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養豬場污水處理
添加時間:2011/9/30 20:26:37


    隨著我國畜牧業的發展,產業競爭的日趨激烈,畜牧業的規;、集約化發展已成為一必然趨勢,規;B豬場具有較高的畜禽飼養技術,統一的管理,降低了成本,提高了經濟效益,但由于大量集中的糞便污水排放引起的環境污染問題也越來越嚴重,根據相關資料報道,我國大城市中畜禽養殖業的糞尿排污的人口當量超過3000-4000萬。養殖業的糞尿排泄物及廢水中含有大量有機物、氮、磷、懸浮物及致病菌并產生惡臭,對環境質量造成極大影響,急需治理。而由于養豬場污水處理不同與工業污水處理,養豬場經濟效益不高限制了污水處理投資金額不可能太大,這就需要投資少、處理效果好、好能回收一部分資源,有一定的經濟效益。而養豬場的污水處理通常并不是僅采用一種處理方法,而是需要根據地區的社會條件,自然條件不同,以及豬場的性質規模、生產工藝、污水數量和質量、凈化程度和利用方向,采用幾種處理方法和設備組合成一套污水處理工藝。

    針對養豬場污水處理方法的問題,下面我們詳細介紹幾種處理工藝:

    一)組合式穩定塘工藝處理養豬廢水

    1.水質、水量與排放標準

廣州某規;B豬場的污水量為 500 m3/d,設計水質及排放標準見表1。 

    2.工藝選型 

    養豬場污水處理常用的工藝為厭氧-好氧-氧化塘,均采用鋼筋混凝土結構,投資大,運行費用高。我們在設計時進行了各種工藝的篩選比較, 用投藥混凝、厭氧接觸工藝、厭氧過濾器、上流式厭氧污泥床、復合式厭氧污泥床和厭氧塘雖然有好的處理效果,但建設費用和運行成本高而無法承受,因而必須尋求新的既簡易又穩定可靠的方法。

    因此,我們選擇新型厭氧一兼氧組合式穩定塘處理工藝,充分利用規;i場的地形地勢,妥善地解決了規;i場污水污染負荷高和養豬行業的利潤低的兩大難題。此工藝有效地把上流式厭氧污泥床移植到兼性塘來,它具有投資省、運行費低、操作管理方便、能源可回收(目前未回收)的特點。 

    3.工藝流程 

    養豬場污水處理流程見圖1。

    4.工藝流程說明 

    ①固液分離

    從豬舍出來的水經集水井提升泵送到設于鼓風機房頂部的豬糞固液分離機內,經固液分離機擠壓分離過濾,使糞渣分離。污水進處理單元,回收糞渣外售。

    ②組合式穩定塘

    組合式穩定塘共設2個自然塘(每個自然塘面積約2000m2),平時并列運行,清塘時(幾年后清一次塘),一塘運行,另一塘清泥。在塘的中央設置一個厭氧反應區,深5.0 m。污水從配水井用管道重力引入至厭氧反應區底部,并均勻在厭氧反應區底布水,污水經厭氧反應區底部均勻向上流動,從污水的流態來看,其結構類似上流式厭氧污泥床(UASB),污水和甲烷氣都向上流動,經過厭氧污泥床。所不同的是UASB上下流速相同,同時內有三相分離器,而組合式穩定塘上下流速不同,厭氧反應區底部流速大(約0.21 m3/(m2•h)),厭氧反應區上部流速小。后,污水流向塘的四周進行沉淀(類似UASB的三相分離器)。

    組合式穩定塘的工作原理是:從微生物類屬來看,塘分為3種微生物反應區。即厭氧反應區、兼氧反應區、好氧和藻類生長區。詳見圖2組合式穩定塘斷面示意。

    第一區為厭氧反應區:污水首先進人厭氧反應區底部,并均勻分配在整個橫斷面上,污水流向為上流式,整個坑的容積均為絮狀的厭氧微生物(污泥床)。污水上向流經這些厭氧微生物污泥床時,污水中有機物被厭氧微生物進行降解,轉化為CH4,CO2 和H2O。生成的CH4,CO2 和污水不斷上升,使整個污泥床得到充分的攪拌,同時污水和厭氧微生物充分接觸,提高了有機物的去除效率[2]。

    第二區為兼氧反應區:除塘面和塘底的積泥層外,其余均為兼氧反應區,污水從坑頂部流出后,向四周流動,流速突然降低,可沉的懸浮物固體便沉于塘低。污水經厭氧解后剩余的有機物繼續被兼氧微生物所利用,進一步去除污水中有機物。

    第三區是塘的表面層區:為好氧微生物和藻類生長區。該區內,空氣的復氧和藻類的光合作用提供氧氣,污水中的有機物進一步被好氧微生物所利用,把它氧化為CO2 和H2O。另外,污水中的氨氮又為藻類提供營養物質,產生了良性循環。

    新型厭氧-兼氧組合式穩定塘技術的設計運行參數:坑的CODcr容積負荷(以CODcr計)為5.1kg/(m3•d)。污水在坑內停留時間為2.6 d;在塘內停留時間(含坑的停留時間)為12 d,本設計的坑負荷傳統13~19 (傳統式氧化培CODcr負荷(以CODcr計)為 0.13-0.4 kg/(m3•d)[2]。

    由于特殊的設計(坑頂設計圍墻包圍),避免了傳統的厭氧塘在刮風時豎向混流而影響底部厭氧(因為表層好氧區水中含有很高的溶解氧會入侵到厭氧區,破壞厭氧環境),并有效地抑制和防止季節性翻塘,使厭氧總保持佳狀態。另外,坑的設計成倒置截頭圓錐型,使坑內從下至上流速漸漸由大變小。避免了厭氧污泥被水流和CH4 等帶出坑外,大限度地保持了厭氧污泥濃度,從而在高的CODcr容積負荷(以 CODcr計)下(Fv=5.1 kg/(m3•d))還具有較高的CODcr去除效率。

    從投產以來,處理系統運行情況較為穩定,新型厭氧-兼氧-組合式穩定塘出水CODcr的質量濃度一般在 3 000 mg/L左右,CODcr去除率一般為 70%左右,而傳統厭氧塘CODcr去除效率50%左右!

