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厭氧塘+好氧塘組合工藝零排放處理養殖廢水

來源: http://www.modanoo.com/    發表日期:2015-06-12    瀏覽:6167

關鍵詞:

隨著中國經濟的發展和人民生活水平的提高, 中國畜牧業產業化快速發展。規?;?、集約化養殖場的數量逐年增加,養殖廢水已成為中國農牧經濟中最活躍的增長點和主要支柱產業之一?,F代化的養殖技術促進了中國的畜禽養殖業向優質高效發展。這些養殖場的發展一方面滿足了城市居民對肉 類、禽蛋類食物的大量需求,也成為污染水體的重要污染源:同時畜禽廢水水量波動大,含渣量、有機物和氮磷濃度高,處理技術不夠成熟,管理運行成本高。目前中國有很多規?;B殖場開展了畜禽養殖廢水的處理工作,可是規?;B殖場的廢水處理出水水質絕大部分尚未達到國家排放標準,遠不及工業廢水處理達標率的一半。河南是農業和畜牧業大省,畜牧業產值及主要畜禽品種飼養量均位居全國前列。解決養殖廢水的污染更加重要,尋求一種既經濟又可靠的畜禽養殖廢水處理工藝成為解決畜禽養殖污染的關鍵。


1 養豬廢水常用處理工藝簡介

養豬場廢水主要包括豬尿、部分豬糞和豬舍沖洗水,該類廢水有機物濃度高懸浮物多,氨氮含量高,臭味大,對環境質量造成極大影響,急需治理。

傳統的還田利用和自然處理模式由于受土地的限制已不能滿足城市近郊大量畜禽廢水處理的要求,因此迫切需要找到一種經濟、高效的工業化處理模式來處理土地受限地區的畜禽廢水處理。經過幾十年的研究和應用,畜禽養殖廢水厭氧處理工藝已經比較成熟,常用的工藝包括完全混合式厭氧反應器(CSTR),厭氧濾池(AF),厭氧序批式反應器(AS-BR),厭氧擋板反應器(ABK),厭氧復合反應器 (UBF),內循環厭氧反應器,上流式厭氧污泥床等,盡管厭氧生物處理能直接處理高濃度畜禽廢水,并能回收能源,但厭氧處理出水中污染物濃度仍然很高,特別是氨氮基本沒有去除,排入水體后對環境的影響仍然很大,需要進一步后處理同時由于好氧生物工藝直接處理高濃度畜 禽廢水能耗高,運行費用昂貴:

相對于單一的厭氧或好氧工藝,厭氧—好氧的生化工藝組合具有處理效率高、抗沖擊負荷能力強、剩余污泥量少和防止臭味的產生等優點:因此采用厭氧—好氧聯合處理工藝是目前公認的最經濟方法

2 工程概況

2.1 豬場現狀

河南原陽某種豬場為河南省農科院新建養殖試驗示范基地。該示范項目規模為年出欄2萬頭豬,其中種豬0.7萬頭,商品豬1.3萬頭。廢水來源為豬尿、豬舍清洗水、生活廢水的混合廢水。

該豬場在此工程之前未建有效的污水處理設施,豬糞、豬尿儲存于蓄糞池,經過一段時間的自然發酵后外排,造成嚴重的空氣、水體污染,廠區附近氣味刺鼻。

針對養豬廢水本身的高有機物濃度,高懸浮固體(簡稱SS)以及高色度的特點,綜合該養豬場實際經濟狀況,研發出一套操作簡便、能有效地對廢水中的有機物以及氨氮進行有效去除,達到《國家畜禽養殖業污染物排放標準》(GB 18518596-2001)的工藝。該工藝基建費用低,運行費用少。有利于在廣大農村進行推廣,適合于河南省的基本農村經濟的發展要求。

2.2 廢水水質

該豬場提供的排放水量為150 m3 /d,根據環保規范要求,該豬場廢水治理排放需達到《國家畜禽養殖業污染物排放標準》(GB 18596 -2001)(見表1)

3 工藝設計

3.1 設計目標

(1)充分利用該豬場現有設施及周邊的廢棄地,建設廢水凈化系統,降低廢水處理成本;

(2)系統應有較強的適應性和較大的靈活性, 能夠應對該豬場水質、水量的變化;

(3)對該豬場所產生的養殖廢水進行處理,使之達到農業灌溉要求,并將廢水處理與農業節水灌溉相結合,增強區域農業抗旱能力,提高水資源利用效益;

(4)沼氣、沼渣進行利用,變廢為寶,提高資源化利用效率。

3.2 工藝流程

本工程廢水產生主要有豬尿、部分豬糞、豬舍清洗、職工生活污水,廢水污染物濃度較高,可生化性好,擬采用“固液分離+厭氧反應器+接觸氧化+曝氣生物濾池”的組合工藝處理廢水,

該工藝先進行固液分離,可以去除雜物及大顆粒物質,保證后續設施的正常運轉。污水由泵提升進入化糞池,池內糞便開始發酵分解,然后進入水解酸化池,水解酸化反應利用厭氧反應中的水解、產酸作用,使污水、污泥一次得到處理,大分子降解為小分子;同時可去除部分SS和COD污水經水解酸化后,進行沉淀,經泵送至UBF反應器。

