論UASB+A/O+Fenton組合工藝——以畜禽養(yǎng)殖廢水處理工程為例

孔娟

（江蘇省無(wú)錫市濱湖區(qū)環(huán)保局江蘇無(wú)錫214063）

論UASB+A/O+Fenton組合工藝——以畜禽養(yǎng)殖廢水處理工程為例

孔娟

（江蘇省無(wú)錫市濱湖區(qū)環(huán)保局江蘇無(wú)錫214063）

本文根據(jù)畜禽養(yǎng)殖廢水有機(jī)物含量高、致病菌多、伴有惡臭等特點(diǎn)，并根據(jù)當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖廢水處理工藝現(xiàn)狀分析，提出了采用UASB+A/O+Fenton綜合處理方法處理生豬養(yǎng)殖廢水，根據(jù)該工藝在畜禽廢水處理中的應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，出水水質(zhì)達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益較好，具有推廣價(jià)值。

畜禽養(yǎng)殖廢水；UASB；Fenton；A/O

根據(jù)我國(guó)第一次全國(guó)污染源普查資料公布的數(shù)據(jù)，我國(guó)目前主要的污染物排放量中，農(nóng)業(yè)源占到整個(gè)污染物的絕大多數(shù)，其中COD的排放量占到了污染物排放量的46%以上，為1300×104t，氮占50%以上，磷占60%以上，其中畜禽養(yǎng)殖的污染物排放成為農(nóng)業(yè)主要污染源之一。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)畜禽消費(fèi)需求呈現(xiàn)出逐年上升態(tài)勢(shì)。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化、集約化成為當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，據(jù)2014年國(guó)家統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，豬牛羊禽肉總產(chǎn)量為8373×104t，其中，1000頭母豬規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)達(dá)到13000余個(gè)，5000頭母豬規(guī)模場(chǎng)達(dá)到2000余個(gè)，其生產(chǎn)的生豬占全國(guó)45%，一頭豬180天排放糞為398kg，尿656.7kg,BOD5為25.98kg,CODcr26.61kg,TN4.51kg,一頭豬的BOD5排泄量大約為13個(gè)人的排泄量，不斷擴(kuò)大的畜禽養(yǎng)殖在帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給周邊的環(huán)境帶來(lái)影響，尤其是畜禽養(yǎng)殖的糞便對(duì)水體的污染更為嚴(yán)峻，對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生影響。

1　養(yǎng)殖業(yè)廢水特點(diǎn)

1.1有機(jī)物含量高

COD、SS、NH3-N含量高，例如，在養(yǎng)殖廢水中BOD5常常高達(dá)2000 mg/L～8000mg/L，COD高達(dá)5000 mg/L～20000mg/L。

1.2含有大量的致病菌

養(yǎng)殖廢水中含有大量的病原微生物、寄生蟲卵以及滋生的蚊蠅，處理不當(dāng)會(huì)造成人、畜傳染病的蔓延和擴(kuò)散。

1.3惡臭、污染嚴(yán)重

畜禽糞便惡臭，嚴(yán)重影響水體的觀感，大量的有機(jī)物進(jìn)入水體后，會(huì)消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致水體發(fā)臭，此外，糞便中的氮、磷會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化，影響了水體中的植物光合作用，造成水生生物大量死亡，進(jìn)一步加劇水體的污染程度。

2　養(yǎng)殖業(yè)廢水處理工藝分析

2.1固液分離

固液分離是養(yǎng)殖業(yè)廢水處理與處置必不可少的環(huán)節(jié)，通過固液分離后，可以減輕后續(xù)的處理環(huán)節(jié)負(fù)擔(dān)，防止設(shè)備堵塞損壞，固液分離常用到的技術(shù)手段主要有篩濾、離心、過濾、沉降、沉淀、絮凝等多道工序。

2.2厭氧處理技術(shù)

常用的有厭氧濾器（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、復(fù)合厭氧反應(yīng)器（UASB+AF）、兩段厭氧消化法和升流式污泥床反應(yīng)器（USR）等。厭氧處理技術(shù)具有占地少、造價(jià)小、能產(chǎn)生沼氣、不受傳氧條件的限制，能夠降解部分好氧微生物不能降解的有機(jī)物。

2.3好氧處理技術(shù)

