【污水處理】組合式穩(wěn)定塘工藝處理養(yǎng)豬廢水
1 水質(zhì)、水量與排放標(biāo)準(zhǔn)
廣州某規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)的污水量為 500 m3／d，設(shè)計(jì)水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
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表1 設(shè)計(jì)水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)
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污染因子
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pH值
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ρ（CODcr）／
（mg·L-1） |
ρ（BOD5）／
（mg·L-1） |
ρ（SS）／
（mg·L-1） |
ρ（NH3－N）／
（mg·L-1） |
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進(jìn)水水質(zhì)
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7.0-9.0
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15000
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10000
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3000
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1500
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排放標(biāo)準(zhǔn)
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6.0-9.0
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400
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150
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200
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80
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| 注：畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18596－2001。 | |||||
2 工藝選型
養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理常用的工藝為厭氧-好氧-氧化塘，均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了各種工藝的篩選比較， 用投藥混凝、厭氧接觸工藝、厭氧過(guò)濾器、上流式厭氧污泥床、復(fù)合式厭氧污泥床和厭氧塘雖然有好的處理效果，但建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本高而無(wú)法承受，因而必須尋求新的既簡(jiǎn)易又穩(wěn)定可靠的方法。
因此，我們選擇新型厭氧一兼氧組合式穩(wěn)定塘處理工藝，充分利用規(guī)?；i場(chǎng)的地形地勢(shì)，妥善地解決了規(guī)?；i場(chǎng)污水污染負(fù)荷高和養(yǎng)豬行業(yè)的利潤(rùn)低的兩大難題。此工藝有效地把上流式厭氧污泥床移植到兼性塘來(lái)，它具有投資省、運(yùn)行費(fèi)低、操作管理方便、能源可回收（目前未回收）的特點(diǎn)。
因此，我們選擇新型厭氧一兼氧組合式穩(wěn)定塘處理工藝，充分利用規(guī)?；i場(chǎng)的地形地勢(shì)，妥善地解決了規(guī)?；i場(chǎng)污水污染負(fù)荷高和養(yǎng)豬行業(yè)的利潤(rùn)低的兩大難題。此工藝有效地把上流式厭氧污泥床移植到兼性塘來(lái)，它具有投資省、運(yùn)行費(fèi)低、操作管理方便、能源可回收（目前未回收）的特點(diǎn)。
3 工藝流程
養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理流程見(jiàn)圖1。
4 工藝流程說(shuō)明
?、俟桃悍蛛x
從豬舍出來(lái)的水經(jīng)集水井提升泵送到設(shè)于鼓風(fēng)機(jī)房頂部的水力分離篩網(wǎng)，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾，使糞渣分離。污水進(jìn)處理單元，回收糞渣外售。
②組合式穩(wěn)定塘
