CN110015812B - 一种高浓度畜禽养殖废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓度畜禽养殖废水处理方法。采用PABR反应器进行反硝化产甲烷处理，主要去除畜禽废水中的有机质和回流液的硝酸盐氮；再采用MSBR反应池进行短程硝化脱氮处理。本发明利用PABR反硝化产甲烷耦合MSBR短程硝化反硝化处理高浓度畜禽养殖废水，可使不同微生物种群在PABR和MSBR反应器中更好地发挥各自的功能，可以实现畜禽养殖废水的有机质、氨氮和硝酸盐氮的高效去除。

Description

一种高浓度畜禽养殖废水处理方法

技术领域

本发明属于废水生物处理技术领域，涉及一种利用PABR(Periodic AnaerobicBaffled Reactor)反应器进行反硝化产甲烷耦合MSBR(Modified Sequencing BatchReactor Activated Sludge Process)短程硝化反硝化处理畜禽养殖废水处理工艺，可实现畜禽粪废水COD、氨氮、NO_x-N的同步高效去除。

背景技术

随着我国人民生活水平提高和经济发展及农业结构调整，集约化、规模化畜禽养殖已经逐步替代传统散养型、小规模畜禽养殖，规模化养殖数量快速增长，在保证畜产品稳定供给的同时，畜禽粪污带来的环境问题也越来越突出，畜禽养殖业已成为我国农业污染源之首。如何有效的控制畜禽粪水污染已成为制约畜禽养殖业发展的首要问题。然而，畜禽养殖废水具有高有机质、高氨氮等特点，常规厌氧-好氧联合工艺往往存在后续C/N比例失衡、后续反硝化能力不足、脱氮效果不太理想等问题，且对于同时高效脱氮除碳工艺的研究报道较少。因此，开发高效经济的畜禽养殖废弃物废水处理技术具有重要的理论与实践意义。

现有技术CN201110129177.8：提供了一种畜禽粪废水处理方法(CSTR-MSBR)，专利特点是采用CSTR进行同时产甲烷反硝化，MSBR短程硝化反硝化，但传统CSTR进行产甲烷反硝化于同一个反应器中，菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌影响极大，很容易抑制产甲烷菌的生产，造成反应器产气失衡。为保持反应器正常运行，常常保持较低的亚硝氮负荷，造成出水亚硝氮含量较高、脱氮效果不甚理想。

CN201510103781.1：提供了一种处理畜禽养殖废水的PABR-MABR耦合技术方法和设备中处理的对象虽然为畜禽养殖废水但浓度偏低进水COD只有2000-5000mg/L，该专利在一个反应器中进厌氧和膜好氧推流处理，采用常规“厌氧+好氧”处理模式对COD、氨氮有一定的去除效果，但因NH₄ ⁺-N被氧化为NO₃ ^--N的脱氮过程中氧动力消耗较大反硝化过程需要外加碳源，增加投资费用，不适合高浓度畜禽养殖废水，高浓度废水很容易对膜进行阻塞。

发明内容

针对上述现有技术不足，本发明是要解决现有畜禽养殖废水处理技术存在后续C/N比例失衡、好氧后处理反硝化能力不足、脱氮效果不太理想等问题，提供一种PABR产甲烷反硝化耦合MSBR短程硝化反硝化双重脱氮除碳的方法处理畜禽养殖废水。

生物处理有机质过程中主要包括好氧技术、厌氧技术，但如果直接应用好氧技术处理畜禽粪水存在能耗需求大、污泥产量多，后续处理费用昂贵等问题，但对于畜禽粪水适合应用厌氧处理技术对有机质进行去除，既可节省能耗，减少后续处理费用，又可回收甲烷能源。因此根据厌氧技术、好氧技术优势特点，提出应用厌氧-好氧联合技术处理高氮有机粪水，但是如果直接应用传统厌氧-好氧技术处理畜禽粪水会存在好氧后处理过程碳源不足的问题。本发明针对此问题提出利用MSBR反应器进行亚硝氮途径脱氮，即将硝化反应控制在“NO₂ ^--N”阶段，以此为电子受体发生反硝化。含硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的MSBR短程硝化回流液进入前端的PABR厌氧反应池进行反硝化产甲烷，这样既可以减少后续除氮的压力和反硝化碳源不足的难题，同时短程硝化回流液进入PABR进行反硝化反应，其产生的大量碱度可有效防止反应器发生酸化，在处理高COD、高氨氮以及低碳氮比畜禽粪水时表现出明显的技术和经济优势。基于此考虑，本发明应用PABR产甲烷反硝化-MSBR短程硝化反硝化新技术处理畜禽粪水有机质和氮素。

