CN108383320B - 一种畜禽养殖废水的集成处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种畜禽养殖废水的集成处理方法，步骤包括：畜禽养殖废水经固液分离后得到废渣和废水，废渣直接回收利用，废水均质后分为两部分，一部分直接进入厌氧池，另一部分进入上流式厌氧污泥床反应器进行处理，生成的沼气贮存待用，废水则进入厌氧池，废水依次流经厌氧池、缺氧池和好氧池反应后，一部分废水从好氧池的出口流出，进入竖流式沉淀装置进行沉淀，另一部分废水流经回流廊道向缺氧池和厌氧池回流，竖流式沉淀装置处理后的废水进入清水池消毒，竖流式沉淀装置中的污泥排入贮泥池。本发明的处理方法，减少了养殖场的运营成本、构筑物的数量和占地，降低了建设投资，缩短了现有的工艺流程。

Description

一种畜禽养殖废水的集成处理方法

技术领域

本发明属于环境工程的水污染治理领域，具体涉及一种畜禽养殖废水的集成处理方法。

背景技术

畜禽业是农业和农村经济的重要组成部分，畜禽养殖业带来的环境污染问题很严重。规模化养殖场每天排放的畜禽养殖废水量大且集中，废水中含有大量的污染物，如COD、氨氮、重金属、残留的兽药和大量的病原体等，畜禽养殖的废水必须经过处理后才能排放。

从废水治理的技术来看，要达到在去除COD、BOD的同时，再脱氮除磷的效果，厌氧工艺是不可或缺的。目前的废水处理技术通常都会将多种手段相结合，主要有两种模式：一种是厌氧-自然处理模式，适用于中小型规模化养殖场；另一种是厌氧-好氧利用模式，适用于大中型畜禽养殖场或养殖区。厌氧处理的特点是造价低，占地少，能量需求低，还可以产生沼气，而且处理过程不需要氧，不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷潜力，能使一些好氧微生物不能降解的有机物进行降解。厌氧常用的方法有完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧折流板反应器、上流式厌氧污泥床(UASB反应器)、厌氧流化床和升流式固体反应器等。自然处理法是利用天然水体、土壤和生物的物理化学反应与生物的综合作用来净化污水。该类方法投资省、工艺简单、动力消耗少，但净化功能受自然条件的制约。自然处理的主要模式有氧化塘、土壤处理法、人工湿地处理法等。好氧处理的基本原理是利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞。在好氧处理中，可生物降解的有机物最终可被完全氧化为简单的无机物。该方法主要有活性污泥法、生物接触氧化、SBR、A/O及氧化沟等。

采用厌氧+自然处理的模式中，畜禽废水先进入沉砂池沉淀，然后进入固液分离器，分离得到的废渣可以直接综合利用，废水进入厌氧反应器，反应生成的沼气经过脱硫装置脱硫后送入贮气柜贮存待用，反应留下的废水进入氧化塘处理后可以用于灌溉或外排。

采用厌氧+好氧处理技术的模式中，畜禽废水先进入沉砂池沉淀，然后进入固液分离器，分离得到的废渣可以直接综合利用，废水进入厌氧反应器，反应生成的沼气经过脱硫装置脱硫后送入贮气柜贮存待用，反应留下的废水进入好氧池处理后再送入竖流式沉淀装置沉淀，之后废水经过过滤和消毒后外排。

中国发明专利CN103288303A公开了一种畜禽养殖废水的资源利用和再生循环利用的方法，包括厌氧消化产沼气、除渣、脱氨氮、曝气生物滤池生化、消毒和有机肥制造等步骤，该发明基于基于厌氧技术、脱氮技术、曝气生物生化技术和消毒技术，以畜禽养殖废水为资源，将其通过厌氧发酵处理，生产沼气，生产沼气后的废水再经固液分离，固态渣用于作为生产有机肥料的原料，生产有机肥料，处理效果好，然而该发明需要用到纳米催化惰性电极，同时设备较多，成本较高。中国发明专利CN104326561A公开了一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法，该发明在畜禽养殖废水处理设施的不同处理单元中投加不同种类的净水微生物制剂，强化污水处理效果，从而提高各处理单元污水处理效率，最终从整体上提高污水处理设施的处理效率，使处理后出水指标进一步降低，通过该发明提供的方法在不改变污水处理流程和设施的情况下，COD和BOD的去除率可以提高10-40％，氨氮和总氮去除率可以提高20-50％，污水处理效率提高显著，然而该发明所提供的方法需要用到的生物制剂种类较多，同时生物制剂的活性受很多因素影响，因此该方法的推广应用受到了限制的。

