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畜禽养殖废水危害及废水处理方法工艺介绍

来源:源自网络 日期:2019-05-31 10:30 点击:  字体:

  随着我国畜牧业的发展,产业竞争的日趋激烈,畜牧业的规模化、集约化发展已成为一必然趋势,规模化养猪场具有较高的畜禽饲养技术,统一的管理,降低了成本,提高了经济效益,但由于大量集中的粪便污水排放引起的环境污染问题也越来越严重,根据相关资料报道,我国大城市中畜禽养殖业的粪尿排污的人口当量超过3000-4000万。养殖业的粪尿排泄物及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌并产生恶臭,对环境质量造成极大影响,急需治理。而由于养猪场污水处理不同与工业污水处理,养猪场经济效益不高限制了污水处理投资金额不可能太大,这就需要投资少、处理效果好、能回收一部分资源,有一定的经济效益。而养猪场的污水处理通常并不是仅采用一种处理方法,而是需要根据地区的社会条件,自然条件不同,以及猪场的性质规模、生产工艺、污水数量和质量、净化程度和利用方向,采用几种处理方法和设备组合成一套污水处理工艺,以下收集了一些我国近年来在各地研究采用的养猪场污水处理工艺。
固液分离机

  畜禽养殖废水组合式稳定塘工艺

  广东某规模化养猪场日产污水量500m3/d,采用新型厌氧-兼氧组合式稳定塘工艺,该工艺主体的组合式稳定塘设计成倒置截头圆锥型,由下向上设置3个微生物反应区,即厌氧反应区、兼氧反应区、好氧和藻类生长区。污水由下向底部均匀向上流动,污水在塘内的停留时间为12d。整个厌氧-兼氧-组合稳定塘出水CODcr的质量浓度保持在3000mg/l,CODcr去除率一般为70%左右,而传统厌氧塘CODcr的去除率为50%左右,相比较起其处理效果得到显著提高,后续辅助好氧池采用活性污泥法,使CODcr等进一步降解,再利用高负荷氧化塘进行污水的硝化脱氮,通过藻类沉降塘及生物塘以达到出水水质要求。该工艺实际运行中CODcr平均去除率达99.43%,BOD5平均去除率达99.8%,SS平均去除率为97.7%,NH3-N平均去除率为93.45%。整个污水处理系统投资运行成本较低,运行期间只需一名运行管理人员,操作简单方便,其缺点是占地面积大,不适用于一些土地资源紧缺的地区。

  UASB+SBR工艺

  山东某生猪养殖场日处理污水300立方,采用上流式厌氧污泥床UASB反应器发酵工艺,产生沼气通过铺设管道供应给附近居民日常生活使用,使沼气得到充分利用,而所产生的沼渣通过好氧连续式生物堆肥发酵制成复合有机肥料投放市场,经济效益很好,沼液经过SBR池好氧处理后可进行农田灌溉,采用了钢筋混凝土结构使得总体投资成本提高,运行成本也较高,运行成本费用为29万元/年,即2.648元/cm3,但其沼气和沼渣利用也带来可观的经济效益,年获利可达72.5万元,综合效益十分显著。

  沼气池+生物循环处理工艺

  沼气池是设计应用的顶盖直管进料,无活动盖,侧面中层大出料口的水压式沼气池型,克服旧式的水压式沼气进出料难,占用有效建造容积等缺点,设计的沼气池占地面积小,结构简单,操做方便,提高了产气率,经过在几个养猪场试投入运行,效果显著,并以此为基础,建立生态牧场,在畜牧场内建立沼气有机废物循环利用系统,提高生物物质循环利用系数,使沼气、沼液、粪渣全部得到充分的利用,确保污水实现零排放,适用与中小型养猪场污水处理,目前在省内数十家养殖场广泛应用。

  混凝-脱氨-好氧生化处理工艺

  为了解决养猪场排放废水有机浓度高、氨氮浓度高、恶臭严重的问题,上海通过实验室模拟,通过实验室模拟试验,探讨了混凝-脱氨-好氧生化处理养猪场废水的工艺。养猪场废水经石灰乳混凝沉淀,可去除废水中的大部分胶体物质和悬浮物,同时可去除一部分难降解物质;经脱氨使废水中氨氮低于200mg/L,有利于后续生化的顺利进行。当生化池活性污泥浓度在3500~4500mg/L之间,CODCr容积负荷<3.0kg/(m3/d),NH3-N容积负荷<0.22kg/(m3?d)时,生化出水能够达到上海市提出的畜牧业排放标准。

