CN110183032A - 一种畜禽养殖废水资源化处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种畜禽养殖废水资源化处理系统，包括依次串联连通的预氧化池、混凝沉淀池、MAP沉淀池、生物反应池和曝气砂滤池，所述预氧化池设有预处理废水入口，所述曝气砂滤池设有排放口。本发明的一种畜禽养殖废水资源化处理系统工艺简单，各个工艺池布置合理，运行稳定，装置的占地面积小；同时能将畜禽养殖废水中的氮磷回收形成不含重金属的鸟粪石优质肥料，生化段污泥经过高效无害化生物发酵做成有机生态肥料。最终，本发明能使畜禽养殖废水无害化、资源化，出水能稳定达到甚至优于《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596‑2001）和《农田灌溉水质标准》（GB5084‑2005）。

Description

一种畜禽养殖废水资源化处理系统
技术领域
本发明属于废水处理技术，具体涉及一种畜禽养殖废水资源化处理系统。
背景技术
畜禽粪污水处理工艺从总体上看可以分为以下三类：源头控制法、自然处理和工业化处理。其中，源头控制法是在满足畜禽生长及生产效率的同时降低饲料中含氮、磷等营养物质，从而提高畜禽对饲料营养的吸收利用率，达到降低畜禽粪尿中污染物质排放量的目的。但源头控制法不能从根本上消除畜禽粪尿对环境的影响，只能适当降低其对环境的污染程度，源头控制方法需配合合理的后续处理畜禽粪尿的方法，才能有效的控制畜禽粪尿带来的环境污染。自然处理是利用土壤、天然水体、生物，通过物理、化学及生物的综合作用达到净化畜禽粪污水的方法处理方式主要包括还田利用、人工湿地、氧化塘等方法。工业化处理模式是通过厌氧处理、好氧处理等方式对畜禽粪污水进行处理。对一些经济发达的大城市近郊、无足够农田消纳畜禽粪污水的养殖场，工业化处理是相对较好的选择。一般用于处理畜禽粪污水的工业化处理方法有UASB、升流式固体厌氧反应器(USR)、亚硝化-厌氧氨氧化、序批式活性污泥法(SBR)、活性污泥法等。
混凝沉淀、活性污泥法、生物过滤技术及厌氧好氧结合工艺是目前畜禽养殖废水的常用的工业化处理方法，其主要去除大部分有机物、悬浮物、N、P，而不能有效去除废水中的难降解有机物，出水色度高、达标困难，同时投资大、运营成本过高，市场推广难度较大。现有的处理工艺主要采用固液分离-厌氧消化-好氧处理组合工艺，虽然能有效去除废水的CODCr、BOD5和NH3-N，但是废水的色度去除效果并不明显，畜禽养殖废水经过好氧处理之后，二沉池出水色度依然很高，达到500-2000倍(稀释倍数法)，COD一般为200-800mg/l，无法达到深度脱色的效果。汪植三等(汪植三,廖新娣.养猪场污水脱色与脱臭的研究[J].生态科学,1993(2):113-116.)采用漂白剂对养殖场的废水进行脱色研究，有一定的效果，但药剂消耗量过大，二次污染较重。Li等(Li C J,Zhang Y, Yan L L,et al.Study ofpilotscale experiment for treatment of piggery wastewater by UASB-SBR[C]//Advanced Materials Research.Trans Tech Publications,2012,356: 2047-2050.)在中试规模试验中利用“UASB+SBR”组合工艺处理猪场废水，优点是能有效去除养猪废水中部分有机物和大部分氨氮，但出水的总磷超标，并且废水中悬浮物的浓度较高，影响出水水质，还需要另加一套化学混凝反应池处理，以满足达标排放要求，而且废水在SBR的水力停留时间长，较长的停留时间使废水处理的装置占地面积大为增加，也进一步加大了处理项目的投资费用。金海峰等(金海峰,佟晨博,朱永健,等.UASB+A/O+Fenton组合工艺处理生猪养殖废水工程实例[J].资源节约与环保,2015(12):54-55.)利用UASB+ A/O+Fenton组合工艺处理生猪养殖废水，A/O工艺好氧硝化段设计停留时间长，并采用先进的MBR工艺，大大提高了污泥浓度可达到5～12g/L，提高出水水质，但是处理工艺较复杂，需要具有相关经验的专人对操作工艺进行处理。
总的来说，目前高浓度畜禽养殖废水在使用常规的处理工艺流程中，存在出水水质达标困难，尤其是氨氮很难达到排放标准，而且在高浓度氨氮存在的条件下严重影响生物反应的进行。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有的畜禽养殖废水存在的上述缺陷，提供一种更有效的畜禽养殖废水资源化处理系统。
