CN105502802B - 一种快速处理规模化猪场粪污废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速处理规模化猪场粪污废水的方法，具体为生物聚沉氧化工艺，主要设施包括生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、固液分离设备、微生物培养池、集水池及生物氧化池。其特征在于利用特异异养微生物(嗜酸菌JZ6，保存编号：CGMCC No.11036)产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与猪场粪污废水中的SS、COD、氨氮、总磷发生聚合而沉淀，改善粪污的脱水性能，进一步利用固液分离设备进行分离，分离出的粪渣用于生产有机肥，分离出的废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。
Description
一、技术领域
本发明涉及规模化猪场粪污废水处理，属于环境工程技术领域。
二、背景技术
随着养殖业的发展及猪场规模的扩大，采用水冲粪工艺清理粪污，猪粪污水的排放量也急剧增加。以养殖规模在年出栏4万头的猪场为例，日产粪污废水达到400多吨。如此大量的粪污废水若处理不当就会对周边环境尤其是水体产生严重污染，不仅影响人畜健康，同时也阻碍了养殖业的健康发展。由于猪场粪污废水中含有大量的SS、COD、氨氮、总磷，它们既是污染物，也是一种肥料资源，对其进行妥善处理不但可消除其对环境的污染，又可实现变废为宝。
目前国内猪场粪污废水主要采用厌氧产沼-好氧生化处理废水处理系统和粪渣高温发酵堆肥系统。典型的规模化猪场粪污废水处理工艺路线有：粪污格栅→固液分离→沼气池→初沉池(或气浮池)→A/A/O池→二沉池→排放。由于猪场粪污SS、COD、氨氮、总磷含量极高，利用上述处理工艺路线，其排水水质常常难以满足中华人民共和国《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)，尤其是排水色度普遍较高。为进一步提高排水质量，在许多猪场的废水处理站，常会在生化处理后的二沉池的后面，再加“化学混凝处理-斜管沉淀”处理单元。这在实际应用中存在以下几方面问题：一是进入沼气池的废水带有大量的SS，导致沼气池沉渣和淤塞，使有效体积大幅度减少，加之废水在沼气池中的水力停留时间(HRT)通常很短(大约3-5d)，使沼液SS和COD仍较高，而沼液进入紧接其后的初沉池根本起不到沉淀作用。因此，进入后续生化处理的负荷很高。二是沼渣、后续生化处理中二沉污泥、和化学污泥(斜管沉淀池中产生)无法得到有效处理，这些污泥不能及时清理时会影响整个水处理效果，使整个水处理设施不能充分发挥作用。三是由于沼液水质不能达到后期生化进水设计水质，常规生化处理后还需要加药混凝等工艺，导致工艺路线长，时间长(需要15-20天)，处理成本高。
综上所述，现有的猪场粪污废水的处理工艺存在如下问题：处理周期长、处理效果差(COD、氨氮超标，色度深)、处理成本高、资源化程度不高。因此，亟待开发一种处理快捷，能稳定达标，成本相对较低的新方法。
三、发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，本发明提供一种生物聚沉氧化工艺用于快速处理规模化猪场粪污废水，具有生化效果好、处理时间短、脱色效果明显、运行成本低等优势。
所述生物聚沉氧化工艺，主要由生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、固液分离设备、微生物培养池、集水池及生物氧化处理池构成，其特征在于利用除色效果优良的特异异养微生物嗜酸菌Acidiphilium sp.JZ6(保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所，保存编号：CGMCC No.11036，保藏时间：2015年7月2日，分类命名：嗜酸菌Acidiphilium sp.)产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与猪场粪污废水中的SS、COD、氨氮和磷等发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行分离，分离出的粪渣用于生产有机肥或有机无机复合肥，分离出的清澈废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。
所述生物絮凝池，粪污废水与微生物培养池中的嗜酸菌JZ6菌液在搅拌机的作用下充分混合，嗜酸菌JZ6产生高效的生物絮凝剂，与粪污废水中的颗粒物和胶体物质发生絮凝沉淀反应。粪污废水与特异微生物菌液的体积比例为10∶1～100∶1。
所述沉淀池，承接生物絮凝池中的粪污废水絮凝混合物，实现粪污废水颗粒物的聚沉，并自流排出上清液至集水池，下部的沉渣用排污泵排至集渣池。
所述集渣池，承接沉淀池排出的沉渣。
所述生物聚沉反应池，将集渣池排出的沉淀粪渣与嗜酸菌JZ6、营养剂在搅拌机的作用下进行充分混合，在池底进行曝气，强化微生物在较短时间内产生大量絮凝剂并对粪污沉渣进行改性。粪污沉渣与特异微生物菌液按体积比在5∶1～50∶1。
所述固液分离设备，是一中生物聚沉粪污专用除渣机，与常规板框压滤机工作原理相似，通过高压滤板滤布分离改性后的粪污沉渣与废水，达到渣水分离的目的。由于粪污中大部分COD、P和氨氮是非水溶性的，经生物聚沉反应后，以回收去除SS的方式被去除，脱水后的沉渣可作为生产有机肥的原材料。
所述微生物培养池，主要用于培养生物聚沉反应所需的特异异养菌嗜酸菌JZ6。