针对畜禽粪水特点，PABR产甲烷反硝化-MSBR短程硝化反硝化处理畜禽粪水实现了反硝化产甲烷于一体、短程硝化的硝化液回流提供碱度克服传统厌氧好氧联合处理工艺后期碱度不足，且反硝化产生的碱度还可防止厌氧产甲烷反应器出现酸化。该方法在厌氧反应器(PABR)和好氧反应器(MSBR)中分别实现了亚硝氮途径脱氮，不仅可使不同反应器中不同微生物菌种进行了更合理的分配，特别是避免了传统反硝化产甲烷工艺中反硝化菌对厌氧产甲烷菌的直接毒害作用，充分发挥不同菌种的作用。同时大大节省了碳源和曝气供氧量，能耗更低，并可缩短反应时间和减少污泥量。

本发明采用了如下的技术方案：

一种高浓度畜禽养殖废水处理方法，所述的方法采用进水调节池、PABR反应器、竖流式沉淀池和MSBR反应器实施；

所述的处理方法，包括如下步骤：

1)将高浓度畜禽养殖废水经1mm格栅过滤后，通过提升泵提升至进水调节池，进水调节池用于保证畜禽废水进水水质的稳定性；

2)废水经进水调节池进入PABR反应器依次进行反硝化和产甲烷；所述PABR反应器为圆柱型折流式厌氧反应器，由A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，各部分作用如下：

A池：预先接种SBR池短程硝化反硝化污泥，主要在PABR池中进行快速反硝化脱氮，作用一，对硝化液回流水进行反硝化脱氮，大大提高系统氮去除效率，在脱氮过程中并产生碱度，提升反应器初始pH，防止反应器酸化；作用二，避免与后续厌氧菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌的毒害和抑制；

B、C、D池：预先接种已驯化成熟厌氧发酵池污泥，主要是厌氧发酵微生物，依次对畜禽养殖废水进行水解、酸化和产甲烷。

B-D池：进行推流式厌氧发酵产甲烷，将厌氧发酵的各阶段微生物进行推流式分布，使不同微生物活性能够充分的发挥；同时将反硝化菌、水解酸化菌和产甲烷菌进行推流式阶梯型分布，可有效的避免反硝化菌对产甲烷菌毒害作用，大大提高反应效率，

可以避免后端好氧池回流液中的NO₂ ^--N对前端PABR反应池内的毒害和冲击，同时将反硝化细菌、酸化细菌和产甲烷菌进行了更合理的分配；更加充分发挥不同菌种的作用；

所述的PABR反应器上端侧面设置进水口，PABR反应器D池下端设置排泥口，下端排泥口采用带泵机的管道连接到PABR反应器A池上端的废水进口处，PABR反应器D号池上端溢流出口连接到竖流式沉淀池；

3)PABR反应器内反应结束后，出水经过竖流式沉淀池沉淀后，通过计量泵按照1:1比例分别溢流进入MSBR反应池中，所述MSBR反应器为五池型MSBR反应器，包括厌氧池、缺氧池、主曝气池和两个SBR池；主曝气池和SBR池内设曝气装置；ABR反应器的溢流进入缺氧池和厌氧池，各部分作用如下：

厌氧池：进行厌氧释磷，以便后续主曝气池的短程硝化的进行；

缺氧池：进行反硝化，同时产生碱度，有利于主曝气池和SBR反应池的氨氮的降解；

主曝气池：连续曝气，通过低溶解氧控制、适宜的温度和周期性排泥，以便达到快速富集氨氧化细菌AOB，不断淘洗亚硝酸氧化菌NOB，为后续短程硝化脱氮提供有利条件；

两个SBR池作用：二次短程硝化，彻底降解氨氮，同时进行反硝化脱氮，交替排水；

SBR池出水内循环混合液回流至前端缺氧池，内循环回流比为150％；MSBR反应池出水处设置回流管连接至PABR反应器废水进口处进行二次反硝化脱氮和提高进水碱度，回流比为100％。

