CN101148302A - 一种畜禽养殖废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种畜禽养殖废水的处理方法，主要包括下列步骤：先将畜禽废水注入调节池，进行曝气搅拌；在反应初沉池中进行絮凝沉淀；再将待处理废水注入前后两段式的、填放有活性污泥的膜生物反应器；在膜生物反应器的后段安装有超滤膜；待处理废水在膜生物反应器内进行生物降解后，通过超滤膜进行过滤后再排放；膜生物反应器的前、后两段还可以分别设置微孔曝气器和穿孔曝气装置对废水进行曝气处理，本发明将活性污泥法工艺与净化废水能力强、处理效果稳定的膜生物反应器工艺结合在一起，可以对畜禽养殖废水进行充分的生物降解，无需经厌氧、酸化工艺，既可降低氨氮含量及其他污染物指标，也不会产生沼气，工序简化，便于操作。

Description

一种畜禽养殖废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水的处理方法，尤其涉及一种畜禽养殖废水的处理方法。

背景技术

畜禽废水和圈舍冲洗废水主要含有畜禽粪便、尿液等，其特性是有机物、悬浮物、氨氮等污染物浓度高，生化性能好。规模化养殖场每天排放的废水量大、集中，并且废水中除了含有普通废水中的一般污染物外，还含有其他污染物，如重金属、残留的兽药和病原体等。因此如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成水体生态环境或农田的严重污染。

目前，在畜禽养殖废水处理领域，主要处理工艺有，先将粪渣氧化发酵，吸附固化再转化成肥料或动物饲料，废水再经厌氧+好氧+吸附处理，达标排放。如公开日为2005.03.02，公开号为CN 1587111，专利号为CN 200410060847.5的中国发明专利所述，其处理步骤为：①污水调节、②厌氧酸化水解、③好氧处理、④絮凝沉淀、⑤沸石吸附。

但是厌氧处理技术在畜禽粪便废水处理中有它的缺陷：1)厌氧处理对温度、pH等环境因素很敏感，对操作人员要求高，不适用于畜牧场；2)畜禽粪便废水氨氮浓度高，实际操作中容易造成系统过度酸化，同时也会影响后续好氧处理的效果；3)厌氧处理会产生一定量的沼气，由于沼气收集系统造价高、操作要求高，若直接排放存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在提供一种出水水质稳定、工艺简单的畜禽养殖废水的处理方法。

根据本发明，一种畜禽养殖废水的净化处理方法，包括以下步骤：

a.将畜禽废水注入调节池，进行曝气搅拌；

b.将步骤a所得上清液注入反应初沉池，并添加PAC-PAM絮凝剂进行絮凝沉淀；

c.将步骤b所得上清液注入填放有活性污泥的膜生物反应器；所述膜生物反应器为前后两段式的膜生物反应器，在所述膜生物反应器的后段安装有超滤膜；注入膜生物反应器的上清液经膜生物反应器进行生物降解后，通过所述超滤膜进行过滤；

d.将步骤c中经超滤膜过滤后所得净水排放，并定期抽取所述膜生物反应器中的污泥。。

在上述步骤基础上，可以进一步以每天1-3次，每次1-4小时的频次间断地向步骤a中所述调节池内的畜禽废水进行曝气。

在所述步骤b的絮凝沉淀过程中，使所述畜禽废水在反应初沉池内的停留时间保持2.0至4.0小时之间。

在所述步骤c中的膜生物反应器的前段，通过微孔曝气器对注入的所述上清液进行微孔曝气处理；在所述膜生物反应器的后段通过穿孔曝气管对注入的所述上清液进行穿孔曝气处理。

所述穿孔曝气管的各个曝气管头的开孔直径在4-5mm之间，所述微孔曝气器的曝气管头的开孔直径在80～200μm之间。

在所述步骤c中，所述活性污泥浓度保持在6000～12000mg/L之间，同时，污泥负荷控制在0.1～0.2kgCOD/kgMLVSS·d之间。

在所述步骤d中，所述活性污泥在所述膜生物反应器停留时间为60-90天之间。

本发明将传统活性污泥法工艺与净化能力强、处理效果稳定的膜分离技术，即膜生物反应器(Membrane Bio-reactor，简称MBR)工艺有机地结合在一起，针对畜禽养殖废水所具有的污染物浓度高，生化性能好等特点，对于畜禽养殖废水中富含的有机物、悬浮物、氨氮具有较好的去除效果，所得出水化学需氧量(COD)值较低，脱除氮、磷和悬浮物等污染物的效果较好，且工艺简单，可操作性较好，因此出水水质比较稳定。

