CN1445176A

CN1445176A - 一种利用矿化垃圾处理畜禽废水的方法

Info

Publication number: CN1445176A
Application number: CN03116755A
Authority: CN
Inventors: 赵由才; 邵芳; 黄仁华; 边炳鑫
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2003-10-01

Abstract

一种利用矿化垃圾处理畜禽废水的方法，涉及畜禽粪尿废水的净化处理工艺。首先选用已经填埋5－40年的矿化垃圾作为反应床的生物填料。然后在反应床上装填上述矿化垃圾。矿化垃圾的填装重量是废水的2－5倍。接着将经过厌氧处理和粗滤后的高浓度畜禽废水用泵提升到反应床顶部，通过喷洒装置使废水均匀洒淋在矿化垃圾表面进行淹水，废水停留在矿化垃圾内进行反应后，由反应床底部全部排入贮水池落干。淹水和落干比控制在1∶2－11倍。用本发明处理畜禽废水的出水溶解氧高、pH呈中性、色度、SS、CODcr、BOD₅及NH₃－N、总磷、大肠杆菌的平均去除率分别为64.7％、54.29％、75.33％、88.71％、94.55％、99.83％、98.57％，均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》。且经济和社会效益十分明显。

Description

一种利用矿化垃圾处理畜禽废水的方法

技术领域

本发明涉及饲养猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅等畜禽所产生的粪尿废水的净化处理工艺。

背景技术

随着人口的增加，为满足人体需求的动物蛋白也相应要增加。特别是中国80年代菜蓝子工程实施以来，畜禽养殖规模和产值均发生了巨大变化。肉类、奶类和禽蛋产量以每年10％以上递增，产量已超过美国，并连续几年保持世界第一。禽畜养殖业的发展极大地丰富了市场消费，满足了人民生活的需求，同时也带来了不容忽视的环境污染问题。专家认为，饲养一头猪、一头牛、一只鸡，每年所产生的粪尿、废水、臭气的污染负荷，其人口当量分别为8-12人、30-40人、5-7人。

为此，国内外对畜禽粪尿废水已经采用了多种方法处理进行。这些工艺归纳起来为沼气发酵、好氧生化处理、生物转化、氧化沟法、厌氧处理工艺(水压式沼气池)、厌氧处理+好氧处理工艺、曝气氧化塘+生物稳定塘等。其中采用最多的是厌氧处理工艺，即厌氧发酵法：在厌氧条件下，通过微生物作用降解粪尿废水中的有机物，产生了可实现循环利用的沼气，处理后的沼液和沼渣作为肥料或鱼类的部分饲料使用。该方法无污染、无废弃物，而且工程造价低，投资省，经济、环境效益好。但该工艺流程存在如下缺陷：

A由于规模化畜禽场的清粪方式大多采用水冲清粪尿，产生的粪水中悬浮物浓度高时可达10000mg/L，增大了处理量，造成消化池池容过大，投资增加。同时，消化池也不能随有机负荷的变化，而调整废水的水力停留时间，因此消化池体积较大，增加了土地用量。

B.消化池为完全混合式，产酸菌和产甲烷菌均不在最佳环境条件下生存，因此其活性受到抑制，降低了处理效率。

C.除磷脱氮效果很差，基本上无法达标。

近年来，有越来越多的规模化畜禽场所产生的废水采用厌氧处理+好氧处理工艺：先用高效厌氧反应器(UASB)作为厌氧处理单元，COD去除率可达70％-80％，然后采用活性污泥或生物接触氧化法作为好氧处理单元，COD去除率可达50％-60％，最后采用氧化塘作为最终出水修饰单元，经这种组合工艺处理后基本能达到国家三级排放标准，但是要想达到《畜禽养殖业污染物排放标准》，尚需增加一段好氧处理或缺氧脱氮处理单元，这无疑会增加基建投资和运行费用。

发明内容

本发明的目的是公开一种处理畜禽废水的新方法，这种方法不但能节省基建投资和运行费用，而且能去除高浓度畜禽废水中的COD、BOD、SS、氨氮、总磷、大肠杆菌类微生物等有机污染物，还能提高处理后的出水的溶解氧，使PH呈中性、色度下降，最终使出水的所有指标都达到《畜禽养殖业污染物排放标准》。

为了达到上述目的，本发明是这样进行的：首先选用在填埋场已经填埋5-40年，含水率为20-36％的矿化垃圾作为反应床的生物填料，进行筛选，剔除其中颗粒粒径大于16mm的石子、碎玻璃、未完全降解的橡胶、塑料以及木棒、纸类等杂物。然后在反应床底端垫有孔径5-10mm的PVC板上装填直径30-50mm的碎石层，碎石层高度为10-15cm，主要起到撑托及隔离矿化垃圾、澄清出水及充氧的作用。碎石层上面装填上述筛选合格的矿化垃圾。矿化垃圾的填装重量为待处理畜禽废水重量的2-5倍。接着将经过厌氧处理和粗滤后的高浓度畜禽废水用泵提升到反应床顶部，通过喷洒装置使畜禽废水尽可能均匀洒淋在矿化垃圾表面上，控制泵入废水的进水时间(淹水)与废水停留在矿化垃圾内进行反应的时间(落干)的比例，淹水∶落干为1∶2-11倍，使畜禽废水与矿化垃圾充分作用。最后畜禽废水穿过填料层由反应床底部全部排入贮水池，完成净化过程。经检测结果表明，处理后的出水的各项监测指标均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》。