所述的步骤2)中，在进入PABR反应器时，控制COD进水负荷2.0-4.5g·L^-1，控制NO₂-N进水负荷在0.20-0.45g·L^-1；保持PABR反应器内的pH为7.0-8.2，温度为35±1℃，COD/NO₂-N不大于1/10；PABR反应器中废水处理停留时间控制在10天。

所述的步骤2)中，在进入PABR反应器时，控制COD进水负荷为3.0g·L^-1，NO₂ ^--N进水负荷为0.45g·L^-1。

所述的步骤2)中，保持PABR反应器内的pH为7.5。

所述的步骤3)中，SBR反应池处理时，采用2个SBR池子交替出水，同时控制SBR池的反应时间为缺氧搅拌1h，曝气4h，沉淀时间1h；控制SBR池和主曝气池DO为0.5-1.5mg·L^-1，温度为29±1℃。

本申请中涉及的技术术语解释如下：

畜禽废水，是指由于畜禽排泄物经初步过滤后得到的畜禽污染废水，具有高有机质、高氨氮等特点。

PABR(Periodic Anaerobic Baffled Reactor)或圆柱形折流反应器，相比于完全搅拌厌氧反应器、上流式厌氧污泥床、厌氧滤池等第二代厌氧反应器，PABR对水力负荷、有机物冲击负荷和进水中有毒物质有更好的适应性，占地面积小、不需搅拌能耗少、不易阻塞，具备更低的污泥产量。同时，PABR能够将厌氧代谢的各个阶段分开，避免的不同微生物之间、特别是反硝化菌和产甲烷菌的竞争和毒害作用，可以更好地发挥不同微生物种群的功能。较之传统CSTR反应器，PABR可有效降低COD/NO_x ^--N负荷比，具有较高的亚硝氮承受能力，保证废水中氮含量的高效去除。

MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)为改良型序批式活性污泥法的简称，MSBR反应池为五池型MSBR反应器，主要进行脱氮除碳，由A²/O和SBR构成，曝气池和SBR池内设曝气装置。MSBR工艺流程为，进水缺氧池和厌氧池比例为50％，污水进入缺氧池后，与SBR池中污泥回流液进行缺氧亚硝氮途径反硝化，混合液进入第二厌氧池，进行厌氧释磷，然后进入主曝气池，控制DO 0.5-1.5mg·L^-1，进行亚硝氮途径硝化，硝化液流入SBR池，有机物进行进一步降解，两个SBR池交替排水，出水进入排水池。整个MSBR短程硝化反硝化过程中，污水中氮主要在SBR池和缺氧池去除，碳主要在主曝气池和两个SBR池去除，磷通过污泥在厌氧池中充分释放，在SBR池中聚磷，污泥的循环使磷富集，随剩余污泥排出，使污水得到净化。

本技术通过高效厌氧/好氧处理工艺的耦合，在PABR厌氧反应器中实现产甲烷反硝化、MSBR反应器中实现短程硝化反硝化，同时高效去除碳、氮有机污染物。该技术工艺结构紧凑，克服了传统厌氧/好氧联合处理工艺后期碱度不足、碳源缺乏的问题，可减少曝气(供氧)量，降低能耗，缩短反应时间和减少污泥产生量。对次级支流的畜禽污染控制具有较好的针对性和实用性。

本发明主要的创新点说明如下：

一、本发明中针对畜禽养殖废水有机物浓度高、C/N低、厌氧处理后反硝化能力差出水含氮等特点，研发出PABR反硝化产甲烷－MSBR短程硝化反硝化耦合工艺

该工艺集成度高、流程短；通过PABR反硝化产甲烷、MSBR短程硝化反硝化，分别实现了同时反硝化产甲烷和短程硝化反硝化双重脱氮除碳。

一方面，提出利用PABR反应器进行反硝化产甲烷，并打破现有技术PABR中单一产甲烷除碳常规作用，利用PABR创新性地将反硝化产甲烷集成于一体，将不同微生物菌种在PABR不同反应器中进行了合理分配，达到同时高效脱氮除碳的目的，使得PABR产生了新的作用，从而解决了现有技术的技术问题，避免了传统产甲烷反硝化存在的竞争、抑制问题，充分发挥不同菌种的作用。且反硝化产生的碱度还可防止PABR在运行过程中出现酸化。为后续的好氧处理短程硝化脱氮提供更好条件。

