CN216513322U - 一种猪场污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种猪场污水处理系统，属于猪粪污水处理领域。该方案主要由污水收集、处理与储存三方面组成。其中高浓度猪粪水与低浓度生活污水分收集，区别处理。本实用新型可有效净化猪场污水，缩短工艺流程、节省占地面积，降低污水处理总负荷，减轻出水消纳负担，同时回收生物质能源，降低曝气能耗以及药剂投加费用，节约运行维护成本。

Description

一种猪场污水处理系统

技术领域

本实用新型方法属于环保领域，特别涉及一种猪场污水处理系统。

背景技术

养殖1万头猪产生的排污负荷相当于一个10～13万人口城镇的。在效益农牧业生产越来越发达的今天，我国畜禽养殖污染防治问题日益突出。随着我国规模化养殖进程的加快，其行业废水具有产生和排放量大、污染物浓度高、处理效率低、出水消纳难的典型特征。

对于此类问题，目前我国并没有针对性的污水处理方案，最常见的做法仍是采用常规污水处理组合工艺，具体为：将厂区与生活区污水合并收集，共同处理，主要处理流程包括格栅、固液分离、混凝/絮凝等预处理，以及厌氧生物处理(如上流式厌氧污泥床UASB或连续搅拌反应器系统CSTR)，两级AO生物脱氮，出水经化学氧化进一步去除有机物，再通过混凝进行化学除磷，最终消毒排放。该方法的不足之处在于：(一)工艺流程长，构筑物多，能耗高且土建成本和药剂成本投入大，达标率低；(二)通常为节约成本而采用石灰作为预处理混凝剂，不仅使得化学泥量大增，污水pH升高；其产生的化学污泥与猪粪混合难以发酵，限制了粪肥的进一步还田利用。(三)高级氧化采用的是芬顿氧化的方法处理生化反应出水，首先其在不调节pH条件下的效果极为有限，其次亚铁与双氧水投加成本高，并且双氧水作为易制爆药剂其适用又存在一定风险。再者，该方法只对土地面积辽阔、地质结构稳固的环境条件宽松的地区适用。事实上，南方很多猪场选址因为要避开生态环境敏感区，加之响应国家乡村振兴的号召，只能定在一些诸如喀斯特地貌的山区，土层较薄、土质疏松之处。有些甚至需要对山体进行削峰以及填谷来获取平整的较大面积土地。综上，面对诸多环境限制，常规猪场污水处理方案显然不再经济适用。

基于此，需要开发针对喀斯特地貌的猪场粪污收集处理方案，实现对特定地理环境下的高浓度猪粪污水的高效、低耗、短流程污染物去除和能源回收利用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种猪场污水处理系统。

本实用新型猪场污水处理系统包括低浓度污水处理系统和高浓度污水处理系统；

所述高浓度污水处理系统包括格栅池1、集水池2、固液分离池3、高浓度污水调节池4、磁混凝池5、初沉池6、中转池、UASB反应罐7、两级AO-MBR系统8、混凝/絮凝池9、终沉池10、消毒池11、二级氧化塘12，通过管道依次连接；

进一步，所述高浓度污水处理系统还包括沉淀池，所述沉淀池通过管道与高浓度污水调节池连接；

所述低浓度污水处理系统包括厨房出口的隔油池、化粪池、所述低浓度污水调节池、一级氧化塘，其中化粪池通过管道连接低浓度污水调节池，低浓度污水调节池通过管道连接一级氧化塘，一级氧化塘通过管道与高浓度污水处理系统的二级氧化塘连接。

进一步，所述一级氧化塘出水的水平高度高于二级氧化塘进水高度，一级氧化塘的出水经管路由重力引导进入二级氧化塘，以达到稀释猪粪水处理出水的目的。处理后的低浓度污水作为高浓度污水最终处理出水的稀释水，可以有效节约用水资源，并为排水达标增加额外保障。

进一步，所述磁混凝池包括磁粉反应池、混凝池和絮凝池并依次连接，每个池子的出水口都设置在上方，出口处设置翻水挡板使得污水进行流动；磁混凝池外部设置药物储罐通过计量泵与混凝池和絮凝池的仪表连锁控制调节加药量，药液管路通到相应池子进水口的位置；

