【背景技术】
集约化养猪场废水主要来自猪粪便、猪尿及猪圈冲洗水,具有排放量大、有机质浓度高和氨氮含量高的特点。据调查测算,干湿分离的猪场废水的主要水质指标为:CODcr5000~10000mg/L,MLSS1000~5000mg/L。
规模化畜禽养殖场废水处理及综合利用技术有如下几种工艺:自然生物处理法、好氧处理法、厌氧处理法、厌氧-好氧联合处理法、生态工程-沼气工程处理法等。一般说,活性污泥好氧处理法,其CODcr、BOD、SS去除率较高,可达到排放标准,但N、P去除率低,且工程投资大,运行费用高;自然生物处理法,其COD、BOD5、SS、N、P去除率高,可达到排放标准,且成本低,但占地面积太大,周期太长,在土地紧缺的地方难以推广;厌氧生物法可处理高浓度有机质的废水,自身耗能少,运行费用低,且产生能源,但高浓度有机废水经厌氧处理后,往往水中的BOD5尚有500~1000mg/L,甚至更多,难以达到现行的排放标准。此外,在厌氧处理过程中,有机氮转化为氨氮,硫化物转化为硫化氢,使处理后的废水仍具有一定的臭味,需要做进一步的好氧生物处理。而厌氧-好氧联合处理,既克服了好氧处理能耗大与土地面积紧缺的不足,又克服了厌氧处理达不到要求的缺陷,具有投资少、运行费用低、净化效果好、能源环境综合效益高等优点,特别适合产生高浓度有机废水的畜禽场的废水处理。厌氧-好氧联合处理的典型工艺如UASB+活性污泥法或生物接触氧化^氧化塘,畜禽场养殖场废水经过该工艺处理后,其出水不仅可用于灌溉、养殖,而且也达到排放标准。生态工程-沼气工程处理法发酵装置的容量为日废水排放量的2~4倍,一次性投资较大。但是,沼气发酵能处理含高浓度有机质的废水,自身耗能少,运行费用低,而且沼气是极好的无污染的燃料,有较好的经济效益。由于有机质含量在1000mg/L以下的废水沼气发酵效率不高,即使是高温发酵,废水中有机质的去除率也不可能达到100%,因此,对沼气发酵后的废水,应再进行好氧处理。上述各种工艺的运行费用均超过2元/m3废水。
国内对猪场废水处理以厌氧+好氧联合处理工艺为主。张元碧等提出了“厌氧-自然处理”和’厌氧-还田”两种猪场粪便废水处理模式,前者适用于养猪场地处大、中城市的近郊,没有足够的农田消纳猪粪废水,但周边有适当的滩涂、湿地或低洼地,可作为废水自然处理系统的地区,猪场规模中等,以人工干清粪为主,水冲为辅,进水CODcr《6000mg/L;后者适用于有足够的农田消纳厌氧处理后出水的地区,特别是种植常年施肥作物如蔬菜、经济作物的基地。并提出强化粪污前处理(包括干湿分离和设置沉淀池)以提高厌氧消化效率。寿亦丰等分析总结了杭州灯塔养殖总场沼气与废水处理工程的技术特点,该项目采用回转式格栅机和专用水力筛二道分离<分离出的粪渣用于制作有机肥)强化预处理,出水经过“UASB+SBR+混凝沉淀”工艺处理,在进水污染物浓度CODcr5616~9965mg/L,BOD53960~4460mg/L,SS2310~5410mg/L,NH3-N634~1114mg/L时,出水CODcr97~113mg/L,BOD511.2~19.9mg/L,SS60~90mg/L,NH3-N3.5~6.3mg/L,但运行费用高达2。5元/m3废水。卞有生等提出了农村林伟华等介绍了采用“CSTR+SBR”工艺处理猪粪废水的工程设计及其运行情况,结果表明:在进水污染物浓度CODcr9600mg/L,BOD55000mg/L,SS6000mg/L,NH3-N800mg/L时,出水CODcr250mg/L,BOD565mg/L,SS150mg/L,NH3-N7.9mg/L。运行费用1.5元/m3废水。潘涌璋等介绍了采用高级综合稳定塘(高级兼性塘+高负荷塘+藻类沉降塘+生态塘)工艺处理广州市某养猪场废水的实际运行情况,结果表明:在进水污染物浓度CODcr15899mg/L,BOD510840mg/L,SS3024mg/L,NH3-N1283mg/L的条件下,出水CODcr71。5mg/L,BOD523mg/L,SS34mg/L,NH3-N66.5mg/L。运行费用为0.99元/m3废水。
综上所述,目前国内对养猪场粪尿废水的处理工艺较为成熟,但均存在如下问题:一是CODcr、BOD5超标;二是NH3-N超标;三是运行成本高。
【发明内容】
