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    我們知道隨著我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展跟國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，畜牧業(yè)的規(guī)模化、集約化發(fā)展已成為一必然趨勢(shì)，規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)具有較高的畜禽飼養(yǎng)技術(shù)，統(tǒng)一的管理，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，但由于大量集中的糞便污水排放引起的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，根據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，我國(guó)大城市中畜禽養(yǎng)殖業(yè)的糞尿排污的人口當(dāng)量超過3000-4000萬。養(yǎng)殖業(yè)的糞尿排泄物及廢水中含有大量有機(jī)物、氮、磷、懸浮物及致病菌并產(chǎn)生惡臭，對(duì)環(huán)境質(zhì)量造成極大影響，急需治理。而由于養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理不同與工業(yè)污水處理，養(yǎng)豬場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益不高限制了污水處理投資金額不可能太大，這就需要投資少、處理效果好、最好能回收一部分資源，有一定的經(jīng)濟(jì)效益。而養(yǎng)豬場(chǎng)的污水處理通常并不是僅采用一種處理方法，而是需要根據(jù)地區(qū)的社會(huì)條件，自然條件不同，以及豬場(chǎng)的性質(zhì)規(guī)模、生產(chǎn)工藝、污水?dāng)?shù)量和質(zhì)量、凈化程度和利用方向，采用幾種處理方法和設(shè)備組合成一套污水處理工藝。

    針對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理方法的問題，下面我們?cè)敿?xì)介紹幾種處理工藝：

       （一）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)模化養(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)見表1。 

    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)模化豬場(chǎng)的地形地勢(shì)，妥善地解決了規(guī)模化豬場(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，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)污水處理流程見圖1。

    4.工藝流程說明 

    ①固液分離

    從豬舍出來的水經(jīng)集水井提升泵送到設(shè)于鼓風(fēng)機(jī)房頂部的豬糞固液分離機(jī)內(nèi)，經(jīng)固液分離機(jī)擠壓分離過濾，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)荷大（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，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。　

    ③好氧池、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。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效。

    ④藻類沉降塘

    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，同時(shí)由藻類自身產(chǎn)生的生物絮凝過程促進(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。

    ⑤生態(tài)塘

    利用生態(tài)塘中放養(yǎng)的魚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。

   （二）UASB/SBR/化學(xué)混凝工藝處理養(yǎng)豬廢水

    1.概況

    湖南某養(yǎng)豬場(chǎng)的生豬養(yǎng)殖規(guī)模為1萬頭，廢水排放量為150m3/d，原有廢水處理系統(tǒng)只采用了沉淀處理，廢水中的絕大多數(shù)有機(jī)物和氨氮沒有去除。該養(yǎng)豬場(chǎng)擬對(duì)原廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行全面的技術(shù)改造，經(jīng)過中試最后確定在原有四級(jí)沉淀的基礎(chǔ)上，采用UASB/SBR/化學(xué)混凝處理工藝，處理后水質(zhì)要求達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596—2001)。廢水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

    2.廢水處理工藝流程

    養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)是排放集中、水力沖擊負(fù)荷強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)濃度高、水解酸化快、沉淀性能好。改造后的工藝流程見圖1

    原水首先進(jìn)入調(diào)沉池，其主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，另外可以去除大部分懸浮物和少量有機(jī)物。調(diào)沉池出水自流入集水井，再通過泵輸送到UASB反應(yīng)器，大部分有機(jī)物在此被降解，并產(chǎn)成沼氣。UASB反應(yīng)器出水進(jìn)入SBR進(jìn)行后續(xù)處理，部分有機(jī)物和大部分氨氮在此被降解去除。由于SBR反應(yīng)器出水TP超標(biāo)，以及SS的濃度還較高，影響出水水質(zhì)，因此最后通過化學(xué)混凝反應(yīng)池處理，以滿足達(dá)標(biāo)排放要求。

    3.主要構(gòu)筑物及設(shè)備

    ①　調(diào)沉池。利用原有池體，尺寸為30.0m×30.0m×2.5m，有效容積為1800m3，磚混結(jié)構(gòu)，由4個(gè)串聯(lián)的單元格組成，HRT為12d，對(duì)SS的去除率為75%左右。

    ②　集水井。磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.0m×2.0m×4.0m，有效容積為12m3，配2臺(tái)提升泵(Q=25m3/h，H=200kPa，1用1備)。

    ③　UASB反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器是由3個(gè)獨(dú)立單元組成的一個(gè)頂部敞開式鋼筋混凝土池，尺寸為17.2m×6.0m×8.0m，有效容積為608m3，采用大阻力布水系統(tǒng)，每個(gè)單元由4根布水管組成，布水管安裝在池底上方300mm處;三相分離器為兩層箱式結(jié)構(gòu)，安裝在距出水堰0.9m處，每個(gè)單元安裝2個(gè)。在每個(gè)三相分離器上有一個(gè)導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管與總氣管之間用軟管連接。UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為1.5kgCOD/(m3?d);HRT為4d，對(duì)COD去除率>80%。

    ④　SBR反應(yīng)器。SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有膜片式曝氣器(Φ215mm)，所需空氣采用2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)(1用1備)輸送，單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)流量為5.9m3/min。池中還配置有組合填料，將活性污泥法與生物膜法結(jié)合的獨(dú)特設(shè)計(jì)，既降低了剩余污泥的產(chǎn)量，也有利于污染物的去除。池尺寸為11.6m×6.0m×5.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);水力停留時(shí)間為40h，有效容積為250m3，SBR的排水采用2臺(tái)50m3/h的潷水器。

    ⑤　化學(xué)混凝沉淀池。該池的主要作用是去除SBR出水中的懸浮物和部分色度。池體寸.0m×6.0m×3.5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分2格，一格為化學(xué)反應(yīng)池，投加PAC和PAM藥劑，并裝有一臺(tái)攪拌機(jī);另一格為沉淀池，沉淀池配有圓筒式導(dǎo)流筒及排泥系統(tǒng)，采用穿孔水壓式排泥。

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