为使畜禽废水出水达到GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》的要求，常采用的工艺为预处理+水解酸化池+厌氧反应池+好氧处理系统+自然处理系统，目前所采用的技术多为预处理+UASB厌氧反应器+AO反应池+自然处理，现有技术的缺点为工艺流程长、构筑物多，前期投资过大，占地面积大，采用传统硝化与反硝化，耗氧量高、需外加碳源、运行能耗较高、运行费用高。因此，尚缺乏一种治理效率高、操作步骤简单、易于推广应用的畜禽养殖废水的处理方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种畜禽养殖废水的集成处理方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种畜禽养殖废水的集成处理方法，包括以下步骤：

(1)将畜禽养殖废水A收集至固液分离机，经固液分离后生成废渣和废水B，废渣直接回收利用，废水B进入调节池进行水质均质；

(2)将经过步骤(1)处理后的废水B分为废水B1和废水B2，废水B1直接进入集中处理装置中的厌氧池，废水B2进入上流式厌氧污泥床反应器处理后生成沼气和废水C，其中沼气贮存待用，废水C进入集中处理装置中的厌氧池；

(3)集中处理装置中，进入的废水B1和废水C经厌氧池处理后，再依次流经缺氧池和好氧池反应后，一部分废水D1从好氧池的出口流出集中处理装置，进入竖流式沉淀装置进行沉淀；另一部分废水D2从好氧池回流，通过回流廊道向缺氧池回流；

(4)经步骤(3)中竖流式沉淀装置处理后的废水E进入清水池消毒，竖流式沉淀装置中的污泥排入贮泥池。

优选地，还包括将步骤(4)清水池消毒后的废水送入氧化塘进行调节。

优选地，所述的集中处理装置包括厌氧池、缺氧池、回流廊道和好氧池。

进一步优选地，所述的厌氧池、缺氧池和好氧池的容积比为1：1：3。

优选地，步骤(1)所述的调节池中设置有潜污泵。

优选地，步骤(2)所述的上流式厌氧污泥床反应器内的pH为7～8。

优选地，步骤(3)所述的废水D2的水量是废水D1的3～5倍。

优选地，步骤(3)所述的回流廊道内设置有空气提升机。

进一步优选地，所述回流廊道的廊体高度大于缺氧池高度，高度差为10～20cm。

本发明的有益效果

1、本发明所提供的处理方法中，部分污水超越上流式厌氧污泥床反应器，作为集中处理装置的补充碳源，减少了养殖场的运营成本，减少了构筑物的数量和占地，降低了建设投资，缩短了现有的工艺流程；

2、集中处理装置中，采用了大比例回流，大比例内回流一方面可以稀释进水，另一方面可以给微生物创造稳定生长环境，增加了脱氮的效率；

3、本发明采用了低溶氧、地毯式曝气、短程硝化和反硝化技术，流程更加简短，降低了硝化反应需要的氧含量，还节约了碳源。

附图说明

图1是一种畜禽养殖废水的集成处理方法的工艺流程图；

图2是回流廊道的结构原理平面图；

图3是回流廊道结构原理的1-1面剖面图；

图4是一种畜禽养殖废水的集成处理系统示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

一种畜禽养殖废水的集成处理方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：

(1)将畜禽养殖废水A收集至固液分离机，经固液分离后生成废渣和废水B，废渣直接回收利用，废水B进入调节池进行水质均质；

(2)将经过步骤(1)处理后的废水B分为废水B1和废水B2，废水B1直接进入集中处理装置中的厌氧池，废水B2进入上流式厌氧污泥床反应器(UASB反应器)处理后生成沼气和废水C，其中沼气贮存待用，废水C进入集中处理装置中的厌氧池；

(3)集中处理装置中，进入的废水B1和废水C经厌氧池处理后，再依次流经缺氧池和好氧池反应后，一部分废水D1从好氧池的出口流出集中处理装置，进入竖流式沉淀装置进行沉淀；另一部分废水D2从好氧池回流，通过回流廊道向缺氧池回流；

(4)经步骤(3)中竖流式沉淀装置处理后的废水E进入清水池消毒，竖流式沉淀装置中化学除磷后污泥与剩余污泥排入贮泥池。

由于畜禽养殖属于集中时间段冲栏，所以需设具有调蓄功能的调节池。

本发明的厌氧池+缺氧池+回流廊道+好氧池为集中处理装置，集中处理装置能够去除部分COD和BOD，同时可以进行脱氮除磷。厌氧池和缺氧池间通过孔洞连接，经过厌氧池处理的水依次流经缺氧池和好氧池。回流时，好氧池污水通过孔洞进入回流廊道，再通过固定于回流廊道的空气提升机，提升内回流水通过回流廊道进入缺氧池。集中处理装置内采用大比例内回流，流经回流廊道向缺氧池和厌氧池回流的水量是好氧池出口水量的4倍，大比例内回流一方面可以稀释进水，另一方面可以给微生物创造稳定生长环境，可以增加脱氮的效率。工艺在全程低溶氧控制条件下，所培养的菌胶团保持了与有机物及溶氧和气泡的持续吸附及接触。

