規(guī)模化豬場廢水處理研究論文
摘要：采用“預處理-UASB-兩級A/O-MBR-高級氧化”組合工藝對規(guī)�；i場廢水進行處理，處理規(guī)模為150m3/d，總投資為220萬元，運行費用為4.7元/(m3d)。運行結(jié)果表明，該組合工藝處理后的出水CODCr、NH4+-N和TP指標能夠滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求及《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）要求。
關(guān)鍵詞：豬場廢水；UASB；兩級A/O；MBR；臭氧氧化
近年來，隨著養(yǎng)豬業(yè)規(guī)�；a(chǎn)及養(yǎng)殖水平的提高，生豬養(yǎng)殖得到快速發(fā)展，產(chǎn)生的生豬養(yǎng)殖糞便、污水污染也日益嚴重。同時生豬養(yǎng)殖廢水濃度高、產(chǎn)生量大，規(guī)�；B(yǎng)殖場周邊土地承載能力有限，可供消納的土地不足，直接灌溉等資源化利用日益造成土地污染。據(jù)測算，一個萬頭豬場日排污水量80-100ｔ，日排糞量約8ｔ[1]，畜禽養(yǎng)殖每天產(chǎn)生大量的糞污，成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。因此，建立運行穩(wěn)定、出水達標的養(yǎng)殖廢水處理工藝對于實現(xiàn)養(yǎng)殖場污染減排及確保流域水體水質(zhì)優(yōu)良具有十分重要的現(xiàn)實意義。
1工程概況
工程所在地為福州市某規(guī)�；B(yǎng)豬場，生豬存欄為6000頭，主要采取水沖糞生產(chǎn)工藝，日廢水排放量約為150m3，該豬場原有污水處理設(shè)施為固液分離和沼氣池，且原有的沼氣池設(shè)計不合理、管理維護情況較差，效率較低，出水濃度較高。因此急需新建污水處理設(shè)施，以滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求，同時參照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）要求進行工藝設(shè)計，對豬場養(yǎng)殖廢水進行深度處理實現(xiàn)達標排放。
1.1廢水水質(zhì)該規(guī)�；B(yǎng)豬場主要采用水沖糞的清糞工藝，設(shè)計進、出水水質(zhì)。
1.2工藝流程根據(jù)該規(guī)�；i場的實際情況，采用“預處理-UASB-兩級A/O-MBR-高級氧化”組合工藝進行處理。
該組合工藝流程主要可分為預處理系統(tǒng)、厭氧處理系統(tǒng)、兩級A/O生化處理系統(tǒng)和化學處理系統(tǒng)四部分。預處理系統(tǒng)：主要包括集水池、固液分離、調(diào)節(jié)池工藝，固液分離能夠有效將糞污廢水中的糞渣和廢水分離，糞渣外運進行發(fā)酵生產(chǎn)有機肥，廢水進入調(diào)節(jié)池均量后進入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)；厭氧處理系統(tǒng)：主要包括UASB池、厭氧沉淀池等。調(diào)節(jié)池出水經(jīng)提升泵提升至UASB池，通過厭氧反應，去除廢水中的大分子有機污染物，并將一些好氧不能降解的有機污染物轉(zhuǎn)化降解，出水進入?yún)捬醭恋沓�，污泥排至污泥池，廢水進入兩級A/O生化處理系統(tǒng)；兩級A/O生化處理系統(tǒng)：主要包括一級A/O池、二級A/O池及MBR池。厭氧沉淀池上清液自流至一級A/O池，去除部分有機物、氨氮和總磷，出水流入二級A/O池，利用微生物的硝化和反硝化反應進一步去除剩余的硝酸鹽，進而達到提高總氮去除率的目的[2]，出水流至MBR池，再次去除部分的有機物、氨氮、總磷和SS；化學處理系統(tǒng)：主要包括除磷反應沉淀池和氧化池。通過投加除磷劑，去除廢水中含磷物質(zhì)，降低出水總磷；通過臭氧接觸氧化，降低出水色度，保障出水穩(wěn)定達標。UASB池、厭氧沉淀池、一級O池、MBR池、二沉池排出的污泥脫水后外運。
2主要構(gòu)筑物及設(shè)備
2.1集水調(diào)節(jié)池
集水調(diào)節(jié)池數(shù)量1座，地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸6.5m×4.2m×4.0m，有效水深3.0m，有效容積82m3，水力停留時間8.2h，主要用于收集豬場糞污廢水，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)污水提升泵，流量18m3/h，揚程14m，功率1.5kW。
