浅谈养殖废水处理工程工艺的改进钟日佳

浅谈养殖废水处理工程工艺的改进钟日佳

钟日佳

广州市龙运博环保技术有限公司511300

摘要：本文主要介绍畜禽养殖废水常用处理工艺，以及分析了原废水处理及问题，并探讨工程改造方案。

关键词：养殖废水；处理工程；改造工艺

近年来，我国畜禽养殖业发展迅速，在保障城乡畜禽产品供应、促进农民增收、活跃农村经济方面发挥了重要作用。但随着畜禽养殖业不断发展，养殖废弃物产生量也大幅。污染源普查动态更新调查数据表明，2010年，全国畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到1184万吨、65万吨，占全国排放总量的比例分别为45%、25%，占农业源的95%、79%，畜禽养殖污染已经成为我国环境污染的重要因素源。

畜禽养殖废水主要含有尿液、残余粪便、饲料残渣、冲洗水等组成。畜禽养殖废水处理技术按处理模式可分为三种：还田模式、自然处理模式、工业处理模式。但随着社会经济的发展，用于消纳或处理粪便污水土地将越来越少，加之还田与自然处理模式均带来二次污染，工业化处理模式必将受到更广泛关注，并成为今后的研究重点。

一、畜禽养殖废水常用处理工艺

畜禽养殖废水含大量粪便等污染物质，对环境造成较大的影响，采取措施进行畜禽养殖废水势在必行。传统的畜禽养殖废水处理主要采用还田利用和自然处理模式，受土地等自然条件的限制较多。随着科学技术的不断发展，高效的养殖废水处理工艺已经成为研究的重点，高效的养殖废水处理工艺主要依赖于厌氧处理工艺，厌氧处理工艺包括厌氧滤池（AF）、厌氧挡板反应器（ABR）、完全混合式厌氧反应器（CSTR）等，具有处理高浓度养殖废水的特点。虽然厌氧处理工艺已经具有较多的优势，但在氮、磷等的去除方面还具有一定的局限性，对后续处理工艺造成一定的影响。好氧生物工艺虽然能够在一定程度上弥补厌氧工艺的缺点，在氮、磷等的去除中具有较大的优势，但好氧生物工艺具有成本高、耗能多等缺点，不利于大范围利用。基于好氧生物工艺和厌氧工艺各自的优缺点，厌氧-好氧组合工艺的应用不仅结合两者的优点，同时相互间弥补不足，具有耗能少、成本低、效率高、防止臭味的产生以及抗冲击负荷能力强等优点，是养殖废水处理领域的高效处理工艺。

二、原废水处理及问题

（一）原工艺流程

原废水处理工艺为沼气池+生物接触氧化池+氧化塘工艺，具体流程如图1所示。

图1工艺流程

本工艺为典型的养殖废水处理工艺，废水经厌氧接触法（沼气池）处理后去除大部分COD、SS，之后进入好氧生物接触池进行好氧生化处理，经两次沉淀后进入氧化塘进行自然处理，之后排放。厌氧接触法是厌氧活性污泥法的一种类型，具有适用范围广、工艺稳定、缓冲能力较强以及消化池能够保持较高的污泥浓度和有机物去除效果较好的特点；好氧接触法生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力，较为适合对厌氧出水进行处理；氧化塘工艺是藻菌共生体系，藻类在氧化塘中光合作用能够提高溶解氧浓度，强化好氧微生物的降解作用。因此从理论上而言本工艺是较为可行的方法。若按正常水质水量及工艺参数运行，基本可满足排放要求。

（二）原工艺存在问题

对工程出现的问题进行现场调研及水质监测分析之后，得出如下结论：

1）主要原因，是因为该养殖场的规模进行了扩大，废水水量从150m3/d增加至200m3/d，导致运行负荷太高所致。原厌氧接触池的COD负荷为1.7～2.0kg/（m3•d)，为15～25℃的温度条件下COD容积负荷的高值，当水量从150m3/d增大到200m3/d时，势必引起负荷增高从而导致系统的承受能力降低，厌氧系统出现较大问题。

2）根据进出水水质情况，沼气池出水、接触氧化池出水、氧化塘出水的水质均超标。从原沼气池的进出水口设计图及现场实际可以看出，该池进出水口的标高基本在同一高程，在初始运行时，未出现出水短流，但经过长期运行，污泥积累、设备维护不善等原因，厌氧污泥没有发挥效果，从而导致后续的构筑物超负荷而无法达标运行。

