高浓度畜禽养殖污水循环利用系统的工程实例_王子源

高浓度畜禽养殖污水循环利用系统的工程实例王子源1，刘振鸿2，杨韬2，付乾2，纪东3(1．东华大学，上海201621;2．上海环境卫生工程设计院，上海200232;3．上海齐耀动力技术有限公司，上海201203)摘要针对目前养殖废弃物处理成本高、出水效果差、处理模式单一的特点，借鉴国内外先进的污水处理理念和技术，建立了畜禽养殖废弃物循环利用系统。将沼气发电、畜禽粪便堆肥和污水处理结合起来，对重庆巴南区某生态奶牛场的3000头奶牛养殖粪污进行处理。通过该系统的建立，可达到养殖废弃物“零排放”;养殖废弃物处理成本可由6～7元/t降低至1～2元/t;CODCr、BOD、SS、NH3-N去除率可分别达到99%、99%、99%、94%。关键词养殖污水;沼气;厌氧;深度处理中图分类号S273．5文献标识码A文章编号0517－6611(2013)14－06297－03作者简介王子源(1989－)，男，黑龙江佳木斯人，硕士研究生，研究方向:养殖废弃物处理工程设计。收稿日期2013-04-08随着国人生活水平的提高和养殖业的逐步集约化、工业化，近20年来全国的畜禽养殖业得到了大幅度发展。在畜禽养殖的过程中，产生的畜禽养殖废弃物也大量增加，近年来未经处理的养殖污水排放而造成的环境污染问题已多见报道［1－2］。据估算，2000年我国畜禽养殖污染物排放量为19亿t，是工业固体废弃物的2．5倍［3］。畜禽养殖业废水含有很高的C、N、P，是目前造成江河水体富营养化的重要原因之一［4］。目前，国内养殖污水处理设施普遍存在处理效果不佳、出水水质不达标及处理成本高的问题。笔者采用二级厌氧+多级A/O+混凝沉淀+BAF曝气生物滤池工艺对重庆巴南区某生态奶牛场养殖污水进行处理，出水满足《农田灌溉水质标准》(GB5084－2005)和《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596－2001)，出水回用于奶牛场周边5hm2自有农田的灌溉，达到废水“零排放”，并通过二级厌氧产生沼气发电产生效益，平衡了养殖废弃物高昂的处理成本。1废水来源和水质该生态奶牛养殖场位于重庆市巴南区。该场存栏奶牛数3000头，年可产鲜奶1．5万t。该场采用干清粪的方式清理粪便，实现粪、水分离。养殖场污水排放情况为:小牛粪10t/d，湿牛粪85t/d，牛尿65t/d，挤奶厅污水200t/d，其他污水70t/d。由于各部分废水COD、SS、NH3-N等污染物含量差异较大，因此实行浓淡分流处理:湿牛粪经挤压式固液分离机固液分离后，干物质(30t/d，含固率70%)与小牛粪进入奶牛场原有好氧堆肥系统进行制肥，固液分离挤压水与牛尿混合后经CSTR-USR2级厌氧沼气发酵后与挤奶厅污水以及其他污水(生活污水、喷淋水等)混合后一同进入污水深度处理系统，出水满足《农田灌溉水质标准》(GB5084－2005)和《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596－2001)，用于牧场自有农田灌溉。污水水质如表1所示。2工艺流程2．1工艺流程工艺流程如图1所示。湿牛粪经挤压式固液分离机分离后，干物质用于制肥，粪浆与牛尿流入配浆池配浆，配浆后的污水(SS≤5．04%)自流入水解酸化池，在此处高浓度污水通过兼性菌作用，大分子有机物被转化为小分子，同时通过加热及控制系统，温度被控制在35℃左右的中温范围，该污水经切割机后被送料泵送至CSTR厌氧沼气发酵系统(包括进出料、增温、搅拌、压力平衡等)。在厌氧微生物的作用下，污水中的绝大部分有机物(80%左右)被转化为沼气。高浓度厌氧出水即沼液，首先经固液分离(农用季节部分沼液不分离直接流入沼液贮存池外运肥用)。干物质用于制肥，污水经进料泵打入USR厌氧罐进行二级厌氧发酵，进一步降解污水中的污染物质，并产生少量沼气用于发电。出水与挤奶厅污水一道进入调沉池，以调节水质水量。表1污水水质指标项目水量t/dCODCrmg/LBODmg/LSSmg/LNH3-Nmg/L粪水、牛尿混合水1204200015000504001250挤奶厅污水及其他污水270220011003000180挤奶厅及综合污水直接进入污水处理区调沉池，不连续产生的沼液与综合污水在调节池内进行流量和水质的充分调和，并进一步沉淀。出水进入气浮池去除养殖污水表面浮渣。出水进入多级A/O好氧生化处理系统，A/O生化池由前置A段(缺氧反硝化区)和O段(好氧区)组成，充分实现去除有机物和脱氮的功能，A/O后二沉池出水基本达到设计标准。为了去除色度并保证系统运行的安全性，二次沉池后设立混凝沉淀系统。混凝后出水进入BAF(曝气生物滤池)，进一步降解COD和NH3-N出水，随后流入氧化塘，氧化塘出水进行农田灌溉(应为冬季准备90d的田间蓄水池)。厌氧产生沼气经过除水、脱硫净化处理后进入双膜气柜缓冲贮存，沼气经加压后进入沼气发电机组发电或沼气锅炉