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上海崇明养猪场养殖废水处理改造工程

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随着现代化程度的提高,现代农业集约化养殖场逐步取代传统的散养,以规模化和现代化管理进行养殖。但是养殖场会排放高浓度有机废水,养殖废水处理则成为企业运行管理的重中之重。

由于养殖废水含有较高浓度的有机物,因此 一般以厌氧+好氧法讲行处理,基本上能达到预期的处理效果。但是有的养殖场废水处理工艺由于工艺参数或水量水质的变化或者设计不当, 在一定程度上存在问颗,往往达不到运行的效果, 从而不能达标排放。针对上海崇明集约化养殖基地的废水处理工艺所出现的问题讲行分析,提出合理的改造方案,使废水达标排放。

1 废水来源及水质

上海崇明集约化养殖基地是一家乡镇规模化的养殖企业,主要以养殖牛猪为主,年出栏商品猪1万余头。猪场废水丰要包括尿、部分粪和猪舍冲洗水,另外还有生活区所产生的生活污水。原每日排放的高浓度污水约150m3,原工艺设计以该水量进行设计,设计进水水质及排放标准如表1所示。处理出水要求达到污水综合排放标准(GB 8978—1996)二级排放标准。


2 原废水处理工艺

2.1 原工艺流程

原废水处理工艺为沼气池+生物接触氧化池+氧化塘工艺,具体流程如图1所示。


本工艺为典型的养殖废水处理工艺,废水经厌氧接触法(沼气池)处理后去除大部分COD、SS,之后进入好氧生物接触池进行好氧生化处理,经两次沉淀后进入氧化塘讲行自然处理,之后排放。

厌氧接触法是厌氧活性污泥法的一种类型,具有话用范围广、工艺稳定、缓冲能力较强以及消化池能够保持较高的污泥浓度和有机物去除效果较好的特点;好氧接触法生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的话应能力,较为话合对厌氧出水讲行处理;氧化塘工艺是藻菌共生体系,藻类在氧化塘中光合作用能够提高溶解氧浓度,强化好氧微生物的降解作用。因此从理论上而言本工艺是较为可行的方法。若按正常水质水量及工艺参数运行,基本可满足排放要求。

2.2 主要构筑物及其设计参数

调节池:工艺尺寸为6.0mx6.0mx4.2m,有效容积144m3。

沼气池(厌氧接触池):工艺尺寸为5.0mx5.0mx8.0 m,有效容积1750 m3,3座,COD容积负荷为1.7〜2.0 kg/(m3*d)。

接触氧化池:工艺尺寸为12.0mx8.0mx3.0m, 有效容积200m3。

初沉池:工艺尺寸为3.0 mx3.0 mx5.5m,有效容积45 m3。

二沉池:工艺尺寸为3.0mx3.0 mx5.5 m,有效容积45m3。

氧化塘:面积2000 m2,水深1m,总有效容积为2000m3。

2.3 原工艺存在问题

养殖场于2012年投产运行,原水处理工艺随之运行,在原工艺运行过程中,随着调试运行正常,出水基本能够达到国家排放标准。然而随着时间的推移,工艺出水逐渐出现SS偏高,出水水质变黑、变臭现象,经水质检测发现,主要是SS、COD及氨氮超标。由于出水SS质量浓度由原来小于150mg/L 升高至800mg/L,而氨氮质量浓度也一直保持在40 mg/L以上。无法达标,从而造成收留出水的氧化塘恶臭,严重影响周边环境。

对工程出现的问颞讲行现场调研及水质监测分析之后,得出如下结论:

1)主要原因,是因为该养殖场的规模讲行了扩大,废水水量从150m3/d增加至200m3/d,导致运行负荷太高所致。原厌氧接触池的COD负荷为1.7〜 2.0kg/(m3*d),为15〜25摄氏度的温度条件下COD容积负荷的高值,当水量从150m3/d增大到200m3/d时,势必引起负荷增高从而导致系统的承受能力降低,厌氧系统出现较大问题。

2)根据讲出水水质情况,沼气池出水、接触氧化池出水、氧化塘出水的水质均超标。从原沼气池的进出水口设计图及现场实际可以看出,该池进出水口的标高基本在同一高度,在初始运行时,未出现出水短流,何经讨长期运行,污泥积累、设备维护不善等原因,厌氧污泥没有发挥效果,从而导致后续的构筑物轺负荷而无法达标运行。

