IOC_SBBR_人工湿地组合工艺在猪场废水处理中的应用_万金保

给水排水Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．７２０１１４７ＩＯＣ—ＳＢＢＲ—人工湿地组合工艺在猪场废水处理中的应用万金保１陈琳１吴永明１，２顾平１何华燕１（１南昌大学环境与化学工程学院，教育部鄱阳湖湖泊生态与生物资源利用实验室，南昌３３００３１；２江西省科学院能源研究所，南昌３３００２９）摘要采用内外循环厌氧反应器（ＩＯＣ）—序批式生物膜反应器（ＳＢＢＲ）—人工湿地组合工艺处理猪场废水，工程规模为１００ｍ３／ｄ，投资９８．８万元，运行费用约为１．１１元／ｍ３。通过向厌氧消化液添加３０％原水，ＳＢＢＲ脱氮除磷能力明显提高；同时利用人工湿地进行深度脱氮除磷。经过一年的调试运行，工艺对ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５、ＳＳ、ＮＨ３—Ｎ、ＴＰ的去除率分别达到了９６．５％、９３．２％、９６．２％、８９％、８６％，出水各项指标都达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（ＧＢ１８５９６—２００１）。关键词猪场废水内外循环厌氧反应器（ＩＯＣ）序批式生物膜反应器（ＳＢＢＲ）人工湿地脱氮除磷１工程概况江西省某养猪场生猪养殖规模为１万头，废水排放量为１００ｍ３／ｄ，废水经处理后水质要求达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（ＧＢ１８５９６—２００１）。２处理工艺猪场废水具有排放集中、冲击负荷强、有机质浓度高、水解酸化快、沉淀性能好等特点［１］。根据中试结果并结合猪场实际及周边地形情况，确定采用内外循环厌氧反应器（ＩＯＣ）—序批式生物膜反应器（ＳＢ－ＢＲ）—人工湿地组合工艺。猪场废水经过厌氧处理后，微生物消耗了大部分易降解的有机物，使废水的可生化性降低，好氧阶段去除ＣＯＤＣｒ效果不理想，同时由于废水Ｃ／Ｎ的降低、ｐＨ降低，导致后续生物脱氮过程效果不理想，此外，碳源不足也是导致后续除磷效果不佳的原因之一［２，３］。而通过添加碳源、加碱等方式改善好氧进水水质处理成本昂贵。本工程采用对ＳＢ－ＢＲ添加原水解决上述问题，工艺流程见图１，废水水质及排放标准见表１。图１废水处理工艺流程“十一五”国家科技支撑计划项目（２００７ＢＡＢ２３Ｃ０２）。表１废水水质及排放标准项目进水排放标准ＣＯＤＣｒ／ｍｇ／Ｌ５１２０～１０８２５４００ＢＯＤ５／ｍｇ／Ｌ３２１０～６５３５１５０ＳＳ／ｍｇ／Ｌ２０１２～３５３５２００ＮＨ３—Ｎ／ｍｇ／Ｌ３２５～１４５０８０ＴＰ／ｍｇ／Ｌ２１．５～６２．５８ｐＨ７．５～９６～９３主要构筑物及设备３．１水解酸化沉淀池１座，圆柱形砖混结构，尺寸７ｍ×４ｍ，有效容积１５０ｍ３，ＨＲＴ＝３６ｈ。汇集经拦渣处理后的废水，在调节废水水质、水量的同时，进行水解酸化作用，减轻后续处理的负荷。３．２ＩＯＣ反应器１座，钢结构，尺寸１．６ｍ×１４．５ｍ，有效容积２５ｍ３。ＩＯＣ反应器是在厌氧内循环反应器（ＩＣ）基础上，改进反应器结构，增加反应器外循环而成，由污泥床反应区、精细处理区、布水器、三相分离器、气体提升管、污泥回流管和气液分离器等组成。３．３ＳＢＢＲ池２座，钢筋混凝土结构，尺寸６ｍ×３ｍ×５ｍ，ＳＢＢＲ是在ＳＢＲ内装填不同的填料而开发出来的一种新型复合式生物膜反应器［４］。设计容积负荷为０．１ｋｇＢＯＤ５／（ｍ３·ｄ），内壁涂防渗材料，采用固定式填料，投配率为３０％，布置膜片式曝气器。DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2011.07.012４８给水排水Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．７２０１１３．４人工湿地对ＳＢＢＲ池出水进行深度脱氮除磷处理，人工湿地分为３格，总面积约１３３４ｍ２，为表面流人工湿地，分别种植芦苇、菖蒲、美人蕉等植物。４系统的调试与运行４．１ＩＯＣ反应器的启动ＩＯＣ反应器接种污泥取自南昌市某啤酒厂的ＵＡＳＢ厌氧污泥，接种量约为１５ｍ３。ＩＯＣ反应器启动初期，采用高频率、短时间的脉冲进水方式，通过调节进水流量，控制ＨＲＴ，逐渐增加容积负荷，启动期间水温在２０～２５℃，进水ｐＨ为７．５～８．２；经过４２ｄ驯化，ＣＯＤＣｒ去除率稳定在８５％左右。同时观察到，反应器新颗粒污泥开始形成，圆形或椭圆形，厌氧颗粒污泥逐渐增大，表面呈黑色且观察到大量细微气泡，说明产甲烷菌活性已被激活。４．２ＳＢＢＲ池的启动ＳＢＢＲ池接种污泥取自南昌市朝阳污水处理厂二沉池的活性污泥，采用接种驯化法，以稀释的猪场废水为基质，利用闷曝＋间歇曝气的方法培养驯化生物膜，ＳＢＢＲ池经过２４ｄ的运行，ＣＯＤＣｒ、ＮＨ３—Ｎ去除率稳定在８５％、９０％，挂膜启动成功。４．３组合工艺运行及优化在ＩＯＣ反应器、ＳＢＢＲ池成功启动后，以猪场废水原水作为ＩＯＣ反应器进水，将ＩＯＣ反应器出水作为ＳＢＢＲ池进水，２个工艺组合运行。ＩＯＣ反应器采用间隔连续进水方式，控制平均进水量为４．５ｍ３／ｈ，平均进水时间２２．２ｈ／ｄ；ＳＢＢＲ池一个运行周期为１２ｈ，调整缺氧停留时间以及缺氧、好氧的交替次数，每个周期时间安排为进水０．５ｈ、曝气２．