CN108059238A - 一种猪场废液处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种猪场废液处理工艺，其特征在于主要由调节池、升温池、CSTR厌氧罐、厌氧膜单元、高效生物脱氮一体化装置组成；猪场废液处理工艺包括以下步骤：（1）收集猪场废液，升温至30度以上，通入CSTR厌氧罐；（2）将所述步骤（1）的上清液通过厌氧膜单元分离后所出水通入高效生物脱氮一体化装置，所得浓水返回至CSTR厌氧罐；（3）将所述的高效生物脱氮一体化装置所排放的污泥回流至CSTR反应器；生物脱氮一体化装置结构紧凑、流态优化、脱氮效率高、易于控制、能耗低。本发明可以实现部分能源回用，具有出水水质好、脱氮效率高、工艺流程短、系统操作简便、运行费用低、经济高效等优点。

Description

一种猪场废液处理工艺
技术领域
本发明涉及一种猪场废液处理工艺，属于污水处理领域。
背景技术
改革开放以来，我国畜禽养殖业得到了迅速发展，随着养猪行业规模不断扩大，规模化、集约化养猪生产业迅速发展，但是畜禽规模化养殖使大量猪场粪便污水集中排放，给环境带来了极大压力。畜禽粪便中氮、磷的流失量已经超过化肥的流失量，约为化肥流失量的122%和132%，规模化猪场生产过程向环境中排放大量的猪场废水，其大多没有经过任何处理措施就直接排放，废水中所含的难降解污染物难以达到排放标准。在国内农村地区的规模化养猪场废水大多数进入沼气池进行厌氧发酵，并对处理后的沼液进行还田处理以达到种养结合的目标，但绝大多数沼液中污染物含量仍然达不到环保标准，且大大降低了土壤的肥沃力，极大地破坏了农村的环境生态平衡。在许多地区，畜禽养殖带来的污染已经或正在成为当地主要污染源，因为猪场废液中氨氮浓度极高，所以猪场废液的氮污染问题是重中之重，对猪场废液的脱氮处理刻不容缓。
目前，我国猪场废液主要有三种处理模式：还田模式、好氧处理模式、自然处理模式。
沼气废液还田作为肥料是一种传统、经济有效的处置方法，可以实现种养结合的目的。直接还田还具有运行费用低、无需专人管理等优点。这种模式一般适用于远离城市、种植和养殖相结合、有足够农田消纳沼液的农村地区。还田处理因其投资省、能耗低、营养物质资源化等优点而具有一定的实际运用价值，但是同时存在环境隐患和风险，需要还田土地和存储空间以及占地面积较大等缺点。
在猪场沼气废液的处理中，好氧处理技术是主要的处理技术之一。好氧处理技术具有能耗较大、占地面积较广等缺点，而厌氧技术的处理效果较差，采用厌氧-好氧联合处理技术可有效克服两者单独处理的缺点，在高浓度畜禽养殖污水处理中具有处理费用低、处理效果好、环境效益好等优点。目前普遍采用的好氧处理技术具有处理费用较高、处理效果不好特别是氨氮不达标等缺点，在对规模化猪场沼液的后处理中并不实用，因此，要使猪场沼液达标排放，仍值得继续探索新的技术途径和新的处理工艺流程。
自然处理模式是采用氧化塘、土地整理、人工湿地等自然处理单元对猪场粪便污水进行处理。其适用于远离城市、经济欠发达、土地宽广且气候温和地区的规模化养猪场。目前国内对猪场废水大多采用自然处理单元进行处理，而氧化塘由于具有管理方便、基建投资少以及能耗低的优点而成为大多自然处理单元的首选。但氧化塘一般适用于低浓度废水的处理或是作为好氧生化工艺的后续处理工艺，比如低浓度生活污水处理。
针对猪场废液高氨氮含量、废液成分复杂（包括冲洗水、猪尿液、猪场粪便等）等问题，对猪场废液的处理主要集中在脱氮和厌氧发酵上，本工艺采用的高效生物脱氮一体化装置，非常适用于处理高氨氮废水，其出水水质好，脱氮效率高；另外，本工艺采用的CSTR厌氧罐，通过厌氧发酵过程产生沼气，再把经脱硫处理的沼气收集起来，为工艺前端升温池补充能量，实现了部分能源回用；位于CSTR厌氧罐与高效生物脱氮一体化处理装置之间的厌氧膜单元也是本工艺非常重要的一环，该单元采用亲水性厌氧膜，能很好的实现固液分离，可以保证高效生物脱氮一体化装置的进水条件，为该装置的高效运行提供保证。本工艺可以实现部分能源回用，具有出水水质好、脱氮效率高、工艺流程短、系统操作简便、运行费用低、经济高效等优点。