組合式穩(wěn)定塘共設(shè)2個(gè)自然塘（每個(gè)自然塘面積約2000m2），平時(shí)并列運(yùn)行，清塘?xí)r（幾年后清一次塘），一塘運(yùn)行，另一塘清泥。在塘的中央設(shè)置一個(gè)厭氧反應(yīng)區(qū)，深5.0 m。污水從配水井用管道重力引入至厭氧反應(yīng)區(qū)底部，并均勻在厭氧反應(yīng)區(qū)底布水，污水經(jīng)厭氧反應(yīng)區(qū)底部均勻向上流動(dòng)，從污水的流態(tài)來(lái)看，其結(jié)構(gòu)類似上流式厭氧污泥床（UASB），污水和甲烷氣都向上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)厭氧污泥床。所不同的是UASB上下流速相同，同時(shí)內(nèi)有三相分離器，而組合式穩(wěn)定塘上下流速不同，厭氧反應(yīng)區(qū)底部流速大（約0.21 m3／（m2·h）），厭氧反應(yīng)區(qū)上部流速小。最后，污水流向塘的四周進(jìn)行沉淀（類似UASB的三相分離器）。
組合式穩(wěn)定塘的工作原理是：從微生物類屬來(lái)看，塘分為3種微生物反應(yīng)區(qū)。即厭氧反應(yīng)區(qū)、兼氧反應(yīng)區(qū)、好氧和藻類生長(zhǎng)區(qū)。詳見(jiàn)圖2組合式穩(wěn)定塘斷面示意。
從豬舍出來(lái)的水經(jīng)集水井提升泵送到設(shè)于鼓風(fēng)機(jī)房頂部的水力分離篩網(wǎng)，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾，使糞渣分離。污水進(jìn)處理單元，回收糞渣外售。
②組合式穩(wěn)定塘
組合式穩(wěn)定塘共設(shè)2個(gè)自然塘（每個(gè)自然塘面積約2000m2），平時(shí)并列運(yùn)行，清塘?xí)r（幾年后清一次塘），一塘運(yùn)行，另一塘清泥。在塘的中央設(shè)置一個(gè)厭氧反應(yīng)區(qū)，深5.0 m。污水從配水井用管道重力引入至厭氧反應(yīng)區(qū)底部，并均勻在厭氧反應(yīng)區(qū)底布水，污水經(jīng)厭氧反應(yīng)區(qū)底部均勻向上流動(dòng)，從污水的流態(tài)來(lái)看，其結(jié)構(gòu)類似上流式厭氧污泥床（UASB），污水和甲烷氣都向上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)厭氧污泥床。所不同的是UASB上下流速相同，同時(shí)內(nèi)有三相分離器，而組合式穩(wěn)定塘上下流速不同，厭氧反應(yīng)區(qū)底部流速大（約0.21 m3／（m2·h）），厭氧反應(yīng)區(qū)上部流速小。最后，污水流向塘的四周進(jìn)行沉淀（類似UASB的三相分離器）。
組合式穩(wěn)定塘的工作原理是：從微生物類屬來(lái)看，塘分為3種微生物反應(yīng)區(qū)。即厭氧反應(yīng)區(qū)、兼氧反應(yīng)區(qū)、好氧和藻類生長(zhǎng)區(qū)。詳見(jiàn)圖2組合式穩(wěn)定塘斷面示意。
第一區(qū)為厭氧反應(yīng)區(qū)：污水首先進(jìn)人厭氧反應(yīng)區(qū)底部，并均勻分配在整個(gè)橫斷面上，污水流向?yàn)樯狭魇剑麄€(gè)坑的容積均為絮狀的厭氧微生物（污泥床）。污水上向流經(jīng)這些厭氧微生物污泥床時(shí)，污水中有機(jī)物被厭氧微生物進(jìn)行降解，轉(zhuǎn)化為CH4，CO2 和H2O。生成的CH4，CO2 和污水不斷上升，使整個(gè)污泥床得到充分的攪拌，同時(shí)污水和厭氧微生物充分接觸，提高了有機(jī)物的去除效率[2]。
第二區(qū)為兼氧反應(yīng)區(qū)：除塘面和塘底的積泥層外，其余均為兼氧反應(yīng)區(qū)，污水從坑頂部流出后，向四周流動(dòng)，流速突然降低，可沉的懸浮物固體便沉于塘低。污水經(jīng)厭氧分解后剩余的有機(jī)物繼續(xù)被兼氧微生物所利用，進(jìn)一步去除污水中有機(jī)物。
第三區(qū)是塘的表面層區(qū)：為好氧微生物和藻類生長(zhǎng)區(qū)。該區(qū)內(nèi)，空氣的復(fù)氧和藻類的光合作用提供氧氣，污水中的有機(jī)物進(jìn)一步被好氧微生物所利用，把它氧化為CO2 和H2O。另外，污水中的氨氮又為藻類提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生了良性循環(huán)。
新型厭氧-兼氧組合式穩(wěn)定塘技術(shù)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)：坑的CODcr容積負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為5.1kg／（m3·d）。污水在坑內(nèi)停留時(shí)間為2.6 d；在塘內(nèi)停留時(shí)間（含坑的停留時(shí)間）為12 d，本設(shè)計(jì)的坑負(fù)荷傳統(tǒng)13～19 倍（傳統(tǒng)式氧化培CODcr負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為 0.13－0.4 kg／（m3·d）[2]。
由于特殊的設(shè)計(jì)（坑頂設(shè)計(jì)圍墻包圍），避免了傳統(tǒng)的厭氧塘在刮風(fēng)時(shí)豎向混流而影響底部厭氧（因?yàn)楸韺雍醚鯀^(qū)水中含有很高的溶解氧會(huì)入侵到厭氧區(qū)，破壞厭氧環(huán)境），并有效地抑制和防止季節(jié)性翻塘，使厭氧總保持最佳狀態(tài)。另外，坑的設(shè)計(jì)成倒置截頭圓錐型，使坑內(nèi)從下至上流速漸漸由大變小。避免了厭氧污泥被水流和CH4 等帶出坑外，最大限度地保持了厭氧污泥濃度，從而在高的CODcr容積負(fù)荷（以 CODcr計(jì)）下（Fv=5.1 kg／（m3·d））還具有較高的CODcr去除效率。