本发明采用如下技术方案实现：
一种畜禽养殖废水资源化处理系统，包括依次串联连通的预氧化池3、混凝沉淀池4、MAP沉淀池5、生物反应池和曝气砂滤池8，所述预氧化池3设有预处理废水入口，所述曝气砂滤池设有排放口。
进一步的，所述预氧化池3内添加次氯酸钠、氯气、二氧化氯中的一种作为预氧化药剂。
进一步的，所述混凝沉淀池4内添加硫酸亚铁+PAC+PAM、硫酸亚铁+PAM、硫酸亚铁+PFS+PAM中的一种组合作为沉淀剂。
进一步的，所述MAP沉淀池和混凝沉淀池通过上部过水孔溢流连通。
进一步的，所述生物反应池包括串联连接的A/O池6和CASS池7。
进一步的，所述生物反应池内的好氧区域固定设置聚氨酯、HDPE、PE或 PP材质的MBBR填料。
进一步的，所述MBBR填料为直径50-120mm的多孔悬浮球体，填充率为 35％～70％。
在本发明的一种畜禽养殖废水资源化处理系统中，所述预氧化池3、混凝沉淀池4、MAP沉淀池5、生物反应池和曝气砂滤池8集成设置在一体化设备壳体 9内。
进一步的，还包括与预氧化池3的预处理废水入口串联连接的化粪池1和厌氧反应器2，对废水进行预处理，所述化粪池1和厌氧反应器2之间通过机械格栅隔开。
进一步的，所述厌氧反应器2为上流式厌氧污泥床反应器，所述化粪池1 和厌氧反应器之间设置有将废水提升注入上流式厌氧污泥床反应器的水泵。
本发明在MAP沉淀池前面设置预氧化池和混凝沉淀池，可以利用预氧化池对废水进行消毒处理，同时提升了后续处理工艺的效率。在废水经过化粪池和厌氧反应器预处理后的工艺流程可以全部在一个一体化设备壳体内完成，整体结构占地面积更小。
综上所述，本发明的一种畜禽养殖废水资源化处理系统工艺简单，各个工艺池布置合理，运行稳定，装置的占地面积小；同时能将畜禽养殖废水中的氮磷回收作为优质缓释肥，生化段的污泥经过高效无害化生物发酵做成有机生物肥料。最终，本发明能使畜禽养殖废水无害化、资源化，出水能稳定达到甚至优于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)和《农田灌溉水质标准》 (GB5084-2005)。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的一种畜禽养殖废水资源化处理系统的各个部分连接示意图。
图中标号：1-化粪池，2-厌氧反应器，3-预氧化池，4-混凝沉淀池，5-MAP 沉淀池，6-A/O池，7-CASS池，8-曝气砂滤池，9-一体化设备壳体。
具体实施方式
实施例
参见图1，图示中的一种畜禽养殖废水资源化处理系统为本发明的优选方案，具体包括串联连接的化粪池1、厌氧反应器2、预氧化池3、混凝沉淀池4、 MAP沉淀池5、A/O池6、CASS池7、曝气砂滤池8，其中化粪池1和厌氧反应器2则对废水进行预处理，预氧化池3、混凝沉淀池4、MAP沉淀池5、生物反应池和曝气砂滤池8集成设置在一体化设备壳体9，形成一个整体设备对废水进行连续处理，在靠近预氧化池3的壳体上设置预处理废水入口，接收预处理后的废水，靠近曝气砂滤池8的壳体上设置处理完后的废水排放口。
化粪池1和厌氧反应器2连通，对废水进行预处理，厌氧反应器2为上流式厌氧污泥床反应器，化粪池1和厌氧反应器2之间设置有将废水提升注入上流式厌氧污泥床反应器的水泵，在化粪池1的出口与厌氧反应器2的水泵入口之间通过机械格栅隔开。
畜禽养殖产生的废水直排进入化粪池1，进行粪污处理并加以过滤沉淀；然后将处理后的水经泵提升注入厌氧反应器2中，通过厌氧微生物的作用去除废水中部分COD及难降解有机污染物，进一步降低废水的SS；将以上预处理过后的出水引入一体化设备壳体9内，进行预氧化、混凝沉淀、氮磷回收、生化、曝气砂滤等各阶段处理，处理达标后排放。
具体的，预氧化池3内添加次氯酸钠、氯气、二氧化氯中的一种作为预氧化药剂。
在混凝沉淀池4内添加硫酸亚铁+PAC+PAM、硫酸亚铁+PAM、硫酸亚铁 +PFS+PAM中的一种组合作为沉淀剂。
MAP沉淀池5和混凝沉淀池4之间通过上部过水孔溢流连通，通过预氧化池3和混凝沉淀池4极大地提高了沉淀效率效果，利用鸟粪石MAP沉淀法对废水中的氮、磷进行回收，回收前将进水pH调节至9～12，提供鸟粪石MAP沉淀法环境的同时，可以对废水进行消毒。
本实施例将串联连接的A/O池6和CASS池7组合形成生物反应池，并在生物反应池内的好氧区域固定设置聚氨酯、HDPE、PE或PP材质的MBBR填料，该MBBR填料采用直径50-120mm的多孔悬浮球体，填充率为35％～70％。
在本发明的一种畜禽养殖废水综合处理系统中，预氧化池3、混凝沉淀池4、 MAP沉淀池5、生物反应池和曝气砂滤池8集成设置在一体化设备壳体9内，相邻池之间通过隔板隔开，同时通过隔板上部设置的过水通道溢流连通。