2.2固液分離平臺
固液分離平臺數(shù)量1座，地上式磚混結(jié)構(gòu)，固液分離機型號LK-60TS，功率2.78kW，材質(zhì)SUS316，規(guī)格為分離顆粒當量直徑=3um，每小時處理污水7~20t（現(xiàn)場糞的濃度水量有所變動），擠壓機最大處理量（固體）2.5m3/h。
2.3調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池數(shù)量1座，地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸4.2m×4.2m×4.0m，有效水深3.5m，有效容積62m3，水力停留時間6.2h，調(diào)節(jié)廢水的酸堿度，內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)污水提升泵，流量18m3/h，揚程14m，功率1.5kW，1臺潛水攪拌機。
2.4UASB池
UASB池數(shù)量1座，地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，8.4×10.8m，有效水深9m，厭氧反應容積500m3，水力停留時間4d，用于去除廢水中的大分子有機污染物，并將一些好氧不能降解的有機污染物轉(zhuǎn)化降解，內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)厭氧循環(huán)泵，流量75m3/h，揚程10m，功率3.7kW，布水系統(tǒng)、回流污泥均布系統(tǒng)、三相分離器、水封系統(tǒng)各1套。
2.5厭氧沉淀
池厭氧沉淀池數(shù)量1座，地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸9.6m×1.8m×4.5m，有效水深4m，有效容積69m3，水力停留時間6.9h，用于去除UASB反應池處理廢水中的'部分懸浮物質(zhì)及回流部分厭氧污泥，內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)污泥泵，流量10m3/h，揚程10m，功率0.75kW，1套中心進水筒。
2.6一級缺氧池
一級缺氧池數(shù)量1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸11.7m×5.1m×4.5m，有效水深4m，有效容積234m3，水力停留時間6d。
2.7一級好氧池
一級好氧池數(shù)量1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸11.7m×6.6m×4.5m，有效水深4m，有效容積308m3，水力停留時間6d，池底安裝膜片式微孔曝氣盤，空氣流量1.5~3m3/h，服務(wù)面積0.3~0.7m2，氧轉(zhuǎn)移效率18.4~27.7%。
2.8二級缺氧池
二級缺氧池數(shù)量1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸7.8m×4.5m×4.5m，有效水深4m，有效容積140m3，水力停留時間4d。
2.9二級好氧池
二級好氧池數(shù)量1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸7.8m×4.5m×4.5m，有效水深4m，有效容積140m3，水力停留時間4d，池底安裝膜片式微孔曝氣盤，空氣流量1.5~3m3/h，服務(wù)面積0.3~0.7m2，氧轉(zhuǎn)移效率18.4~27.7%。內(nèi)設(shè)2臺混合液回流泵，流量25m3/h，揚程9m，功率1.5kW。
2.10MBR池
MBR池數(shù)量1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸4.5m×4.2m×4.5m，有效水深4m，水力停留時間12h，采用中空纖維膜，過濾通量為80L/(m2h)，用于進一步去除有機污染物、NH3-N和SS等，內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)產(chǎn)水泵，流量15m3/h，揚程9m，功率0.75kW，1套反沖洗裝置。
2.11除磷反應
池除磷反應池1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸1.2m×0.9m×4.5m，有效水深4m，用于去除廢水中的磷，使出水水質(zhì)達標。3套一體化加藥裝置，流量60~200L/h，出水壓力0.3~2.5MPa。
