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奶牛養殖場高濃度畜禽養殖廢水處理工程設計方案

來源: http://www.modanoo.com/    發表日期:2015-09-08    瀏覽:18377

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畜牧養殖業的發展滿足了人們對肉、蛋、奶的需求,并為發展我國經濟提高城鄉居民生活水平做出了貢獻,但養殖業糞污的隨意排放已造成我國新的環境污染問題。畜禽養殖業產生的環境危害主要來源于畜禽的糞便,主要表現為養殖場排放的糞便及污水等污染物對生態系統、土壤、水環境、大氣環境以及人類健康所造成的直接或間接的影響。畜禽養殖污染已成為繼工業污染,生活污染之后的第三大污染源,成為我國污染的主要原因之一。畜禽養殖廢水不但氨氮濃度高、色度深,含有大量的細菌等,還有其化學需氧量(COD)的排放量遠高于工業生活污染廢水排放量的綜合,是一種難處理的高濃度有機廢水。因此畜禽養殖廢水在排放前必須進行有效處理。當前,國內與國外畜禽養殖場廢水處理主要工藝流程大致相同,即預處理-厭氧處理-好氧處理。但是,對于我國處于微盈利的畜禽養殖業來說,使用此類水處理工藝流程的處理設施所需的不但投資太大、而且運行費用也過于高昂。因此,探尋初期設施建設投資少、出水效果好,處理效率高,運行費用低和維護更方便的養殖業糞污處理方法,已成為解決養殖業污染的關鍵所在。

遼寧某奶牛養殖場共有奶牛2000頭,其中成牛1600頭,幼牛400頭。本工程需要處理的廢水種類有兩類,分別是榨乳廳廢水以及糞便廢水。本工程設計規模為日處理污水100m3。因涉及本項目的廢水中有機物濃度高、氨氮濃度高、色度深,以及含有大量的細菌等因素,僅僅采用單一的厭氧處理不宜達標。同時,根據《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》(HJ497-2009)的規范要求,本工程需設好氧處理工藝技術。因此本工程污水處理系統采用固液分離預處理+厭氧處理+好氧處理+深度處理的工藝流程。

1 工程設計水質水量

設計處理水量:100m3/d。養殖場廢水設計進水水質如表1所示。


出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-96)中的一級排放標準。

2 工藝流程

處理的工藝流程圖如圖1所示。


奶牛場主要采用吸泥罐車將糞便運輸到固液分離車間附近的配水池內,糞便配水池用于將牛舍清除的糞便進行配水稀釋 (可采用工藝處理后排放的水作為循環水使用,不足部分加場區自用水補充),然后通過蛟龍泵打入到螺旋擠壓固液分離機內。干糞便運至場區的干糞棚內暫存,分離擠壓產生的廢水進入到初沉調節池內,之后進入到厭氧反應器,產生的沼氣經過 凈化后可作為燃料用。厭氧出水進入到MBBR組合反應池中,完成脫氣、有機氮硝化、有機物氧化過程。此后進入到二次沉 淀池中進一步沉淀,實現泥水分離。二次沉淀池和污泥池中的污泥部分回流至組合反應池中,以補充反硝化所需的碳源。二次沉淀池出水經過砂濾和活性炭過濾,之后到消毒水池中,進行消毒處理,確??偝鏊_標排放。

3 主要處理構筑物與設備

3.1 調節池、沉淀池

沉淀是利用絮粒與水的密度差,使絮粒進行沉降進而達到固、液分離的目的。為保證本工程廢水處理水量和水質的穩定性,本項目設置調節池,對水質水量進行調節。初沉池與調節池合建。豎流初沉池,2座,單池尺寸為1.5m*2m*5m,停留時間為1.5h。內設排泥泵:2臺,Q=4.2m3/h, H=7.0m, N=0.37KW。調節錄池,1座,規格為4m*4m*4m,停留時間為17.28h。內設污水提升錄2臺,Q=4.2m3/h, H=15.0m, N=1.5kW。潛水攪拌機1臺,功率為0.37kW。

3.2 UASB反應器

UASB是上流式厭氧污泥床反應器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)的簡稱,這種工藝于20世紀80年代初期在處理高濃度有機廢水的領域中得到了廣泛的應用。如今的UASB反應器在進水方式、布水系統、攪拌混合、三相分離器的設計上都有其獨到之處,是高、中、低濃度污水處理工程的理想設備。

本項目設置UASB反應器1座,規格為直徑5m*10.0m。采用自流布水和回流布水相結合布水裝置,容積負荷2.5kgCOD/m3?d,停留時間:48h。

3.3 MBBR組合反應池

MBBR是介于活性污泥法和固定生物膜法之間的高效新型反應器。因本項目廢水氨氮含量較高,在原有MBBR工藝基礎上增加厭氧、缺氧區提高MBBR反應池的脫氮除磷效果。MBBR組合反應池可以在不改變構筑物池容的條件下提升現有生化單元的處理能力和處理效果,確保出水水質達標。尺寸為:5.8mx6.6mx5m,池內分為厭氧區(A)、厭氧區(A)、好氧區(0),參數如下:

