生豬養殖廢水處理技術
1工(gong)程(cheng)概(gai)況及工(gong)藝(yi)流程(cheng)
廣東梅州某省重點生豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)養(yang)殖(zhi)場(chang)地(di)處偏遠(yuan)山區,目前生豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)養(yang)殖(zhi)規模為(wei)1萬頭,養(yang)豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)場(chang)廢(fei)水(shui)(豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)糞(fen)水(shui)和豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)欄沖洗水(shui))集(ji)中(zhong)排(pai)放(fang),其排(pai)放(fang)水(shui)量(liang)為(wei)100m3/d。針(zhen)對養(yang)豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)場(chang)廢(fei)水(shui)有機物、氨氮濃(nong)度高(gao),水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)波動范圍大(da),水(shui)力沖擊負荷強(qiang)等(deng)水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)特點,并結合養(yang)豬(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)場(chang)周邊實際地(di)形和可用地(di)情(qing)況,確定(ding)采用EGSB(顆粒膨(peng)脹(zhang)污(wu)泥床)—A/O—MBR工(gong)藝處理(li),最(zui)終出水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)可達廣東省地(di)方標(biao)準(zhun)《禽(qin)畜養(yang)殖(zhi)業污(wu)染(ran)物排(pai)放(fang)標(biao)準(zhun)》(B44/613—2009)。廢(fei)水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)及排(pai)放(fang)標(biao)準(zhun)見表1。
本工程主(zhu)體(ti)上(shang)采用(yong)厭氧(yang)(yang)(yang)結合(he)好(hao)(hao)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)處理方(fang)式,見圖1,養豬(zhu)廢水(shui)集中(zhong)收集進(jin)(jin)入(ru)篩網池(chi)(chi)(chi)(chi)去除雜質(zhi)(zhi)及(ji)大顆粒廢渣(zha)后(hou)(hou)(hou)進(jin)(jin)入(ru)調節池(chi)(chi)(chi)(chi),利用(yong)燃燒沼氣將廢水(shui)加(jia)熱(re)至(zhi)35℃,為(wei)后(hou)(hou)(hou)續處理創造合(he)適的(de)(de)(de)進(jin)(jin)水(shui)條(tiao)件(jian);經預處理后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)廢水(shui)進(jin)(jin)入(ru)EGSB反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi),該反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)內部顆粒污泥(ni)(ni)床處于(yu)部分(fen)或(huo)全部膨脹化狀(zhuang)態,采用(yong)出水(shui)回(hui)(hui)流(liu)技術,反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)內液體(ti)具有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)上(shang)升流(liu)速,且出水(shui)回(hui)(hui)流(liu)可(ke)稀釋硫酸鹽及(ji)其他(ta)有(you)(you)毒(du)有(you)(you)害物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)濃度,廢水(shui)與(yu)微生(sheng)物之間可(ke)充分(fen)接觸,能(neng)承受較大的(de)(de)(de)有(you)(you)機負(fu)荷(he),有(you)(you)效避(bi)免反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)內死角(jiao)和短(duan)流(liu)的(de)(de)(de)產生(sheng),對(dui)于(yu)養豬(zhu)場廢水(shui)具有(you)(you)容積負(fu)荷(he)高(gao)(gao)、處理效率高(gao)(gao)等特(te)點(dian)。