3 工艺改造

3.1解决方案

针对上述原因,提出改讲工艺如下:

1)针对运行负荷太高,在厌氧接触池部分增加填料以增加厌氧污泥的浓度,从而满足因废水暈增高后而增加的污泥负荷,同时对厌氧接触池进行一定的改进。

2)好氧部分增加膜生物反应器工艺,在本工艺中,不对生物接触氧化池做改动,原工艺有两个沉淀池,即初沉池和二沉池(原设计思路是为了将SS去除更好),本改进工艺将膜组件放入原工艺初沉池中构津浸没式膜生物反应池,对出水水质进行把关处理。

具体方案为:1)原设计沼气池已经造成进出水短路,未能发挥厌氧反应器效果。可将沼气池进水口下调,同时在池底污泥区的上部增设1m厚度的填料,形成复合型厌氧接触池;2)利用原初沉池,将膜组件浸没入池中,构建膜生物反应器;3)经核算,原工艺设置风机出风量较大,可利用工程现有罗茨风机供气,其供气量可满足膜生物反应器的处理需气要求;4)利用原工艺二沉池作为设备间(膜反应器的抽吸泵,反冲泵,反冲水箱、电控设施等),出水进入氧化塘。

3.2 改造后工艺流程

改造后工艺流程如图2所示,废水经复合型厌氧接触池处理后去除大部分COD、SS,之后进入好氧生物接触池进行好氧生化处理,经MBR强化处理后讲入氧化塘讲行自然处理,之后排放。


通过增加填料对污泥浓度进行有效地提高,从而保障污泥负荷的正确参数,增加废水的处理效果,在理论上是可行的,是我国很多污水厂提标改造的主要技术工艺。而膜生物反应器工艺具有占地小、负荷低的特点,膜组件具有高效截留作用可保证出水SS良好。经改讲后的工艺对废水讲行处理,可汰到较好的处理水平。

改讲后主要设备如表2所示。



4 运行效果

经过工艺改讲后,进行系统的调试及运行,由于厌氧反应池及好氧反应池内的污泥活性并未丧失,因此系统恢复运行很快,同时改讲后的MBR池也使用好氧接触池的剩余污泥及部分从市政污水厂剩余污泥,并使其中污泥质量浓度维持在8g/L左右。经过2个月左右的调试,系统稳定运行,出水水质为:COD为 80〜100mg/L、、BOD5为15〜20mg/L,氨氮、SS的质量浓度分别为8〜10、50〜70mg/L,可达到污水综合排放标准(GB 8978—1996)二级排放标准。

5 经济性分析

5.1投资预算

MBR系统价格:人民币20万元,沼气池填料系统1万元。

5.2 优缺点

优点:1)出水清澈,几乎无SS,氨氮亦可降低到最小值,达标较容易;2)不需要每天加药混凝,只需定时 (每几个月)加反冲洗膜的药剂;3)自动化程度高,管理方便;4)施工方便;5)产泥少,几乎无需排泥。

缺点:1)投资相对较大;2)有电耗。

5.3 运行成本

在原有风机不变的情况下,增加的电耗为MBR自吸泵的耗电量为12kWh,电费按1元/kWh计,则增加的电量约0.06元/m3;MBR的药剂清洗费用,增加成本约为0.1元/m3;原运行成本主要为电耗及人工费用,约为1.38元/m3。

因此,改讲后工艺的运行成本为1.54元/m3废水,比原工艺运行成本增加约0.16元/m3。

6 结论

采用改进后的工艺流程即厌氧+好氧+MBR+氧化塘工艺对养殖场废水进行处理,具有良好的处理效果,耐冲击负荷能力强。

废水处理运行总成本约为1.54元/m3,出水COD为 80〜100mg/L、BOD5为15 〜20mg/L,氨氮、SS的质量浓度分别为8〜10、50〜70mg/L,出水各项指标均达到污水综合排放标准(GB 8978—1996)二级排放标准。

采用膜组件代替初沉及二沉池实现泥水分离,使反应池内单位容积微生物量大,具有容积负荷高、 出水稳定、改讲方便等优点。氧化塘不仅可对污染物进一步去除,同时兼有景观功能。


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