下面将通过实施例并结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明所述的一种畜禽养殖废水的净化处理方法的工艺流程简图；

图2是使用本发明所述工艺的设备安装示意图；

具体实施方式

参照附图1和2，在本发明所述的畜禽养殖废水的处理方法中，废水进入调节池1后，进行均衡水质和水量；在该步骤中，还可以在调节池内通过曝气装置，如风机4和与其相连通的曝气管41对待处理的畜禽废水，以每天1-3次，每次1-4小时的频次间断地或定时地进行曝气，防止废水厌氧发臭，并均合待处理废水的水质水量；再进行步骤b的絮凝沉淀处理，该步骤的主要功能是：加入少量的PAC和PAM进行絮凝，去除水中体积较小但比重较大的悬浮物；废水在该反应初沉池2内的停留时间一般需要在2.0至4.0小时之间较为适宜，为后继的处理步骤减轻负担。

经过步骤b处理后的上清液注入本发明所使用的膜生物反应器3中；为了获得较好的废水处理效果的同时也达到节能的目的，前述膜生物反应器曝气方式采用两段式，前段31采用微孔曝气，通过微孔曝气器42对注入的所述上清液进行微孔曝气处理；后段3 2采用穿孔曝气。在膜生物反应器3内的活性污泥，其主要功能是针对畜禽养殖废水中富含的有机物、悬浮物、氨氮进行生物降解，即生化反应。同时通过超滤膜对活性污泥的截留，提高废水中污泥浓度，以促进生化反应进行得更彻底。在前段通过设置微孔曝气，提高氧气的利用率，达到节能能耗。

在所述膜生物反应器3的后段32布置膜组件33的下方采用穿孔曝气，在进行膜过滤过程中，通过预先安装的穿孔曝气管43对待处理废水进行穿孔曝气处理。此时穿孔曝气的主要目的和效果是：在膜组件33正下方安装穿孔曝气管道，穿孔曝气时产生的气泡上升形成的气液混合流在各个膜组件33表面的流速更快，产生气水流剪切力，对膜表面进行冲刷，阻止膜表面沉积污染，从而更有效的冲刷在膜表面沉积的污染物质，并维持稳定的膜通量。同时，也可最大程度减少气液混合流冲刷时可能形成的冲刷死角的范围，防止污泥在各膜组件下方的堆积现象。这样，在膜组件33产水的同时，可以防止膜孔堵塞。膜生物反应器内的活性污泥浓度一般需要控制在在6000～12000mg/L之间，同时，污泥负荷控制在0.1～0.2kgCOD/kgMLVSS·d(公斤化学需氧量/公斤挥发性悬浮物·天)之间，即膜生物反应器中的每公斤挥发性悬浮物每天的承受处理废水中的0.1～0.2kg的化学需氧量污染物的负荷。前述挥发性悬浮物系指活性污泥中可以用来降解废水中的污染物的活性物质，前述污染物指标主要是指每千克水中的COD含量。

前述调节池1、反应初沉池2以及膜生物反应器3中产生的底泥或沉淀物可以通过排污泵抽到污泥浓缩池5中，进行综合利用或填埋处理。

采用前述工艺后，膜生物反应器内的活性污泥浓度由于超滤膜的存在，可以始终保持在一个较高的程度，因此，可以对废水进行充分的生物降解，无需经厌氧、酸化工艺，也可以大幅度降低氨氮含量以及其他污染物指标，而且基本上也不会产生沼气，因此对畜禽废水的处理工艺相对简化。

上述活性污泥在膜生物反应器内的停留时间为60-90天之间，即污泥的泥龄(泥龄＝排放的污泥/池内污泥)在60-90天之间，所处理的废水已经能够较好地满足排放标准。

随着膜生物反应器处理废水总量的增加，膜生物反应器中的活性污泥量也会有相应的增多，此时膜生物反应器的排泥周期与排泥量可根据具体情况确定，实践中，可取污泥停留时间为80-90天，排泥周期一般为半个月至1个月之间较为适宜，每次通过排污泵6抽走膜生物反应器中的部分污泥。在进水浓度高或污泥负荷较大的情况下，为保持稳定的出水水质和膜通量，膜组件的清洗周期也可以适当缩短，以保证出水水质与水量。