进一步，磁混凝池加药方式为：首先通过磁粉投加装置将磁粉加入磁粉反应池充分混合后，其中磁粉主要成分为Fe₃O₄(280～300目)，污水进入混凝池通过PAC计量泵投加PAC，然后进入絮凝池经PAM计量泵投加PAM，慢速搅拌；

进一步，磁混凝池设置磁分离净化设备，磁分离净化设备包括泥水分离装置和超磁分离辊，泥水分离装置用于磁混凝后含磁泥渣与水的分离，泥渣再经超磁分离辊将泥与磁种分离，污泥进入污泥处理系统脱水干化，磁种回用；

进一步，所述UASB反应罐外接储气膜；

进一步，所述UASB反应罐产生的沼气经储气膜贮存，外接沼气净化系统，该沼气净化系统与锅炉系统连接，锅炉系统可烧热水供员工淋浴，还可为UASB反应罐保温；

进一步，所述两级AO-MBR系统为基于短程生物脱氮的MBR，两级AO-MBR系统包括A1、O1、A2、O2四个池子并依次连接；

进一步，所述A1、O1、A2、O2四个池子为平行并列设置，其中A1池和O1池的一侧侧联通，O1池另一侧和A2池一侧联通，A2池的另一侧和O2池联通，从而实现污水在A1池至O2池流动过程中进行S型流动；

进一步，所述O1池和O2池底部设置曝气盘，O1池和O2池外设置鼓风机并通过管道连接曝气盘，用于实现O1池和O2池的供氧；

进一步，所述O2池设置膜组件，所述膜组件优选为浸没式膜组件，所述膜组件用于O2池出水净化，利用膜抽吸出水，提高出水水质的同时减轻后续化学除磷的SS干扰，减少消毒药剂投加量；并且将膜组件仅设置在最后一个O2池，可以节省占地空间；

进一步，所述两级AO-MBR系统采用分段进水的方式提高两级AO的缺氧段对硝酸盐的去除，降低曝气能耗，节约外加碳源，并提高TN去除效果。其中，所述UASB反应罐出水分别进入两级AO-MBR系统的A1池和A2池，A1池和A2池采用的进水分配比例优选为85％和15％。

进一步，所述O2池底部设置污泥泵，将O2池的泥水混合液(硝化液)回流到A1池和A2池，其回流比优选为200％和100％；

进一步，所述混凝-絮凝池，由混凝池连接絮凝池构成，混凝池、絮凝池分别设置加药泵进行药剂添加，其中混凝池添加药剂为聚合硫酸铁或复合铁铝聚合药剂，添加量均为万分之一至千分之一；絮凝池添加药剂为PAM；

进一步，所述PAC或PAM用于污水除磷，投加药剂的添加量优选为万分之一至千分之一；

进一步，所述消毒池安装有紫外消毒灯、次氯酸钠添加装置，消毒工艺采用次氯酸钠和紫外联合消毒，次氯酸钠用量及紫外灯照射时长可根据实际情况进行调整。

进一步，所述高浓度污水处理系统用于处理包括但不限于饲料残渣和食槽冲洗水、猪场粪污等高浓度污水。食槽冲洗水经沉淀池沉淀后与经格栅、固液分离等预处理后的猪粪水在高浓度污水调节池混合。

进一步，所述低浓度污水系统用于处理包括但不限于宿舍区员工生活污水、生产区员工淋浴水和走道冲洗水的低浓度污水。

本实用新型还提供了所述猪场污水处理系统应用于在喀斯特地貌上建设的猪场的污水处理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型调整了磁混凝池的加药种类，保留聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM的使用，以磁粉代替石灰的方式进行磁混凝沉淀。本实用新型通过加药种类的改变，减少化学污泥产量，并为后续污水消毒及污泥处理减轻负担，同时改善猪粪发酵制肥的质量；

2、为节约占地面积，向两级AO的O2池加入浸没式膜组件，采用膜抽吸出水。膜分离将有机物截留在反应池中，出水无悬浮物。膜截留使得生化段污泥浓度(MLSS可达8～12g/L)较常规工艺(MLSS 3～4g/L)大幅提升，并省去二沉池占地，具有工艺集成度高、出水水质好的优势。采用超滤膜过滤可以有效削减出水的悬浮物与病原微生物，且能够大幅降低后续混凝及消毒处理的药剂投加剂量，一举多得。

