CN111517573A - 一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，属于养殖废水处理领域。一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，通过对养殖场废水进行固液分离，不仅能够提高后续处理效率高，而且能将分离出的固体物质变废为宝，改善我国农村地区生态环境的同时也实现农业和畜牧业健康的发展。因此，对养殖场废水进行固液分离既具有社会效益又有经济效益，既可以解决粪渣在沼气池的淤积问题，避免残渣堵塞气孔，充分发挥处理工艺的作用；通过固液分离可以很大程度的降低废水中COD，降低厌氧处理的容积负荷，缩小了厌氧处理装置的容积和占地面积。
Description
技术领域
本发明涉及养殖废水处理领域，尤其涉及一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统。
背景技术
随着人民生活水平的提高，我国畜禽养殖业得以飞速发展。全国畜禽养殖业排放的化学需氧量达1268.26万吨，占农业源排放总量的96％；总氮和总磷排放量为102.48万吨和16.04万吨，分别占农业源排放总量的38％和56％。畜禽养殖废水已继工业废水、生活污水之后成为第三大污染源。因此，如何规模化地处置畜禽养殖污染物成为亟待解决的问题。
畜禽养殖废水有四大特征：①高COD，其COD浓度达到：5000～2000mg/L；②高氨氮，浓度至少在600mg/L以上；③高悬浮物，浓度在5000～12000mg/L；④色度难去除，另外还含有抗生素、重金属等。其危害大致有五个方面：①与传统农户分散饲养相比，规模化养殖有利于改良提高畜禽的饲养方式，提高饲养效率和技术，防疫能力及管理水平，大大提高生产效率和饲料转换率，节约饲养成本，增加经济效益，但随着养殖规模的扩大，畜禽粪便冲洗水量增大，废水中污染物含量高，处理措施不足或利用不当会对环境造成危害。②水体富营养化及土壤污染：畜禽对所喂食蛋白质饲料的吸收利用率较低，饲料中50-70％的氮、磷随粪便、尿液排出体外，因此其粪便中含有大量的氮磷化合物。未经处理的粪便经水冲刷排入河流中或通过地表径流和土壤渗滤进入地表水体、地下水层并在土壤中积累，氮磷化合物转化为硝酸盐和磷酸盐，引起水体中藻类过度繁殖及土壤板结，对水环境和土壤造成严重危害。③大气污染：畜禽养殖产生大量粪便，散发出含有NH3、H2S、甲基吲哚、脂肪族醛类、硫醇、胺类等恶臭物质的气体，易刺激人体嗅神，危害呼吸道，CO2、CH4等气体还会造成温室效应。④生物污染：目前已有报道的200种“人畜共患传染病”中，其中由猪传染的有25种，患病或隐性带兵的生猪会随粪便排出多种致病菌、病毒及寄生虫卵，如炭疽、布氏杆菌病等。未经处理的畜禽养殖废水排入河道会引起水源水体污染，人类饮水造成传染疾病的流行。⑤重金属污染：追求高效的经济利润，养殖户向饲料中添加含有铜、砷、汞、锌、硒等重金属元素的促生长添加剂，为增强畜禽抵抗力常饲喂含对氨基苯砷酸和硝羟基苯砷酸等微量元素的饲料。该多种元素未经猪体吸收利用排出体外进入水体、土壤等周边环境，或经食物链的生物富集作用进入人体，威胁人类健康。
现有的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，固液分离过程分离效果差，导致后续生物处理废水效率低下。
发明内容
本发明的目的是为了解决固液分离过程分离效果差，导致后续生物处理废水效率低下的问题，而提出的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，包括以下步骤：
S1、利用格栅过滤养殖废水中的呈悬浮或漂浮状态的大颗粒物体，如残余饲料和粪渣等，避免阀门和管道的堵塞；
S2、将经格栅过滤的养殖废水输送进入调节池中，减少处理系统废水流量的波动，平均流量，防止短时间废水处理负荷过大对废水处理设施的冲击，保证处理设施每个时间段废水量相对稳定；
S3、将调节池中的养殖废水通过管道输送至毛细管固液分离池中，通过毛细管固液分离池将养殖废水进行固液分离，提高后续处理效率，其中固体废渣与S1中的格栅过滤废渣进行堆肥处理；