发明内容
本发明要解决的问题就在于：针对现有技术工艺存在环境隐患和风险、占地面积较大、处理费用较高、处理效果不好等问题，本发明提供一种猪场废液处理的工艺。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种猪场废液处理工艺，其特征在于该工艺主要由调节池、升温池、CSTR厌氧罐、厌氧膜单元、高效生物脱氮一体化装置组成；所述工艺包括以下步骤：（1）收集猪场废液，升温至30度以上，通入CSTR厌氧罐；（2）将所述步骤（1）的上清液通过厌氧膜单元分离后所出水通入高效生物脱氮一体化装置，所得浓水返回至CSTR厌氧罐；（3）所述的高效生物脱氮一体化装置所排放的污泥回流至CSTR反应器；所述高效生物脱氮一体化装置所述生物脱氮一体化装置包括锥形底部、外筒、内筒、内腔（上）、内腔（下）、顶盖；所述内筒由上法兰、圆柱面和底盘构成；所述圆柱面外侧四周均匀分布8根立管；所述立管分别穿过并伸进圆柱面内部；所述圆柱面的下部对称设置两根出水立管；所述出水立管伸至内腔（下）的下圆柱面以里位置，并直角延伸至内腔（下）的中部；所述内筒的内部上下分层；所述内腔（上）和内腔（下）为中心对称结构，且分别位于内筒的上层和下层；所述内腔（上）从上至下依次由侧壁开孔的中空圆筒、中空平台和圆锥台面构成；所述中空圆筒上端密闭，下端嵌于中空平台内；所述圆锥台面的上端和下端内径分别为中空圆筒的1.5~2倍和2~4倍；所述内腔（下）从上至下依次由内腔法兰、侧壁开孔的上圆柱面、中空的倒圆锥台面、下圆柱面构成；所述上圆柱面的内径与中空圆筒相同；所述倒圆锥台面的上端直径与上圆柱面相同，下端直径与下圆柱面相同；所述下圆柱面的内径为上圆柱面的3~6倍。
所述的高效生物脱氮一体化装置运行时维持温度为20~40ºC，HRT为1~6小时，MLVSS为1~5 g/L，容积负荷为0.5~10 kgN/m3/d，内腔（上）内部的DO值为0.1~0.5 mg/L，内腔（下）内部的DO值小于0.1 mg/L。
所述CSTR厌氧罐运行时维持温度为30~40ºC；HRT为1~5天；MLVSS为10~30 g/L；容积负荷为1~5 kg/m3/d；产气倍率为3~10 m3/m3。
所述厌氧膜单元设计时选择亲水性厌氧膜，且孔径在0.2~0.4 μm；所述厌氧膜单元运行时维持TMP小于50 kPa，渗透率为10~50 mL/min，膜洗方法为化学反洗方法。
所述CSTR所产生沼气收集并经过脱硫装置存于储气罐，供沼气锅炉燃烧后补充升温池所需能量。
所述的高效生物脱氮一体化装置的出水部分回用至高效生物脱氮一体化装置前端和调节池中。
所述高效生物脱氮一体化装置的工作模式设定为从内筒的上部区域进水、内腔（下）的内部中心位置出水。
与现有工艺相比本发明的优点就在于：本发明针对上述问题开发了一种猪场废液处理的工艺，具有分区、出水回用等特点，本发明中的高效生物脱氮一体化装置采用两点曝气，分别在内腔（上）、内腔（下）里面曝气，控制不同的溶解氧浓度，且其污泥回流系统，可以维持高浓度的颗粒污泥，提高脱氮效果，装置结构简单紧凑、占地面积小、成本低、维护方便，且装置出水得到了循环使用，利用率高；CSTR所产生沼气得到利用补充工艺所需能量，经济效益好。
本猪场废液处理工艺可以实现部分能源回用，具有出水水质好、脱氮效率高、工艺流程短、系统操作简便、运行费用低、经济高效等优点。
附图说明
图1是一种猪场废液处理工艺流程示意图。
图2是一种生物脱氮一体化装置结构示意图。
图3是一种猪场废液处理工艺示意图。
图例说明
1、原水
2、调节池
3、升温池
4、CSTR厌氧罐
5、厌氧膜单元
6、高效生物脱氮一体化装置
7、出水
8、脱硫装置
9、储气罐
10、沼气锅炉
11、化学反洗
12、清水回用
13、污泥回流
6-1、锥形底部
6-2、外筒
6-3、内筒
6-4、内腔（上）
6-5、内腔（下）
6-6、顶盖
具体实施方式
如图所示，猪场废液处理工艺主要由调节池、升温池、CSTR厌氧罐、厌氧膜单元、高效生物脱氮一体化装置组成。