回流廊道的结构原理平面图如图2所示，剖面图如图3所示。采用短程硝化与反硝化技术，减少了氧的消耗，节约了碳源。回流廊道内设置有空气提升机，回流廊道的高度大于缺氧池，采用空气提升机和回流廊道的特殊结构实现内回流，与泵回流相比，大大降低了能耗，减少了运行费用。

短程硝化的原理为：

由上述化学式可看出短程硝化作用直接把氨氮变成亚硝酸盐比普通硝化作用节省了25％的氧气。

短程反硝化的原理为：

由上述化学式可看出短程反硝化作用是亚硝酸盐转变为N₂的一个过程比普通反硝化作用节省了40％的碳源。

消毒池中投加了次氯酸纳以去除水中的粪大肠菌群及其他细菌，使出水中细菌值达到行业标准，同时还可以保持出水的余氯。

经过处理后的水质结果如表1所示。

表1经过处理后的水质结果

出水水质需要达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)标准，具体如表2所示。

表2处理后废水所需达到的指标

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，增加了氧化塘。在水质突然出现高负荷的情况下，如养殖场用地条件允许的情况下，还可以考虑在消毒池后增设氧化塘，氧化塘可以是一种好氧处理塘，能够进一步处理消毒池后出水，同时又能起到稳定出水、调节污水的作用，保证出水水质达到行业标准。经过氧化塘处理后的水质结果如表3所示。

表3经过氧化塘处理后的水质结果

从表3可以看出，经过过氧化塘处理后，水质进一步得到提升。

实施例3

本实施例提供了一种畜禽养殖废水的集成处理系统，如图4所示，包括固液分离机1、调节池2、上流式厌氧污泥床反应器(UASB反应器)3、缺氧池5、厌氧池4、一级好氧池7、二级好氧池8、三级好氧池9、竖流式沉淀装置10、贮泥池12和消毒池11，固液分离机1的出水口与调节池2的进水口之间通过输送管道连通，调节池2的出水口与分流器13的进水口相连，分流器13有一个进水口与两个出水口，其中一个分流器13出水口与上流式厌氧污泥床反应器3的进水口相连，另一个分流器13出水口与上流式厌氧污泥床反应器3的出水口共同与厌氧池4的进水口相连，厌氧池4、缺氧池5和、一级好氧池7、二级好氧池8、三级好氧池9依次相连，三级好氧池9与竖流式沉淀装置10通过管道连接，竖流式沉淀装置10与消毒池11通过管道连接，贮泥池12通过管道与上流式厌氧污泥床反应器3和竖流式沉淀装置10相连，缺氧池5和一级好氧池7间设置有回流廊道6。回流廊道6内设置有空气提升机15，回流廊道6通过设置于一级好氧池7底部的孔洞与一级好氧池7连接，孔洞面积大小为30×30cm，回流廊道6的廊体高度大于缺氧池5的高度，好氧池连接有曝气机16，调节池2内设置有潜污泵14，消毒池11进水口处设置有投药设备17。

Claims (5)

1.一种畜禽养殖废水的集成处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将畜禽养殖废水A收集至固液分离机，经固液分离后生成废渣和废水B，废渣直接回收利用，废水B进入调节池进行水质均质；

(2)将经过步骤(1)处理后的废水B分为废水B1和废水B2，废水B1直接进入集中处理装置中的厌氧池，废水B2进入上流式厌氧污泥床反应器处理后生成沼气和废水C，其中沼气贮存待用，废水C进入集中处理装置中的厌氧池；

(3)集中处理装置中，进入的废水B1和废水C经厌氧池处理后，再依次流经缺氧池和好氧池反应后，一部分废水D1从好氧池的出口流出集中处理装置，进入竖流式沉淀装置进行沉淀；另一部分废水D2从好氧池回流，通过回流廊道向缺氧池回流；

(4)经步骤(3)中竖流式沉淀装置处理后的废水E进入清水池消毒，竖流式沉淀装置中的污泥排入贮泥池；

所述的集中处理装置包括厌氧池、缺氧池、回流廊道和好氧池；

所述的厌氧池、缺氧池和好氧池的容积比为1：1：3；

步骤(3)所述的废水D2的水量是废水D1的3～5倍；

所述回流廊道的廊体高度大于缺氧池高度，高度差为10～20cm。

2.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水的集成处理方法，其特征在于，还包括将步骤(4)清水池消毒后的废水送入氧化塘进行调节。

3.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水的集成处理方法，其特征在于，步骤(1)所述的调节池中设置有潜污泵。

4.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水的集成处理方法，其特征在于，步骤(2)所述的上流式厌氧污泥床反应器内的pH为7～8。

5.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水的集成处理方法，其特征在于，步骤(3)所述的回流廊道设置有空气提升机。