UBF厭氧反應器是一種高效厭氧反應器,它同時具備上流式厭氧污泥床反應器(UASB)和厭氧濾池(AF)反應器的優點,克服了UASB污泥流失的缺點,也克服了AF易堵塞、運行成本高的缺點。

UBF厭氣反應器的出水進入接觸氧化池,利用池內的填料與充氧污水廣泛接觸,使污水中的有機物(主要是可溶性有機污染物)與池內生物膜充分接觸,經微生物吸附、降解、新陳代謝作用下,將污水中的有機物去除。同時加大曝氣量,將廢水中的氨氮在硝酸菌和亞硝酸菌的作用下轉化為亞硝態氮和硝態氮,從而達到脫除氨氮的目的。

生物接觸氧化池的出水進入二沉池,經沉淀處理后的清水進入曝氣生物濾池。

曝氣生物濾池兼具活性污泥法和生物膜法的優點,有很好的碳化和硝化作用,能夠有效降低水中氨氮的量,使出水水質達標。

濾池出水進入消毒池進行消毒,只有消毒徹底的水才能夠回用。

4 運行成本及處理效果

4.1 運行成本

該工程污水處理的運行成本可分為以下幾個方面,以日處理150 m3/d來計算。

從表2中可見,該工程運行費用僅為1.509元/m5,另外,該系統將處理后的廢水用于回用,并且沼氣和糞渣都進行了資源化利用,既節約了能源又產生了良好的經濟和壞境效益。

4.2 處理效果

各污水處理池建成竣工后,應立即灌滿水,檢查是否裂漏。各水池無裂漏時,就可進行菌種培養。由于豬糞含有大量微生物,可作為培養細菌的來源,

該工程于2014年3月開始進行調試,調試初期先進行厭氧調試和好氧調試,該階段歷時3個月。 厭氧污泥系從豬舍化糞池抽取,由水泵分次分量增加泵入厭氧反應器。調試期的前1個月,出水水質基本上沒有變化,在調試進行到第2個月的時候,出水COD才有所降低,說明厭氧顆粒污泥已經部分形成,尚不能成為優勢菌種,經過調試人員密切關注,通過引導性的進水配水換水,水質慢慢得到轉變, COD濃度也逐漸降低,至6月調試結束,COD出水濃度基本穩定。

由于前述UBF厭氧、好氧接觸氧化的調試需要—定的時間和人力、物力,而且生物濾池的調試也要依靠上述兩道工序的正常運行,進水負荷不能太大, 故根據好氧池調試情況,當COD降到1000左右的時候,才開始生物濾池的調試,經過約一個月的調試,出水COD在400mg/L左右,但尚不能完全保證出水穩定達標。

系統調試結束后,繼續運行1個月,運行情況穩定,并通過當地環保部門驗收,結果見表3。

由表3數據可見,系統對養殖廢水中的B0D、氨氮、SS去除效果明顯,去除率分別為93.7%、94.4%、95%、77.1%。

系統運行結果表明,污水經厭氧與好氧交替處理,BOD與COD大部分被去除,將廢水中的難生物降解有機物去除干凈出水COD為315mg/L,BOD為40mg/L,SS為75 mg/L,氨氮為42mg/L。該工藝保證了出水水質達到甚至優于《禽養殖業污染物排放標準》(GB 18596—2001)中規定標準。整個系統的處理能力適應于各種養殖廢水處理,且效果良好,運行穩定。

5 資源化利用

5.1 沼氣的利用

通過對UBF池中產生的沼氣進行收集,通入沼氣柜,并對所產生的沼氣加以利用(做飯、取暖等,為豬場提供了部分額外免費能源,降低了能源消費。

5.2 豬糞制作有機肥

根據《畜禽養殖業污染防治技術規范》(11.1/T 81—2001)的要求,新建、改建、擴建畜禽養殖場應采取干清糞工藝,本項目基地要對豬舍清理出來的豬糞進行收集處理。

本工程通過固液分離機將含水豬尿糞便進行分離,固液分別有各自出路:

(1)本工程擬將項目分離出來豬糞配制成固態有機肥料。將豬糞作為原料,水分控制在40%左右,約含1.6噸左右原料+5公斤高性能菌劑原液 + 2?3公斤玉米粉混合拌均倒碎。春、夏、秋季節一般5 ~ 7天即可使堆中原料全部腐熟,惡臭消失, 原料中的病源菌、蟲卵、草籽等全部殺死。用這種方法發酵成的肥料可直接用于農作物,也可稍加晾干過篩,裝袋作為商品肥銷售。

(2)經固液分離后的上清液稍加改良回用作農田灌溉,至今沒發現農作物有任何不良反應,工程擬將其制作成液態有機肥。關于液態有機肥各地標準不一,有以高效菌劑原液為培養液,加一定的潔凈水配制而成;本項目根據實際情況,盡可能利用項目糞尿上清液并相應加入一部分菌劑或其他營養原液配制而成。

6 結語

該工程采用“固液分離+ UBF厭氧反應器+接 觸氧化+曝氣生物濾池”處理工藝對COD、 BOD、SS、氨氮去除效果明顯,出水達到《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB 18596—2001)。工程運行費低,且沼氣和豬糞都得以資源化利用,具有良好的經濟和環境效益。

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