另一方面，利用MSBR进行短程硝化反硝化可节省25％的供氧量和40％碳源，并可缩短反应时间和减少污泥量；该技术实现了反硝化产甲烷于一体、短程硝化的硝化液回流提供碱度克服传统厌氧好氧联合处理工艺系统易酸化、后期碱度不足和动力消耗大等问题。在有效转化畜禽废污水中的碳为沼气的同时，还可高效去除其中的氮，实现畜禽废水的碳氮污染物同时去除。

二、为了保证处理效果，本发明中还优化了工艺参数

发明工艺主要特点和工艺参数优化过程如下：

(1)在PABR反应器中，接种有机质垃圾培养的厌氧污泥完成反硝化产甲烷的启动并稳定运行。

污泥取自畜禽养殖场发酵罐已驯化好的污泥，应用外部循环水加热装置控制PABR反应器内温度，温度在35±1℃之间，反应器停留时间为10d，由于甲烷菌适应pH为6.5～8.2，最佳pH为7.0～8.0，短程反硝化适应pH为6.0～8.0，最佳pH为7～8，所以控制PABR反应器pH为7.0-8.2，优选7.5，根据反应器负荷加样，采用每天进、出料的方式，进出样体积相同，通过测试进出水COD、碱度、NO₂ ^--N、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、pH值等指标判断反应器运行情况。

如畜禽粪废水COD初始浓度为29378mg·L^-1，氨氮846mg·L^-1，硝氮35mg·L^-1，逐步提高COD负荷和亚硝氮负荷，进水量分别为设计水量的20％,40％,60％,80％,100％，以5d-15d为一周期，当产气稳定并没有明显下降时，逐步提高反应器COD和NO₂-N负荷，其中，反应器COD负荷从0.5g·L^-1逐步增加到4.5g·L^-1，NO₂ ^--N负荷由0.05g·L^-1增加到0.45g·L^-1，PABR反应器COD去除率达到71.32％左右，NO₂ ^--N去除率几乎达到100％，进水NO₂-N在A池几乎全部去除。驯化阶段当NO₂-N负荷比过高时，总产气量会有一定程度的下降，同时所产沼气中甲烷含量明显下降，此时当降低或停止进料NO₂-N负荷，主要原因是亚硝酸盐的存在使反应体系的氧化还原电位升高,对产甲烷菌活性产生抑制作用；同时，亚硝酸盐对产甲烷菌可能具有直接毒性。通过多次负荷冲击对比分析，由于当COD进水负荷达到4.0g·L^-1时，COD去除率已经可以达到72％左右，产气率稳定在1.0m³/(m³·d)左右,并且去除率呈现出指数型增长，考虑到畜禽养殖废水进水负荷有一定的波动，过高的NO₂ ^--N会促使反硝化细菌快速生长并抑制产甲烷菌增长，造成系统失衡，为未避免系统在发生反硝化与产甲烷之间的失衡现象，未继续增加反应负荷，所以拟定采用进水负荷3.0g·L^-1。

(2)MSBR系统实现硝化反硝化。

污泥取养殖场的好氧污泥，MSBR有效容积4.6m³，实验采取连续进水连续出水，厌氧池：缺氧池：好氧池比例为1:1:4，SBR有效体积1.1m³，SBR池反应时间为缺氧搅拌1h，曝气4h，沉淀时间1h，2个SBR池子交替出水。实时控制主曝气池DO为0.5-1.5mg·L^-1，反应温度29±1℃。为了快速实现短程硝化反硝化，驯化初期采用模拟废水，反应初期反应模拟废水，适应一段时间后，逐步提高PABR出水含量，为了较快的使反应器内氨氧化菌成为优势菌群，驯化初期保持较高游离氨(FA)进水，维持初始SBR反应器内pH＝8、游离氨浓度在8.0-13mg·L^-1左右，高浓度FA几乎可以全部抑制硝酸菌的活性的特性，可使NO₂ ^--N的氧化被阻碍，亚硝氮积累率快速增加，快速实现的曝气池的氨氧化菌的快速积累，运行过程中不断排泥，实时控制污泥浓度在3500-4000mg·L^-1左右。经过45天的驯化，氨氮平均去除率达到94.20％，亚硝酸盐积累率稳定在92.45％左右，成功在MSBR反应器中实现畜禽废水的亚硝化途径脱氮。利用PABR偶联MSBR处理畜禽粪水稳定运行期后COD去除率稳定在90％以上，回流水亚硝氮去除率96％以上，氨氮去除率达到95％以上，产气率达到1m³·m^-3·d^-1。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明解决了现有畜禽养殖废水处理技术存在处理C/N比例失衡、好氧后处理反硝化能力不足、出水氮含量较高的问题，并首次提出PABR联合MSBR工艺处理粪水，实现了同时反硝化产甲烷耦合短程硝化反硝化双重脱氮除碳。实现废水COD、亚硝氮、氨氮的同时去除，可使得氨氮去除率95％以上，回流水亚硝氮去除率几乎达到100％，COD去除率稳定在92％以上。