(1)厭氧區(A段):平面尺寸為lmx2.0m,水力停留時間為2.16h,內設置懸浮填料。

(2)缺氧區(A段):平面尺寸為3.5mxlm,水力停留時間為3.78h,內設置懸浮填料。

(3)好氧區(0):曝氣區分為2組,單池平面尺寸為5.8mx2.5m,池底設置曝氣系統,控制溶氧2mg/L。水力停留時間為31.32h,內設置懸浮填料。

在MBBR反應池內設置混合液回流泵2臺,功率為N=0.37kW。

3.4 二次沉淀池及中間水池

二次沉淀池,2座,單池尺寸為2mxl.5mx5m中間水池:尺寸為2.0mxl.5mx5.0m,內設污水提升泵:2臺,1用1備,Q=4.2m3/h, H=6.0m,N=0.37kW。

3.5 深度處理車間

尺寸:4.5 mx4.5mx4.5m;內設石英砂過濾罐:2座,互為備用,直徑0.6m,高度為2.5m,濾速為10m3/m2h?;钚蕴窟^濾罐:1座,直徑0.8m,高度為2.5m,濾速為10m3/m2h。 沖洗水泵:2臺,1用1備,Q=4.2m3/h, H=6.0m, N=0.37kW。

3.6 消毒池、清水池及污泥池

消毒池:二沉池出水進入消毒池,投加氯進行消毒,尺寸為2.5mxl.5mx5.0m,停留時間為194.4min。

清水池:尺寸為3mx3.3mx5.0m。

污泥儲池:尺寸為3m*3m*5m。內設排泥泵1臺,Q=4.2m3/h, H=7.0m, N=0.37kW,既可用于剩余污泥排放也可將污泥回流至MBBR反應器厭氧區。

4 調試與運行

4.1 UASB反應器的調試啟動

選用沈陽市某污水處理廠污泥消化池的消化污泥接種(具有一定的產甲烷活性),將含固80%的接種污泥加水攪拌后,均勻倒入到UASB反應器內。接種污泥量為UASB反應器的有效容積的30%。初始配水最低CODcr濃度為2000mg/L,然后逐步提高有機負荷直到可降解的CODcr去除率達到80%為止。當反應器負荷低于0.8kgCODcr/m3?d時,此時為初始階段,周期40d;當反應器的負荷逐步分多次提升到2kgCOD/m3-d,此時為提高階段,周期35d。當UASB反應器充滿后,三相分離器溢流出水部分回流至調節池。結束初期啟動后,污泥已適應廢水性質并具有一定除去有機物的能力,反應器的有機負荷進入到由2kgCOD/m3?d到3.0kgCOD/m3?d的運行階段。由于該工程調試在5-6月間完成,溫度較高,且營養物質充足,大大提高了啟動速度。

4.2 MBBR反應池的調試啟動

系統啟動主要分3個階段:悶曝培養階段-連續進水馴化階段-穩定進水試運行階段。首先,將曝氣池注滿該奶牛場廢水,向曝氣池中投加脫水活性污泥,活性污泥的投加量按MBBR池蓄水量的0.5% ~0.8%加入。之后悶曝培養三至五個小時,然后靜置沉淀并進行監測。當監測到的廢水COD值是原來的一半時,向曝氣池內繼續注入設計處理量50%的奶牛場廢水。當處理效率達標后,再繼續增加,循環往復,逐漸提升負荷,每次提升負荷后要等活性污泥中的微生物適應鞏固后再繼續增加,直至滿負荷為止。待反應池運行穩定,處理效果良好后,對反應池各反應參數進行調節,直至達到處理效果最好時,馴化結束。

4.3 監測運行效果

對該奶牛養殖場廢水的固液分離預處理-厭氧消化-好氧處理-深度處理工藝實際運行效果進行長期監測,出水監測所中的一級排放標準的指標要求,各階段水處理構筑物污染物去得各項指標數據均低于《污水綜合排放標準》(GB8978-96) 除率如表2所示。


5 結果與討論

(1)該奶牛場養殖場廢水采用“固液分離預處理+厭氧處理+好氧處理+深度處理”的工藝流程,處理效果好,設備投資低。再設置消毒強化出水效果,總COD去除率達到99%, BOD去除率>99%,氨氮去除率>96%,出水各指標完全能夠滿足排放標準要求。

(2)本工程冬季運行時,進入反應系統內的水量較小(50m3/d),但水溫較低,要采取相應措施保證厭氧反應器的正常運行。在厭氧反應器內設置熱水盤管加熱,本工程設計中設有沼氣回收利用裝置,該系統的熱源可補充寒冷時節厭氧反應器的熱量,以保證厭氧反應器內的水溫。

(3)本項目的奶牛養殖場內的牛舍內采用干清糞工藝,相比于水沖工藝,懸浮物含量相對較少,牛舍內的墊床采用大量的細沙,運輸過程中,會有大量草屑或沙子進入糞便中,導致進入到UASB的進水泵堵塞,定期需要清理。因此奶牛場的預處理中,條件允許可增加沉沙工序,并且在沉砂池后設置篩網后,大大減輕后續工藝的負擔。

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