所述集水池，收集沉淀池的上清液及固液分离设备的分离液。
所述生物氧化处理，对经过生物聚沉反应后的粪污废水进行进一步的生物氧化处理，如A/O、SBR工艺，以实现达标排放。
本发明的有益效果如下：
通过利用微生物产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与猪场粪污废水中的SS、COD、氨氮和磷等发生聚合而沉淀，与传统的厌氧-好氧处理工艺相比，具备处理快速、高效，脱水效果好、排水易于达标的优势。
与传统无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂相比，本发明采用微生物絮凝剂具有安全、高效、廉价、无毒、易降解、无二次污染等特点，是典型的环境友好型功能材料。
与传统的厌氧-好氧工艺处理猪场粪污废水相比，本发明方法的投资、能耗、运行费用明显降低。
四、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为本发明的工艺流程图。
图2为本发明一个实施例的工艺流程图。
五、具体实施方式
图2为本发明实施例中一种规模化猪场粪污废水处理方法的工艺流程图。如图1所示，该方法包括如下处理设施：生物絮凝池、沉淀池、集泥池、生物聚沉反应池、专用除渣机、微生物培养池、集水池及序批式好氧颗粒污泥处理设施(SBR)。
所述生物絮凝池，粪污废水与微生物培养池中的嗜酸菌JZ6在搅拌机的作用下充分混合，嗜酸菌JZ6产生高效的生物絮凝剂，与粪污废水中的颗粒物和胶体物质发生絮凝沉淀反应。粪污废水在生物絮凝池停留1h，生物絮凝池的有效容积为8m3，粪污废水与微生物比例为10∶1。
所述沉淀池，承接生物絮凝池中的粪污废水絮凝混合物，实现粪污废水颗粒物的聚沉，并自流排出上清液至集水池，下部的沉渣用排污泵排至集渣池。
所述集渣池，承接沉淀池排出的沉淀粪渣。
所述生物聚沉反应池，将集渣池排出的沉淀粪渣与嗜酸菌JZ6、营养剂在搅拌机的作用下进行充分混合，在池底进行曝气，使微生物在较短时间内产生大量的絮凝剂并同时对粪污进行改性。营养剂主要为含N、P、K、Ca、Mg、Fe、S等元素的无机化合物和葡萄糖等有机碳源。生物聚沉反应池容积为50m3，水力停留时间为4h。微生物菌液投放量与粪污沉渣体积比为5∶100，营养剂投放量为3kg/m3。
所述专用除渣机，与常规板框压滤机原理相似，通过高压滤板滤布分离改性后的粪污沉渣与废水，达到渣水分离的目的。由于粪污中大部分COD、P和氨氮是非水溶性的，经生物聚沉反应后，以回收去除SS的方式被去除，脱水后的渣饼可作为生产有机肥的原材料，压滤水则排入集水池。经生物聚沉反应和除渣后，对压滤水的污染物进行测定，粪污废水中SS全部被去除，COD含量降低至350mg/L，氨氮含量为140mg/L，总磷含量为1.5mg/L。
所述微生物培养池，主要用于培养生物聚沉反应所需的特异异养菌嗜酸菌JZ6。
所述集水池，收集沉淀池的上清液及固液分离设备的分离液。
所述序批式好氧颗粒污泥处理设施(SBR)，对集水池中水进行生物降解、脱氮除磷，运行时间2d后，出水水质为COD 98mg/L，氨氮含量为17mg/L，总磷含量为1.1mg/L。完全达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)排放要求。
Claims (5)
1.一种快速处理规模化猪场粪污废水的方法，其特征在于：采用生物聚沉氧化工艺处理猪场粪污废水，所述的生物聚沉氧化工艺利用特异微生物产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与猪场粪污废水中的SS、COD、氨氮、总磷发生聚合而沉淀，生物聚沉反应后，进一步利用固液分离设备进行分离，分离出的粪渣用于生产有机肥，分离出的废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放；所述的特异微生物为嗜酸菌JZ6，保存编号：CGMCCNo.11036，粪污废水与来自微生物培养池中的嗜酸菌JZ6在搅拌机的作用下充分混合，与粪污废水中的颗粒物和胶体物质在絮凝池中发生絮凝反应，粪污废水在生物絮凝池停留1h，粪污废水与嗜酸菌JZ6体积比例为10∶1；沉淀池承接生物絮凝池中的粪污废水絮凝混合物，实现粪污废水颗粒物的聚沉，由承接了沉淀池排出粪渣的集渣池所排出的粪污沉渣与嗜酸菌JZ6、营养剂在搅拌机的作用下在生物聚沉反应池中进行充分混合，在池底进行曝气，水力停留时间为4h，嗜酸菌JZ6菌液投放量与粪污沉渣体积比为1∶20，营养剂投放量为3kg/m3。
2.根据权利要求1所述的快速处理规模化猪场粪污废水的方法，其特征在于：所述的生物聚沉氧化工艺包括生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、固液分离设备、微生物培养池、集水池及生物氧化处理设施。
3.根据权利要求1所述的快速处理规模化猪场粪污废水的 方法，其特征在于：特异微生物与粪污废水反应1h后，可去除粪污废水中绝大部分SS，COD、氨氮和总磷，再经1-2d生物氧化处理后，出水水质可达标排放。
4.根据权利要求2所述的快速处理规模化猪场粪污废水的方法，其特征在于：所述的固液分离设备通过高压滤板滤布分离改性后的粪污沉渣与废水，将经生物聚沉反应池后的粪污进行渣和水分离。
5.根据权利要求2所述的快速处理规模化猪场粪污废水的方法，其特征在于：所述的生物氧化处理工艺是将固液分离设施分离出的废水进行生物氧化，是SBR、A/A/O、A/O中的任意一种处理工艺。
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