S4、将S3中的经毛细管固液分离池输出的废水输入NBSFAOSP反应器中，经NBSFAOSP反应器除碳、脱氮和除磷的废水，排入人工湿地进行脱氮除磷生态处理，之后达标进行排放。
优选地，所述毛细管固液分离池上半部铺设砂砾其高度为装置高度的70％，所述毛细管固液分离池下半部铺设毛细管排水带，所述毛细管排水带下方左右两侧铺设有水平排水管，所述水平排水管具有2％的坡度，所述水平排水管较低一端与出水口连接，坡度较高一端连接直角转接弯头，弯头与竖直排水管连接，所述竖直方向排水管另一端开口并高于砂石层，以便清洗管道。
优选地，所述毛细排水带采用薄片式软质塑料材料，通常材料尺寸为长1200mm，宽200mm，厚2mm，在材料截面上每隔3mm开设直径为1mm的毛细管，毛细管下部为0.3mm宽的窄槽，上部为尺寸稍大的圆型沟。
优选地，所述NBSFAOSP反应器中依次分为集气管、填料区、曝气充氧装置、沉淀区和分段进水区。
优选地，所述分段进水区采用多段进水投配量采用逐级减少的方式，具体加水量根据以下公式进行添加：
式中δ为脱氮效率，a1、a2、......ai为各级进水配比，δ为反应器进水级数。
优选地，所述NBSFAOSP反应器添加的接种污泥为活性污泥，污泥性状良好，在添加之前先将取回的污泥沉淀一天，倒去上清液并过滤淘洗后平均投放于反应器各个隔室中，接种污泥的填充量约占反应器容积的三分之一，污泥相关参数为TSS26g/L，VSS12.5g/L。
与现有技术相比，本发明提供了一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，具备以下有益效果：
1.本发明通过对养殖场废水进行固液分离，不仅能够提高后续处理效率高，而且能将分离出的固体物质变废为宝，改善我国农村地区生态环境的同时也实现农业和畜牧业健康的发展。因此，对养殖场废水进行固液分离既具有社会效益又有经济效益，既可以解决粪渣在沼气池的淤积问题，避免残渣堵塞气孔，充分发挥处理工艺的作用；通过固液分离可以很大程度的降低废水中COD，降低厌氧处理的容积负荷，缩小了厌氧处理装置的容积和占地面积，降低了造价，同时为高效的生物处理工艺创造了条件，节约能耗；固液分离出的废水中固体有机物，经过好氧堆肥和厌氧发酵后产物可作为优质有机复合肥的原料，不仅可以为施用于自家农田，也可以出售给有机肥厂；通过固液分离将分离出的液体和固体分开处理，废水中的固体物质和粪便一起通过好氧堆肥发酵后，由农户外运作为农肥产生的原料，液体经过进一步处理达标后排放就近水体或者回用，这样将种植业和养殖业联系起来，实现经济发展和环境保护。
附图说明
图1为本发明提出的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统的试验运行数据图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，包括以下步骤：
S1、利用格栅过滤养殖废水中的呈悬浮或漂浮状态的大颗粒物体，如残余饲料和粪渣等，避免阀门和管道的堵塞；
S2、将经格栅过滤的养殖废水输送进入调节池中，减少处理系统废水流量的波动，平均流量，防止短时间废水处理负荷过大对废水处理设施的冲击，保证处理设施每个时间段废水量相对稳定；
S3、将调节池中的养殖废水通过管道输送至毛细管固液分离池中，通过毛细管固液分离池将养殖废水进行固液分离，提高后续处理效率，其中固体废渣与S1中的格栅过滤废渣进行堆肥处理；
S4、将S3中的经毛细管固液分离池输出的废水输入NBSFAOSP反应器中，经NBSFAOSP反应器除碳、脱氮和除磷的废水，排入人工湿地进行脱氮除磷生态处理，之后达标进行排放。
进一步，优选地，毛细管固液分离池上半部铺设砂砾其高度为装置高度的70％，毛细管固液分离池下半部铺设毛细管排水带，毛细管排水带下方左右两侧铺设有水平排水管，水平排水管具有2％的坡度，水平排水管较低一端与出水口连接，坡度较高一端连接直角转接弯头，弯头与竖直排水管连接，竖直方向排水管另一端开口并高于砂石层，以便清洗管道。
进一步，优选地，毛细排水带采用薄片式软质塑料材料，通常材料尺寸为长1200mm，宽200mm，厚2mm，在材料截面上每隔3mm开设直径为1mm的毛细管，毛细管下部为0.3mm宽的窄槽，上部为尺寸稍大的圆型沟。