本发明具有如下的优点

1.本发明的处理效果好。由于本发明采用矿化垃圾作为生物填料，而矿化垃圾类似土壤腐殖质，有较大的比表面积、松散的结构、较好的水力传导和渗透性能、适宜的pH、较好的阳离子交换能力等；并且含有大量和丰富的微生物种群，这些微生物具有很强生存和降解能力，因此可使畜禽废水中的各种有机污染物完全被降解，SS、COD、BOD、氨氮总磷、大肠杆菌类微生物、色度等所有指标均达标。

2.本发明的工艺容易控制，矿化垃圾作为三相多孔介质具有容纳水和传输水的能力，其水力传导率、水力渗透性能、给水度、持水量等都能达到最大的水力负荷，所以很容易控制，不会堵塞。

3.本发明的矿化垃圾作为生物填料或介质，具有其它介质所无法比拟的优越性能。因为从生物角度出发，优良的生物种群接种和较高的细菌总数说明不仅具有丰富的生物相，而且由于对于有毒有害物质有与生俱来的亲和性和抵抗性，无须对其中的微生物进行驯化或是筛选，就能对有毒有害或难生物降解有机化合物具有较好的抵抗力和忍受力。

4.由于矿化垃圾的资源非常充足，可以认为是取之不绝用之不尽的。同时本发明的工艺要求和设备投资简单易行，所以本发明的经济效益十分明显。

5.由于本发明没有二次污染，所以具有极大的社会效益。

具体实施方式

首先，选用内径为40厘米，高120厘米的圆柱形容器作为反应床。反应床内装有上海老港垃圾填埋场己填埋10年的矿化垃圾，作为反应床的生物填料。矿化垃圾是挖出后经筛分：剔除粒径大于16mm的石子、碎玻璃、未完全降解的橡胶、塑料以及木棒、纸类等杂物。在反应床底部垫有孔径为10mm的PVC多孔板，其上装填直径大于30mm的碎石层，碎石层高度为10cm，主要起到撑托垃圾及隔离垃圾、澄清出水及充氧的作用。碎石层上面装填上述筛选合格的含水量为26％的200公斤矿化垃圾。接着将取自浦东某猪场经厌氧处理和粗滤后的60公斤猪粪尿和冲洗废水，用蠕动泵提升到反应床内的生物填料顶部，通过喷洒装置使猪粪尿废水尽可能均匀洒淋在矿化垃圾表面上。这些废水虽然经过预处理，但是仍属高浓度废水，其水质各项指标请参阅表1猪场废水性质及其处理效果。进废水的时间与废水淹水浸泡停留在矿化垃圾内进行反应的时间比为：大肠杆菌的去除试验条件是8h连续进水80kg进行淹水，16h落干；其它水质项目的试验条件为：3h连续进水60kg，21h落干。落干时间的长和短采用反应床底部装有的橡胶管上钻的几个小孔孔径大小来实现。如此以淹水-落干交替循环的工作方式运行，使废水与矿化垃圾充分作用。最后穿过填料层由反应床底部排入贮水池而落干。其CODcr、BOD₅、NH₃-N、总磷的平均去除率分别为91.8％、91.6％、97.0％、98.3％。出水呈中性。处理后的出水中的DO的含量超过了渔业用水的DO含量标准，色度达到污水排放一级标准(GB8978-1996)，SS达到污水排放二级标准，污染物综合指标如BOD5、COD、氨氮可以达到或优于《上海市畜禽污染防治暂行规定》的排放标准，出水水质得到明显改善。处理后出水水质见表1。

表1 猪场废水性质及其处理效果

进水水质出水水质去除率

水质项目

浓度范围浓度均值浓度范围浓度均值 (平均值，％)

pH值 7.2～8.5 8.04 6.2～7.8 6.9

COD_Cr(mg/L) 621～878 776 33.1～99.6 56.4 92.7

BOD₅(mg/L) 136～191 165 11.0～18.2 13.8 91.6

DO(mg/L) 1.22～2.4 1.32 3.7～6.8 5.3

氨氮(mg/L) 261～483 357 0.3～25.1 10.7 97.0

NO₃ ^--N(mg/L) 2.09～44.2 17.6 8.2～628 310

NO₂ ^--N(mg/L) 0.03～8.9 3.6 0.13～70.6 14

总氮(mg/L) 513～701 637 407～799 537 15.7

总磷(mg/L) 24.2～47.5 35.2 0.1～2.3 0.6 98.3

SS(mg/L) 83～407 175 43～239 80 54.3

色度 40～200 102 20～70 36 64.7

(稀释倍数)

大肠杆菌 700 ＜10 98.6

(个/mL)

表1试验结果表明，本发明经过矿化垃圾生物反应床处理后的畜禽废水，出水溶解氧明显提高，pH值呈中性，去除率较高而且稳定，各项监测指标均达到2003年1月1日实施的《畜禽养殖业污染物排放标准》。

Claims

1.一种利用矿化垃圾处理畜禽废水的方法，其特征在于：首先选用在填埋场已经填埋5-40年，并剔除其中颗粒大于16mm的石子、碎玻璃、未完全降解的橡胶塑料以及木棒、纸类等杂物后，含水率20-36％的矿化垃圾作为反应床的生物填料；然后在底端垫有孔径5-10mm的PVC板，其上装填直径30-50mm的碎石层的反应床上，装填上述筛选合格的矿化垃圾；矿化垃圾的填装重量为畜禽废水重量的2-5倍；接着将经过厌氧处理和粗滤后的高浓度畜禽废水用泵提升到反应床顶部，通过喷洒装置使废水均匀洒淋在矿化垃圾表面上进行淹水，废水停留在矿化垃圾内进行反应后，由反应床底部全部排入贮水池落干，淹水和落干的时间比控制在1∶2-11倍，完成净化过程。