厭氧消化+接觸氧化在養(yǎng)豬場(chǎng)廢水治理中的應(yīng)用

張振賢

（河北勝爾邦環(huán)?？萍加邢薰?河北石家莊 050091）

在當(dāng)前政策的引導(dǎo)下，我國(guó)養(yǎng)豬場(chǎng)呈現(xiàn)大規(guī)?；透叨燃s化趨勢(shì)，而養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的大量糞污水如果未經(jīng)處理直接排放，將會(huì)嚴(yán)重污染周邊的地表水、地下水和空氣。養(yǎng)豬場(chǎng)廢水具有污染物濃度高、排放集中、沖擊負(fù)荷大等特點(diǎn)，處理難度較大[1-3]。河北某大型養(yǎng)豬場(chǎng)存欄10萬(wàn)頭豬，廢水來(lái)源主要包括沖舍廢水、豬尿和生活污水，廢水每天排放量為1500m3，采用“EGSB+接觸氧化”處理工藝取得了良好效果，最終出水達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-92）要求。

1 工藝設(shè)計(jì)

1.1 進(jìn)水水質(zhì)

養(yǎng)豬場(chǎng)采用干清糞的方式清理豬糞，所排放廢水主要由沖舍廢水、豬尿和生活污水組成，水中含有大量豬毛和少量豬糞等懸浮物，總水量共計(jì)1500m3/d。出水標(biāo)準(zhǔn)依照《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB5084-92中旱作類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。具體見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

1.2 工藝流程

針對(duì)上述水質(zhì)特點(diǎn)，生物處理單元采用“厭氧消化+接觸氧化”處理工藝。工藝流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程

2 主要設(shè)施設(shè)備

2.1 格柵固液分離機(jī)

格柵和固液分離為預(yù)處理階段，主要作用是保障生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。格柵采用機(jī)械格柵，主要是去除大部分的豬毛，防止后續(xù)處理單元發(fā)生堵塞。固液分離機(jī)的作用是將廢水中的豬糞等固態(tài)懸浮物分離，避免其對(duì)厭氧生物處理系統(tǒng)造成沖擊，同時(shí)去除部分COD。

2.2 調(diào)節(jié)池

設(shè)計(jì)處理廢水量為1500m3/d，由于豬場(chǎng)廢水排放時(shí)間比較集中，故設(shè)置調(diào)節(jié)池HRT為16h，有效容積1000m3，有效水深4.5m。調(diào)節(jié)池主要作用是調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量。調(diào)節(jié)池s內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，型號(hào)：QJB4/12-620/3-480S，葉輪直徑620mm，功率：4kW。

2.3 水解酸化

水解酸化采用地上罐體結(jié)構(gòu)。有效容積500m3，HRT:8h。設(shè)計(jì)進(jìn)水COD≤3500mg/L，COD去除率≥20%，出水COD≤2800mg/L。進(jìn)水采用旋流布水，罐外裝有循環(huán)水泵，利用水力攪拌使泥水充分混合接觸，循環(huán)管道上留有取樣口，用來(lái)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)的水質(zhì)情況。罐內(nèi)增溫采用蒸汽加熱，罐內(nèi)溫度控制在32℃～35℃，保溫采用聚氨酯發(fā)泡外包彩鋼板。水解酸化反應(yīng)即可去除廢水中部分COD，又可提高廢水的可生化性，為接下來(lái)的厭氧反應(yīng)創(chuàng)造良好條件。

2.4 厭氧消化

厭氧消化采用厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSB），有效容積1500m3，回流比：15，上升流速：4m/h，容積負(fù)荷：3kg/m3·d。設(shè)計(jì)進(jìn)水COD≤3000mg/L，COD去除率≥85%，出水COD≤450mg/L。

EGSB反應(yīng)器抗沖擊性好，自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，處理高濃度廢水具有污染物去除率高、節(jié)能、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，所產(chǎn)生的沼氣輸送至沼氣發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的電能供企業(yè)內(nèi)部使用。EGSB相比傳統(tǒng)的UASB有較高的回流比和上升流速，從而達(dá)到稀釋進(jìn)水中的抑制性物質(zhì)，提高反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷，同時(shí)有利于顆粒污泥的快速形成。

2.5 接觸氧化

接觸氧化池有效容積1500m3，分為兩格，有效水深4.5m，HRT為24h，設(shè)計(jì)進(jìn)水COD≤500mg/L，COD去除率≥70%，出水COD≤150mg/L。采用組合填料，填料層高度2.5m，曝氣采用微孔曝氣，氣水比為6∶1。

2.6 絮凝沉淀

為保證出水效果，好氧出水后增加絮凝沉淀池，進(jìn)水端加入絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）和助凝劑聚丙烯酰胺（PAM），作用是降低膠體間的斥力，使污染物形成較大絮體保證沉淀效果。