3、在二沉池(此处的膜池)之后、混凝-絮凝池之前，去掉化学氧化池，并通过投加万分之一至千分之一计量的聚合硫酸铁(或复合铁铝聚合药剂)进行化学除磷，同时进一步去除色度。由于去掉了化学氧化池，因此采用次氯酸钠+紫外联合消毒工艺，在消毒池配套安装紫外消毒灯，根据实际情况调整次氯酸钠用量及紫外灯照射时长。增加紫外的目的除消毒外，还包括进一步氧化降解有机物。本实用新型通过在次氯酸钠消毒池配套安装紫外消毒灯，实现次氯酸钠+紫外联合消毒，改善消毒效果的同时，省去化学氧化池的建设费用以及药剂投加的运行费用，有效规避了铁和过氧化氢的使用风险；

4、本实用新型猪场污水处理系统可实现喀斯特地貌等较为苛刻的客观环境条件下，猪粪水的分离、高效处理和短流程、低能耗达标排放。本实用新型方案可应用于云南、贵州、四川等具有喀斯特地貌的猪场的粪污资源化处理与利用领域。

5、本实用新型根据地势，由高至低构建两级氧化塘，本实用新型两级氧化塘的设定有效缓解了大面积土地的供应压力，同时以处理后的低浓度污水作为高浓度污水处理出水的稀释水，为排水达标提供额外保障。

6、本实用新型通过引入膜组件构建MBR，省去二沉池占地，并有效提高出水水质，减轻后续化学除磷的SS干扰，减少消毒药剂投加量。

7、经过试验验证，使用本实用新型猪场污水处理系统处理污水能够显著降低猪场废水中的COD、悬浮物、氨氮含量及总磷含量。

附图说明

图1为猪场污水处理系统处理污水工艺流程图。

图2为猪场低浓度污水处理工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

一种猪场污水的处理系统，其处理工艺流程图如图1所示，该处理系统可对污水进行分类分质处理，高效去除有机污染物、氨氮和磷，降低占地需求，提高出水水质安全排放保障，该系统适用于喀斯特地貌。

根据猪场废水浓度将污水分为高浓度污水和低浓度污水两类，并对其进行分区收集、分质处理以减轻构筑物有效容积和高浓度污水总处理量；

猪场高浓度污水主要包括猪粪污、饲料残渣及食槽冲洗水，其中饲料残渣和食槽冲洗水包含一些大颗粒物质，需要经过沉淀池将大颗粒物质进行沉淀，沉淀后将上层污水导入高浓度污水调节池。

猪粪污经格栅处理后进入集水池，去除针头、针管、手套、猪毛等杂物，保护后续机械不被磨损或堵塞而能维持正常运转，再经固液分离池得到猪粪水，该部分水与沉淀后的饲料残渣和食槽污水在高浓度污水调节池混合。

高浓度污水调节池混合污水进入磁混凝池进行磁混凝沉淀，磁混凝池包括磁粉反应池、混凝池和絮凝池并依次连接，每个池子的出水口都设置在上方，出口处设置翻水挡板使得污水进行流动；通过计量泵与混凝池和絮凝池的仪表连锁控制调节加药量，药液管路通到相应池子进水口的位置；通过磁粉投加装置投将磁粉加入磁粉反应池充分混合后，污水进入混凝池通过PAC计量泵投加PAC，然后进入絮凝池经PAM计量泵投加PAM，慢速搅拌；磁混凝池设置磁分离净化设备，磁分离净化设备包括泥水分离装置和超磁分离辊，泥水分离装置用于磁混凝后含磁泥渣与水的分离，泥渣再经超磁分离辊将泥与磁种分离，污泥进入污泥处理系统脱水干化，磁种进行回收再利用。

经过磁混凝沉淀的污水经初沉池沉淀和中转池进入UASB反应罐进行厌氧处理，UASB反应罐外接储气膜储存产生的沼气，沼气经过沼气净化系统净化后，对连接的锅炉系统供气，锅炉系统可烧热水供员工淋浴，还可为UASB反应罐保温。

