淺析ABR處理養(yǎng)殖廢水

馬源　武榮芳　劉忠　古貴州

【摘 要】本文從ABR的工藝原理、性能、處理工藝、生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等幾方面闡述了ABR污水處理工藝在養(yǎng)殖廢水處理上的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】ABR；養(yǎng)殖廢水；廢水

畜禽養(yǎng)殖場廢水主要有尿液、殘余的糞便、飼料殘?jiān)蜎_洗水等組成，有的廠區(qū)還包括生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生活廢水。主要特征是：有機(jī)物濃度高、懸浮物多、色度深、氨氮和有機(jī)磷含量高，并含有大量的細(xì)菌。這些污染物如不進(jìn)行適當(dāng)處理， 一旦進(jìn)入天然水體、農(nóng)田就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。規(guī)?；B(yǎng)殖場每天排放的廢水量大、集中，并且廢水中含有大量污染物，如重金屬、殘留的獸藥和大量的病原體等，因此如不經(jīng)過處理就排放于環(huán)境或直接農(nóng)用，將會(huì)造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴(yán)重污染。

廢水沼氣化處理工藝能夠?qū)崿F(xiàn)養(yǎng)殖場糞污的綜合利用，減少對環(huán)境的污染，目前沼氣化處理工藝的種類較多，ABR折流式厭氧反應(yīng)器是其中的一種。

1 ABR的工藝原理

ABR即厭氧折流板反應(yīng)器（Anaerobic Baffled Reactor）的簡稱，由美國Stanford大學(xué)的RLMcCarty教授及Bachmaim等人于1982年在厭氧生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器（RBC）的基礎(chǔ)上改進(jìn)開發(fā)出來的一種新型高效厭氧污水生物處理技術(shù)。該反應(yīng)器集上流式厭氧污泥床（UASB）和分階段多相厭氧反應(yīng)器（SMPA）技術(shù)于一體，通過在反應(yīng)器中加裝豎向擋板，將反應(yīng)器分成幾個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)格室，使反應(yīng)器在整體上為推流式（PF），局部區(qū)域內(nèi)為完全混合式（CSTR）。通過廢水的上下折流及降解過程中的產(chǎn)氣作用，使得基質(zhì)與污泥的接觸機(jī)會(huì)及接觸時(shí)間增多，提高了反應(yīng)器的處理效率。同時(shí)由于折流板的阻擋和污泥自身的沉降性，污泥沿著反應(yīng)器水平方向的移動(dòng)速度很慢，加之各上下向格室的寬度不等，故大量的厭氧活性污泥被留在反應(yīng)器內(nèi)而不易流失。并且由于豎向擋板的隔離作用，使原來生存于同一反應(yīng)器中的兩大菌群分隔在不同反應(yīng)格室中，這大大提高了厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷和處理效率，并使其穩(wěn)定性和對不良因素的適應(yīng)性大為增強(qiáng)。

2 ABR反應(yīng)器具有以下性能特征

①投資少，工藝簡單，運(yùn)行費(fèi)用低：ABR法設(shè)計(jì)簡單，沒有活動(dòng)部件，同傳統(tǒng)的厭氧消化池相比，無需機(jī)械攪拌裝置，也不需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的三相分離器。②獨(dú)特的隔室結(jié)構(gòu)使反應(yīng)器內(nèi)物料經(jīng)多次折流作用，延長了反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)的路徑，提高了反應(yīng)物與微生物的混合接觸能力；③由于折流擋板的擋流作用使各隔室內(nèi)菌體得到有效阻擋，減少了反應(yīng)微生物的流失；④反應(yīng)物沿軸向運(yùn)動(dòng)過程中不斷降解，使反應(yīng)器內(nèi)沿流程方向的物質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變，促使各階段與反應(yīng)物相應(yīng)的優(yōu)勢微生物的生長，提高處理效率；⑤反應(yīng)器產(chǎn)物的依次后移和排出可以減少產(chǎn)物抑制效應(yīng)；⑥上下隔室截面變化可以改變反應(yīng)物的流態(tài)形式，達(dá)到自攪拌效果；⑦反應(yīng)器整體流態(tài)形式上接近推流式，保證了高效的處理效率；⑧良好的水利學(xué)特性可有效減少反應(yīng)死區(qū)，提高容積利用率；⑨水力停留時(shí)間短；可以間歇運(yùn)行；具有非常強(qiáng)的抗水力負(fù)荷沖擊能力；對進(jìn)水中所含有的有毒物質(zhì)具有較強(qiáng)的緩沖適應(yīng)能力；可以長時(shí)間運(yùn)行而不必?fù)?dān)心污泥會(huì)大量流失；對有機(jī)負(fù)荷沖擊具有非常強(qiáng)的承受能力。