3 運(yùn)行結(jié)果與討論

3.1 運(yùn)行結(jié)果

廢水處理系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程共計(jì)90天，目前系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，出水優(yōu)于設(shè)計(jì)值。實(shí)測(cè)進(jìn)水COD平均值為4700mg/L，最終出水COD≤106mg/L。各單元運(yùn)行效果見(jiàn)表2。

表2 各單元運(yùn)行效果

3.2 調(diào)試過(guò)程總結(jié)

3.2.1 EGSB的啟動(dòng)

EGSB反應(yīng)器的接種污泥來(lái)自養(yǎng)豬場(chǎng)沼氣發(fā)酵罐內(nèi)的厭氧污泥，接種量為反應(yīng)器有效容積的1/5。調(diào)試分為兩個(gè)階段，第一階段為污泥馴化期，第二階段為提升負(fù)荷期。污泥馴化期間，進(jìn)水COD控制在2000mg/L以下，當(dāng)COD去除率≥60%時(shí)，開(kāi)始進(jìn)入提負(fù)荷階段。調(diào)試期間，每天測(cè)定罐內(nèi)廢水的COD、揮發(fā)酸、堿度、pH等指標(biāo)，每7天測(cè)定一次厭氧罐內(nèi)的污泥濃度，并且觀察污泥形態(tài)變化，逐步提高進(jìn)水的有機(jī)負(fù)荷。經(jīng)過(guò)90天的調(diào)試，反應(yīng)器達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，目前運(yùn)行穩(wěn)定，COD去除率達(dá)到83%，調(diào)試成功。

厭氧污泥的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，同時(shí)厭氧菌對(duì)于環(huán)境的變化反應(yīng)較為敏感，厭氧系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間也比較長(zhǎng)。進(jìn)水負(fù)荷不可提升過(guò)快，否則容易造成負(fù)荷沖擊、污泥流失，甚至?xí)霈F(xiàn)酸化現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)調(diào)試工作的失敗。調(diào)試期間必需每天檢測(cè)揮發(fā)酸、堿度等水質(zhì)數(shù)據(jù)，以便掌握厭氧反應(yīng)器內(nèi)的具體情況，做到心中有數(shù)，一旦出現(xiàn)異常要及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

3.2.2 接觸氧化

接觸氧化法相比傳統(tǒng)活性污泥法具有高負(fù)荷、耐沖擊、節(jié)能、無(wú)污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)。接觸氧化池接種污泥來(lái)自城市生活污水處理廠的二沉池污泥，接種量為池容的1/5。進(jìn)泥后首先要恢復(fù)污泥活性，前期進(jìn)水COD控制在300mg/L以下，并在好氧池中按COD:N:P=100:5:1投加營(yíng)養(yǎng)鹽，當(dāng)污泥沉降比≥20%，鏡檢發(fā)現(xiàn)大量菌膠團(tuán)時(shí)，停止投加營(yíng)養(yǎng)鹽，開(kāi)始提升進(jìn)水濃度。經(jīng)過(guò)60天的調(diào)試運(yùn)行后，鏡檢發(fā)現(xiàn)接觸氧化池內(nèi)存有大量的菌膠團(tuán)、鐘蟲(chóng)及輪蟲(chóng)，為較好的生物相系統(tǒng)，活性污泥沉降速度快，泥水分離效果好，上清液清澈透明，水質(zhì)良好，運(yùn)行穩(wěn)定，COD去除率達(dá)到65%。

4 結(jié)論

4.1 厭氧+接觸氧化法為主的處理工藝適用于大規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理，該工藝COD去除率高，成本低，出水效果好，出水COD≤150mg/L，達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-92）要求。

4.2 養(yǎng)豬場(chǎng)廢水含有豬毛、豬糞等固態(tài)懸浮物，在生化處理前，需在預(yù)處理階段設(shè)置機(jī)械格柵、固液分離裝置，避免因懸浮物濃度過(guò)高而造成對(duì)生化系統(tǒng)的沖擊。

4.3 EGSB厭氧反應(yīng)器由于采用了較高的回流比和上升流速，相比傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器，具有更高的污染物去除率、抗沖擊能力和容積負(fù)荷，因此更適用于養(yǎng)豬場(chǎng)廢水治理。

[1]賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998.

[2]潘碌亭,羅華飛.豬場(chǎng)養(yǎng)殖廢水處理新工藝[J].工業(yè)水處理,2008（02）.

[3]沈銀書(shū),吳敬學(xué).我國(guó)生豬規(guī)模養(yǎng)殖的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)因分析[J].中國(guó)畜牧雜志,2011（22）.