三、工程改造方案

（一）设计水量

本改造工程涉及原水污染物浓度高，属难处理废水，分析废水组成发现该废水主要有以下特征：

（1)废水中大量残余粪便、饲料残渣，废水悬浮物浓度高，气味重，需妥善解决粪渣的去除问题；

（2)废水主要由粪便和尿液组成，有机物浓度高，可生化性强；

（3)废水含氨氮浓度高，属难处理废水；

（4)废水中粪大肠菌群数高，出水段需进行消毒处理；

（5)废水处理过程中产生的污泥、废气可综合利用。

（二）工艺选择

对于畜禽养殖业废水国内外所用的治理工艺大致相同，即固液分离+厌氧消化+好氧处理。其中固液分离技术一般包括：筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序；较为常用的厌氧工艺主要有：厌氧滤器（AF)、上流式厌氧污泥床（UASB)、复合厌氧反应器（UASB+AF)、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（USR)、厌氧折流板反应器（ABR)等；而好氧处理方法主要有：活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法（SBR)、厌氧/好氧（A/O)、氧化沟等。

根据本工程特点，新工艺设计将在原处理设施中改造，改造后工艺定为：“沉降固液分离+厌氧反应器+O/A/O法+连续循环曝气系统工艺（CCAS）+接触消毒”的联合治理工艺。O/A/O生物处理工艺综合了厌（兼)氧、好氧和A－B法处理工艺的优点，克服了各自的缺点，使得三种工艺相得益彰，达到了环境目标和能源目标的统一。

首先，O/A/O生物处理工艺突破了传统的A－B工艺生物吸附—氧化概念，在形式上将仍属活性污泥法范畴的传统A－B工艺改为生物膜法，增加了MLVSS，提高处理效率，缩短水力停留时间，减少投资；在微生物降解机理上，将通常与吸附段伴存的污泥再生池省去，使得微生物再生在生物膜这一微生态系统内得以实现；在功能上，本工艺丰富了B段的内容，采用A/O克服了传统A－B法只适于处理高浓度易生物降解有机废水，对可生化性差的工业废水却无能为力的弱点；本工艺还保留了A－B法的优点，通过人为地制造浓度梯度，产生高效的有机物去除率。

其次，本工艺通过分格（兼氧分二格)分段的方法，使不同格段具有不同的优势微生物种群，其表现出来的优点为：处理有机物的种类更加多样化，对各有机物的去除更为彻底。

再次，对A/O工艺的改进。这里的“A”是指兼氧水解。传统的A/O法由于为了达到除磷脱氮的效果将A段前置，最后的好氧处理出水必须有几倍于处理水量的水回流至A段，导致建设费用较大。而本工艺在第一个O/A中已达到了去除磷、氮的效果，大大的减少了建设费用；传统的O/A法为了达到较好的出水，在O段必须有足够长的泥龄，同时在A段为了保持较高的MLVSS而必须添加营养，O/A/O工艺很好地解除了上述限制，解决了矛盾，因为有了“二氧化”的把关，第一个好氧池可以大大缩短泥龄，更重要的是水解（酸化)—好氧处理技术，较大地提高了B/C比，有效去除难降解有机物，缩短了常规反应时间。

四、技术经济分析

（一）经济效益

本工程中废水处理站总装机容量为190.80kW，运行功率为106.40kW，处理每吨废水耗电4.08kW•h，为0.1元/吨。本废水处理系统运行直接成本见表3。

由表可知，该运行成本仅为每吨废水2.09元，在国内典型畜禽养殖废水处理设施中处较低水平。

（二）社会效益

规模化畜禽养殖废水强化处理技术的集成与应用有助于社会可持续发展、保障人民身体健康、提高人民生活质量、改善生态环境，对子孙后代有益的事。采用规模化畜禽养殖废水强化处理集成技术的末端治理工程建成后，可大大减少污染物的排放量，改善受纳水体的水质，有利区域内农业、渔业的发展，改善居民生活条件，杜绝了污染纠纷发生，对提高当地自然环境形象，促进安定团结具有良好的社会效益。

总结

随着现代化程度的提高，现代农业集约化养殖场逐步取代传统的散养，以规模化和现代化管理进行养殖。但是养殖场会排放高浓度有机废水，养殖废水处理则成为企业运行管理的重中之重。

参考文献：

[1]养殖废水处理工程工艺的改进_逯延军

[2]组合工艺在畜禽养殖废水处理中的工程应用研究_曹绍宇

[3]O_A_O工艺处理规模化畜禽养殖废水工程改造案例分析_张之浩