2、本发明在厌氧和好氧反应器中分别实现了亚硝氮途径脱氮，大大节省了碳源和曝气供氧量，能耗更低，并可缩短反应时间和减少污泥量。缩短了工艺流程，省去了缺氧反硝化池，同时也解决了厌氧/缺氧/好氧工艺中缺氧池反硝化碳源不足的问题；可节省25％的供氧量和40％碳源，并可缩短反应时间和减少污泥量。

3、本发明采用PABR反应器进行反硝化产甲烷处理，A池主要进行反硝化脱氮，B、C、D池依次进行水解、酸化和产甲烷。避免了后端好氧池回流液中的NO₂-N对前端PABR反应池内的毒害和冲击，同时将反硝化细菌、酸化细菌和产甲烷菌等不同微生物菌种进行了更合理的分配，更加充分发挥不同菌种的作用。

4、本发明采用PABR反应器进行反硝化产甲烷处理，较之传统CSTR反应器，PABR可有效降低COD/NO_x ^--N负荷比，具有较高的亚硝氮承受能力，保证废水中氮含量的高效去除。

5、本发明中在PABR联合MSBR工艺过程中，采用了MSBR出水回流至PABR的技术，稳定反应期的运行，MSBR产生的亚硝氮回流至PABR反硝化，不仅可以补充PABR中碱度，还可以防止PABR反应器酸化。实现MSBR短程硝化反硝化，并实现快速积累亚硝酸盐。通过亚硝酸盐途径完成反硝化。MSBR采用连续进水连续出水，在主曝气单元设置缺氧池，反硝化程度更高，能耗更低，并且可根据进水水质实际情况调节回流量。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

图2为PABR厌氧反应池设计图，其中a为主视图，b为俯视图。

图3为MSBR反应池的平面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明工艺路线图，如其所示，本发明实施时，包括进水调节池、采用PABR反应器进行反硝化产甲烷、竖流式沉淀池进行沉淀并污泥回流、采用MSBR反应池进行短程硝化反硝化，出水后部分水回流至PABR反应器等步骤。

图2为PABR反应池设计图，如其所示，有A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，将反硝化细菌、酸化细菌和产甲烷菌等不同微生物菌种进行了更合理的分配，特别是避免了传统反硝化产甲烷工艺中反硝化菌对厌氧产甲烷菌的直接毒害作用，更加充分发挥不同菌种的作用。

图3为MSBR反应池的平面图，如其所示，MSBR反应池包括有厌氧池、缺氧池、主曝气池和两个SBR池，本发明对现有技术的贡献在于采用了PABR反应池MSBR与联合，并针对处理对象优化了如游离氨等工艺参数条件。

实例：

(a)取江苏某生猪养殖厂废水，经过1mm的筛网初过滤，通过提升泵至进水调节池，进水调节池用于保证畜禽废水进水水质的稳定性；

过滤后主要水质参数值COD 18930mg·L^-1，NH₄ ⁺的浓度为860mg·L^-1，亚硝氮浓度25mg·L^-1，硝氮45mg·L^-1，出水回流比1:1。

(b)废水经进水调节池进入PABR反应器依次进行反硝化和产甲烷，PABR反应器预先接种有已驯化成熟厌氧发酵池污泥；所述PABR反应器为圆柱型折流式厌氧反应器，由A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，各部分作用如下：