某猪场废液为本工艺原水，其流量为200 m3/d，COD含量为18 g/L，NH4-N含量为1.2 g/L，原水经调节池后进入升温池，升温池有效容积为20 m3；原水在此升温至37℃后进入CSTR厌氧罐，控制CSTR厌氧罐HRT为4 d，MLVSS为20 g/L，容积负荷为4 kg/m3/d，产气倍率为5 m3/m3，收集的产气经脱硫处理后储存在储气罐中，储气罐容积为400 m3，储存的气体作为沼气锅炉的燃气对原水进行加热，为池水升温提供一部分能量，沼气锅炉容积为1400 m3；将CSTR厌氧罐出水的上清液通过厌氧膜单元厌氧膜单元进行分离，该厌氧分离膜采用亲水性厌氧膜，孔径为0.2 um，TMP<40 kPa，渗透率20 mL/min，采用化学法进行膜的反洗，分离后的污泥回流至CSTR厌氧罐；分离后的出水通入高效生物脱氮一体化装置，控制该装置温度为30℃，HRT为2 h，MLVSS为2.5 g/L，容积负荷为2.4 kgN/m3/d，内腔（上）内部的DO值为0.15 mg/L，内腔（下）内部的DO值为0.05 mg/L,所得浓水返回至CSTR厌氧罐，出水上清液作为厌氧膜单元反洗水回用；最终出水TN去除率大于80%，NH4+-N去除率大于88%。

Claims (7)

1.一种猪场废液处理工艺，其特征在于主要由调节池、升温池、CSTR厌氧罐、厌氧膜单元、高效生物脱氮一体化装置组成；所述猪场废液处理工艺包括以下步骤：（1）收集猪场废液，升温至30度以上，通入CSTR厌氧罐；（2）将所述步骤（1）的上清液通过厌氧膜单元分离后所出水通入高效生物脱氮一体化装置，所得浓水返回至CSTR厌氧罐；（3）所述的高效生物脱氮一体化装置所排放的污泥回流至CSTR反应器；
所述高效生物脱氮一体化装置所述生物脱氮一体化装置包括锥形底部、外筒、内筒、内腔（上）、内腔（下）、顶盖；所述内筒由上法兰、圆柱面和底盘构成；所述圆柱面外侧四周均匀分布8根立管；所述立管分别穿过并伸进圆柱面内部；所述圆柱面的下部对称设置两根出水立管；所述出水立管伸至内腔（下）的下圆柱面以里位置，并直角延伸至内腔（下）的中部；所述内筒的内部上下分层；所述内腔（上）和内腔（下）为中心对称结构，且分别位于内筒的上层和下层；所述内腔（上）从上至下依次由侧壁开孔的中空圆筒、中空平台和圆锥台面构成；所述中空圆筒上端密闭，下端嵌于中空平台内；所述圆锥台面的上端和下端内径分别为中空圆筒的1.5~2倍和2~4倍；所述内腔（下）从上至下依次由内腔法兰、侧壁开孔的上圆柱面、中空的倒圆锥台面、下圆柱面构成；所述上圆柱面的内径与中空圆筒相同；所述倒圆锥台面的上端直径与上圆柱面相同，下端直径与下圆柱面相同；所述下圆柱面的内径为上圆柱面的3~6倍。
2.一种猪场废液处理工艺，其特征在于：所述的高效生物脱氮一体化装置运行时维持温度为20~40ºC，HRT为1~6小时，MLVSS为1~5 g/L，容积负荷为0.5~10 kgN/m3/d，内腔（上）内部的DO值为0.1~0.5 mg/L，内腔（下）内部的DO值小于0.1 mg/L。
3.一种猪场废液处理工艺，其特征在于：所述CSTR厌氧罐运行时维持温度为30~40ºC；HRT为1~5天；MLVSS为10~30 g/L；容积负荷为1~5 kg/m3/d；产气倍率为3~10 m3/m3。
4.一种猪场废液处理工艺，其特征在于：所述厌氧膜单元设计时选择亲水性厌氧膜，且孔径在0.2~0.4 μm；所述厌氧膜单元运行时维持TMP小于50 kPa，渗透率为10~50 mL/min，膜洗方法为化学反洗方法。
5.一种猪场废液处理工艺，其特征在于：所述CSTR所产生沼气收集并经过脱硫装置存于储气罐，供沼气锅炉燃烧后补充升温池所需能量。
6.一种猪场废液处理工艺，其特征在于：所述的高效生物脱氮一体化装置的出水部分回用至高效生物脱氮一体化装置前端和调节池中。
7.一种猪场废液处理工艺，其特征在于：所述高效生物脱氮一体化装置的工作模式设定为从内筒的上部区域进水、内腔（下）的内部中心位置出水。
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