CN106977051A - 一种低cod高氨氮畜禽养殖废水处理工艺 - Google Patents

一种低cod高氨氮畜禽养殖废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，属于生物污水处理领域。本发明针对畜禽养殖废水水质特点，将处理工艺分为预处理和生化处理两个阶段，首先通过自主设计的逐级筛滤池与初沉池结合去除大颗粒悬浮物，在调节池中均化水质水量后将废水加至加药反应池中，继而自流进入混凝沉淀池，可去除大部分悬浮物，出水加NaOH溶液调节pH后通过提升泵通入氨氮吹脱塔中，其出水加盐酸将pH调节至中性进入二段生物接触氧化工艺去除大部分COD并深化氨氮去除效果，最后经过二沉池达标排放。本发明工艺路线短，效率高，可在C/N比接近1:1的情况下将污水处理达标，既解决了该类废水出水达标难的问题，又达到了回收利用的目的。

Description

一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺
技术领域
本发明涉及生物污水处理领域，具体涉及一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺。
背景技术
现今，随着全国各地猪场拆迁，养殖业正面临一场艰难的环保革命，养殖业的污染已经不容回避。以养猪废水为例，根据本课题组的设计及现场调试经验，发现有一类低COD高氨氮的畜禽养殖废水利用传统工艺极难达到排放标准，C/N比接近1:1，而针对该类废水目前市面上采用的工艺仍为传统生化工艺，直接导致投入大却达标难的问题。通过分析，虽然该类废水粪渣较少，但悬浮物含量依然很高，多方因素综合导致该类废水处理难度大，同时在工艺设计中还需综合考虑投资及运行成本等诸多因素。
发明内容
本发明在无参考方案可以借鉴的情况下，针对该类废水水质特点进行合理地分析，并结合各类工艺的优缺点进行工艺优选，同时针对性加入独创性元素制定出整套低COD高氨氮的畜禽养殖废水处理方案并在工厂实际应用，投资及运行成本较低、效果理想。有鉴于此，研究并设计出低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺在解决该类污水处理问题的同时对于扩展可再生资源利用领域的资料文献也发挥着重要的作用。
本发明提供了一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、一级处理①：将畜禽养殖废水依次经过筛滤池及初沉池，将废水中的大颗粒悬浮物去除，并收集至污泥池，出水通入调节池均化水质水量后加至加药反应池中完成絮凝反应，出水进入混凝沉淀池中，除去悬浮物；所述初沉池的水力停留时间为1-2h，调节池的水力停留时间为7-9h，加药反应池的水力停留时间为20-40min，混凝沉淀池的水力停留时间为2-3h；
S2、一级处理②：经过步骤S1后的出水加NaOH溶液调节pH后通入氨氮吹脱塔中，氨氮吹脱塔出水加盐酸调节pH至中性；所述氨氮吹脱塔的水力停留时间为14-16h；
S3、二级处理：经过步骤S2后的出水通过二段生物接触氧化池进行好氧处理，降低COD的同时脱氮，然后将出水通入二沉池去除悬浮物即完成对畜禽养殖废水的处理；所述二段生物接触氧化池的水力停留时间为33-37h，所述二沉池的水力停留时间为2-3h；
S4、污泥处理：将初沉池、二段生物接触氧化池以及二沉池底部污泥由污泥自吸泵抽至污泥池。
本发明的有益效果是：本发明在无参考方案可以借鉴的情况下，针对该类废水水质特点进行合理地分析，发现该类畜禽养殖废水进水COD不高，但氨氮及悬浮物等含量高，工艺设计时需要控制投资及运行成本，设计难度大。通过自主研究，本课题组设计出一整套低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺。
本发明利用逐级筛滤池、初沉池、混凝沉淀池、氨氮吹脱塔进行预处理，再通过二段生物接触氧化池进行生化处理，最后经过二沉池去除剩余的悬浮物进行达标排放，工艺路线短，效率高，可在C/N比接近1:1的情况下将污水处理达标，既解决了该类废水出水达标难的问题，又达到了回收利用的目的，可将氨氮含量由400～500mg/L降至80mg/L、COD及悬浮物含量也分别降至GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》，投资及运行成本较低、实际运行效果理想，为该类废水的处理也提供了实际参考。