好氧處理是指利用好氧微生物處理養(yǎng)殖廢水的一種工藝，好氧生物處理法通常又可以分為天然的好氧處理和人工好氧處理兩大類。其中，天然好氧處理法主要有氧化塘工藝、養(yǎng)殖塘、土地處理、人工濕地等等，天然好氧法動(dòng)力消耗少，可以降解有機(jī)物，不足之處是占地面積大，處理效果受到季節(jié)的影響較為明顯；人工好氧主要有活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、SBR、A/O工藝及氧化溝。其中，氧化溝處理畜禽養(yǎng)殖廢水具有出水水質(zhì)好，產(chǎn)生污泥量少，可進(jìn)行脫氮處理等優(yōu)勢(shì)，但不足之處便是BOD負(fù)荷小，占地面積大，后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用較高；SBR法自動(dòng)化控制程度高，能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行深度地處理，不足之處是負(fù)荷小，一次性投入大；A/O是一種兼有去除BOD和脫氮雙重作用的活性污泥處理工藝，投入偏大，但具有較好的處理效果，該法處理后的廢水容易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1　不同畜禽養(yǎng)殖廢水綜合處理比較

3　UASB+A/O+Fenton工藝在養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理中的應(yīng)用

隨著畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，畜禽養(yǎng)殖廢水處理工藝也朝著綜合處理工藝應(yīng)用方向發(fā)展，本文結(jié)合案例，提出了UASB+A/O+Fenton工藝在畜禽廢水處理的應(yīng)用及效果分析。

通過立法對(duì)人工智能的發(fā)展予以規(guī)范已成為共識(shí)，但立什么樣的法和怎樣立法卻存在爭(zhēng)議。從國(guó)家層面看，由于各國(guó)對(duì)待人工智能的態(tài)度不同，發(fā)展?fàn)顩r不一，在立法的目的上也存在不同，具體涉及立法的層次和監(jiān)管的目的。

3.1UASB+A/O+Fenton工藝分析

工程情況。某集約化養(yǎng)殖場(chǎng)，年出欄生豬30000頭，每天產(chǎn)生的廢水和糞便為150m3，廢水和水質(zhì)如下表（排放要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）》）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表2　某養(yǎng)豬場(chǎng)廢水指標(biāo)

3.2UASB+A/O+Fenton工藝流程

圖1　UASB+A/O+Fenton工藝流程

生豬場(chǎng)養(yǎng)殖廢水具有氨氮含量高、懸浮物濃度高、化學(xué)耗氧量高等特點(diǎn)。生豬養(yǎng)殖廢水中含量大量的糞渣、飼料殘?jiān)任镔|(zhì)，進(jìn)一步提高了廢水中污染物懸浮物的濃度，根據(jù)實(shí)際需要，選擇了固液分離技術(shù)。生豬養(yǎng)殖場(chǎng)的廢水中化學(xué)耗氧量高登特點(diǎn)，本案例采用了“厭氧+好氧”綜合處理工藝，其中，厭氧階段采用的是UASB工藝，以降低生豬養(yǎng)殖廢水中的化學(xué)耗氧量濃度，經(jīng)UASB工藝處理后的出水進(jìn)入A/O系統(tǒng)。（1）將生豬廢水收集進(jìn)入到污水處理廠區(qū)，經(jīng)過泵房的粗格柵攔截處理后，提升至細(xì)格柵，調(diào)節(jié)池末端設(shè)污水提升泵，將調(diào)節(jié)池的污水提升進(jìn)入到UASB+A/O池中，UASB+A/O池工藝是一種生物脫氮除磷工藝，其生物反應(yīng)池包括了UASB（厭氧池）、A（缺氧池）、O（好氧池）三個(gè)部分。（2）生化池處理出水排入到二沉池，進(jìn)行泥水分離，上清液自流進(jìn)入到Fenton氧化池進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物，出水消毒后排放。（3）污水處理廠的物化污泥使用的是板框壓縮機(jī)脫水，生化污泥利用帶式壓縮機(jī)脫水，濃縮脫水后的污泥外運(yùn)填埋處理，濾液回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行再處理。

3.3主要構(gòu)筑物參數(shù)