进一步，优选地，NBSFAOSP反应器中依次分为集气管、填料区、曝气充氧装置、沉淀区和分段进水区。
进一步，优选地，分段进水区采用多段进水投配量采用逐级减少的方式，具体加水量根据以下公式进行添加：
式中δ为脱氮效率，a1、a2、......ai为各级进水配比，δ为反应器进水级数。
进一步，优选地，NBSFAOSP反应器添加的接种污泥为活性污泥，污泥性状良好，在添加之前先将取回的污泥沉淀一天，倒去上清液并过滤淘洗后平均投放于反应器各个隔室中，接种污泥的填充量约占反应器容积的三分之一，污泥相关参数为TSS26g/L，VSS12.5g/L。
实施例2：基于实施例1，但有所不同的是：
以下是根据实施例1进行试验的工艺运行状况，具体结果参照下表1：
表1试验运行参数
参照上表1和图1，可以看出在有氧条件下，异养菌生长迅速，靠自养硝化细菌进行的硝化作用比较缓慢，只能在有机物氧化基本完成后自养硝化细菌才能快速增长。自养硝化细菌对溶解氧的争夺能力劣于异养菌，因此在脱氮工艺中硝化过程需要很大的池容，由图1可知，随着进水有机物浓度增加，对硝化速率的抑制也逐渐加大。不过就总氮去除率而言，有机物的增加提高了总氮的去除率，部分硝态氮可以通过反硝化作用而转化为氮气得到降解。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用格栅过滤养殖废水中的呈悬浮或漂浮状态的大颗粒物体，如残余饲料和粪渣等，避免阀门和管道的堵塞；
S2、将经格栅过滤的养殖废水输送进入调节池中，减少处理系统废水流量的波动，平均流量，防止短时间废水处理负荷过大对废水处理设施的冲击，保证处理设施每个时间段废水量相对稳定；
S3、将调节池中的养殖废水通过管道输送至毛细管固液分离池中，通过毛细管固液分离池将养殖废水进行固液分离，提高后续处理效率，其中固体废渣与S1中的格栅过滤废渣进行堆肥处理；
S4、将S3中的经毛细管固液分离池输出的废水输入NBSFAOSP反应器中，经NBSFAOSP反应器除碳、脱氮和除磷的废水，排入人工湿地进行脱氮除磷生态处理，之后达标进行排放。
2.根据权利要求1所述的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，其特征在于：所述毛细管固液分离池上半部铺设砂砾其高度为装置高度的70％，所述毛细管固液分离池下半部铺设毛细管排水带，所述毛细管排水带下方左右两侧铺设有水平排水管，所述水平排水管具有2％的坡度，所述水平排水管较低一端与出水口连接，坡度较高一端连接直角转接弯头，弯头与竖直排水管连接，所述竖直方向排水管另一端开口并高于砂石层，以便清洗管道。
3.根据权利要求2所述的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，其特征在于：所述毛细排水带采用薄片式软质塑料材料，通常材料尺寸为长1200mm，宽200mm，厚2mm，在材料截面上每隔3mm开设直径为1mm的毛细管，毛细管下部为0.3mm宽的窄槽，上部为尺寸稍大的圆型沟。
4.根据权利要求1所述的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，其特征在于：所述NBSFAOSP反应器中依次分为集气管、填料区、曝气充氧装置、沉淀区和分段进水区。
5.根据权利要求4所述的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，其特征在于：所述分段进水区采用多段进水投配量采用逐级减少的方式，具体加水量根据以下公式进行添加：
式中δ为脱氮效率，a1、a2、......ai为各级进水配比，δ为反应器进水级数。
6.根据权利要求1所述的一种畜牧业养殖废水的处理方法及其系统，其特征在于：所述NBSFAOSP反应器添加的接种污泥为活性污泥，污泥性状良好，在添加之前先将取回的污泥沉淀一天，倒去上清液并过滤淘洗后平均投放于反应器各个隔室中，接种污泥的填充量约占反应器容积的三分之一，污泥相关参数为TSS26g/L，VSS12.5g/L。
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