CN103241908A - 规模化养猪场废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及规模化养猪场废水处理方法，其包括厌氧发酵、过滤、调节池处理、初步沉淀、厌氧池处理、再次沉淀、A/O池处理、二沉池沉淀、絮凝沉淀处理、终沉处理和消毒池处理步骤，本发明处理工序简单、处理成本低，且处理能力强，适合规模化养猪场废水处理的推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，尤其涉及一种规模化养猪场废水的处理方法。
背景技术
规模化猪场废水主要由尿液、残余的粪便、饲料残渣和冲洗水等组成，有的场区还包括生产过程中产生的生活废水，前者是主要部分，其中冲洗水占了绝大部分。养猪场废水水质特征与猪舍结构、清粪方式与冲洗水的使用、饲料营养、猪消化功能和生产管理等有关。由于养猪业废水有机物浓度很高，且其中含有大量的氮、磷、悬浮物、致病菌等成分，这些污染物如不进行适当处理，一旦进入天然水体、农田就会导致严重的环境污染。
养猪场废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体，将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。养猪废水中含有较多的氮、磷等养分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促进农作物的生长。但如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用，则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响，如引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等。每天收集的大量粪尿露天存放，容易产生大量NH3、H2S等有害气体污染空气，形成臭味；蚊蝇孳生，传播疾病，污染环境。因此，对养猪场产生的废水等污染物进行有效的治理是十分必要的。
申请号为200910058472.1的中国发明专利公开了一种规模化猪场粪便污水处理方法。发明内容包括：通过沉淀处理将猪场粪污沉淀分离为上层清液(稀污水)和底层沉淀物(浓污水)。采用中温或近中温沼气发酵工艺对浓污水进行厌氧消化处理并生产沼气，沼气用于发电，发电余热或者燃烧沼气用于浓污水发酵过程升温保温，保证发酵温度达到中温或近中温。采用序批式反应器(SBR)对稀污水进行好氧处理，或者采用常温沼气发酵工艺对稀污水进行厌氧消化处理并生产沼气，然后采用人工湿地、氧化塘等自然处理方法对稀污水厌氧消化出水进行后处理，处理出水达标排放。浓污水厌氧消化出水用作农田肥料，或者进入稀污水处理系统与稀污水一道进行处理。该发明能提高猪场粪污处理以及沼气生产效率。
该发明虽然能将猪场的废水处理到国家的废水排放标准，但是由于其将猪场粪污沉淀分离为上层清液(稀污水)和底层沉淀物(浓污水)；采用中温或近中温沼气发酵工艺对浓污水进行厌氧消化处理并生产沼气，沼气用于发电，发电余热或者燃烧沼气用于浓污水发酵过程升温保温，保证发酵温度达到中温或近中温，中温或近中温沼气发酵工艺控制复杂，发酵池造价成本高，提高了污水的处理成本。采用序批式反应器(SBR)对稀污水进行好氧处理，或者采用常温沼气发酵工艺对稀污水进行厌氧消化处理并生产沼气。用序批式反应器(SBR) 对稀污水进行好氧处理，提高了污水的处理成本，在很大程度上增加了猪场的建设成本。
发明内容
为了克服上述猪场废水处理工艺复杂和处理成本高的缺陷，本发明提供了一种规模化养猪场废水处理方法，该处理方法不仅能将猪场废水处理到国家废水排放标准，减少对环境的污染，而且其处理方法简单、易于控制，处理成本低，适合规模化养猪场废水处理的推广和应用。
为了达到上述技术目的，本发明采用的技术方案是：
规模化养猪场废水处理方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
A、厌氧发酵
将养猪场产生的废水引入到用沼气池中进行厌氧发酵；
B、过滤
用格栅井过滤经A步骤后的废水；
C、调节池处理
将经过B步骤后的废水引入调节池，在调节池中加入碱液，使调节池中废水的PH值为6.5～7.5 ；
D、初步沉淀
将调节池中的废水泵入到初沉池进行初步沉淀；
E、厌氧池处理
将初沉池中的废水引入厌氧池进行厌氧处理，厌氧处理12～22小时；
F、再次沉淀
将厌氧池中的废水引入到中沉池中进行再次沉淀，沉淀后的污泥回流至厌氧池，沉淀时间为2～3小时；
G、A/O池处理
将中沉池中的废水引入A/O进行生化处理；
H、二沉池沉淀
将A/O池中的废水引入二沉池进行沉淀处理，二沉池中污泥回流至A/O池，剩余污泥排至污泥池；
I、絮凝沉淀处理