EGSB內廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)蛋白質(zhi)(zhi)等大分(fen)子有(you)(you)機物質(zhi)(zhi)在厭氧(yang)(yang)(yang)菌的(de)(de)(de)作用(yong)下首先分(fen)解成(cheng)(cheng)小(xiao)分(fen)子物質(zhi)(zhi),然(ran)后(hou)(hou)(hou)小(xiao)分(fen)子物質(zhi)(zhi)通過甲烷菌的(de)(de)(de)作用(yong)降解成(cheng)(cheng)CH4等物質(zhi)(zhi);EGSB出水(shui)依次進(jin)(jin)入(ru)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)池(chi)(chi)(chi)(chi)和好(hao)(hao)氧(yang)(yang)(yang)池(chi)(chi)(chi)(chi),進(jin)(jin)一步降解有(you)(you)機物。然(ran)后(hou)(hou)(hou)廢水(shui)進(jin)(jin)入(ru)MBR池(chi)(chi)(chi)(chi)進(jin)(jin)行深度處理。MBR池(chi)(chi)(chi)(chi)出水(shui)進(jin)(jin)入(ru)消毒(du)池(chi)(chi)(chi)(chi),部分(fen)污泥(ni)(ni)回(hui)(hui)流(liu)至(zhi)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)池(chi)(chi)(chi)(chi),經投加(jia)二氧(yang)(yang)(yang)化氯(lv)消毒(du)后(hou)(hou)(hou)重力流(liu)至(zhi)清水(shui)池(chi)(chi)(chi)(chi)排(pai)放。系統產生(sheng)的(de)(de)(de)剩(sheng)余(yu)污泥(ni)(ni)經濃縮(suo)、干化后(hou)(hou)(hou)外運(yun)堆肥(fei)。污泥(ni)(ni)濃縮(suo)池(chi)(chi)(chi)(chi)濾液及(ji)上(shang)清液回(hui)(hui)流(liu)至(zhi)調節池(chi)(chi)(chi)(chi)。
2主要處(chu)理構筑物(wu)及其設(she)備參(can)數
(1)篩網池(chi)。尺(chi)寸為長6m×寬3m×高(gao)0.7m,有效容(rong)積9m3,地下(xia)式磚砌結構,HRT2h。設置(zhi)100目不銹(xiu)鋼篩網1組。
(2)調節池。尺寸(cun)為長8.5m×寬5m×高3m,有效(xiao)容積106m3,地下式鋼(gang)筋(jin)混(hun)凝土(tu)結構,HRT24h。
(3)EGSB。尺寸為¢3m×H12m,總(zong)容(rong)積(ji)84m3,地(di)上鋼(gang)結(jie)構,HRT17h,COD容(rong)積(ji)負荷5kg/(m3·d)。EGSB主要(yao)包括(kuo)布水(shui)系(xi)統、三相分(fen)離(li)(li)器、循環系(xi)統、氣水(shui)分(fen)離(li)(li)系(xi)統以及泥水(shui)分(fen)離(li)(li)器。
(4)缺氧池。尺寸為(wei)長4m×寬1m×高4.5m,有(you)效容(rong)積16m3,地(di)上式鋼(gang)筋混凝土結構(gou),HRT3h。
(5)好氧池。尺(chi)寸為長5m×寬4m×高4.5m,有(you)效容積(ji)80m3,地上(shang)式鋼筋混凝土(tu)結構,HRT18h。設曝氣系統1套,¢150組合(he)填料(liao)60m3。
(6)MBR池(chi)。尺寸(cun)為(wei)長4m×寬(kuan)3m×高4m,地上式鋼筋(jin)混凝土結(jie)構,HRT7h。設平板(ban)式MBR膜處(chu)理裝置1套,處(chu)理量(liang)為(wei)4.2m3/h;出水抽吸泵2臺,污(wu)泥(ni)泵2臺,1用1備(bei),單泵Q=5m3/h,H=10m,N=0.75kW。
(7)消(xiao)毒池。尺寸為長2m×寬1.5m×高(gao)4m。半地(di)下式鋼筋混凝土結構,HRT2h。設二氧(yang)化(hua)氯發生器1臺,產(chan)氯量100g/h,N=1kW。
3工藝調試運行(xing)
整個工程調(diao)試的關(guan)鍵在于EGSB和MBR池的啟動(dong)(dong)運行(xing)效果(guo),因(yin)此這兩個反應器的啟動(dong)(dong)調(diao)試尤為關(guan)鍵。
