CN1548390A

CN1548390A - 厌氧消化出水好氧后处理新工艺

Info

Publication number: CN1548390A
Application number: CNA031179223A
Authority: CN
Inventors: 邓良伟
Original assignee: Biogas Institute of Ministry of Agriculture
Current assignee: Biogas Institute of Ministry of Agriculture
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-11-24

Abstract

本发明系关于一种畜禽养殖场废水厌氧消化出水好氧后处理新工艺。解决养殖场废水厌氧发酵后厌氧出水好氧后处理效果差的问题。本发明包括向厌氧出水添加原废水改善厌氧出水可生化性与碳氮比、然后采用SBR(序批式活性污泥法)工艺及其优化的设计参数与运行调控措施对养殖场废水厌氧消化出水进行好氧后处理，完全利用微生物的方法脱出高浓度氨氮(NH₄ ⁺－N)，并且使有机污染物(COD、BOD₅)的去除效果大为改善，好氧处理出水不需再经过任何后处理即可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596－2001)。可广泛用于畜禽养殖业。

Description

厌氧消化出水好氧后处理新工艺

畜禽规模化饲养有利提高于生产效率，但是这种集中饲养方式造成了粪尿过度集中和冲洗水大量增加，给环境带来了极大压力，部分地区，养殖废弃物已成为当地主要污染物。

对于高浓度畜禽养殖废水，采用既可降解大部分有机污染物，又能回收甲烷的厌氧+好氧工艺是一种公认的可持续的处理方法，并且国内外已有相当多处理养殖场废水的厌氧消化工程(沼气工程)。对于厌氧消化出水的后处理，以往采用常规二级生化法如活性污泥法、氧化沟、生物转盘以及接触氧化法(徐洁泉1991，郑武1998)进行处理。这些方法处理效果不理想，尤其对NH₄ ⁺-N的去除效果差。近几年，序批式活性污泥法(SBR)由于其良好的除磷脱氮效果，在养殖场废水处理领域得到了广泛的应用，基本上替代了传统的二级生化处理方法。但是绝大多数是利用SBR直接处理养殖场原废水(Bortone 1992，Fernandes 1994，Lee 1997，Tilche 1999，Ra 2000等)，废水在反应器中的停留时间很长，一般9～30天，所需反应器大，能耗高，污泥量多，投资大，运行费用高。而利用SBR处理养殖场废水厌氧消化出水的报导却很少，已见的试验研究及工程实例报导中，处理效果都比较差，COD去除率仅10％～40％，TKN去除率47.2％～64.6％(Jung-jeng-Su1999)，NH₄ ⁺-N去除率68.7％(Ng Wun Jern 1987)，55％～57.3％(杨虹2000)，出水COD在500mg/L以上，NH₄ ⁺-N在150mg/L以上，仍不能满足排放标准。一般还须利用氧化塘进行进一步后处理(李长生1997，2001)。养殖场粪水厌氧出水后处理效果差的关键问题是由于低BOD₅高NH₄ ⁺-N，硝化作用致使系统pH降至6以下(Ng Wun Jern1987，杨虹2000)，反硝化作用弱，碱度不足不能得到回补，致使处理系统“酸化”，微生物性能恶化。加碱是人们通常采用的方法(杨虹等，2000)，但是加碱大大增加了处理设施和运行费用，在工程上难以实施。

本发明系关于一种畜禽养殖场废水厌氧消化出水好氧后处理新工艺。关键在于解决养殖场废水采用厌氧发酵后厌氧出水好氧后处理效果差的问题。本发明的特点在于配水及SBR工艺条件控制，体现在厌氧出水的后处理中。而整个废水处理的前处理、厌氧消化系统与常规方法基本相同。

前处理包括粪尿污水收集、固液分离、集水池等单元。本发明要求在集水池设厌氧消化池进料泵和配水池进料泵分别用于厌氧消化池进料及配水。

厌氧消化系统包括厌氧消化反应器、沼气贮存、净化与利用。厌氧消化反应器根据废水特性可采用厌氧接触反应器(AC)、复合厌氧反应器(UBF)、上流式厌氧污泥床(UASB)，厌氧消化反应器出水应进入厌氧沉淀池进行泥水分离。

厌氧沉淀池的出水进入配水池、配水池的容积按SBR(序批式活性污泥法)一个运行周期进水量计算。从集水池泵入部分未进行厌氧消化的原养殖场废水对厌氧消化出水进行配水。

配水比例：厌氧出水∶原水＝6～8∶2～4。

将配水后的厌氧出水泵入SBR池进行好氧后处理，SBR的水力停留时间3～5天，容积负荷0.3～0.5kg-BOD₅/m³.d，污泥负荷0.07～0.15kg-BOD₅/kg-MLSS.d，MLSS 4000～6000mg/L。