2.12二沉池
二沉池數(shù)量1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸7.8m×1.8m×4.5m，有效水深4m，用于進一步沉淀除磷反應器出水中的懸浮物質(zhì)，內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)污泥泵，流量24m3/h，揚程11m，功率1.5kW。
2.13氧化池
氧化池數(shù)量2座，半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸1.8m×0.9m×4.0m，用于進一步去除出水色度，去除部分有機物，保證出水水質(zhì)，1套臭氧發(fā)生裝置。
2.14污泥池
污泥池數(shù)量1座，地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸2.0m×2.0m×4.5m，有效水深4m，有效容積14m3，用于貯存厭氧沉淀池、一級O池、MBR池、二沉池內(nèi)產(chǎn)生的污泥，上清液回流至調(diào)節(jié)池。內(nèi)設(shè)2臺(1用1備)潛污泵，流量10m3/h，揚程10m，功率0.75kW。
2.15脫水系統(tǒng)疊螺污泥脫水機1臺，型號為301，DS處理量為30~60kg/h。2.16供氣系統(tǒng)好氧池由3臺(2用1備)羅茨風機供氣，風量：8.12m3/min，風壓：35kPa，轉(zhuǎn)速1500r/min，功率：11kW。
3調(diào)試運行效果及經(jīng)濟效益分析
3.1污泥培養(yǎng)馴化本項目采用自然富集培養(yǎng)的方式向反應器中接種微生物。將稀釋后的調(diào)節(jié)池廢水引入好氧池，開始悶曝，在這期間每天定時定量加入稀釋后的調(diào)節(jié)池廢水，讓污泥更快的生長，每天取污泥觀察其形狀，幾天之后產(chǎn)生了一些絮凝體，且呈渾濁狀，將污泥放到顯微鏡下鏡檢觀察能夠發(fā)現(xiàn)污泥中含有大量的菌膠團。繼續(xù)增大進水的水力負荷，且每天定時定量排出部分廢水，觀察污泥的沉降比及污泥中的微生物，隨著馴化的進行，污泥的沉降比會越來越高，且污泥中會出現(xiàn)原生動物，待每個階段COD去除率穩(wěn)定后，繼續(xù)增大進水的水力負荷至設(shè)計值，觀察污泥形狀及監(jiān)測出水COD值，污泥形狀較穩(wěn)定或出現(xiàn)小幅的浮動，COD去除率穩(wěn)定。
3.2系統(tǒng)運行效果分析本污水處理系統(tǒng)受季節(jié)影響，水量、水質(zhì)波動大，夏季水量約120~150m3/d，進水CODCr約4000~5000mg/L。冬季水量約60~80m3/d，進水CODCr約12000-14000mg/L。進水NH3-N約600-1000mg/L。進水TP約200-300mg/L。全年各工藝運行穩(wěn)定，出水CODCr≤150mg/L，總?cè)コ始s為96.25%-98.93%；NH3-N≤10mg/L，總?cè)コ始s為98.33%-99.00%；TP≤5mg/L，總?cè)コ始s為97.50%-98.33%。出水水質(zhì)穩(wěn)定，能夠滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求及《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）要求。
3.3經(jīng)濟效益分析本工程總投資約為220萬元，其中土建投資為95.54萬元，設(shè)備工程投資為124.46萬元。工程裝機總?cè)萘繛?0kW，采用PLC自動控制，運行管理較為便捷，噸水電費為3.36元；噸水藥劑費為1.34元/m3；噸水電費及藥劑費運行成本為4.7元。
4結(jié)論
采用“預處理-UASB-兩級A/O-MBR-高級氧化”組合工藝對豬場廢水進行處理效果良好，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，能夠達到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求及《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）要求，運行管理便捷，具備較好的技術(shù)經(jīng)濟可行性，可為類似工程提供借鑒。
參考文獻
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