经过UASB反应罐处理后的废水，进入两级AO-MBR系统。两级AO-MBR系统为基于短程生物脱氮的MBR，两级AO-MBR系统包括A1、O1、A2、O2四个池子并依次连接；A1、O1、A2、O2四个池子为平行并列设置，其中A1池和O1池的一侧侧联通，O1池另一侧和A2池一侧联通，A2池的另一侧和O2池联通，从而实现污水在A1池至O2池流动过程中进行S型流动；O1池和O2池底部设置曝气盘，O1池和O2池外设置鼓风机并通过管道连接曝气盘，用于实现O1池和O2池的供氧；O2池设置膜组件，所述膜组件为浸没式膜组件，浸没式膜组件用于O2池出水净化，利用膜抽吸出水，提高出水水质的同时减轻后续化学除磷的SS干扰，减少消毒药剂投加量；并且将膜组件仅设置在最后一个O2池，可以节省占地空间；

两级AO-MBR系统采用分段进水的方式提高两级AO的缺氧段对硝酸盐的去除，降低曝气能耗，节约外加碳源，并提高TN去除效果。UASB反应罐出水分别进入两级AO-MBR系统的A1池和A2池，A1池和A2池采用的进水分配比例为85％和15％，分段进水不仅可以解决供氧问题，还可以应对水量波动，同时通过充分利用污水中的有机物进行反硝化而提高了整体脱氮效率；同时O2池底部设置污泥泵，将O2池的泥水混合液(硝化液)回流到A1池和A2池，其回流比分别为200％和100％。

经过两级AO-MBR系统处理过的废水进入混凝-絮凝池进一步处理，混凝-絮凝池由混凝池连接絮凝池构成，混凝池、絮凝池分别设置加药泵进行药剂添加，其中混凝池添加药剂为聚合硫酸铁或复合铁铝聚合药剂，絮凝池添加药剂为PAM；聚合硫酸铁或复合铁铝聚合药剂用于污水除磷，投加药剂的添加量为万分之一至千分之一。

经过混凝-絮凝池进一步处理的废水，通过终沉池进一步沉淀，然后排入消毒池，消毒池安装有紫外消毒灯、次氯酸钠添加装置，消毒工艺采用次氯酸钠和紫外联合消毒，次氯酸钠用量及紫外灯照射时长可根据实际情况进行调整。

猪场低浓度污水主要来自宿舍区产生的污水和生产区产生的污水，宿舍区产生的污水主要包括餐厨污水、员工洗漱和淋浴水以及粪便污水。生产区产生的污水主要为生产区员工淋浴水与走道冲洗水。宿舍区食堂排水口安装隔油池，经隔油池分离的餐厨污水与宿舍区产生的洗漱和淋浴水、员工粪便水及其他生活污水混合，进入宿舍区化粪池；化粪池排出的污水与生产区员工淋浴水、走道冲洗水混合，进入生产区调节池，生产区调节池出水通过管路引入一级氧化塘，如附图2所示。将一级氧化塘处理后的低浓度污水直接引入二级氧化塘，使其作为高浓度污水处理出水的稀释水，可以为排水达标增加额外保障。

实施例2

使用本实用新型的猪场污水的处理系统处理广西隆林喀斯特地貌的某猪场的废水，猪场所在地处于云贵高原的东南边缘，海拔较高，是一个无平原的山区县，具有典型的喀斯特地貌。猪场所在地以山区为主，海拔1300m。厂区内砂石稳固性差，土壤层薄，易发生水土流失，且周边水浇地少，可用于农田灌溉的土地较少。

表1广西喀斯特地貌猪场污水水质

该猪场存栏19,000头(其中包括妊娠母猪8,000头、分娩母猪2,000头、仔猪3,000头、育成猪3,000头、后备猪3,000头)，主要饲养方式为楼房养猪。猪场清粪方式为水泡粪。粪污处理规模与类型：总污水量550m³/d，根据现场经验，预计其主要构成为生活污水(含食堂及生活杂水)20m³/d，猪场走道冲洗水及员工淋浴水80m³/d、猪场食槽冲洗水50m³/d，猪粪水400m³/d，该猪场产生的污水水质基本参数见表1。环保单元所用厌氧消化反应装置为UASB罐，膜组件为浸没式PVDF平板膜，具备在线水清洗和药洗功能。其他反应池及附属设备同实施例1。UASB罐体HRT为4.23d，其有效池容为1,692m³，按有效容积占总容积80％计算，则其总池容约为2,115m³，反应温度为中温(35±1℃)。为实现节能降碳，进行多点进水的设计，且在两级AO中构建短程生物脱氮反应。两级AO的池容和进水分配见表2。同时将膜组件置入第二级O池，构建膜生物反应器MBR，以改善污染物去除效果并提高出水水质。

