CN103183447A - 猪场废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种猪场废水的处理方法，其包括调节池调节水量及水质的均匀化、水解酸化池水解有机物、氧化池降解有机物、膜生物反应池分离污泥和水四个步骤。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。

Description

猪场废水的处理方法

【技术领域】

本发明涉及废水处理技术领域，涉及一种利用生物-生态复合处理技术净化集约化猪场废水，实现废水的无害化和资源化的废水处理新技术。

【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：COD_cr5000～10000mg/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COD_cr、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COD_cr《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COD_cr5616～9965mg/L，BOD₅3960～4460mg/L，SS2310～5410mg/L，NH₃-N634～1114mg/L时，出水COD_cr97～113mg/L，BOD₅11.2～19.9mg/L，SS60～90mg/L，NH₃-N 3.5～6.3mg/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COD_cr9600mg/L，BOD₅5000mg/L，SS6000mg/L，NH₃-N 800mg/L时，出水COD_cr250mg/L，BOD₅65mg/L，SS150mg/L，NH₃-N 7.9mg/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COD_cr15899mg/L，BOD₅10840mg/L，SS3024mg/L，NH₃-N 1283mg/L的条件下，出水COD_cr71。5mg/L，BOD₅23mg/L，SS34mg/L，NH₃-N 66.5mg/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COD_cr、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方法，其包括调节池调节水量及水质的均匀化、水解酸化池水解有机物、氧化池降解有机物、膜生物反应池分离污泥和水四个步骤。

优选地，所述方法还包括利用格栅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。

优选地，所述调节池调节水量及水质的均匀化的步骤中，所述废水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均匀化，保证后续生化处理系统水量及水质的均衡、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。

优选地，所述调节池处理的废水经提升泵提升进入水解酸化池。

优选地，所述水解酸化池水解有机物的步骤中，所述水解酸化池内设置立体弹性填料，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，所述氧化池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。

优选地，所述氧化池降解有机物的步骤分为两步：

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，所述膜生物反应池包括膜生物反应器，所述膜生物反应器采用膜分离技术与生物反应器相结合的方式，利用微生物细胞的新陈代谢作用去除有机物。

优选地，所述膜生物反应器内活性污泥中的微生物在池内曝气花管不断充氧的条件下，以水中的有机物质，溶解氧为营养源，通过自身的新陈代谢，使有机物质分解为简单的碳水化合物(CO2、H2O)，从而使污水中的有机物得到降解。

优选地，所述膜生物反应器内设置了具有高效截留作用的膜组件，这些膜组件可将生化反应过程中的活性污泥和大分子有机物质截留于反应器内，在反应器内实现了固液分离。

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。

【附图说明】

在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，本领域技术人员将会更清楚地了解本发明的各个方面。本领域技术人员应当理解的是：这些附图仅仅用于配合具体实施方式说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。其中，

图1是根据本发明实施例猪场废水的处理方法的技术路线图。

【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方法的技术路线图。参考图1，本发明猪场废水的处理方法采取了下述的工艺：调节池→泵→水解酸化池→接触氧化池→膜生物反应池→清水箱。

本发明猪场废水的处理方法包括如下步骤：

其包括调节池调节水量及水质的均匀化、水解酸化池水解有机物、A/O生化池降解有机物、膜生物反应池分离污泥和水四个步骤。

第一步：调节池调节水量及水质的均匀化。猪场废水经格栅井处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，所述调节池设有预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。

第二步：水解酸化池水解有机物。水解酸化池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，在产酸菌的共同作用下，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，使BOD5/CODcr值提高。池内设置穿孔曝气管，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。

猪场废水在水解酸化池停时间为4小时，水解酸化池的有效容积为2.5m³。材质为钢结构。

第三步：水解酸化池的出水溢流进入接触氧化池。所述接触氧化池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。水解酸化池出水自流进入接触氧化池。接触氧化法有机负荷(BOD负荷)相对较高，抗冲击能力强，出水水质稳定。接触填料采用立体弹性填料。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。生化池采用微孔曝气，污水在池内不断循环，以使填料上的生物膜与污水中有机物得到充分的接触降解。曝气系统采用穿孔曝气管，具有充氧效率高，布气均匀等优点设计气水比为18∶1。接触氧化池设计BOD负荷为0.6KG/m³·d，设计停留时间为10.6小时，接触氧化池总有效容积为21.5m³。

所述接触氧化池氧化池降解有机物的步骤分为两步：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；第二步，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。

第四步：膜生物反应池分离污泥和水。一体式膜生物处理工艺(MBR)是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理工艺。反应器内活性污泥中的微生物在池内曝气管不断充氧的条件下，以水中的有机物质，溶解氧为营养源，通过自身的新陈代谢，使有机物质分解为简单的碳水化合物(CO2、H2O)，从而使污水中的有机物得到降解。同时反应器内设置了具有高效截留作用的膜组件，这些膜组件可将生化反应过程中的活性污泥和大分子有机物质截留于反应器内，在反应器内实现了固液分离，因此反应器内的活性污泥的浓度会逐渐加强，微生物活性大大提高，非常有利于有机污染物的降解，同时实现了水力停留时间与污泥停留时间的完全分离和分别控制。一体式膜生物反应系统中设置了自吸式离心清水泵，通过水泵的吸水，使膜内部形成负压状态，外部污水通过膜内、外部的压差和膜组件的高效截留作用，将污水中污染物质截留在膜组件之外，清洁的水顺利通过膜孔隙进入膜内腔，并通过自吸水泵提升，最终进入清水池，从而完成固液分离和处理污水的目的。

这种污水处理工艺流程装置由滤床、曝气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套穿孔曝气管，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。

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。

Claims (10)

1.一种猪场废水的处理方法，其特征在于：其包括调节池调节水量及水质的均匀化、水解酸化池水解有机物、氧化池降解有机物、膜生物反应池分离污泥和水四个步骤。

2.根据权利要求1所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述方法还包括利用格栅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。

3.如权利要求2所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述调节池调节水量及水质的均匀化的步骤中，所述废水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均匀化，保证后续生化处理系统水量及水质的均衡、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。

4.如权利要求3所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述调节池处理的废水经提升泵提升进入水解酸化池。

5.如权利要求4所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述水解酸化池水解有机物的步骤中，所述水解酸化池内设置立体弹性填料，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。

6.如权利要求5所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述氧化池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。

7.如权利要求6所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述氧化池降解有机物的步骤分为两步：

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。

8.如权利要求1所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述膜生物反应池包括膜生物反应器，所述膜生物反应器采用膜分离技术与生物反应器相结合的方式，利用微生物细胞的新陈代谢作用去除有机物。

9.如权利要求8所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，其中所述膜生物反应器内活性污泥中的微生物在池内曝气花管不断充氧的条件下，以水中的有机物质，溶解氧为营养源，通过自身的新陈代谢，使有机物质分解为简单的碳水化合物(CO2、H2O)，从而使污水中的有机物得到降解。

10.如权利要求9所述的猪场废水的处理方法，其特征在于，所述膜生物反应器内设置了具有高效截留作用的膜组件，这些膜组件可将生化反应过程中的活性污泥和大分子有机物质截留于反应器内，在反应器内实现了固液分离。