为解决上述问题,本发明提供一种猪场废水的处理装置,其特征在于:其包括调节池、气浮设备、水解酸化池、A级生化池、接触生物氧化池、过滤器、污泥浓缩池以及板框压滤机。
优选地,其中所述装置进一步包括格栅井,所述格栅井将猪场废水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物去除掉,所述调节池将由格栅处理的废水进行水量、水质的调节均化。
优选地,其中所述气浮设备内设有一溶气水泵,所述溶气水泵将空气打入气浮设备并对猪场废水加压,使空气在废水中的溶解度增大,当溶气的猪场废水骤然减压时会释放出大量的微小气泡,微小气泡粘附在污染物的周围,利用微小气泡的浮托力使污染物浮出水面,从而将污染物自猪场废水中分离出。
优选地,其中所述水解酸化池内设有立体弹性填料,把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附,同时利用水解菌将不溶性有机物水解为溶解性物质。
优选地,其中所述A级生化池的厌氧环境利用异养菌的代谢功能将难生物降解有机物分解成易降解的小分子有机物,并同时矿化有机氮,使有机废物发生生物降解。
优选地,其中所述接触生物氧化池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成,所述接触生物氧化池分两步处理猪场污水:
第一步,在较高的有机负荷下,通过填料的生化降解和吸附作用,去除污水中的各种有机物质,降低污水中的有机物含量;
第二部,在较低的有机负荷下,通过硝化菌的作用,在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮,同时将污水中的COD值降低到更低的水平。
优选地,其中所述过滤器将废水中的微小颗粒自驻厂废水中分离出,将猪场废水的色泽过滤成符合国家排放标准。
优选地,其中所述装置内产生的污泥排放至所述污泥浓缩池内,所述污泥浓缩池对污泥进行脱水。
优选地,其中所述板框压滤机将脱水的污泥压缩处理。
优选地,其中所述装置进一步包括二沉池、中间水池、清水池及二氧化氯发生器。
本发明的技术方案实现起来更简单、成本较低、处理设施紧凑可大大节省占地面积以及减少反应时间,且设备耐腐蚀,噪声低,基本无异味以及用寿命长。
【具体实施方式】
下面参照附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1描述为本发明猪场废水的处理装置中设备关系图。参考图1,本发明猪场废水处理方法采取了下述的工艺:废水由排水系统收集后,进入污水处理站的格栅井,去除颗粒杂物后,进入调节池01,进行均质均量,调节池01中设置预曝气系统,再经液位控制仪传递信号,由提升泵送至气浮设备02,进行固液分离。去除了大部分的有机物、SS浓度及色度,然后流进生物生化池(03、04、05)进行好氧生化反应,在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解,出水流至二沉池06,针对脱落的生物膜及悬浮物再次进行固液分离后,沉淀池后的上清液流入中间水池07,经过滤水泵提升,进入过滤器进行过滤除污降低有机物浓度。可以保证出水SS的指标达标,由于其吸附作用同时也降低了COD指标。
废水经格栅井(未图示)处理后进入调节池01进行水量、水质的调节均化,保证在后续生化处理系统的水量、水质均衡、稳定,并设置预曝气系统,用于充氧搅拌,以防止污水中悬浮颗粒沉淀,又对污水中有机物起到一定的降解功效。
在废水进入调节池01前设置一道格栅井,用以去除废水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物,从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。所述格栅井设置钢筋砼结构,格栅采用手动机械框式。
所述气浮设备02设有一溶气水泵021,所述溶气水泵021将空气打入气浮设备02并对猪场废水加压,使空气在废水中的溶解度增大,当溶气的猪场废水骤然减压时会释放出大量的微小气泡,微小气泡粘附在污染物的周围,利用微小气泡的浮托力使污染物浮出水面,从而将污染物自猪场废水中分离出。