SBR每天运行2个周期，12小时为1个周期，其中进水1.0h，闲置3.0h，曝气6.0h，沉淀1.0h，排水1.0h；或者SBR每天运行3个周期，8小时为1个周期，其中进水0.5h，曝气4.0h，闲置2.0h，沉淀1.0h，排水0.5h。

SBR处理后的出水用滗水器排出。出水不需再经过任何后处理即可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。

配水与SBR工艺条件控制的新颖性表现在以下几方面：

(1)改善厌氧出水的可生化性(BOD₅/COD)，养殖场废水厌氧出水可生化性很低，一般BOD₅/COD比值在0.20左右，其中有机物基本上是难降解有机物，直接对厌氧出水进行好氧处理，COD去除率仅10％～40％，出水COD在500mg/L以上。经过配原废水后，可使BOD₅/COD比值提高到0.40以上，通过微生物的共代谢作用使易降解有机物去除的同时去除部分难降解有机物，使COD去除率大大提高。

(2)畜禽养殖废水厌氧消化出水富氮缺碳，通过配水可以改善厌氧出水的碳氮比，使微生物生长的碳氮比更趋合理，有利于微生物生长繁殖。

(3)通过配水可以增加厌氧出水中易降解性有机物，有利于反硝化作用，从而可增加碱度，维持处理系统正常的pH值，使降解有机物的微生物以及硝化反硝化微生物得以正常生长。同时反硝化作用增强，减少了系统中硝酸盐氮(NO₃ ^--N)积累及其对硝化的抑制作用，有利于硝化作用，从而促进了NH₃-N的转化以及氮的最终去除。

(4)SBR(序批式活性污泥法)采用较小的充水比(1∶10)，相当于较大的回流比(10∶1)，稀释了进水NH₄ ⁺-N浓度，增强了反硝化作用及脱氮效果，进而增加系统碱度。

(5)采用较长的闲置周期(2～3h)，延长了反硝化作用时间，使反硝化作用更加彻底。

实施例：某养殖场常年存栏约120000头猪，年出栏商品猪200000头，排放废水2000～2500m³/d。废水处理工程包括调节池400m³，水解池、集水池800m³，厌氧消化池6000m³，沉淀、配水池600m³，SBR池7200m³，污泥浓缩池900m³，贮气柜1000m³。

该工程采用了本发明的配水与SBR工艺控制条件。配水比例：厌氧消化出水∶原水＝6～8∶2～4。SBR每天运行3个周期，8小时为1个周期，其中进水0.5h，曝气4小时，闲置2小时，沉淀1.0h，排水0.5h。

运行结果见表1。处理出水达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。

表1某养殖场废水处理工程运行结果

项目进水厌氧出 SBR出水总去除(％)

水

COD 5616～9965 711～142 216～341 ＞95

(mg/L) 3

BOD₅ 3960～4460 168～278 11.2～19.9 ＞99

(mg/L)

NH₄ ⁺-N 278～1114 348～102 2.4～10 ＞99

(mg/L) 9

TN(mg/L) 754～1415 590～917 51.8～51.9 ＞93

SS(mg/L) 2310～5410 510～960 70～110 ＞97

pH 7.1～7.5 7.2～7.5 7.0～7.5

Claims

一种畜禽养殖场废水厌氧出水的处理新工艺，包括前处理系统、厌氧消化系统以及好氧后处理系统，本发明的新颖性体现在厌氧出水好氧后处理系统，特征在于：

(1)采用配水-SBR(序批式活性污泥法)工艺处理畜禽养殖场废水厌氧出水；
(2)首先用未经厌氧消化的原废水对厌氧出水进行配水，配水比例为：厌氧出水∶原水＝6～8∶2～4；
(3)然后采用SBR(序批式活性污泥法)工艺对配水后的厌氧出水进行好氧后处理；
(4)SBR的设计参数为：水力停留时间(HRT)3～5天，容积负荷0.2～0.5kg-BOD₅/m³.d，污泥负荷0.07～0.15kg-BOD₅/kg-MLSS.d，MLSS 4000～6000mg/L；
(5)SBR运行控制条件为：每天2个周期运行，12小时为1个周期，其中进水1.0h，闲置3.0h，曝气6.0h，沉淀1.0h，排水1.0h；或者SBR每天3个周期运行，8小时为1个周期，其中进水0.5h，曝气4.0h，闲置2.0h，沉淀1.0h，排水0.5h。