将二沉池中的废水引入反应池，在反应池中加入絮凝剂进行絮凝沉淀处理；
J、终沉处理
将反应池中的废水引入终沉池，沉淀去除由于絮凝反应产生的污泥；
K、消毒池处理
将终沉池中的废水引入消毒池，经过消毒剂消毒杀菌后出水排放流入河流。
所述A步骤中进入沼气池中的废水COD浓度为2000mg/L、氨氮浓度为405mg/L。COD为化学需氧量是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量，它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。
B步骤中，所述格栅井包括粗格栅和细格栅，所述粗格栅格栅间隙为10～20mm，所述细格栅格栅间隙为5～8mm。
C步骤中，用鼓风机对调节池进行鼓风，调节池处理时间为8～16小时。
C步骤中，加入的碱液优选为NaOH溶液。
D步骤中初步沉淀的时间为18～22小时。这样能很好的保证大量的污泥沉淀，缩短废水的处理时间，提高废水的处理速度。
G步骤中所述的A/O池即为厌氧好氧池，其目的是采用A/O工艺（厌氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称），在A/O池处理时，用罗茨风机向A/O池中的O池鼓风。
I步骤中，絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物，聚合氯化铝的加入量是按每升水300-500mg，聚丙烯酰胺加入量是按每升水3-5mg进行添加 。
K步骤中的消毒剂优选次氯酸钠。
本发明具有以下优点：
1、养殖废水首先经过猪场外设置的沼气池进行初步的厌氧发酵，将大分子物质初步分解。出水进入格栅井，两道人工格栅分别对悬浮物质进行过滤，除去粗大漂浮物，保护后续工艺中设备的正常运行。然后进入调节池，在调节池中加入氢氧化钠碱液，同时通用鼓风机对水中的氨氮进行吹脱。在泵的作用下进入初沉池，利用重力的作用，进一步分离去除污水中颗粒较大的悬浮物质，出水自流进入厌氧池，在厌氧池中大分子有机物分解为小分子有机物，提高了废水的可生化性，去除了废水中一部分的CODcr及BOD5。厌氧池后设置中沉池，沉淀后的厌氧泥回流至厌氧池，以避免厌氧池的污泥流失。中沉池出水进入A/O池进行生化处理，生化池可去除大部分的SS、CODcr及BOD5，A/O池出水进入二沉池进行沉淀处理。A池中的水由三部分组成，一是中沉池出水，二是由调节池引进的污水，三是加入150吨清水。二沉池中污泥回流至A/O池，剩余污泥排至污泥池。二沉池出水进入反应池，进行絮凝沉淀处理，该化学絮凝法主要是作为污水处理达标排放的保障措施，尤其在冬季气温低，生化处理效果降低的情况下使用化学絮凝，能保障污水处理达标排放。絮凝沉淀池出水流入终沉池，沉淀去除由于絮凝反应产生的污泥，出水最后进入消毒池，经过次氯酸钠消毒杀菌后出水排放流入河流。本发明经A到K步骤处理后，出水水质CODCr≤100mg/L。完全达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的第二类污染物最高允许排放浓度中的Ⅰ级标准，而本发明的各个工艺步骤操作简单，易于控制，人工使用量小，污水经过A到K步骤处理时间大概为3-4天，用到的设备成本低，不用购买大型的污水处理设备，使用寿命长。用于存储污水的各个池子，都是用混凝土制成，使用寿命长，占地面积小，处理方法对环境无污染，剩下的污泥还可以作为生物有机肥的原料，有利于环保。
2、本发明没有采用中温或近中温沼气发酵工艺，采用序批式反应器(SBR)对稀污水进行好氧处理，而是采用处理池的办法来处理，其控制简单、造价成本低，不用采购序批式反应器(SBR)，大大降低了猪场污水的处理成本，布局紧凑，合理，占地面积小。利用厌氧作用将废水中难于降解的大分子物质转化为易于降解的小分子物质，为后续的好氧处理创造良好的分解条件。流程简单，管理方便，处理水水质稳定，能耗低。
3、本发明水量较少，实际运行中污泥量较少,且大部污泥都是好氧池和厌氧池中生物繁殖的污泥以及絮凝反应产生的絮凝污泥，脱水比较容易，污泥处理处置采用污泥浓缩池的重力作用进行压缩，干化。并定期进行清掏，清掏出来的污泥运出无污染处理。
4、本发明A步骤中进入沼气池中的废水COD浓度为2000mg/L、氨氮浓度为405mg/L，废水浓度COD浓度为2000mg/L、氨氮浓度为405mg/L时，用本发明来处理这样的水质，处理效果好，对处理设备的要求低，处理时间大概在3天，处理时间较短，使用的絮凝剂和NaOH溶液量较少，工艺连续性强，工作稳定。
5、本发明B步骤中，格栅井包括粗格栅和细格栅，所述粗格栅格栅间隙为10～20mm，所述细格栅格栅间隙为5～8mm。经过粗格栅和细格栅的过滤能基本过滤掉悬浮的大颗粒物质，防止大颗粒物质堵塞水泵和各个池的连通口，造成处理工艺的中断。
