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厌氧塘+好氧塘组合工艺零排放处理养殖废水

来源: http://www.huiguo.net.cn/    发表日期:2015-06-12    浏览:6481

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随着中国经济的发展和人民生活水平的提高, 中国畜牧业产业化快速发展。规模化、集约化养殖场的数量逐年增加,养殖废水已成为中国农牧经济中最活跃的增长点和主要支柱产业之一。现代化的养殖技术促进了中国的畜禽养殖业向优质高效发展。这些养殖场的发展一方面满足了城市居民对肉 类、禽蛋类食物的大量需求,也成为污染水体的重要污染源:同时畜禽废水水量波动大,含渣量、有机物和氮磷浓度高,处理技术不够成熟,管理运行成本高。目前中国有很多规模化养殖场开展了畜禽养殖废水的处理工作,可是规模化养殖场的废水处理出水水质绝大部分尚未达到国家排放标准,远不及工业废水处理达标率的一半。河南是农业和畜牧业大省,畜牧业产值及主要畜禽品种饲养量均位居全国前列。解决养殖废水的污染更加重要,寻求一种既经济又可靠的畜禽养殖废水处理工艺成为解决畜禽养殖污染的关键。


1 养猪废水常用处理工艺简介

养猪场废水主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水,该类废水有机物浓度高悬浮物多,氨氮含量高,臭味大,对环境质量造成极大影响,急需治理。

传统的还田利用和自然处理模式由于受土地的限制已不能满足城市近郊大量畜禽废水处理的要求,因此迫切需要找到一种经济、高效的工业化处理模式来处理土地受限地区的畜禽废水处理。经过几十年的研究和应用,畜禽养殖废水厌氧处理工艺已经比较成熟,常用的工艺包括完全混合式厌氧反应器(CSTR),厌氧滤池(AF),厌氧序批式反应器(AS-BR),厌氧挡板反应器(ABK),厌氧复合反应器 (UBF),内循环厌氧反应器,上流式厌氧污泥床等,尽管厌氧生物处理能直接处理高浓度畜禽废水,并能回收能源,但厌氧处理出水中污染物浓度仍然很高,特别是氨氮基本没有去除,排入水体后对环境的影响仍然很大,需要进一步后处理同时由于好氧生物工艺直接处理高浓度畜 禽废水能耗高,运行费用昂贵:

相对于单一的厌氧或好氧工艺,厌氧—好氧的生化工艺组合具有处理效率高、抗冲击负荷能力强、剩余污泥量少和防止臭味的产生等优点:因此采用厌氧—好氧联合处理工艺是目前公认的最经济方法

2 工程概况

2.1 猪场现状

河南原阳某种猪场为河南省农科院新建养殖试验示范基地。该示范项目规模为年出栏2万头猪,其中种猪0.7万头,商品猪1.3万头。废水来源为猪尿、猪舍清洗水、生活废水的混合废水。

该猪场在此工程之前未建有效的污水处理设施,猪粪、猪尿储存于蓄粪池,经过一段时间的自然发酵后外排,造成严重的空气、水体污染,厂区附近气味刺鼻。

针对养猪废水本身的高有机物浓度,高悬浮固体(简称SS)以及高色度的特点,综合该养猪场实际经济状况,研发出一套操作简便、能有效地对废水中的有机物以及氨氮进行有效去除,达到《国家畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18518596-2001)的工艺。该工艺基建费用低,运行费用少。有利于在广大农村进行推广,适合于河南省的基本农村经济的发展要求。

2.2 废水水质

该猪场提供的排放水量为150 m3 /d,根据环保规范要求,该猪场废水治理排放需达到《国家畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596 -2001)(见表1)

3 工艺设计

3.1 设计目标

(1)充分利用该猪场现有设施及周边的废弃地,建设废水净化系统,降低废水处理成本;

(2)系统应有较强的适应性和较大的灵活性, 能够应对该猪场水质、水量的变化;

(3)对该猪场所产生的养殖废水进行处理,使之达到农业灌溉要求,并将废水处理与农业节水灌溉相结合,增强区域农业抗旱能力,提高水资源利用效益;

(4)沼气、沼渣进行利用,变废为宝,提高资源化利用效率。

3.2 工艺流程

本工程废水产生主要有猪尿、部分猪粪、猪舍清洗、职工生活污水,废水污染物浓度较高,可生化性好,拟采用“固液分离+厌氧反应器+接触氧化+曝气生物滤池”的组合工艺处理废水,

该工艺先进行固液分离,可以去除杂物及大颗粒物质,保证后续设施的正常运转。污水由泵提升进入化粪池,池内粪便开始发酵分解,然后进入水解酸化池,水解酸化反应利用厌氧反应中的水解、产酸作用,使污水、污泥一次得到处理,大分子降解为小分子;同时可去除部分SS和COD污水经水解酸化后,进行沉淀,经泵送至UBF反应器。