A池：一方面，对硝化液回流水进行反硝化脱氮，大大提高了系统氮去除效率，在脱氮过程中并产生碱度，提升反应器初始pH，防止反应器酸化；另一方面，避免菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌的毒害和抑制；

B-D池：进行推流式厌氧发酵产甲烷，使不同微生物活性能够充分的发挥。

可以避免后端好氧池回流液中的NO₂ ^--N对前端PABR反应池内的毒害和冲击，同时将反硝化细菌、酸化细菌和产甲烷菌进行了更合理的分配；更加充分发挥不同菌种的作用；所述的PABR反应器上端侧面设置进水口，PABR反应器D池下端设置排泥口，下端排泥口采用带泵机的管道连接到PABR反应器A池上端的废水进口处，PABR反应器D号池上端溢流出口连接到竖流式沉淀池；

在进入PABR反应器时，控制COD进水负荷3.0g·L^-1，控制亚硝氮负荷不高于0.45g·L^-1。PABR反应器有效容积为50L，控制PABR反应器内的pH为7.5，加热循环水箱控制温度在35±1℃左右，COD/NO₂-N不大于1/10；水力停留时间为10d，进出水体积相同。

经检测，最终PABR反应器中畜禽粪尿的COD去除率在75.51％左右，亚硝态氮去除率几乎达到100％。

(c)PABR反应器内反应结束后，出水经过竖流式沉淀池沉淀后，通过计量泵按照1:1比例分别溢流进入MSBR反应池中，所述MSBR反应器为五池型MSBR反应器，包括厌氧池、缺氧池、主曝气池和两个SBR池；主曝气池和SBR池内设曝气装置；ABR反应器的溢流进入缺氧池和厌氧池，各部分作用如下：

厌氧池：进行厌氧释磷，以便后续主曝气池的短程硝化的进行；

缺氧池：进行反硝化，同时产生碱度，有利于主曝气池和SBR反应池的氨氮的降解；

主曝气池：连续曝气，通过低溶解氧控制、适宜的温度和周期性排泥，以便达到快速富集氨氧化细菌AOB，不断淘洗亚硝酸氧化菌NOB，为后续短程硝化脱氮提供有利条件；

两个SBR池作用：二次短程硝化，彻底降解氨氮，同时进行反硝化脱氮，交替排水；

SBR反应池处理时，采用2个SBR池子交替出水，同时控制SBR池的反应时间为搅拌1h，曝气4h，沉淀时间1h；控制SBR池和主曝气池DO为1mg·L^-1，温度为29±1℃。SBR出内循环混合液回流至前端缺氧池，内循环回流比为150％；MSBR反应池出水处设置回流管连接至PABR反应器废水进口处进行二次反硝化脱氮、提高进水碱度，回流比为100％。

通过检测，MSBR反应器中出水氨氮去除率几乎达到100％，COD去除率达到70.23％左右。

经上述实例检测证明，畜禽养殖废水经过PABR产甲烷反硝化-MSBR硝化反硝化联合运行后亚硝态氮和硝态氮去除率达到96.10％，氨氮去除率几乎达到在95.32％，最高可达100％，COD去除率在92.71％以上，产气负荷稳定在1m³·m^-3·d^-1左右。

采用CN201110129177.8，一种畜禽粪废水处理方法(CSTR-MSBR)，处理畜禽养殖废水，结果如下：

通过上表对比不难发现，本专利提出的PABR-MSBR养殖废水脱氮除磷技术，与CN201110129177.8中一种畜禽粪废水处理方法(CSTR-MSBR)相比具有以下优势：一方面，传统CSTR进行产甲烷反硝化于同一个反应器中，菌种之间存在竞争和毒害作用，PABR可有效降低COD/NO_x ^--N负荷比，具有较高的亚硝氮承受能力，保证废水中氮含量的高效去除。另一方面，避免了后端好氧池回流液中的NO_x-N对前端PABR反应池内的毒害和冲击，将反硝化细菌、酸化细菌和产甲烷菌等不同微生物菌种进行了更合理的分配，有效的提高了发酵罐的有机质去除能力，更加充分发挥不同菌种的作用。同时利用反硝化对产甲烷抑制性作用克服传统工艺后期碳源不足缺陷，且反硝化产生的碱度还可防止厌氧产甲烷反应器出现酸化。为后续的好氧处理脱氮提供更好条件。实现了同时反硝化产甲烷耦合短程硝化反硝化双重脱氮除碳。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，只要不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种高浓度畜禽养殖废水处理方法，其特征在于，所述的方法采用进水调节池、PABR反应器、竖流式沉淀池和MSBR反应器实施；