附图说明
图1为本发明提供的处理畜禽养殖废水的工艺框图。
具体实施方式
本发明提供了一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、一级处理①：将畜禽养殖废水依次经过筛滤池及初沉池，将废水中的大颗粒悬浮物去除，并收集至污泥池，出水通入调节池均化水质水量后加至加药反应池中完成絮凝反应，出水进入混凝沉淀池中，除去悬浮物；所述初沉池的水力停留时间为1-2h，调节池的水力停留时间为7-9h，加药反应池的水力停留时间为20-40min，混凝沉淀池的水力停留时间为2-3h；
S2、一级处理②：经过步骤S1后的出水加NaOH溶液调节pH后通入氨氮吹脱塔中，氨氮吹脱塔出水加盐酸调节pH至中性；所述氨氮吹脱塔的水力停留时间为14-16h；
S3、二级处理：经过步骤S2后的出水通过二段生物接触氧化池进行好氧处理，降低COD的同时脱氮，然后将出水通入二沉池去除悬浮物即完成对畜禽养殖废水的处理；所述二段生物接触氧化池的水力停留时间为33-37h，所述二沉池的水力停留时间为2-3h；
S4、污泥处理：将初沉池、二段生物接触氧化池以及二沉池底部污泥由污泥自吸泵抽至污泥池。
优选的，步骤S1所述筛滤池的池体内沿水流方向依次设置有多组不锈钢细筛网，所述不锈钢细筛网的孔径沿水流方向逐级递减。根据具体水质选用多组不同孔径的不锈钢细筛网按一定距离安装在池体中，可有效去除大颗粒悬浮物，避免传统固液分离机功耗大、易堵塞的缺点，所述逐级筛滤池无动力、运行零成本、管理方便。所述不锈钢细筛网的孔径随水流方向逐级递减，以保证良好的悬浮物截留效果。
所述不锈钢细筛网组数为至少3组，所述不锈钢细筛网的孔径为2mm或1mm。在本发明的一个实施例中，采用三组不锈钢细筛网，其孔径沿水流方向依次为2mm、1mm、1mm。
优选的，步骤S1所述加药反应池中投加的药剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
更加优选的，步骤S2中加NaOH溶液调节pH的过程为将pH调整至11，所述加酸调节pH的过程为将pH调整至6～9。
更加优选的，步骤S2所述氨氮吹脱塔填充的填料为塑料材质的鲍尔环。具有质量轻、阻力小、分离效率及传质效率高等优点。
优选的，步骤S3所述二段生物接触氧化池内悬挂有辫带式纤维滤料，同时底部设置有悬浮式的蜂窝填料。
更加优选的，所述辫带式纤维滤料填充率为50％～80％，所述蜂窝填料填充率为20％～50％。
优选的，所述初沉池与二沉池为竖流式二沉池，池中安装有斜管，可提高沉淀效率。
优选的，所述污泥自吸泵入口的主管分有三道支管分别连接于初沉池、二段生物接触氧化池及二沉池底部，每道支管单独设有阀门，可单独排泥。
下面将结合具体实施例对本发明提供的一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺予以进一步说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。
实施例一
本实施例提供了一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，基于该工艺，采用的装置包括依次连通的筛滤池、初沉池、调节池、加药反应池、混凝沉淀池、氨氮吹脱塔、二段生物接触氧化池、二沉池、污泥池。
具体的，所述筛滤池的出水管与初沉池的进水管连通，所述初沉池内底部通过排污管与污泥自吸泵的入口连接，所述初沉池的出水管与调节池的进水管连通，所述调节池内底部设置有提升泵，所述提升泵与加药反应池的进水管连接，提升泵固定在泵坑底部，分支管处设有阀门。所述加药反应池的出水管与混凝沉淀池的进水管连通，所述混凝沉淀池内底部通过排污管与污泥自吸泵的入口连接，所述混凝沉淀池的出水管与氨氮吹脱塔的进水管连通，所述氨氮吹脱塔的出水管与二段生物接触氧化池的进水管连通，所述二段生物接触氧化池的出水管与二沉池的进水管连通，所述二段生物接触氧化池、二沉池内底部通过排污管与污泥自吸泵的入口连接，所述污泥自吸泵与污泥池连接，污泥自吸泵入口的主管分有三道支管分别连接于初沉池、二段生物接触氧化池及二沉池底部，每道支管单独设有阀门，可单独排泥。所有进出水管管口应使最低点与进出水高层保持一致，各单元之间的水管应安装有阀门以备检修。所述氨氮吹脱塔、二段生物接触氧化池内底部通过水管与曝气装置相连，所述曝气装置选用罗茨风机，风机安装时应同时安装有减震装置及消音罩，罗茨风机在接入生物接触氧化池、二段生物接触氧化池前，选用相匹配的接口接入布气管。生物接触氧化池、二段生物接触氧化池从距离池底150mm处留孔套管，以通入与罗茨风机连接的布气管，生物接触氧化池、二段生物接触氧化池外的布气管安装有止回阀。提升泵、罗茨风机以及污泥自吸泵与管道连接处应使用软管套管，防止震动带来的不利影响。