  目前常用工艺固液分离+预处理设备+厌氧反应器+A2/O2好氧生化+MBR工艺。

  无论畜禽养殖场污水采用何种污水处理工艺,都需要先进行固液分离技术。这也是一道必不可少的工艺环节,其重要性及意义主要在于:首先,一般养殖场排放出来的污水中固体悬浮物含量很高,高可达160000mg/L,废水的有机物含量也很高,通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低;其次,通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节,防止设备的堵塞损坏等。此外,在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性,减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间,降低设施投资并提高COD的去除效率。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。目前,我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备,其设备类型主要有固液分离机、转鼓过滤机、溶气气浮机等。
畜禽养殖废水生化池

  厌氧处理

  由于养殖污水处理属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”污水。因此厌氧技术成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。对于养殖场这种高浓度的有机污水,采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物,COD去除率达85%~90%,而且能杀死传染病菌,有利于养殖场的防疫。如果直接采用好氧工艺处理固液分离后的养殖污水处理,虽然一次性投资可节省20%,但由于其消耗的动力大,电力流水消耗是厌氧处理的10倍之多,因此长期的运行费用将给养殖场带来沉重的经济负担。

  目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多,其中较为常用的有以下几种: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)等。近年来,厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中,到2002年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到2000余处,是世界上拥有沼气装置数量多的国家之一。虽然,在我国的沼气工程建设中也不乏失败的例子,工程建设成功率仅为85%,但这一技术不失为解决畜禽粪便污水的无害化和资源化问题的有效的技术方案。畜禽粪便和养殖场产生的污水是有价值的资源,经过厌氧消化处理既可以实现无害化,同时还可以回收沼气和有机肥料,因此建设沼气工程将是中小型养殖场粪便污水治理的佳选择。

  好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖污水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。

  天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化污水的方法,亦称自然生物处理法,主要有水体净化和土壤净化两种。前者主要有氧化塘(好氧塘、兼性塘、厌氧塘)和养殖塘等;后者主要有土地处理(慢速渗滤、快速法滤、地面漫流)和人工湿地等。自然生物处理法不仅基建费用低,动力消耗少,该法对难生化降解的有机物、氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理,部分可达到三级处理的效果。此外,在一定条件下,该法配合污水灌溉可实现污水资源化利用。该法的缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时,应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的污水处理方法。该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)及氧化沟法等。就处理效果来讲,接触氧化法和生物转盘的处理效果要好于活性污泥法,虽然生物滤池的处理效果也很好,但易于出现滤池堵塞现象。氧化沟、SBR和A/O工艺均属于改进的活性污泥法。氧化沟出水水质好、产生泥量少,也可对污水进行脱氮处理,但其处理的BOD负荷小、占地面积大、运行费用高。SBR法自动化控制程度高,能够对污水进行深度处理,但其缺点是BOD负荷较小,一次性投资也大。A/O体是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺,其投资虽然偏大,但经该法处理后的水易于达标排放。因此对于那些养殖规模大、污水产生量多且有较强经济能力的养殖场可选择A/O法,而对于中等规模的养殖场可选择接触氧化和生物转盘等好氧处理工艺。
畜禽养殖预处理设备

   MBR工艺的优点如下:

  运行管理方便:传统的好氧活性污泥处理工艺,在高污泥负荷的情况运行会出现污泥膨胀现象,使得泥不难于分离导致系统不能正常运行、出水不达标。而MBR工艺是用膜抽吸作用来进行泥水分离,污泥膨胀不会影响MBR系统的正常运行和出水水质,因此运行管理极为方便。

  占地面积小:传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在3000~5000mg/l,而MBR工艺的活性污泥浓度一般在8000~12000mg/l,且不需生化沉淀池,故大大减少了占地面积和土建投资,其土建占地约为传统工艺的1/3。

  处理水质稳定:中空丝膜能够截留几乎所有的微生物,尤其是针对难以沉淀的、增殖速度慢的微生物,因此系统内的生物相极大丰富,活性污泥驯化、增量的过程大大缩短,处理的深度和系统抗冲击的能力得以加强,处理水质稳定。

  具有很好的脱氮效果:MBR系统有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖,系统硝化效率得以提高。

  泥龄长:膜分离使污水中的大分子难降解成分,在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间,大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,可以实现基本无剩余污泥排放。

  动力消耗低:中空丝膜所需的吸引压力仅为-0.1~-0.4公斤/cm2左右,动力消耗低。

  膜生物反应器易于一体化,易于实现自动控制,操作管理方便;

  养殖废水采用MBR工艺可以保证出水悬浮物含量稳定。保证出水水质清澈,污染物指标稳定。

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