所述的处理方法，包括如下步骤：

1）将高浓度畜禽养殖废水经1mm格栅过滤后，通过提升泵提升至进水调节池，进水调节池用于保证畜禽废水进水水质的稳定性；

2）废水经进水调节池进入PABR反应器依次进行反硝化和产甲烷；所述PABR反应器为圆柱型折流式厌氧反应器，由A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，各部分作用如下：

A池：预先接种SBR池短程硝化反硝化污泥，主要在PABR池中进行快速反硝化脱氮，作用一，对硝化液回流水进行反硝化脱氮，大大提高系统氮去除效率，在脱氮过程中并产生碱度，提升反应器初始pH，防止反应器酸化；作用二，避免与后续厌氧菌种之间存在竞争和毒害作用；作用三，避免亚硝氮盐对产甲烷菌的毒害和抑制；

B、C、D池：预先接种已驯化成熟厌氧发酵池污泥，主要是厌氧发酵微生物，依次对畜禽养殖废水进行水解、酸化和产甲烷；

B-D池：进行推流式厌氧发酵产甲烷，将厌氧发酵的各阶段微生物进行推流式分布，使不同微生物活性能够充分的发挥；同时将反硝化菌、水解酸化菌和产甲烷菌进行推流式阶梯型分布，可有效的避免反硝化菌对产甲烷菌毒害作用，大大提高反应效率；

所述的PABR反应器A池上端侧面设置进水口，PABR反应器D池下端设置排泥口，下端排泥口采用带泵机的管道连接到PABR反应器A池上端的废水进口处，PABR反应器D号池上端溢流出口连接到竖流式沉淀池；

3）PABR反应器内反应结束后，出水经过竖流式沉淀池沉淀后，通过计量泵按照1:1比例分别溢流进入MSBR反应池的缺氧池和厌氧池中，所述MSBR反应器为五池型MSBR反应器，包括厌氧池、缺氧池、主曝气池和两个SBR池；主曝气池和SBR池内设曝气装置；各部分作用如下：

厌氧池：进行厌氧释磷，以便后续主曝气池的短程硝化的进行；

缺氧池：进行反硝化，同时产生碱度，有利于主曝气池和SBR反应池的氨氮的降解；

主曝气池：连续曝气，通过低溶解氧控制、适宜的温度和周期性排泥，以便达到快速富集氨氧化细菌AOB，不断淘洗亚硝酸盐氧化菌NOB，为后续短程硝化途径脱氮提供有利条件；

两个SBR池作用：二次短程硝化，彻底降解氨氮，同时进行反硝化脱氮，交替排水；

SBR池出水内循环混合液回流至前端缺氧池，内循环回流比为150%；MSBR反应池出水处设置回流管连接至PABR反应器废水进口处进行二次反硝化脱氮和提高进水碱度，回流比为100%。

2.根据权利要求1所述的方法，所述的步骤2）中，在进入PABR反应器时，控制COD进水负荷2.0-4.5 g·L^-1，控制NO₂-N进水负荷在0.20-0.45 g·L^-1；保持PABR反应器内的pH为7.0-8.2，温度为35±1℃，COD/NO₂-N不大于1/10；PABR反应器中废水处理停留时间控制在10天。

3.根据权利要求2所述的方法，所述的步骤2）中，在进入PABR反应器时，控制COD进水负荷为3.0g·L^-1，NO₂-N进水负荷为0.45g·L^-1。

4.根据权利要求2所述的方法，所述的步骤2）中，保持PABR反应器内的pH为7.5。

5.根据权利要求1所述的方法，所述的步骤3）中，SBR反应池处理时，采用2个SBR池子交替出水，同时控制SBR池的反应时间为缺氧搅拌1 h，曝气4 h，沉淀时间1 h；控制SBR池和主曝气池DO为0.5-1.5 mg·L^-1，温度为29±1℃。

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