6、本发明C步骤中，用鼓风机对调节池进行鼓风，调节池处理时间为8～16小时。用鼓风机对调节池进行鼓风可以对水中的氨氮进行吹脱，调节池处理时间为8～16小时能充分保证调节池中废水的PH值为6.5～7.5，且能将污泥沉淀下来，减少下一步骤污泥的沉淀量。
7、本发明D步骤中初步沉淀的时间为18～22小时。这样能很好的保证大量的污泥沉淀，缩短废水的处理时间，提高废水的处理速度。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
本发明包括如下工艺步骤
A、厌氧发酵
将养猪场产生的废水引入到用沼气池中进行厌氧发酵；
B、过滤
用格栅井过滤经A步骤后的废水；
C、调节池处理
将经过B步骤后的废水引入调节池，在调节池中加入碱液，使调节池中废水的PH值为6.5～7.5 ；
D、初步沉淀
将调节池中的废水泵入到初沉池进行初步沉淀；
E、厌氧池处理
将初沉池中的废水引入厌氧池进行厌氧处理，厌氧处理12～22小时；
F、再次沉淀
将厌氧池中的废水引入到中沉池中进行再次沉淀，沉淀后的污泥回流至厌氧池，沉淀时间为2～3小时；
G、A/O池处理
将中沉池中的废水引入A/O进行生化处理；
H、二沉池沉淀
将A/O池中的废水引入二沉池进行沉淀处理，二沉池中污泥回流至A/O池，剩余污泥排至污泥池；
I、絮凝沉淀处理
将二沉池中的废水引入反应池，在反应池中加入絮凝剂进行絮凝沉淀处理；
J、终沉处理
将反应池中的废水引入终沉池，沉淀去除由于絮凝反应产生的污泥；
K、消毒池处理
将终沉池中的废水引入消毒池，经过消毒剂消毒杀菌后出水排放流入河流。
所述A步骤中进入沼气池中的废水COD浓度为2000mg/L、氨氮浓度为405mg/L。COD为化学需氧量是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量，它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。
B步骤中，所述格栅井包括粗格栅和细格栅，所述粗格栅格栅间隙为10～20mm，所述细格栅格栅间隙为5～8mm。
C步骤中，用鼓风机对对调节池进行鼓风，调节池处理时间为8～16小时。
C步骤中，加入的碱液优选为NaOH溶液。
D步骤中初步沉淀的时间为18～22小时。
G步骤中所述的A/O池即为厌氧好氧池，其目的是采用A/O工艺（厌氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称），在A/O池处理时，用罗茨风机向A/O池中鼓风。
I步骤中，絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物，聚合氯化铝的加入量是按每升水300-500mg，聚丙烯酰胺加入量是按每升水3-5mg进行添加 。
K步骤中的消毒剂优选次氯酸钠。
本发明主要的构筑物及设备有：
主要构筑物
沼气池
功能：收集来自养猪场的废水，沼气池初步进行厌氧生化，分解大分子物质沉淀去除少部分悬浮物质，这座构筑物为原有构筑物。
格栅井
功能：收集来自沼气池的出水，利用格栅作用，进一步分离去除污水中大块的悬浮物质。
其包括粗格栅和细格栅，粗格栅格栅间隙为10～20mm，所述细格栅格栅间隙为5～8mm。
调节池
功能：收集来自格栅井的出水，调节水量、均衡水质。
平均流量：12.5m3/h
有效容积：150m3
停留时间：8h～16h
初沉池
功能：收集来自调节池的出水，利用重力作用，进一步分离去除污水中颗粒较大的悬浮颗粒。
厌氧池
功能：主要用于将废水中难降解的有机物质和大分子有机物开环断链，变为易于生物降解的小分子物质，同时去除一部分有机物。有利于后续好氧生物降解。由于产酸菌代谢周期短，可迅速完成，此过程科学地实现了沉淀、生物絮凝、降解分离于一体的功效。
平均流量：12.5m3/h
停留时间：12～22h
中沉池
功能：收集由厌氧池出来的污水，进行沉淀去除污泥，并将污泥回流到厌氧池中，剩余污泥排入污泥浓缩池。
平均流量：25m3/h
停留时间：2～3h
主要设备材料表：
A/O池
功 能：在好氧菌作用下，将有机物彻底转化为CO2和H2O，并实现生物脱氮。
A/O工艺称为厌氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。
A/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。
本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。
该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%-95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。
本工艺具有如下特点：