（1）調(diào)節(jié)池，根據(jù)生豬污水產(chǎn)生量，選擇有效容積在300 m3的調(diào)節(jié)池。（2）預(yù)酸化池也選擇為300 m3；（3）考慮到廢水的處理量，UASB反應(yīng)池為500 m3；（4）選擇A/O組合池為2000 m3一組；（5）Fenton反應(yīng)池350 m3以及清水池150 m3各一座。

3.4工藝特點(diǎn)及說明

該工藝的預(yù)處理是將污水的水質(zhì)和水量進(jìn)行均勻化，并除去其中的懸浮物，為下一環(huán)節(jié)的處理創(chuàng)造合適條件，固體物質(zhì)在預(yù)處理階段被清除后降低對(duì)設(shè)備的影響。預(yù)處理階段使用到的設(shè)備主要有調(diào)節(jié)池、固液分離機(jī)等。例如，調(diào)節(jié)池選擇容積量為300 m3，在預(yù)處理階段需要先用調(diào)節(jié)池接納細(xì)格柵來(lái)水，并對(duì)進(jìn)廠污水水質(zhì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少因不達(dá)標(biāo)排放或事故排放導(dǎo)致的水質(zhì)超標(biāo)和水量波動(dòng)，為下一環(huán)節(jié)的污水處理奠定基礎(chǔ)。

3.4.2UASB+A/O工藝系統(tǒng)

利用污水處理系統(tǒng)中的厭氧、缺氧以及好氧等功能區(qū)的不同功能，對(duì)污水中的生物進(jìn)行脫氮除磷，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的去除污水中的BOD5和COD。厭氧區(qū)的結(jié)構(gòu)形式為UASB，UASB結(jié)構(gòu)采用的是脈沖進(jìn)水方式，半地上式砼結(jié)構(gòu)。

3.4.3Fenton氧化池

接納二沉池出水，利用Fe2+與H2O2產(chǎn)生的羥基自由基氧化有機(jī)物，同時(shí)利用Fe（OH）3的絮凝沉淀作用實(shí)現(xiàn)處理有機(jī)物的效果，并對(duì)污水中的小分子有著更好的降解功能，實(shí)現(xiàn)較為徹底的去除小分子有機(jī)物的效果，污水中的懸浮物得到了較好地去除，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。在Fenton反應(yīng)系統(tǒng)中，通過降解去除污水中的CODCr、磷，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

3.4.4二沉池

對(duì)好氧池混合液進(jìn)行泥水分離，分離后的出水進(jìn)入到Fenton氧化池，污泥一部分回流至生物處理池，另一部分進(jìn)入儲(chǔ)泥池后脫水處理。

4　運(yùn)行效果

4.1處理效果

該工程完成經(jīng)調(diào)試后穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，數(shù)據(jù)見表。經(jīng)該系統(tǒng)處理后，廢水SS由2000降至20以下，BOD5由4500降低到20以下，CODcr由1500 mg/L降至100 mg/L以下，氨氮由1200 mg/L降至15 mg/L以下，整體生化處理效率均達(dá)到85%以上，出水pH保持在6～9。從整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，廢水中的CODCr去除主要依靠生化系統(tǒng)，其中厭氧去除率在85%左右，A/O去除率在92%左右；氨氮去除集中在A/O系統(tǒng)，去除率達(dá)到99%；總P部分依靠剩余污泥去除，其余通過物化去除，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2經(jīng)濟(jì)核算

根據(jù)對(duì)該污水處理廠的2個(gè)月的運(yùn)行情況來(lái)看，處理的廢水運(yùn)行費(fèi)用為4.2元/m3，其中電費(fèi)2.65元、藥劑費(fèi)用1.2元、人工費(fèi)0.35元。其中Fenton處理費(fèi)用約在1.3元。

5　結(jié)語(yǔ)

采用“UASB+A/O+Fenton”工藝處理生豬養(yǎng)殖廢水，能夠使廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)工程實(shí)踐證明此工藝成熟，治理效果穩(wěn)定。其中深度處理Fenton池是保證該工藝出水COD穩(wěn)定≤100mg/L的關(guān)鍵。

[1]梁進(jìn),李袁琴,楊平.畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)探討[J].四川環(huán)境, 2011,30（6）：139-143.

孔娟（1982—），漢族，江蘇無(wú)錫人，大學(xué)，中級(jí)職稱，主要從事環(huán)境保護(hù)研究工作。