3.1EGSB調試啟動(dong)
EGSB調試啟動過程可(ke)分為(wei)(wei)(wei)(wei)接(jie)(jie)種(zhong)污(wu)泥(ni)、污(wu)泥(ni)馴化(hua)、負荷(he)提(ti)高和滿負荷(he)運行4個階段。接(jie)(jie)種(zhong)污(wu)泥(ni)取自附近污(wu)水(shui)(shui)處理廠的消化(hua)污(wu)泥(ni)并添入(ru)少(shao)量顆粒(li)污(wu)泥(ni)(取自附近養(yang)豬場(chang)廢水(shui)(shui)處理站穩定運行3個月的EGSB反(fan)應(ying)(ying)器,約占污(wu)泥(ni)總(zong)量的1/6);污(wu)泥(ni)馴化(hua)期(qi)內采(cai)用間歇進(jin)(jin)水(shui)(shui),適(shi)當(dang)投加蔗糖及啤酒(jiu)等作為(wei)(wei)(wei)(wei)碳源,啟動負荷(he)為(wei)(wei)(wei)(wei)1kgCOD/(m3·d),控制進(jin)(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)溫、pH分別在35℃、6.5~7.5,回流比(bi)為(wei)(wei)(wei)(wei)1∶1;運行一段時(shi)(shi)間后(hou),此時(shi)(shi)反(fan)應(ying)(ying)器對于(yu)COD的去除率達到60%,逐步提(ti)高進(jin)(jin)水(shui)(shui)負荷(he),依次為(wei)(wei)(wei)(wei)2kgCOD/(m3·d)、3kg-COD/(m3·d)、4kgCOD/(m3·d)、5kgCOD/(m3·d)。運行期(qi)間定期(qi)監測出(chu)水(shui)(shui)COD、VFA等指標。最終反(fan)應(ying)(ying)器COD容積負荷(he)穩定在5kgCOD/(m3·d)左(zuo)右(you),進(jin)(jin)水(shui)(shui)COD在4500mg/L左(zuo)右(you),相(xiang)應(ying)(ying)去除率在80%左(zuo)右(you)。此時(shi)(shi)觀察可(ke)知,反(fan)應(ying)(ying)器內顆粒(li)污(wu)泥(ni)多(duo)為(wei)(wei)(wei)(wei)黑色,相(xiang)較(jiao)于(yu)啟動初(chu)期(qi)粒(li)徑和密(mi)度都有所增加,大部(bu)分直(zhi)徑為(wei)(wei)(wei)(wei)1.2~4.9mm。
3.2MBR調試啟動
MBR調試(shi)啟動可分為接(jie)種馴化、提高(gao)負(fu)荷和連(lian)續(xu)穩(wen)(wen)定運(yun)行(xing)(xing)3個階(jie)段。接(jie)種污泥為附近污水(shui)處理廠剩(sheng)余(yu)污泥(含水(shui)率約為80%),在MBR池(chi)(chi)內(nei)注滿2/3污水(shui),每(mei)天適(shi)當投加尿素、磷酸鹽(yan)等(deng)營養物質(zhi),控制(zhi)膜池(chi)(chi)水(shui)溫在25℃;采用(yong)膜通量遞增的方式進水(shui),逐步(bu)提高(gao)至設計(ji)負(fu)荷。提高(gao)負(fu)荷階(jie)段應定期觀察活性污泥生物相、上清液(ye)透明度(du)等(deng)情況,定期測(ce)定MLSS和進、出水(shui)COD濃度(du),并控制(zhi)DO在2~4mg/L。經10d調試(shi)運(yun)行(xing)(xing)后(hou),最終達到設計(ji)要求(qiu)并開始連(lian)續(xu)穩(wen)(wen)定運(yun)行(xing)(xing)。
4運行處理效(xiao)果
4.1EGSB對(dui)COD的去除效果
如圖2所示,進(jin)水COD在1091~4745.6mg/L變化,波動范圍大。廢水經EGSB反應器厭氧(yang)處理(li),4月13日COD從進(jin)水4745.6mg/L降(jiang)至出水1497.5mg/L,最高去除率達到68.44%,為后續好(hao)(hao)氧(yang)處理(li)創造了良好(hao)(hao)的(de)進(jin)水條件。該運行結果表(biao)明EGSB運行狀況(kuang)良好(hao)(hao),具有較(jiao)佳的(de)處理(li)效果。
4.2MBR對COD的去除效果
如(ru)圖3所示,進(jin)水(shui)(shui)COD在976.8~1295.5mg/L波動。MBR通過膜分離與生(sheng)物好氧處(chu)理(li)相(xiang)結(jie)合的方式(shi)處(chu)理(li)廢水(shui)(shui),4月9日COD從進(jin)水(shui)(shui)1220.5mg/L降至出水(shui)(shui)508.5mg/L,MBR最大去(qu)除(chu)率(lv)達(da)到58.34%,對COD的去(qu)除(chu)率(lv)較(jiao)高。