    ③好氧池、高負荷氧化塘

    好氧池、高負荷氧化塘組成二級好氧生化處理系統,前者采用了活性污泥法,使CODcr等進一步降解,并為后續氧化塘處理提供條件;后者采用循環溝式氧化塘,污水在此硝化脫氮。在高負荷氧化塘中,在JET推流混合器的作用下,水在廊道中循環,由于具有一定的流速(10 ~15 cm/s),大氣復氧速率增加,同時藻類迅速生長。藻類光合作用提供溶解氧供給好氧微生物進行代謝活動。高負荷氧化塘出水中的微型藻類很容易沉淀,約50%~80%的藻類可在水力停留時間為l~2d的沉淀塘中自然去除。沉淀的藻類呼吸速率很低,且可濃縮在塘底數月甚至數年而不明顯釋放營養物。高負荷氧化塘中藻類的另一顯著作用是提高了塘中廢水的PH值,給滅菌和促使氨氣向空氣中擴散提供了條件。在 pH 值為9.2 時在24 h內可100%殺滅大腸桿菌和絕大部分病原體,在白天高負荷氧化塘中廢水的pH值達到9.5的并不鮮見。整個系統穩定、高效。

    ④藻類沉降塘

    專門設計的藻類沉降塘利用自然重力分離作用使藻類從污水中分離出來,同時由藻類自身產生的生物絮凝過程促進了自然沉淀,廢水在藻類沉降塘停留時間24 h 以上,沉淀的藻類處于休眠狀態,不會被立刻分解或腐爛。兩個藻類沉降塘同時使用,其中之一可3~4a 放空一次,以去除濃縮的含藻污泥。

    ⑤生態塘

    利用生態塘中放養的魚類和水生植物自然降解水中的污染物(N,P),以達到出水水質要求。

   (二)UASB/SBR/化學混凝工藝處理養豬廢水

    1.概況

    湖南某養豬場的生豬養殖規模為1萬頭,廢水排放量為150m3/d,原有廢水處理系統只采用了沉淀處理,廢水中的絕大多數有機物和氨氮沒有去除。該養豬場擬對原廢水處理系統進行全面的技術改造,經過中試后確定在原有四級沉淀的基礎上,采用UASB/SBR/化學混凝處理工藝,處理后水質要求達到《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB18596—2001)。廢水水質和排放標準見表1。

    2.廢水處理工藝流程

    養殖廢水的特點是排放集中、水力沖擊負荷強、有機質濃度高、水解酸化快、沉淀性能好。改造后的工藝流程見圖1

    原水首先進入調沉池,其主要作用是調節水質、水量,另外可以去除大部分懸浮物和少量有機物。調沉池出水自流入集水井,再通過泵輸送到UASB反應器,大部分有機物在此被降解,并產成沼氣。UASB反應器出水進入SBR進行后續處理,部分有機物和大部分氨氮在此被降解去除。由于SBR反應器出水TP超標,以及SS的濃度還較高,影響出水水質,因此后通過化學混凝反應池處理,以滿足達標排放要求。

    3.主要構筑物及設備

    ① 調沉池。利用原有池體,尺寸為30.0m×30.0m×2.5m,有效容積為1800m3,磚混結構,由4個串聯的單元格組成,HRT為12d,對SS的去除率為75%左右。

    ② 集水井。磚混結構,尺寸為2.0m×2.0m×4.0m,有效容積為12m3,配2臺提升泵(Q=25m3/h,H=200kPa,1用1備)。

    ③ UASB反應器。UASB反應器是由3個獨立單元組成的一個頂部敞開式鋼筋混凝土池,尺寸為17.2m×6.0m×8.0m,有效容積為608m3,采用大阻力布水系統,每個單元由4根布水管組成,布水管安裝在池底上方300mm處;三相分離器為兩層箱式結構,安裝在距出水堰0.9m處,每個單元安裝2個。在每個三相分離器上有一個導氣管,導氣管與總氣管之間用軟管連接。UASB反應器的設計容積負荷為1.5kgCOD/(m3•d);HRT為4d,對COD去除率>80%。

    ④ SBR反應器。SBR反應器內設有膜片式曝氣器(Φ215mm),所需空氣采用2臺鼓風機(1用1備)輸送,單臺鼓風機流量為5.9m3/min。池中還配置有組合填料,將活性污泥法與生物膜法結合的獨特設計,既降低了剩余污泥的產量,也有利于污染物的去除。池尺寸為11.6m×6.0m×5.0m,鋼筋混凝土結構;水力停留時間為40h,有效容積為250m3,SBR的排水采用2臺50m3/h的潷水器。

    ⑤ 化學混凝沉淀池。該池的主要作用是去除SBR出水中的懸浮物和部分色度。池體寸.0m×6.0m×3.5m,鋼筋混凝土結構,分2格,一格為化學反應池,投加PAC和PAM藥劑,并裝有一臺攪拌機;另一格為沉淀池,沉淀池配有圓筒式導流筒及排泥系統,采用穿孔水壓式排泥。

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