所述气浮设备02在污水进行气浮处理前先将污水与计量泵022中打出的反应药剂充分混合,发生絮凝作用后,污水中的絮凝体在接触区与溶触区与溶气释放器产生的微小气泡发生吸附作用,通过改变絮凝体比重的方式,最终实现泥水分离。气浮在去除SS和色度的同时也可去除部分CODcr、BOD5。
经过气浮设备02的猪场废水流进入水解酸化池03。所述水解酸化池03内设有立体弹性填料,为细菌提供呈立体状的生物床,把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附。同时在水解菌的作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,在产酸菌的协同作用下,将大分子物质、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质,BOD5/CODcr值提高,为后续生化处理提供保证。水解酸化池03内设置穿孔曝气管,针对废水进行搅动,可有效控制废水维持在水解酸化阶段,又可防止坏死脱落的生物膜沉积。
水解酸化池03停时间为4.2小时,水解酸化池03总有效容积为27m3。材质为钢结构。
所述A级生化池04的厌氧环境利用异养菌的代谢功能将难生物降解有机物分解成易降解的小分子有机物,并同时矿化有机氮,使有机废物发生生物降解。
所述A级生化池04里设有厌氧微生物,所述厌氧微生物能有效分解污水中较难分解的大分子有机物,提高污水的可生化性,为后续的生化处理系统提供良好的条件。
A级生化池04内悬挂弹性填料,所述弹性填料为厌氧微生物提供良好的生长环境。
所述接触生物氧化池05由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成,所述接触生物氧化池05中具有弹性立体组合弹性填料,该填料水流特性好,有巨大的比表面积,易于挂膜,不易堵塞,使用寿命长。填料在水中自由舒展,对水中气泡作多层次切割,更相对增加了曝气效果,填料成笼式安装,拆卸、检修方便。所述接触生物氧化池05分三级,使水质降解成梯度,达到良好的处理效果。
所述接触生物氧化池05分两步处理猪场污水:
第一步,在较高的有机负荷下,通过填料的生化降解和吸附作用,去除污水中的各种有机物质,降低污水中的有机物含量;
第二部,在较低的有机负荷下,通过硝化菌的作用,在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮,同时将污水中的COD值降低到更低的水平。
所述接触生物氧化池05的接触氧化法有机负荷(BOD负荷)为0.6Kg/m3。d,设计停留时间为14小时,接触氧化池总有效容积为90m3。
自接触生物氧化池05后的猪场污水流到二沉池06,二沉池06为竖流式沉淀池,池内装有Φ300的中心稳流装置061,使污水中脱落的“死膜”及部分活性污泥与水分离后滑入下部设置的集泥斗062,在集泥斗062中设置排泥管063,排泥采用气压提升至污泥池10,并在污泥池中设置污泥反消化装置,使污泥彻底消化。
经沉淀后的废水流至中间水池07。
所述机械过滤器081将废水中的微小悬浮颗粒拦截,从而对之前过程中未能去除的较小颗粒的悬浮物进行拦截。所述机械过滤器081对废水进行过滤除污,从而降低废水内的有机物浓度及色度。
活性炭过滤器082将机械过滤器081的出水进行再次过滤,利用活性炭本身的吸附功能进一步去除水中悬浮物、有机微BOD5及异味,使系统出水CODcr≤60mg/L,SS<10mg/L,此时出水浊度相当于0值。
经过滤后的水流至清水池09,所述清水池09内设置二氧化氯发生器,所述二氧化氯发生器内的二氧化氯对水进行消毒,经过消毒后的水达到国家排放标准后外排或养猪场内回用。
所述二氧化氯作为一个强氧化剂,它还具有除藻、剥泥、防腐、抗霉、保鲜、除臭、氯化及漂白色等多方面的功能,用途十分广泛。
由上述过程中各设备所产生的污泥均排至污泥浓缩池10中,所述污泥浓缩池10中上层的清液回流至调节池01进行再处理。浓缩后的污泥由污泥进料泵抽吸送至板框压滤机11进行压滤脱水。脱水后的污泥经过板框压滤机11压缩处理形成易于搬运的污泥块。所述污泥块可运输至各农场,用作农作物的肥料。
由于本处理系统采用自动化控制,所以整套污水处理只需配备一名兼职管理人员即可。
上文中,参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。