從投產(chǎn)以來(lái)，處理系統(tǒng)運(yùn)行情況較為穩(wěn)定，新型厭氧-兼氧-組合式穩(wěn)定塘出水CODcr的質(zhì)量濃度一般在 3 000 mg／L左右，CODcr去除率一般為 70％左右，而傳統(tǒng)厭氧塘CODcr去除效率50％左右?！?nbsp;
?、酆醚醭?、高負(fù)荷氧化塘
好氧池、高負(fù)荷氧化塘組成二級(jí)好氧生化處理系統(tǒng)，前者采用了活性污泥法，使CODcr等進(jìn)一步降解，并為后續(xù)氧化塘處理提供條件；后者采用循環(huán)溝式氧化塘，污水在此硝化脫氮。在高負(fù)荷氧化塘中，在JET推流混合器的作用下，水在廊道中循環(huán)，由于具有一定的流速（10 ～15 cm／s），大氣復(fù)氧速率增加，同時(shí)藻類迅速生長(zhǎng)。藻類光合作用提供溶解氧供給好氧微生物進(jìn)行代謝活動(dòng)。高負(fù)荷氧化塘出水中的微型藻類很容易沉淀，約50％～80％的藻類可在水力停留時(shí)間為l～2d的沉淀塘中自然去除。沉淀的藻類呼吸速率很低，且可濃縮在塘底數(shù)月甚至數(shù)年而不明顯釋放營(yíng)養(yǎng)物。高負(fù)荷氧化塘中藻類的另一顯著作用是提高了塘中廢水的PH值，給滅菌和促使氨氣向空氣中擴(kuò)散提供了條件。在 pH 值為9.2 時(shí)在24 h內(nèi)可100％殺滅大腸桿菌和絕大部分病原體，在白天高負(fù)荷氧化塘中廢水的pH值達(dá)到9.5的并不鮮見(jiàn)。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效。
?、茉孱惓两堤?nbsp;
專門設(shè)計(jì)的藻類沉降塘利用自然重力分離作用使藻類從污水中分離出來(lái)，同時(shí)由藻類自身產(chǎn)生的生物絮凝過(guò)程促進(jìn)了自然沉淀，廢水在藻類沉降塘停留時(shí)間24 h 以上，沉淀的藻類處于休眠狀態(tài)，不會(huì)被立刻分解或腐爛。兩個(gè)藻類沉降塘同時(shí)使用，其中之一可3～4a 放空一次，以去除濃縮的含藻污泥。
?、萆鷳B(tài)塘
利用生態(tài)塘中放養(yǎng)的魚(yú)類和水生植物自然降解水中的污染物（N，P），以達(dá)到出水水質(zhì)要求。
5 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果
該工藝于2000年6月投入運(yùn)行，同年10月通過(guò)環(huán)保部門的驗(yàn)收。經(jīng)過(guò)2a多的運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定，各項(xiàng)指示均達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。出水水質(zhì)見(jiàn)表2。
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表2 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果
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時(shí)間
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進(jìn)水
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出水
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ρ（CODcr）
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ρ（BOD5）
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ρ（SS）
|
ρ（NH3－N）
|
ρ（CODcr）
|
ρ（BOD5）
|
ρ（SS）
|
ρ（NH3－N）
|
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2000-10-15
|
18405
|
12560
|
3627
|
1857
|
75.44
|
18.57
|
40.50
|
65.3
|
|
2001-02-17
|
13357
|
9884
|
2541
|
1663
|
60.07
|
20.81
|
29.45
|
70.24
|
|
2001-06-20
|
16080
|
11361
|
2889
|
1580
|
47.82
|
15.42
|
36.98
|
54.7
|
|
2001-10-16
|
14983
|
9587
|
825
|
1602
|
68.57
|
18.56
|
20.84
|
73.61
|
|
2002-02-10
|
9017
|
7318
|
15780
|
684
|
53.68
|
14.07
|
19.21
|
58.19
|
|
2002-06-15
|
15899
|
10840
|
30244
|
1283
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