养猪场废水处理工艺的应用

GXF360 2018-01-01

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养猪场废水处理工艺的应用

于同艳，张文明

（安徽伊尔思环境科技有限公司，安徽合肥230002）

摘要：养猪场在养殖过程中产生的废水具有量大、浓度高等特点。本文对要求废水排放达到《农田灌溉水质标准》（GB5084－2005）中相关要求的养猪场废水处理工艺进行阐述，结果表明，经集粪池＋固液分离机＋厌氧＋生化＋沉淀＋脱色消毒＋氧化塘工艺处理后废水能够达到此标准，用于农田灌溉。

关键词：养猪场废水；处理工艺；农田灌溉

目前我国的养猪产业已成为农村居民重要收入来源和城镇居民菜篮子工程重要组成部分，得到了政府的大力支持。养猪业大力发展的同时，其产生的污染压力将增大。养猪场的废水主要包括猪尿、猪舍冲洗水。如果废水没有得到有效处理而排放，将会使地表水水质变差，甚至对饮用水产生影响，同时废水可能会对地下水产生影响，一旦地下水受到污染，治理过程将是漫长的。为了防治养猪场废水的污染，推进养殖场废水的综合利用和无害化处理，保护和改善水环境，保障公众身体健康，促进养猪业持续健康发展，必须对养猪场废水进行有效处理。

1 养猪场废水的概况

干清粪工艺适合所有养殖模式，各地方养殖场均提倡干清粪工艺。干清粪工艺中粪与尿完全分离，粪可以通过机械刮板直接刮出，尿液和冲洗水进入污水处理系统。干清粪工艺大大降低了污水中污染物的浓度，减轻了对后序污水处理的难度。

以下以淮北天安农业发展有限公司年存栏母猪6200头，年产仔猪97000头的养殖项目为例，阐述养猪场废水产排情况及废水处理工艺的可行性。

该项目采用干清粪工艺，年废水产生量6044t，污染物浓度：BOD5、COD、SS、氨氮、总磷浓度分别为 1108，5280，1600，522，87mg／L。

2 养猪场废水处理工艺

该项目将猪尿、粪污水等进行收集，采用集粪池＋固液分离机＋厌氧＋生化＋沉淀＋脱色消毒＋氧化塘工艺对其进行处理，处理达标后用于农田灌溉，处理过程产生的沼气综合利用。工艺流程见图1。

图1 污水处理工艺流程

2.1 各污水处理单元功能

该工艺首先在粪沟内进行粪尿分离，再通过粪沟内刮粪装置将干粪清出猪舍，清粪比例不低于90%，通过运输设备全部运至有机肥车间生产有机肥。

（1）集粪池。沉淀粪污水中较大颗粒砂粒，定期清理。前部设计水流档板，促进固形物快速沉降。

（2）固液分离。利用固液分离机可将废水中的大部分SS予以去除（包括猪毛、较大的饲料颗粒物以及较大的猪粪颗粒）。

（3）调节池。对固液分离机滤液进行缓冲、调节，保证后续厌氧池进水的连续和稳定。

（4）深度固液分离。将废水中SS进一步予以去除。

（5）厌氧池。通过厌氧微生物水解酸化、厌氧堆肥作用使废水中的有机物降解。

（6）生化池。A／O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO（溶解氧）不大于0.2mg／L，O段DO＝2～4mg／L。

（7）沉淀池。通过沉淀处理达到泥水分离，清水从沉淀池上溢流堰排出进入脱色消毒池，池中部分污泥回流至A／O池，剩余污泥运至有机肥车间生产有机肥。

（8）脱色消毒。脱色采取加入高分子脱色剂经絮凝沉淀后进行脱色，消毒采取臭氧消毒。

（9）氧化塘内种植莲藕等植物对水质进行进一步净化处理，同时氧化塘兼具蓄水功能，非农灌期废水处理后储存于塘内。

2.2 污水处理工艺原理

猪尿及猪舍冲洗废水经前端固液分离去除浮渣、较大悬浮物后，进入厌氧池进行厌氧处理，沼液出水进入A／O系统进行处理，再通过絮凝沉降、脱色消毒，出水自流到一级氧化塘、二级氧化塘进一步生物降解，可进一步消解水中有机物、吸收剩余的N／P等营养物质，出水用于周边农田灌溉，不外排。