UBF厌氧反应器是一种高效厌氧反应器,它同时具备上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧滤池(AF)反应器的优点,克服了UASB污泥流失的缺点,也克服了AF易堵塞、运行成本高的缺点。

UBF厌氣反应器的出水进入接触氧化池,利用池内的填料与充氧污水广泛接触,使污水中的有机物(主要是可溶性有机污染物)与池内生物膜充分接触,经微生物吸附、降解、新陈代谢作用下,将污水中的有机物去除。同时加大曝气量,将废水中的氨氮在硝酸菌和亚硝酸菌的作用下转化为亚硝态氮和硝态氮,从而达到脱除氨氮的目的。

生物接触氧化池的出水进入二沉池,经沉淀处理后的清水进入曝气生物滤池。

曝气生物滤池兼具活性污泥法和生物膜法的优点,有很好的碳化和硝化作用,能够有效降低水中氨氮的量,使出水水质达标。

滤池出水进入消毒池进行消毒,只有消毒彻底的水才能够回用。

4 运行成本及处理效果

4.1 运行成本

该工程污水处理的运行成本可分为以下几个方面,以日处理150 m3/d来计算。

从表2中可见,该工程运行费用仅为1.509元/m5,另外,该系统将处理后的废水用于回用,并且沼气和粪渣都进行了资源化利用,既节约了能源又产生了良好的经济和坏境效益。

4.2 处理效果

各污水处理池建成竣工后,应立即灌满水,检查是否裂漏。各水池无裂漏时,就可进行菌种培养。由于猪粪含有大量微生物,可作为培养细菌的来源,

该工程于2014年3月开始进行调试,调试初期先进行厌氧调试和好氧调试,该阶段历时3个月。 厌氧污泥系从猪舍化粪池抽取,由水泵分次分量增加泵入厌氧反应器。调试期的前1个月,出水水质基本上没有变化,在调试进行到第2个月的时候,出水COD才有所降低,说明厌氧颗粒污泥已经部分形成,尚不能成为优势菌种,经过调试人员密切关注,通过引导性的进水配水换水,水质慢慢得到转变, COD浓度也逐渐降低,至6月调试结束,COD出水浓度基本稳定。

由于前述UBF厌氧、好氧接触氧化的调试需要—定的时间和人力、物力,而且生物滤池的调试也要依靠上述两道工序的正常运行,进水负荷不能太大, 故根据好氧池调试情况,当COD降到1000左右的时候,才开始生物滤池的调试,经过约一个月的调试,出水COD在400mg/L左右,但尚不能完全保证出水稳定达标。

系统调试结束后,继续运行1个月,运行情况稳定,并通过当地环保部门验收,结果见表3。

由表3数据可见,系统对养殖废水中的B0D、氨氮、SS去除效果明显,去除率分别为93.7%、94.4%、95%、77.1%。

系统运行结果表明,污水经厌氧与好氧交替处理,BOD与COD大部分被去除,将废水中的难生物降解有机物去除干净出水COD为315mg/L,BOD为40mg/L,SS为75 mg/L,氨氮为42mg/L。该工艺保证了出水水质达到甚至优于《禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596—2001)中规定标准。整个系统的处理能力适应于各种养殖废水处理,且效果良好,运行稳定。

5 资源化利用

5.1 沼气的利用

通过对UBF池中产生的沼气进行收集,通入沼气柜,并对所产生的沼气加以利用(做饭、取暖等,为猪场提供了部分额外免费能源,降低了能源消费。

5.2 猪粪制作有机肥

根据《畜禽养殖业污染防治技术规范》(11.1/T 81—2001)的要求,新建、改建、扩建畜禽养殖场应采取干清粪工艺,本项目基地要对猪舍清理出来的猪粪进行收集处理。

本工程通过固液分离机将含水猪尿粪便进行分离,固液分别有各自出路:

(1)本工程拟将项目分离出来猪粪配制成固态有机肥料。将猪粪作为原料,水分控制在40%左右,约含1.6吨左右原料+5公斤高性能菌剂原液 + 2〜3公斤玉米粉混合拌均倒碎。春、夏、秋季节一般5 ~ 7天即可使堆中原料全部腐熟,恶臭消失, 原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死。用这种方法发酵成的肥料可直接用于农作物,也可稍加晾干过筛,装袋作为商品肥销售。

(2)经固液分离后的上清液稍加改良回用作农田灌溉,至今没发现农作物有任何不良反应,工程拟将其制作成液态有机肥。关于液态有机肥各地标准不一,有以高效菌剂原液为培养液,加一定的洁净水配制而成;本项目根据实际情况,尽可能利用项目粪尿上清液并相应加入一部分菌剂或其他营养原液配制而成。

6 结语

该工程采用“固液分离+ UBF厌氧反应器+接 触氧化+曝气生物滤池”处理工艺对COD、 BOD、SS、氨氮去除效果明显,出水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596—2001)。工程运行费低,且沼气和猪粪都得以资源化利用,具有良好的经济和环境效益。

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