养殖场废水直接送入到化粪池初步沉淀，通过机械格栅对其进行初步的固液分离，由于废水中悬浮物含量高，废水经过泵送提升后进入上流式厌氧污泥床反应器进行厌氧反应，大量去除废水的COD、BOD，将其转化为沼气。上流式厌氧污泥床反应器出水中悬浮物含量依旧比较高，将其送入预氧化池和混凝沉淀池进行预氧化处理和初步沉淀，提高后续混凝沉淀的效率后再进入MAP沉淀池进行脱氮除磷处理，出水稳定沉淀后进入A/O池+CASS池，废水在A/O反应池中利用池中兼氧、好氧微生物的代谢作用将大量的有机污染物和氨氮去除。在缺氧段异养菌将污水中的有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率，废水中的氨氮在充足供氧条件下，被氧化成NO3 -、NO2 -。出水经过砂滤泥水分离后，经过消毒达标排放。
在以上处理流程中产生的沼气处理通过上流式厌氧污泥床反应器经过水封罐，进入气水分离罐，经过分离后，沼气经过脱硫处理净化后进入气柜贮存。产生的沼气一部分可以用于附进居民用气，一部分用于厂区发电机发电。
固液分离过程产生的污泥直接送入堆肥场；发酵装置产生的沼渣直接送入堆肥场；上流式厌氧污泥床反应器产生的污泥、混凝沉淀池及生化池产生的污泥都排入污泥浓缩池，污泥经过浓缩后用泵提升至脱水系统进行脱水处理，分离出的干泥运至堆肥场。并回收MAP沉淀池产生的磷酸铵镁沉淀作为一种优质的缓释肥料。
为了使本发明的目的和优点能进一步让人理解，以下结合本实施例中的一种畜禽养殖废水资源化处理系统的具体应用实例进行详细的说明。本领域相关人员应该明确，以下实例仅仅用于帮助理解本发明的技术效果，不应视为对本发明的具体限制。
取株洲市某养猪场的废水进行实验，各处理单元去除率详见表1，出水能稳定达到并优于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)和《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种畜禽养殖废水资源化处理系统，其特征在于：包括依次串联连通的预氧化池（3）、混凝沉淀池（4）、MAP沉淀池（5）、生物反应池和曝气砂滤池（8），所述预氧化池（3）设有预处理废水入口，所述曝气砂滤池设有排放口。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述预氧化池（3）内添加次氯酸钠、氯气、二氧化氯中的一种作为预氧化药剂。
3.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述混凝沉淀池（4）内添加硫酸亚铁+PAC+PAM、硫酸亚铁+PAM、硫酸亚铁+PFS+PAM中的一种组合作为沉淀剂。
4.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述MAP沉淀池和混凝沉淀池通过上部过水孔溢流连通。
5.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述生物反应池包括串联连接的A/O池（6）和CASS池（7）。
6.根据权利要求5所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述生物反应池内的好氧区域固定设置聚氨酯、HDPE、PE或PP材质的MBBR填料。
7.根据权利要求6所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述MBBR填料为直径50-120mm的多孔悬浮球体，填充率为35%~70%。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述预氧化池（3）、混凝沉淀池（4）、MAP沉淀池（5）、生物反应池和曝气砂滤池（8）集成设置在一体化设备壳体（9）内。
9.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，还包括与预氧化池（3）的预处理废水入口串联连接的化粪池（1）和厌氧反应器（2），对废水进行预处理，所述化粪池（1）和厌氧反应器（2）之间通过机械格栅隔开。
10.根据权利要求9所述的一种畜禽养殖废水资源化处理系统，所述厌氧反应器（2）为上流式厌氧污泥床反应器，所述化粪池（1）和厌氧反应器之间设置有将废水提升注入上流式厌氧污泥床反应器的水泵。
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