（1）厌氧反应。本工程选择完全混合厌氧发酵工艺，即在常规沼气发酵罐内采用混合搅拌技术，其最终产物将是再生能源沼气和发酵剩余物。沼气可资源化利用；发酵剩余物用于堆肥。

完全混合搅拌使发酵物料和微生物处于完全混合状态，各部分微生物种类和数量及其生存环境基本相同，与常规厌氧反应器相比，其活性区域遍布整个反应器，效率比常规反应器有明显提高。

温度是影响微生物生命活动最重要的因素之一，对厌氧微生物及厌氧消化的影响尤为显著。在工程运行过程中，中温工艺最佳处理温度在35～40℃；如果温度波动幅度过大，则由于微生物活力下降，反应器负荷也将降低。本项目厌氧温度流动较小，对厌氧工艺不会有明显影响。

（2）A／O系统。缺氧池中生物脱氮包括硝化和反硝化两种过程。硝化过程是在硝化菌作用下，将氨氮转化为硝酸氮。硝化菌是化能自养菌，其生理活动不需要有机性营养物质，它从二氧化碳获取碳源，从无机物的氧化中获取能量。在反硝化菌作用下，将硝酸氮和亚硝酸氮还原为氮气。反硝化菌是异氧兼性厌氧菌，它只能在无分子态氧的情况下，利用硝酸和亚硝酸盐离子中的氧进行呼吸，使硝酸还原。缺氧池的主要作用就是进行反硝化作用。

在缺氧过程中，回流污泥中的反硝化菌利用污水中的有机物碳源，将回流混合液中的大量硝酸氮还原成氮气，以达到脱氮的目的。回流的循环混合液量较大，一般为1～2Q（Q为原污水流量）。

好氧池：混合液从缺氧反应器进入好氧反应区，这一反应单元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行。这三项反应都很重要，在好氧池内通过硝化和聚磷菌提取磷，去除氨氮、BOD及TP；同时好氧池尾端流量为1～2Q的混合液回流至缺氧池。该处理工艺在近年得到广泛应用，尤其是在中高浓度、水质变化较大的工业废水，如可生化性极差、COD极高的线路板剥模废液以及垃圾渗滤液等高难度领域中得到了广泛应用，并且取得了很好的处理效果。其主要功能是通过好氧生化过程，将污水中残留的有机物去除，进一步降解COD。

养殖业废水含大量粪大肠杆菌，在进入氧化塘前需进行消毒处理。

项目废水处理过程产生的沉渣、剩余污泥进入污泥池沉淀后运至有机肥车间生产有机肥。

3 废水处理效果

根据同类项目污水处理设施运行经验，本项目拟采用的废水处理工艺各处理工段对污染物的处理效果见表1。

表1 废水处理效果表

序号项目 CODcrBOD5 SS 氨氮总磷1 进水／（mg·L－1） 5280 1108 1600 522 87 2 集粪池出水／（mg·L－1） 5280 1108 1520 522 87去除率／% — — 5 — —3 固液分离机出水／（mg·L－1） 5280 1108 228 522 87去除率／% — — 85 — —4 厌氧池出水／（mg·L－1） 1721.3289.2 60.6 296.0 74.0去除率／% 68.4 73.9 73.4 43.3 15 5 A／O 池出水／（mg·L－1） 137.7 31.8 45.5 74.0 40.7去除率／% 92 89 25 75 45 6 沉淀池出水／（mg·L－1） 137.7 31.8 25.0 74.0 40.7去除率／% — — 45 — —7 一级氧化塘出水／（mg·L－1） 88.2 20.3 18.1 59.9 36.8去除率／% 20 20 15 10 5 9 GB5084－2005旱作标准要求／（mg·L－1） 200 100 100 — —10 GB5084－2005水作标准要求／（mg·L－1） 150 60 80 — —出水／（mg·L－1） 110.2 25.4 21.3 66.6 38.7去除率／% 20 20 15 10 5 8 二级氧化塘