前述穿孔曝气管43的各个曝气管头开孔直径一般选择在4至5mm之间较为适宜，而微孔曝气器42的曝气管头最好选择在80-200μm之间即可满足使用要求。各曝气管头的开孔直径选择主要是考虑到：微孔曝气器主要是用来增加膜生物反应器内的供氧量，而穿孔曝气管在增加膜生物反应器内的供氧量的同时，同时也利用其产生的较大气泡对超滤膜的膜组件进行更有效的冲刷，从而保证膜组件有稳定的水通量。

在本发明中，由于超滤膜设置在膜生物反应器的后段，利用超滤膜取代沉淀池，对反应池中的待处理废水的固液相进行分离，具有以下主要优点：

1.处理废水时，抗冲击负荷能力强，生化处理效率高，产水水质优质稳定；

2.结构紧凑、布局合理，占地面积小；

3.易实现自动控制、运行管理简单；降低了人力成本；

4.污泥龄长，剩余污泥量少；

5.由于水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可分别控制，采取高污泥浓度，低污泥负荷运行，难降解有机物质可充分得到降解。

在本发明所述的处理工艺中，由于在膜生物反应器中不同位置分别采用了两种曝气方式，相对于只采用穿孔曝气方式，在相同氧利用率下一般可节省20～40％的能耗。

采用本发明的处理方法，对一种畜禽养殖废水进行处理：处理水量为12m³/d，进水水质为COD_Cr3500～6000mg/L，悬浮物浓度800～1500mg/L，NH₃-N300～400mg/L，pH7～8.5，水深1.5m，膜生物反应器的各个膜组件的上、下集水管距离为设置在1 m左右，活性污泥停留时间为80天。采用微孔曝气与穿孔曝气相结合，降低能耗。所得出水水质的检测指标分别为COD_Cr60mg/L，悬浮物浓度5mg/L，NH₃-N30mg/L，可看出出水水质的有机物浓度指标、悬浮物浓度指标、以及氨氮浓度指标完全满足并远优于《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001的排放标准：COD_Cr≤400mg/L，SS≤200mg/L，NH₃-N≤80mg/L。此外，由于绝大部分病原体的尺寸大于超滤膜孔的尺寸(一般在0.2微米左右)，所以超滤膜可截留绝大部分病原体，并在MBR反应池中将其消化杀灭。MBR工艺出水可以直接排放或回用于畜禽圈舍的冲洗。

由上所述，本发明所采用的处理方法是由普通的生化处理工艺的改进，将生化反应池和二沉池集中由MBR反应池取代，大大节约了占地面积和工程造价，相对其他处理工艺，设备结构以及工艺流程简单紧凑，设备维护方便。出水水质优良，能耗低，运行成本较为低廉，具有良好的应用前景。

Claims (7)

1.一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：依次包括下列步骤：

a.将畜禽废水注入调节池，进行曝气搅拌；

b.将步骤a所得上清液注入反应初沉池，并添加PAC-PAM絮凝剂进行絮凝沉淀；

c.将步骤b所得上清液注入填放有活性污泥的膜生物反应器；所述膜生物反应器为前后两段式的膜生物反应器，在所述膜生物反应器的后段安装有超滤膜；注入膜生物反应器的上清液经膜生物反应器进行生物降解后，通过所述超滤膜进行过滤；

d.将步骤c中经超滤膜过滤后所得净水排放，并定期抽取所述膜生物反应器中的污泥。

2.如权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：以每天1-3次，每次1-4小时的频次间断地向步骤a中所述调节池内的畜禽废水进行曝气。

3.如权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：在所述步骤b的絮凝沉淀过程中，使所述畜禽废水在反应初沉池内的停留时间保持2.0至4.0小时之间。

4.如权利要求1、2或3所述的一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：在所述步骤c中的膜生物反应器的前段，通过微孔曝气器对注入的所述上清液进行微孔曝气处理；在所述膜生物反应器的后段通过穿孔曝气管对注入的所述上清液进行穿孔曝气处理。

5.如权利要求4所述的一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：在所述步骤c中，所述活性污泥浓度保持在6000～12000mg/L之间，同时，污泥负荷控制在0.1～0.2kgCOD/kgMLVSS·d之间。

6.如权利要求5所述的一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：在所述步骤d中，所述活性污泥在所述膜生物反应器内的停留时间为60-90天之间。

7.如权利要求4所述的一种畜禽养殖废水的处理方法，其特征在于：所述穿孔曝气管的各个曝气管头的开孔直径在4-5mm之间，所述微孔曝气器的曝气管头的开孔直径在80～200μm之间。

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