表2两级AO的池容及进水分配表

经过本本实用新型的猪场污水的处理系统处理的猪场污水，COD和悬浮物均降低到100mg/L以下，氨氮含量降低到30～80mg/L，总磷含量降低到1～5mg/L，水质改善效果显著。该处理系统各个阶段污染物的去除效果见表3。

表3各典型处理阶段的污染物去除效果

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种猪场污水处理系统，其特征在于，包括低浓度污水处理系统和高浓度污水处理系统，所述高浓度污水处理系统包括格栅池、集水池、固液分离池、高浓度污水调节池、磁混凝池、初沉池、中转池、UASB反应罐、两级AO-MBR系统、混凝-絮凝池、终沉池、消毒池、二级氧化塘，通过管道依次连接；

所述高浓度污水处理系统还包括沉淀池，所述沉淀池通过管道与高浓度污水调节池连接；

所述低浓度污水处理系统包括化粪池、低浓度污水调节池、一级氧化塘，其中化粪池通过管道连接低浓度污水调节池，低浓度污水调节池通过管道连接一级氧化塘，一级氧化塘通过管道与高浓度污水处理系统的二级氧化塘连接。

2.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，所述一级氧化塘出水的水平高度高于二级氧化塘进水高度。

3.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，所述磁混凝池包括磁粉反应池、混凝池和絮凝池并依次连接，所述磁混凝池设置磁粉投加装置，对磁粉反应池进行磁粉投加，混凝池和絮凝池分别设置加药装置，对混凝池进行PAC投加，对絮凝池进行PAM投加，所述磁粉为Fe3O4。

4.根据权利要求3所述的猪场污水处理系统，其特征在于，磁混凝池配备磁分离净化设备，磁分离净化设备包括泥水分离装置和超磁分离辊，泥水分离装置用于磁混凝后含磁泥渣与水的分离，泥渣再经超磁分离辊将泥与磁种分离，进行磁种回收再利用。

5.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，所述UASB反应罐外接储气膜，所述储气膜外接沼气净化系统，所述沼气净化系统与锅炉系统连接，锅炉系统通过水管与员工淋浴间和UASB反应罐连接。

6.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，两级AO-MBR系统包括A1、O1、A2、O2四个池子并依次连接，所述A1、O1、A2、O2四个池子为平行并列设置，其中A1池和O1池的一侧联通，O1池另一侧和A2池一侧联通，A2池的另一侧和O2池联通，从而实现污水在A1池至O2池流动过程中进行S型流动；所述O1池和O2池底部设置曝气盘，O1池和O2池外设置鼓风机并通过管道连接曝气盘，用于实现O1池和O2池的供氧；所述O2池设置膜组件。

7.根据权利要求6所述的猪场污水处理系统，其特征在于，两级AO-MBR系统的A1池和A2池分别设置进水口进水，A1池和A2池进水比例分别为85%和15%；所述O2池底部设置污泥泵，将O2池的泥水混合液回流到A1池和A2池，其回流比分别为200%和100%。

8.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，所述混凝-絮凝池，由混凝池连接絮凝池构成，混凝池、絮凝池分别设置加药泵进行药剂添加，其中混凝池添加药剂为聚合硫酸铁或复合铁铝聚合药剂，添加量均为万分之一至千分之一；絮凝池添加药剂为PAM。

9.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，所述消毒池安装有紫外消毒灯、次氯酸钠添加装置。

10.根据权利要求1所述的猪场污水处理系统，其特征在于，所述高浓度污水处理系统用于处理包括但不限于饲料残渣、食槽冲洗水或猪场粪污；所述低浓度污水系统用于处理包括但不限于宿舍区员工生活污水、生产区员工淋浴水或走道冲洗水。

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