设计案例 多工艺组合对奶牛养殖废水的处理实例

设计案例设计案例多工艺组合对奶牛养殖废水的处理实例多工艺组合对奶牛养殖废水的处理实例近年来，随着农业产业结构的推进，规模化、集约化畜禽养殖业迅速发展，由此所带来环境污染问题也日益严重。污染源普查动态更新调查数据表明，2010年，全国畜禽养殖业的化学需氧量和氨氮排放量分别达到1184万t和65万t，占全国排放总量的45%和25%，占农业源的95%和79%。同时，据国家环保总局在对全国23个省市调查发现，90%的规模化畜禽养殖场未进行环境评价，60%的养殖场缺乏必要的污染防治措施。畜禽养殖污染已经成为继生活污水和工业废水后更大的污染源。养殖废水主要包括尿液、残余粪便、圈舍冲洗水及饲料残渣等，其处理模式可分为:还田、自然处理以及工业化三种处理模式。其中工业化处理模式是目前最受关注的一种处理技术。现阶段国内外工业化治理畜禽养殖废水的工艺大致相同，各工艺组合方式较多，但市场上投入生产运行的治理设施鲜少有总氮、氨氮排放达标的。本文以广东省某奶牛养殖场为研究对象，介绍一种出水能稳定达标排放的“UASB—两级AO—化学除磷—稳定塘—人工湿地”氧化塘组合工艺，有效减少养殖废水对周边生态环境的污染。1工程概述工程概述广东省某奶牛养殖场存栏奶牛规模为3000头，严格实行清洁生产，采用干清粪工艺，即清污分离，将粪便与牛尿、冲洗水分开处理。粪便直接外运作为农用肥料，牛尿、冲洗水及挤奶洗乳废水和少量生活污水等统一收集后进入废水处理系统，系统进水水质如表1所示。该养殖场污水处理站设计处理规模为400m3/d，每天运行24h，约17m3/h。出水水质参照广东省《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）第二时段一级标准和《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB44/613—2009）两者中较严格的标准来执行。具体设计进、出水水质值如表1所示。2处理工处理工艺选择艺选择2.1水质分析养殖废水污染物浓度高，含有大量的病原微生物并有恶臭，属于难处理废水，分析该养殖场废水组成，其具有以下特征：水量水质变化较大，冲击负荷大；废水固液混杂，悬浮物多，有机物浓度高，可生化性强；废水氨氮浓度高，碳氮比易失调，气味重，属难处理废水；废水中粪大肠菌群数高，出水段需进行消毒处理；废水处理过程中产生的污泥、废气可综合利用。2.2处理工艺选择国内外对于畜禽养殖业废水所用的处理工艺大致相同，即固液分离+厌氧技术+好氧技术，其中固液分离技术一般包括：离心、过滤、气浮、絮凝、沉淀等工艺；常用的厌氧工艺主要有：上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧折流板反应器（ABR）、升流式污泥床反应器（USR）、厌氧生物滤池以及两段厌氧消化法等；而好氧处理工艺主要有：氧化沟、序批式活性污泥法（SBR）、生物转盘、生物接触氧化法、厌氧/好氧（AO）以及两级AO等。根据本工程的特点，兼顾耐冲击负荷强、处理效果好、运行稳定等要求，最终定为“沉降固液分离+UASB+两级AO+化学除磷+稳定塘+人工湿地”+氧化塘联合治理工艺。UASB反应器耐冲击性能强；无需混合搅拌设备，靠水流和发酵过程中产生沼气的上升运动，不仅使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，而且利于有机物的降解；采用改良后的气、固、液三相分离器，能强化颗粒污泥的回流。UASB进水中SS需要适当控制，以防止对处理效果的影响。由于养殖废水SS浓度较高，故在进入厌氧系统之前需采取一定的预处理措施，本工程采用机械粗格栅和专用的牛粪废水固液分离机去除悬浮固体和粪渣，本工程采用粗格栅和斜筛拦截废水中粗大的漂浮、悬浮固体和粪渣，而后采用沉淀法将重于水的悬浮物从水中分离出来，滤出的粪渣干化后可作为肥料回收利用。两级AO，即Bardenpho工艺（前置AO和后置AO），是一种硝化/反硝化工艺。前置缺氧池利用回流混合液中的硝酸盐氮和原污水中的有机质进行反硝化，出水进入前置好氧池后，有机质被氧化、含氮有机物氨化、氨氮发生硝化作用，同时前置反硝化产生N2在此好氧池经曝气吹脱释放。前置好氧池出水进入后置缺氧池进行内源反硝化脱氮，产生的N2在后置好氧池经曝气吹脱，同时内源代谢产生的氨氮在后置好氧池得到硝化。如此经过多次的碳氧化-硝化-反硝化过程，废水中的有机物和氨氮大部分被转化为无机物从水中去除，小部分则转化为细胞物质，通过定期排泥排出系统。由于废水中碳氮比较低，在运行过程中定期添加乙醇以补充碳源，保证工艺的脱氮该工艺脱氮率能高达90%~95%。经生化处理后的废水中磷和氨氮含量仍然较高，为了达到稳定出水标准，采用化学除磷强氧化和强氧化化学除磷来满足要求，化学除磷药剂采用石灰和絮凝剂PAM，出水通过强氧化剂漂白水将污废水中的NH4+氧化成N2，同时可能杀灭污水中的绝大多数病原微生物，防止有害微生物的污染。由于除磷后出水呈弱碱性，化学除磷药剂采用石灰和絮凝剂PAM，出水需加酸调节pH。由于该出水仍