（1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺
（2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100
（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效
（4）运行中勿需投药，两个A断只用轻缓搅拌，并不增加溶解氧浓度，运行费用高
由于污水中的氨氮含量过高，因此加入清水150吨/天，用以稀释污水中氨氮的含量。
平均流量：18.75m3/h（在A池中加入150吨清水用以稀释污水中氨氮含量）
总停留时间18.3h，
水里停留时间分别为：
厌氧池内水力停留时间3.7h，好氧池内水里停留时间14.6h。
二沉池
功能：沉淀分离好氧池出水中携带的好氧微生物，并将其部分回流。工艺形式为竖流式。
设计平均流量：35m3/h
停留时间：3.5h
反应池
通过投加絮凝剂PAC（聚合氯化铝）和PAM（聚丙烯酰胺），污水与絮凝药剂的混合搅拌，以形成均匀的絮状污泥，进行进一步的沉淀去除杂物。
设计平均流量：18.75m3/h
停留时间：10min
终沉池
功能：沉淀分离反应池出水的污泥，将污泥回流至污泥浓缩池。
平均流量：18.75m3/h
停留时间：2.2h
消毒池
主要功能：投加次氯酸钠消毒剂，与污水充分接触后，去除水中的细菌、大肠菌群并氧化水中部分CODcr。
流量Q=18.75m3/h；
停留时间：2.0h
有效容积：35m3
污泥浓缩池
功能：储存并浓缩各沉淀池排出的污泥，并通人工定期清掏。
好氧池污泥量为3.2m3/d，厌氧池子污泥量为1.6m3/d，反应池污泥量为6.0m3/d，总污泥量为10.8m3/d。
停留时间：10d
本发明每个步骤处理后的污染指标如下：
Claims (9)
1.规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
A、厌氧发酵
将养猪场产生的废水引入到用沼气池中进行厌氧发酵；
B、过滤
用格栅井过滤经A步骤后的废水；
C、调节池处理
将经过B步骤后的废水引入调节池，在调节池中加入碱液，使调节池中废水的PH值为6.5～7.5 ；
D、初步沉淀
将调节池中的废水泵入到初沉池进行初步沉淀；
E、厌氧池处理
将初沉池中的废水引入厌氧池进行厌氧处理，厌氧处理12～22小时；
F、再次沉淀
将厌氧池中的废水引入到中沉池中进行再次沉淀，沉淀后的污泥回流至厌氧池，沉淀时间为2～3小时；
G、A/O池处理
将中沉池中的废水引入A/O进行生化处理；
H、二沉池沉淀
将A/O池中的废水引入二沉池进行沉淀处理，二沉池中污泥回流至A/O池，剩余污泥排至污泥池；
I、絮凝沉淀处理
将二沉池中的废水引入反应池，在反应池中加入絮凝剂进行絮凝沉淀处理；
J、终沉处理
将反应池中的废水引入终沉池，沉淀去除由于絮凝反应产生的污泥；
K、消毒池处理
将终沉池中的废水引入消毒池，经过消毒剂消毒杀菌后出水排放。
2.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：所述A步骤中进入沼气池中的废水COD浓度为2000mg/L、氨氮浓度为405mg/L。
3.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：B步骤中，所述格栅井包括粗格栅和细格栅，所述粗格栅格栅间隙为10～20mm，所述细格栅格栅间隙为5～8mm。
4.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：C步骤中，用鼓风机对调节池进行鼓风，调节池处理时间为8～16小时。
5.根据权利要求1或4所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：C步骤中，加入的碱液为NaOH溶液。
6.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：D步骤中初步沉淀的时间为18～22小时。
7.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：在A/O池处理时，用罗茨风机向A/O中的O池中鼓风。
8.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：I步骤中，絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物，聚合氯化铝的加入量是按每升水300-500mg，聚丙烯酰胺加入量是按每升水3-5mg进行添加 。
9.根据权利要求1所述的规模化养猪场废水处理方法，其特征在于：K步骤中的消毒剂为次氯酸钠。
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