3 ABR糞污水處理工藝

本工程污染治理詳細(xì)工藝描述如下：

格柵池：主要目的經(jīng)格柵截取顆粒雜質(zhì)，如塑料、玻璃、生活雜物等。

集水池：主要目的為減輕后續(xù)工藝負(fù)荷，減少投資；通過物理方法去除雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)減量化，均衡水質(zhì)、水量。

固液分離機(jī)：固液分離技術(shù)是養(yǎng)殖業(yè)廢水處理與處置必不可少的環(huán)節(jié)，用以減輕后續(xù)處理環(huán)節(jié)的負(fù)擔(dān)。固液分離技術(shù)一般包括篩濾、離心、過濾、沉降、沉淀、絮凝等工序?，F(xiàn)采用固液分離機(jī)對畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行預(yù)處理。禽畜糞便固液分離機(jī)通過無堵漿液泵將糞水抽送至主機(jī)，經(jīng)過擠壓螺旋絞龍將糞水推之主機(jī)前方，物料中的水分在邊壓帶濾的作用下擠出網(wǎng)篩，流出排水管，分離機(jī)連續(xù)不斷地將糞水推至主機(jī)前方，主機(jī)前方壓力不斷增大，當(dāng)大到一定程度時(shí)，就將卸料口頂開，擠出擠壓口，達(dá)到擠壓出料的目的，通過主機(jī)下方的配重塊，可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)工作效率和含水率。

水解調(diào)節(jié)池：完成污水的水解酸化，為厭氧菌的快速生長創(chuàng)造有利條件，能夠?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)物質(zhì)降解。

ABR反應(yīng)器：其不僅生物固體截留能力強(qiáng)，而且水力混合條件好。

根據(jù)《升流式厭氧污泥床反應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2013-2012），厭氧反應(yīng)器宜采用保溫措施，式反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持在適宜溫度內(nèi)，如不能滿足溫度要求，應(yīng)設(shè)置加熱裝置。加熱方式可采用池外加熱和池內(nèi)加熱，池外加熱有加熱池和循環(huán)加熱兩種方式，池內(nèi)加熱宜采用熱水循環(huán)加熱方式。保溫宜采用池（罐）外保溫措施。

ABR池體為全地下式，周圍土壤有一定的保溫作用，故不再設(shè)置池外保溫措施，建議利用沼氣作為ABR池體加熱的熱源。具體加熱方式為：沼氣經(jīng)脫硫凈化后，經(jīng)一臺(tái)沼氣綜合利用鍋爐燃燒產(chǎn)生熱水，作為ABR反應(yīng)池的熱源，通過熱水管將熱水通入池內(nèi)，采用熱水循環(huán)加熱方式給ABR反應(yīng)池提供熱源，保證ABR反應(yīng)罐的常溫消化正常進(jìn)行。評價(jià)預(yù)測冬季發(fā)酵溫度可維持在20℃以上，滿足工藝要求，沼氣處理設(shè)施可正常運(yùn)行。

4 ABR涉及5個(gè)生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程

（1）可降解顆粒有機(jī)物胞外水解為可發(fā)酵有機(jī)物；

（2）可發(fā)酵有機(jī)物被產(chǎn)酸菌消耗，并生成揮發(fā)性脂肪酸；

（3）揮發(fā)性脂肪酸被產(chǎn)甲燒菌消耗，并生成甲焼和二氧化碳；

（4）產(chǎn)酸菌的增殖與衰亡；

（5）產(chǎn)甲燒菌的增殖與衰亡，衰亡的微生物仍以顆粒有機(jī)物的形式保留在系統(tǒng)內(nèi)，并再次進(jìn)入循環(huán)。

經(jīng)過上述工藝的處理，出水達(dá)到中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）中的標(biāo)準(zhǔn)限值和地方要求限值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱冬亞，李適宇，張培堅(jiān)，等.規(guī)?；笄輼I(yè)污染對環(huán)境的影響及防治措施[J].家畜生態(tài)，2004，25（4）：193一19.

[2]郭靜斐.生物接觸氧化工藝處理高含鹽廢水實(shí)驗(yàn)研究[D].長安大學(xué)環(huán)境工程系，2008.

[責(zé)任編輯：張濤]