜禽养殖业不断发展，养殖废弃物产生量也大幅增加，由于我国畜禽养殖污染防治工作相对滞后，畜禽养殖污染日趋严重。污染源普查动态更新调查数据表明，2010年，全国畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到1184万吨、65万吨，占全国排放总量的比例分别为45%、25%，占农业源的95%、79%，畜禽养殖污染已经成为我国环境污染的重要因素源。

环境保护部、农业部2013年初联合印发了《全国畜禽养殖污染防治十二五规划》(以下简称《规划》)。《规划》目标是，到2015年，全国畜禽养殖污染状况基本摸清，畜禽养殖污染防治法规标准体系基本健全，畜禽养殖环境监管和污染防治科技支撑能力明显提升，畜禽养殖废弃物综合利用和污染治理设施建设得到加强，严重危害群众健康的突出畜禽养殖污染问题基本解决，全国畜禽养殖化学需氧量、氨氮排放量较2010年分别减少8%、10%以上，分别新增削减能力140万吨/年、10万吨/年。

国务院总理李克强10月8日主持召开国务院常务会议，通过《畜禽规模养殖污染防治条例》，自2014年1月1日起施行。

2. 国内外研究现状分析

对于畜禽养殖业带来的环境问题，国外早已有了深刻的认识。日本早在20世纪60年代就提出了畜产公害问题。欧洲的荷兰南部、比利时、德国西部的下萨克森州、丹麦、法国的布列塔尼亚等畜禽养殖业发达的城市也都曾被畜禽粪尿与废水造成的严重环境危害困扰，纷纷通过法律及环境管理措施加强对畜禽养殖场粪尿及废水的处理、处置与综合利用。

自然处理法在美国、德国、澳大利亚和东南亚一些国家应用较多，且国外一般未经厌氧处理而直接进入氧化塘处理畜禽粪便污水。往往采用多级厌氧塘、兼性塘、好氧塘与水生植物塘等工艺，污水停留时间长（水力停留时间长达600 d），占地面积大，多数情况下氧化塘只作为人工湿地的预处理单元。目前，国外对畜禽废水自然处理法的研究主要集中于数据库和设计指南的开发、机理的研究及改良人工湿地技术。美国自然资源保护服务组织（nrcs）编制了养殖废水处理指南，建议人工湿地生化需氧量（bod5）负荷为73 kg/（hm2d），水力停留时间至少12 d。poach m e为了研究有机负荷和去除效果的关系， 设计了6 个并联的湿地池塘湿地处理系统，通过分别进水控制各处理单元的有机负荷。试验研究表明，最佳tss、cod、tn、tp去除率分别为35％～51％、30％～50％、37％～5l％、13％～26％，夏季处理效果明显优于冬季，处理效果

植物是人工湿地的核心，我国在利用人工湿地处理畜禽废水方面的研究和应用主要集中于植物筛选和处理效果的考察。jianbo lu等人将集约化养鸭场建于面积为688 m2，主要由水葫芦组成的湿地上，旨在考察水葫芦对养鸭废水的净化能力及其对鸭子食物摄入量的影响。研究表明，cod 的去除率为64.44％，总n 的去除率为21.78％，总p 的去除率为23.02％，并且废水中的溶解氧和透明度都得以明显改善；研究还发现在此饲养条件下，鸭子的食物摄入量和产蛋量比对照组高出5.86％和9.79％。邓仕槐等选取芦苇及姜花，研究其在处理畜禽废水过程中脱氮除磷效果，结果表明，芦苇、姜花均有较好的脱氮除磷效果。我国南方地区如浙江、福建和广州等省也多应用自然处理法处理畜禽废水，但大多采用厌氧预处理后再进入氧化塘进行处理。如深圳牧业实业公司的养殖废水处理工程采用污水固液分离调节池上流式厌氧消化池植物塘鱼塘排放的工艺流程，处理后废水能达到深圳市废水排放标准。

3. 研究的基本内容与计划

前言、环境概况、设计依据、设计立意、总体设计及功能、规划、附图、附表等

一、厌氧生物处理

厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。

厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m³.d，最高的可达30-50kgCOD/m³.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。

在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。

而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed)工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

二、好氧生物处理

好氧生物处理是最常规的污水处理工艺。本方案生物处理系统的主要功能是去除COD，BOD 和氨氮，因此在生物处理流程的选择上，我们采用OAO 工艺。通过好氧/缺氧/好氧的交替，实现去除有机物、反硝化、碳化和硝化的过程。

由于水泡粪有机物浓度高（可能含有某些生物抑制物质），水质波动大，直接进入A 段，会影响其运行的稳定性，或者降低去除效率。设计工艺中采用前置好氧，以削减COD 负荷和冲击负荷，保证后续A\O 系统的稳定运行。

普通的活性污泥工艺对于如此高浓度的水，处理效率有限，且系统不够稳定，容易受到冲击负荷的影响。所以，本方案选择的相对较先进，但足够成熟稳定的SCBR（流动床生物膜反应器）作为前置强化好氧处理，结合MBR（膜生物反应器）工艺作为AO 生物处理。

三、设计数据

3.1设计处理规模：

本方案的设计处理规模为 80m3/d。

3.2设计进水水质：

参照水泡粪模式猪场的水质资料，本设计方案按以下水质数据设计。

注：除 pH 外，其它指标的单位为mg/L，下同。

3.3排放标准：

经处理后出水应优于《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）中的水作标准。

四、研究计划

12.25- 1.5：收集资料，查阅文献

1. 5- 1.9：撰写开题报告并报告

1.10-4.15：设计计算

4.16-4.30：设计校核

5. 1-5.31：撰写论文

6.1：准备答辩

4. 研究创新点

由于畜禽养殖业污水处理不同与工业污水处理，畜禽养殖场经济效益不高限制了污水处理投资金额不可能太大，这就需要投资少、处理效果好、最好能回收一部分资源，有一定的经济效益。而畜禽养殖业的污水处理通常并不是仅采用一种处理方法，而是需要根据地区的社会条件，自然条件不同，以及养殖场的性质规模、生产工艺、污水数量和质量、净化程度和利用方向，采用几种处理方法和设备组合成一套污水处理工艺。根据我国畜禽养殖废水处理技术研究进展，现制定的处理工艺包含：UASB反应器 SCBR反应器 A\O池