养猪污水治理工艺优化设计与实践.docVIP

养猪污水治理工艺优化设计与实践 　　一、养猪废水特点与治理难度 　　 　　由于历史原因，目前大部分养猪场建在河边、溪边、湖边、海边，无论是直冲式养猪场还是干清粪养猪场，污水均直排水体，造成水体严重污染。养猪场排放规律为间歇式，每天上、下午各一次，排放量大、冲击负荷大。从污水成份分析，固液混杂，属高有机、高氮、高磷污水，且碳氮比例失调，这些特点给养猪污水处理带来很大困难。从表1-1可清楚看出，干清粪养猪场污水主要污染物排放情况按GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》衡量，CODcr,NH3-N、TP处理率必须达到97.3％、95.3%、96.8%，目前无论物理、物化、化学、生化、生态等处理方法中，不可能用一种或二种处理方法来实现达标，这样就决定了养猪场污水处理必须采取多方法组织工艺。 　　 　　 　　二、养猪废水“环保型”处理方式及其工艺流程 　　 　　国家农业部2001年出台的畜禽养殖业能源环保站设计规范’(征求意见稿)中提出畜禽养殖业污水处理的两种方式，即“环保型”和”生态型”。规范中对“环保型”处理方式工艺要求如图2-1。 　　 　　从图2-l中可清楚地看到：“环保型”处理工艺主要包括固液分离、厌氧发酵沼气池、好氧曝气和生物处理等四个方面处理技术。其中厌氧发酵沼气池是关键工艺。 　　 　　三、“环保型”处理主要工艺选择 　　 　　“环保型”处理方法必须符合“技术合理、经济合算、安全可靠、管理方便”原则，达到“产气率高、处理率高、投资合理、运行费用低、稳定达标和管理方便”的目的，为此，必须对现有工艺进行科学的选择。 　　(一)厌氧发酵沼气工艺 　　目前，用于养猪污水厌氧沼气主要技术有升流式厌氧污泥床(UASB)、混合一推流厌氧消化器(USR)和折流式厌氧污泥床(ABR)三种。1998年开始，以福清市科明新能源环保开发部为主，福清市环境科学学会配合，联合攻关，开发出“斜流式隧道厌氧污泥滤床(IATS)和推流式厌氧滤器(PAFR)两种新工艺，经福清市、福州地区、永安市等30多个养猪场污水治理应用，取得满意效果，其特点主要有：产气率高，可达0.5-o.7m3/m3天，处理效率高，CODcr去除率一般可达95％以上(厌氧出口CODcr夏天在800mg/L以下，冬天出口CODcr在1200mg/L以下)，滤床活性细菌一旦中毒恢复周期在3-5天。厌氧进口只需简易固液分离；无需任何动力，实现无动力运行；污泥产生量少，一般2年清理一次，且清理极为方便。因此，IATS和PAFR工艺是养猪污水处理首选工艺。 　　(二)好氧曝气工艺 　　目前好氧工艺主要有SBR和两段好氧生化等工艺，从投资和运行费用分析，两段好氧生化工艺比较合适。 　　(三)固液分离工艺 　　目前养猪污水固液分离有两种措施：人工分离和机械分离，根据实践经验分析，固液分离只能保持适度范围，过量导致沼气产气量降低。采用机械分离必须在分离前进行搅拌．导致分离后的污水CODcr高于分离前的CODcr。鉴于以上分析和我们的实践，采用以下固液分离方法：直冲式污水在酸化池前设计一个酸化沉沙池，采用人工办法将粗粪打捞外运后进入酸化池，干清粪污水直接进入酸化池。污水经过酸化池后会产生一定量的浮渣，通过人工把浮渣清除外运。 　　(四)稳定塘 　　目前稳定塘有两种：好氧稳定塘和兼氧稳定塘，通常采用兼氧稳定塘，兼氧稳定塘又分为普通塘和生物塘两种，无论采用普通塘和生物塘均应设计为多级串联，一般3-4级为宜，一级生物塘用于养胡子鲶鱼，二级塘按无土栽塘方式引入空心菜或直接栽种茭白等，三级塘为稳定塘，四级塘为去磷塘。 　　 　　四、氨氮和总磷降解机理分析和处理工艺 　　 　　氨氮和总磷属无机化合物污染物，其中总磷经厌氧沼气池后，一般能去除60-70％，厌氧出口沼液中的总磷浓度在40～60mg/l,沼液中的总磷绝大部分是无机磷（在兼氧稳定塘中自然降解能力很差），但在兼氧生物塘中能被水生植物吸收相当部分，末级稳定塘出口总磷浓度在20mg/l左右。这部分总磷主要是靠化学法降解，其一是进入两段好氧生化装置，添加Al2(SO4)3,总磷可降解至8mg/l以下，其二如果不进行生化曝气装置，有效办法是加入去磷剂自制价廉，易制)，使总磷生成沉淀，并经简易过滤装置，达到降解，效果十分明显，经实践，总磷在3mg/l以下。 　　氨氮经厌氧沼气池可降解80％左右，厌氧出口沼液中氨氮浓度在300mg/l左右。氨氮降解途径有三个渠道。其一在稳定塘中，氨能自然挥发一部分；其二在生物稳定塘中，水生植物能吸收相当部分的氨氮；其三在稳定塘中，由于加去磷剂，PH调至8.5左右，氨氮几乎能自然挥发至尽。这个结论可以通过以下方程式和实验室试验进行解释和证实。 　　NH3+H20≠NH