猪场废水厌氧发酵前固液分离对总固体及污染物的去除效果

第34卷第17期农业工程学报Vol.34No.172018年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep.2018235猪场废水厌氧发酵前固液分离对总固体及污染物的去除效果王明，孔威，晏水平※，艾平，张衍林（华中农业大学工学院，农业部长江中下游农业装备重点实验室，武汉430000）摘要：养殖废水中高浓度污染物质主要来自于固态粪污的溶解或微生物的分解作用，在废水产生后立即进行固液分离，可以有效将废水中还未溶解的固态物质分离出去，从而降低废水中污染物的含量和减轻后续生化处理的压力。该研究以猪场废水为研究对象，采用离心分离方式对废水进行固液分离，主要考察废水中总固体、化学需氧量（chemicaloxygendemand，COD）及氮磷化合物的去除效果。结果表明，离心分离可使废水中总固体去除50%~65%，COD去除效率在45%~55%，N、P元素的去除率在30%~50%之间。通过甲烷化潜力测试研究，发现离心分离可使废水中可厌氧生化物质去除50%以上，这可大幅节约生化处理池的建造体积和处理周期。以万头猪场日产100t废水量为例，生化前离心处理较直接生化处理可节约45%的废水处理成本。该研究可为大中型养殖场就如何节约废水处理工程投资和处理成本上提供新的设计思路与参考依据。关键词：粪污；离心作用；分离；厌氧发酵；生物降解性doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.031中图分类号：S210.3文献标志码：A文章编号：1002-6819(2018)-17-0235-06王明，孔威，晏水平，艾平，张衍林.猪场废水厌氧发酵前固液分离对总固体及污染物的去除效果[J].农业工程学报，2018，34(17)：235－240.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.031http://www.tcsae.orgWangMing,KongWei,YanShuiping,AiPing,ZhangYanlin.Effectofsolid-liquidseparationonremovaloftotalsolidandpollutantsfrompigmanurewastewaterbeforeanaerobicdigestion[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2018,34(17):235－240.(inChinesewithEnglishabstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.031http://www.tcsae.org0引言随着中国畜禽养殖业不断向集中型和规模化养殖方式的转变，由养殖过程排放的大量粪污所引发的环境污染问题也愈发严重。据《第一次全国污染源普查公报显示》[1]，中国养殖污染物总排放化学需氧量（COD）为1268万t，占整个农业源排放COD总量的95%以上，约是生活源污染物排放COD总量的1.1倍。因此，养殖业已经成为中国有机污染物的主要来源之一。养殖废水的处理一般是以城市生活污水厂工艺为基础进行开发的，即多以A/O或A/O/O等生化处理方式为主，通过厌氧与好氧或缺氧过程相结合的方式达到去除水中有机污染物及氮、磷等元素的目的[2-3]。无论采取哪种处理方式，其处理成本主要受污水中污染物浓度的影响，污水中污染物浓度越高，就需要越长的停留时间。因此，在进行生化处理前，尽可能多地去除水中的总固体含量，可以有效降低污水生化处理的时间和成本。最为常用的粪水固液分离设备为螺旋挤压式固液分离机，其具有构造简单、成本低和处理能力强等优点。在利用螺旋挤压式固液分离机对水冲粪或水泡粪工艺产的高浓收稿日期：2018-04-24修订日期：2018-06-25基金项目：中央高校基本科研业务专项资金资助（2662015QD034）作者简介：王明，博士，讲师，主要从事沼气工程技术研究。Email：mwang2016@163.com※通信作者：晏水平，教授，博士导师，主要从事农业废弃物处理及沼气工程技术方面的研究。Email：yanshp@mail.hzau.edu.cn度猪粪液进行固液分离时，可有效减少粪水中总固体含量[4-6]。然而，由于固液分离机的结构限制，对废水中的固体分离程度有限，尤其是对小于筛网孔径的微小易溶颗粒物质几乎不能起到分离作用，获得的分离液中干物质含量仍然较高，其生化处理周期仍然需要很长时间。研究表明，采用更高级的固液分离设备可进一步降低废水中固体物质含量，常用的分离设备有卧螺旋离心机、蝶螺式脱水机和压滤机等[7-8]