采用上述装置进行低COD高氨氮畜禽养殖废水处理，工艺包括以下步骤：
(1)将COD含量为500～600mg/L、氨氮含量为400～500mg/L、悬浮物含量为1500～2000mg/L的畜禽养殖废水首先经过由多级筛网组成的逐级筛滤池去除大颗粒物质，所述筛滤池的池体内沿水流方向依次设置有2mm孔径不锈钢细筛网、1mm孔径不锈钢细筛网、1mm孔径不锈钢细筛网，全程无动力，无能耗损失，只需定期清理粪渣即可。
所述逐级筛滤池出水进入初沉池，池中安装有斜管，沉淀效率高，在较短的停留时间下可去除大部分悬浮物，再通过调节池均化水质水量，由提升泵抽至加药反应池，通过投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝反应，再自流进入混凝沉淀池，即可去除大部分悬浮物，为进入氨氮吹脱塔提供条件。所述混凝沉淀池出水加NaOH溶液通过pH在线监测仪的控制将pH调节至11即可由提升泵通入氨氮吹脱塔进行吹脱反应，塔中的塑料鲍尔环具有质量轻、阻力小、分离效率及传质效率高等优点，可有效提高氨氮吹脱的效率和出水水质，出水加入盐酸同样由所述pH在线监测仪控制使pH保持在6～9之间，即完成所述废水的预处理过程，其中初沉池的停留时间为1.5h，调节池的停留时间为8h，加药反应池的停留时间为30min，混凝沉淀池的停留时间为2.5h，氨氮吹脱的停留时间为15h。此时，氨氮的含量将至80～120，悬浮物含量降至50～150mg/L。
(2)所述调酸后的氨氮吹脱塔出水自流进入二段生物接触氧化池中进行好氧反应，溶解氧浓度为2～4mg/L，可大幅度去除COD含量并深化脱氮效果，池中悬挂有固定式的辫带式纤维滤料以及悬浮的蜂窝填料，所述辫带式纤维滤料填充率为80％，所述蜂窝填料填充率为20％，固定态和流动态填料的混合布置发挥了两种不同形态填料的优势，增加了微生物的种类与数量，有效提升了处理效率，停留时间为35h。所述二段生物接触氧化池出水自流进入二沉池中，去除较多悬浮物后，最终出水可达标排放，停留时间为2.5h，自此完成所述废水的处理过程。此时，COD含量降至60～200mg/L、氨氮含量降至30～70mg/L、悬浮物含量降至30～80mg/L，使得处理后出水水质完全达到COD≤400mg/L，氨氮≤80mg/L，悬浮物≤200mg/L等GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。作为优选的，工艺中可配备完善的自动控制系统(包括整套工艺所有电器的自动开关)，整套工艺运行过程中无需专职人员24h看守，自动化程度高，运行便捷。运行稳定后某时段具体处理效果如下表所示：
表1畜禽养殖废水处理效果
实施例二
本实施例对低COD高氨氮畜禽养殖废水进行处理，工艺包括以下步骤：
(1)将COD含量为350～450mg/L、氨氮含量为400～500mg/L、悬浮物含量为1000～2000mg/L的畜禽养殖废水首先经过由多级筛网组成的逐级筛滤池去除大颗粒物质，所述筛滤池的池体内沿水流方向依次设置有2mm孔径不锈钢细筛网、1mm孔径不锈钢细筛网、1mm孔径不锈钢细筛网，全程无动力，无能耗损失，只需定期清理粪渣即可。
所述逐级筛滤池出水进入初沉池，池中安装有斜管，沉淀效率高，在较短的停留时间下可去除大部分悬浮物，再通过调节池均化水质水量，由提升泵抽至加药反应池，通过投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝反应，再自流进入混凝沉淀池，即可去除大部分悬浮物，为进入氨氮吹脱塔提供条件。所述混凝沉淀池出水加NaOH溶液通过pH在线监测仪的控制将pH调节至11即可由提升泵通入氨氮吹脱塔进行吹脱反应，塔中的塑料鲍尔环具有质量轻、阻力小、分离效率及传质效率高等优点，可有效提高氨氮吹脱的效率和出水水质，出水加入盐酸同样由所述pH在线监测仪控制使pH保持在6～9之间，即完成所述废水的预处理过程，其中初沉池的停留时间为2h，调节池的停留时间为7h，加药反应池的停留时间为30min，混凝沉淀池的停留时间为2h，氨氮吹脱的停留时间为16h。此时，氨氮的含量将至80～120，悬浮物含量降至50～150mg/L。