4.3系(xi)統運行效果
調試2個月后廢水處(chu)理(li)(li)系(xi)統進入(ru)穩定(ding)運行狀(zhuang)態,運行結果表明系(xi)統處(chu)理(li)(li)效果良好,最(zui)終(zhong)出水達到(dao)《禽畜養殖業污染物排放標(biao)準》(B44/613—2009),具(ju)體出水指標(biao)見表2。
5工程(cheng)經濟成(cheng)本(ben)分(fen)析
工(gong)程(cheng)總(zong)投資98.5萬元(yuan)(yuan),包括處理構筑(zhu)物土建費用(yong)及相關設(she)備費用(yong)。EGSB成(cheng)套設(she)備30萬元(yuan)(yuan),MBR處理設(she)備14萬元(yuan)(yuan)。電(dian)價按0.6元(yuan)(yuan)/(kW·h)計算,為(wei)(wei)1.52元(yuan)(yuan)/m3(見表(biao)3),人(ren)工(gong)費按0.7元(yuan)(yuan)/m3計算,清(qing)洗藥劑為(wei)(wei)0.05元(yuan)(yuan)/m3,其他費用(yong)為(wei)(wei)0.33元(yuan)(yuan)/m3,因此廢水處理運行總(zong)成(cheng)本合計為(wei)(wei)2.6元(yuan)(yuan)/m3。
6問題(ti)與總結(jie)
(1)EGSB運行(xing)參(can)數控制(zhi)。進水水溫、HRT和(he)液(ye)(ye)體上升(sheng)流(liu)速(su)是EGSB穩定運行(xing)的關鍵參(can)數。為保證后續(xu)工(gong)藝中硝化反(fan)硝化的順利進行(xing)并有效減小(xiao)碳源投加量,運行(xing)時將EGSB的COD去除率(lv)控制(zhi)在55%左右。此時進水水溫為35℃,液(ye)(ye)體上升(sheng)流(liu)速(su)為2.3m/h,HRT為17h。
(2)好氧(yang)池(chi)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)。系(xi)統運行時(shi)好氧(yang)池(chi)內出(chu)現大量粘性(xing)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo),覆(fu)蓋(gai)整(zheng)個池(chi)面,泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)厚度(du)達1~2m,起風(feng)時(shi)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)四溢。針對(dui)這(zhe)一現象,主要(yao)采(cai)取提(ti)高好氧(yang)池(chi)曝氣(qi)量增加至3.25m3/min,加大排泥(ni)量,由4.5t/d提(ti)高到5.5t/d,提(ti)高污(wu)泥(ni)負荷等措施(shi)并(bing)輔以混(hun)凝劑(ji)(ji)聚丙(bing)烯(xi)酰胺(PAM)、消泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)的投加,最(zui)終很好地(di)控制了泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)的產生。
(3)膜污(wu)染及其清(qing)洗(xi)(xi)。MBR運行一段時間(jian)后,膜表面和(he)膜孔(kong)內不可避免地被有機或(huo)者無機污(wu)染物堵塞,導致膜通量不斷下降,直至膜池不再出水(shui)。故該廢水(shui)處(chu)理工程(cheng)中每3個月對MBR膜進行清(qing)洗(xi)(xi),清(qing)除其表面積聚的污(wu)染層。清(qing)洗(xi)(xi)時,清(qing)洗(xi)(xi)劑(ji)采用質量分數為(wei)0.3%次氯酸(suan)鈉溶液。
7結語(yu)
(1)EGSB占地(di)面積(ji)小,運(yun)行費用低,對高濃度有機廢水處(chu)理效率高。本工藝(yi)以EGSB和MBR為核心處(chu)理單元,與其(qi)他同類型(xing)處(chu)理工藝(yi)相(xiang)比,在確(que)保處(chu)理效果(guo)的同時能(neng)充分利用周邊地(di)形。
(2)采用EGSB—A/O—MBR工藝處(chu)理養豬廢(fei)水(shui),系統穩(wen)定運(yun)行后各(ge)項出(chu)水(shui)指(zhi)標良好,最終出(chu)水(shui)水(shui)質(zhi)滿(man)足(zu)廣東省地方標準《禽畜養殖業污染物(wu)排放標準》(B44/613—2009),單位水(shui)量處(chu)理費(fei)為2.6元/m3。

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