(2)所述调酸后的氨氮吹脱塔出水自流进入二段生物接触氧化池中进行好氧反应，可大幅度去除COD含量并深化脱氮效果，池中悬挂有固定式的辫带式纤维滤料以及悬浮的蜂窝填料，所述辫带式纤维滤料填充率为50％，所述蜂窝填料填充率为50％，固定态和流动态填料的混合布置发挥了两种不同形态填料的优势，增加了微生物的种类与数量，有效提升了处理效率，停留时间为33h。所述二段生物接触氧化池出水自流进入二沉池中，去除较多悬浮物后，最终出水可达标排放，停留时间为2h，自此完成所述废水的处理过程。此时，COD含量降至60～200mg/L、氨氮含量降至30～70mg/L、悬浮物含量降至30～80mg/L，使得处理后出水水质完全达到COD≤400mg/L，氨氮≤80mg/L，悬浮物≤200mg/L等GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。运行稳定后处理效果与实施例一基本一致。运行稳定后某时段具体处理效果如下表所示：
表1畜禽养殖废水处理效果
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、一级处理①：将畜禽养殖废水依次经过筛滤池及初沉池，将废水中的大颗粒悬浮物去除，并收集至污泥池，出水通入调节池均化水质水量后加至加药反应池中完成絮凝反应，出水进入混凝沉淀池中，除去悬浮物；所述初沉池的水力停留时间为1-2h，调节池的水力停留时间为7-9h，加药反应池的水力停留时间为20-40min，混凝沉淀池的水力停留时间为2-3h；
S2、一级处理②：经过步骤S1后的出水加NaOH溶液调节pH后通入氨氮吹脱塔中，氨氮吹脱塔出水加盐酸调节pH至中性；所述氨氮吹脱塔的水力停留时间为14-16h；
S3、二级处理：经过步骤S2后的出水通过二段生物接触氧化池进行好氧处理，降低COD的同时脱氮，然后将出水通入二沉池去除悬浮物即完成对畜禽养殖废水的处理；所述二段生物接触氧化池的水力停留时间为33-37h，所述二沉池的水力停留时间为2-3h；
S4、污泥处理：将初沉池、二段生物接触氧化池以及二沉池底部污泥由污泥自吸泵抽至污泥池。
2.根据权利要求1所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：步骤S1所述筛滤池的池体内沿水流方向依次设置有多组不锈钢细筛网，所述不锈钢细筛网的孔径沿水流方向逐级递减。
3.根据权利要求1所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：所述不锈钢细筛网组数为至少3组，所述不锈钢细筛网的孔径为2mm或1mm。
4.根据权利要求1所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：步骤S1所述加药反应池中投加的药剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
5.权利要求4所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：步骤S2中加NaOH溶液调节pH的过程为将pH调整至11，所述加酸调节pH的过程为将pH调整至6～9。
6.根据权利要求4所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：步骤S2所述氨氮吹脱塔填充的填料为塑料材质的鲍尔环。
7.根据权利要求1所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：步骤S3所述二段生物接触氧化池内悬挂有辫带式纤维滤料，同时底部设置有悬浮式的蜂窝填料。
8.根据权利要求7所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：所述辫带式纤维滤料填充率为50％～80％，所述蜂窝填料填充率为20％～50％。
9.根据权利要求1所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：所述初沉池与二沉池为竖流式二沉池，池中安装有斜管。
10.根据权利要求1所述的低COD高氨氮畜禽养殖废水处理工艺，其特征在于：所述污泥自吸泵入口的主管分有三道支管分别连接于初沉池、二段生物接触氧化池及二沉池底部，每道支管单独设有阀门。
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